商用车悬架系统振动电测试验规范.docx
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商用车悬架系统振动电测试验规范
商用车悬置系统电测试验规范
编制：
校对：
审核：
批准：
****汽车有限公司技术中心编制
20**年**月**日
前言
悬架是安装在车桥与车架之间的。
悬架在振动的传递路径中起减震作用。
路面对轮胎产生的激励通过车桥、冲击，通过车桥、悬架系统传递到车架、驾驶室，再通过驾驶室传递到座椅。
如果悬架设计不当，最终传递到座椅处的振动较大，从而影响司机和乘客的乘坐舒适性。
悬悬架系统的设计是减小整车振动和噪声的一项关键技术，汽车悬架系统隔振率分析不仅是产品开发中结构分析的一项主要内容,而且是控制汽车常规振动噪声的关键指标,应作为产品开发的强制性考核内容。
本标准由****技术中心提出。
本标准起草单位为****技术中心商用车先行技术部。
本标准主要起草人：
本标准由****技术中心归口并负责解释。
本标准为首次发布。
一、适用范围
1.本标准规定了我司商用车悬架系统振动电测的测量方法。
二、名词定义
2.1车辆定置
车辆定置是指车辆不行驶，发动机处于空载运转状态。
2.2汽车三维坐标系
座标原点在汽车重心，XOZ在汽车纵向对称面内，X轴指向汽车前进方向，Z轴指竖直向上方，Y轴指向驾驶员左方。
图1整车三维坐标系
2.3隔振量
在评价一个隔振器工作效果的时候，通常采用隔振量，隔振量是指输出端振动大小
与输入端振动大小
的比值。
如果隔振量越大，那么隔振器的隔振效果越好。
加速度的隔振量用分贝形式表达为：
TdB=20lg
2.4隔振率
为简明表示隔振器的隔振效果，本规范引用隔振率的概念。
隔振率是指1减去输出端振动加速度大小
与输入端振动加速度大小
的百分比值。
如果隔振率越大，那么隔振器的隔振效果越好。
隔振器的隔振率的数学表达式为：
G=1-
X100%
三、测量仪器
表1悬架系统振动电测试验设备清单
序号
设备名称
数量
序号
设备名称
数量
1
北京东方振动和噪声技术研究所52通道信号采集仪
1台
5
装有CoinvDASP软件的笔记本电脑
1台
2
三向加速度传感器
12个
6
网线
1根
3
磁座
12个
7
12V电源
1个
4
传感器线束
36根
8
车载逆变器（直流变交流220V）
1个
四、车辆状态
4.1落实样车，检查车辆是否满足正常工作状态。
4.2匀速行车状态测量时，试验条件和车辆状态参考QLQBC-118-2012《商用车平顺性随机输入行驶试验规范》。
4.4汽车在振动测试时必须是空载状或技术中心特定状态，车辆的空调器及其他辅助装置应关闭。
4.5要求试验场地周围无其他振源干扰。
五、测点布置
试验车辆符合测试要求以后，就需要布置测点。
三向加速度传感器分别安装在桥壳和车架上，以便测得方向（与汽车三维坐标系一致）桥体X、Y、Z三个方向的主动加速度（aax、aaY、aaZ）和车架X、Y、Z三个方向被动加速度（aPx、aPY、aPZ）。
如无三向加速度传感器可用3个单向传感器分别代替三向传感器X、Y、Z向，但要注意传感器布置方向要与汽车三维坐标系一致。
本规范规定汽车悬架系统电测数据的采集为悬架系统主被动支架三向加速度振动数据。
由于不同的车辆车桥的数量不一样，以驱动形式为6×4的车为例，需布置的三向传感器测点位置有：
左前桥桥体、左前桥车架、右前桥桥体、右前桥车架、左中桥桥体、左中桥车架、右中桥桥体、右中桥车架、左后桥桥体、左后桥车架、右后桥桥体、右后桥车架共12个三向测点，如图2所示。
图2悬架系统电测测点布置
六、试验步骤
6.1汽车悬架系统电测试验要求必须有两个试验人员互相配合，否则无法完成试验任务。
表2汽车悬架系统电测试试验记录表（样表）（参考）
汽车悬架系统隔振率测试试验记录表（样表）
试验日期
试验地点、人员
车辆型号
底盘号
发动型号
车桥布置状况
额定功率，Kw
额定转速，r/min
测点位置
测点方向
三向传感器号
采集仪通道号
测点位置
测点方向
三向传感器号
采集仪通道号
左前桥桥体
X
1#-X
1
左前桥车架
X
2#-X
4
Y
1#-Y
2
Y
2#-Y
5
Z
1#-Z
3
Z
2#-Z
6
右前桥桥体
X
3#-X
7
右前桥桥体
X
4#-X
10
Y
3#-Y
8
Y
4#-Y
11
Z
3#-Z
9
Z
4#-Z
12
左中桥桥体
X
5#-X
13
右中桥桥体
X
6#-X
16
Y
5#-Y
14
Y
6#-Y
17
Z
5#-Z
15
Z
6#-Z
18
右中桥桥体
X
7#-X
19
右中桥车架
X
8#-X
22
Y
7#-Y
20
Y
8#-Y
23
Z
7#-Z
21
Z
8#-Z
24
左后桥桥体
X
9#-X
25
左后桥车架
X
10#-X
28
Y
9#-Y
26
Y
10#-Y
29
Z
9#-Z
27
Z
10#-Z
30
右后桥桥体
X
11#-X
31
右后桥车架
X
12#-X
34
Y
11#-Y
32
Y
12#-Y
35
Z
11#-Z
33
Z
12#-Z
36
试验号与其对应的测试工况数据：
试验号
1
2
3
4
5
6
7
测试工况（km/h）
30
35
40
45
50
55
60
8
9
10
11
12
13
14
15
65
70
75
80
85
90
90
100
其他整改措施：
6.2按照规范要求布置传感器到相应的测点处，再把传感器线束连接到对应连接到信号采集仪的通道上，并填写好三者对应关系的详细记录，如表2所示。
同时，写明试验日期、试验地点和人员、车辆型号、底盘统号、发动机型号、额定功率和额定转速、理论最高车速和是否有其他换件整改措施等试验车辆相关具体数据。
6.3用网线连接信号采集仪和笔记本电脑，接通电源后开启采集仪。
打开电脑双击桌面远程操控软件图标，进入DASP数据采集和信号处理软件界面。
6.4设置软件振动采样参数。
6.4.1打开DASP后，进入CoinvDASPV10专业版DASP采集分析模块（如图4所示）。
图4CoinvDASPV10专业版
6.4.2进入采集分析模块后点击示波采样子模块（如图5所示）。
图5进入示波采样子模块
6.4.3设置采样参数
设置示波采样模块各个参数，在示波采样模块界面左侧操作面板显示[K]栏中可以设置波形、频谱、量值、自定义显示内容和页面内显示所有等参数；幅值栏设置成工程单位；波形图栏尺寸[D]由固定设置为自动等（如图6所示）。
图6设置示波采样模块各个参数
点击操作面板按钮设置[P]→基本参数中（图7所示），设置其试验名及数据路径，其中试验名为采样数据的名字如M5-dipangezhenlv-（试验名不能含有点号逗号等），数据路径为采样数据所存放的路径。
设置试验号（选择自动增加）和振动采样频率一般为512kHz，最后填写试验对象如M5和试验工况如Dongtai完成基本设置内容。
图7基本参数设置面板
操作面板按钮设置[P]→通道参数中（如图8所示），设置通道数目如36，起始通道为1，每个通道CH01～CH36统一设置加速度工程单位m/ss。
标定值及直流偏量按厂家提供的数据（目前我司加速度传感器的标定值参数详见附录B《传感器标定值表格》中）进行零点校准，再根据实际工况设置增益倍数，一般选择10倍。
选择量程，一般选择1000±mv。
最后在输入耦合栏设置为ICP，选择OFF关闭数字滤波等，如图8所示。
该面板有向下复制、测点描述和清除以及保存方案和调入方案等功能可供使用。
图8通道参数设置面板
操作面板按钮设置[P]→开始条件中，选择自由触发（随机采样）为采样开始方式，如图9所示。
图9开始条件设置
操作面板按钮设置[P]→结束条件中，选择按时间（120秒）为采样结束方式，如图定时启动和高级设置一般为软件默认状态即可。
点击确定返回采样分析界面，这时候采集仪重启更新设置值。
图10结束条件设置
6.4.4设备校准
点击示波采样模块界面操作面板左侧的工具箱里的零点校准，进行信号零点校准，测量前的调试设备必须要经过多次反复检查调试。
正常的电测信号为正余弦信号，如图11所示。
图11零点校准和设备调试使各通道信号全部正常
如若出现信号零点漂移或者灵敏度漂移、信号断断续续、没有信号、信号不全或者过载等异常情况（如图12），则应该立即检查设备如传感器、信号线和采集仪通道是否有损害或者他们之间接触不良等。
待重新调试好设备，显示信号正常后方可进行正式采集振动信号电测试验（一般处理措施为检查接头是否松脱、换线、换传感器和换采集仪通道及重新设置采集仪参数等）。
图12采集仪常见的信号异常状况图谱
在示波采样模块界面左侧操作面板显示[K]栏中，点击自定义显示内容[G]，出现如图13所示对话框。
显示栏设置为打勾，量值名称设置为振动，量值计算设置为总有效值，检测报警设置为OFF关闭。
图13自定义显示内容[G]设置对话框
6.4.5采集振动信号
第一步，司机驾驶被测车辆，从30km/h的时速开始测量，每隔5km/h作为一个测试工况采集振动信号直到车速到达100km/h（也可根据实际需要车速进行调整。
每一车速测量时间设定为120s。
试验时试验员务必稳住油门踏板保持车速稳定，另一位试验员待车速稳定后方可进行振动信号采集。
并记录每一车速工况及其相对应的试验号。
6.4.6试验结束后把采集仪内的数据拷贝出电脑，以供后续分析需要。
关闭采集仪，收回传感器以及线束并把全部电测设备妥善存放好。
七、数据导出
7.1振动数据采集完毕之后，就可以进行悬架系统隔振率电测试验数据导出和初步分析。
把加密狗插入USB接口后，打开DASP，进入CoinvDASPV10专业版DASP采集分析模块（如图4所示）。
7.2点击数据浏览选择振动信号数据所存放的文件夹，软件自动识别出试验名称列表，点击其中的试验号如1#试验则出现该测试工况的测点号、采样频率、标定值、采样时间长度、测点位置、试验工况和试验对象等试验参数。
选择波形预览设置全程和自动尺度参数则可预览该试验工况的波形图。
左击选择试验名称列表中的试验号数后再点击工具菜单的时域分析进入选择分析测点数据子面板（图14所示）。
点击测点全选后确定进入振动信号数据时域分析。
图14数据浏览界面操作
7.3时域分析
进入到时域分析界面后，显示分析参数中设置横轴[F2]为全程显示。
在界面左下角全程分析栏中，点击时域指标统计后出现下图所示的数据列表，点击其右上角的存盘，另存为ExcelFile（*.xls）电子表格形式，同时选择存盘的文件即可导出振动试验数据（图15示）。
由30km/h到100km/h工况试验号从小到大依次导出试验数据并存盘，最终全部试验信号波形数据全部转成数字电子表格数据以供后续整理分析得出悬架系统隔振率曲线图。
当然，还可进入自谱分析界面进行瞬时分析或全程分析、加窗函数的选择（矩形窗、汉宁窗等）、平均方式、单峰值谱图和振动频率与幅值分析等信号频谱分析手段。
图15试验采集信号时域分析处理和数据导出
八、数据整理分析
8.1按序号导出全部试验工况的隔振率数据后，将每个试验工况对应的测试数据电子表格中的加速度信号有效值（均方根值EU）汇总到《隔振率原始数据汇总》表格中。
8.2根据《隔振率原始数据汇总》表格中的数据整理分析得到《悬架系统隔振率分析报告》电子表格（图17所示，以左前桥隔振率为例），并可生成各桥隔振率曲线图（图18所示）。
图16《隔振率原始数据汇总》表格
图17《悬架系统隔振率分析报告》表格
图18悬架系统各桥隔振率曲线图
3.编写汽车悬架系统隔振率测试试验报告。
附录A
振动仪器设备的使用
A1振动测量设备
A1.1信号采集仪
我公司使用的电测设备为北京东方所提供，其中信号采集仪为24位CPCI采集仪（如图A1所示）。
图A1信号采集仪
A1.2加速度传感器
在振动仪器中，使用最多的是加速度传感器，我们现在可用的有34个加速度传感器，加速度传感器如图A2所示。
图A2加速度传感器
A2振动设备的使用
A2.1传感器的使用
传感器磁座线束固定在钣金上的情况
图A3传感器的使用
加速度传感器是用来传递振动部位振动情况的装备，通过与磁座连在一起，从而可以固定在钣金上。
A2.2线束的固定
在将线束连接到传感器上时，线束必须绑成“8”字状，这主要是因为汽车在行驶时，会产生振动，线头会会产生摇晃，而影响传感器振动数据的测量。
通过将线束绕成麻花状，并通过胶带纸绑定在传感器上，从而降低线束摇晃造成的影响。
如图A4所示。
图A4线束固定在传感器上
A2.3采集仪的使用
采集仪后端为与加速度传感器相连接的通道，力锤也通过数据线连到采集仪上。
采集仪后部照
采集仪前部照
图A6采集仪线束使用照片
A3仪器使用的注意事项
a采集仪是电子设备，因此需轻拿轻放，防雨防潮，也要考虑其绝缘的问题。
b线束容易损坏，使用的时候需要注意，不要让线头掉在地上，也不要拉扯线束。
c传感器与被测物需良好固定，保证紧密接触，连接牢固，振动过程中不能有松动。
d传感器本身到接头的绝缘电阻，会受潮气和进水而大为降低，从而严重地影响测试。
e下雨天不要上车路试，以免受潮损坏传感器。
附录B
北京东方振动与噪声技术研究所单向与三向传感器编号及其标定值表格
北京东方振动与噪声技术研究所单向与三向传感器编号及其标定值表格
单向传感器
传感器编号
标定值mv/m/ss
单向传感器
传感器编号
标定值mv/m/ss
1#
10040x
5.245
18#
100808
5.383
2#
100402
5.204
19#
100817
5.104
3#
100405
5.251
20#
100816
5.097
4#
100711
5.24
21#
100819
5.234
5#
100811
4.118
22#
100932
5.344
6#
100813
4.884
23#
100823
5.176
7#
100814
5.168
24#
100xx
5.567
8#
100818
5.316
25#
101136
5.278
9#
100706
5.191
26#
91021
5.327
10#
100708
5.096
27#
91026
5.025
11#
10093
5.523
28#
90819
5.243
12#
100802
4.962
29#
101161
5.047
13#
100803
4.992
30#
100815
5.033
14#
100804
5.285
31#
1011141
5.182
15#
100805
5.164
32#
100820
5.542
16#
100806
4.688
33#
101139
4.951
17#
100807
4.863
34#
101140
4.646
35#
100801
5.098
三向传感器
传感器编号
X方向
Y方向
Z方向
1
1213
0.974
1.087
1.107
2
1208
1.057
1.055
1.087
3
1219
0.946
1.071
1.089
4
1216
0.923
1.063
1.075
5
1226
0.916
1.061
1.08
6
1225
1.077
1.077
1.1
7
1211
0.916
1.093
1.208
8
1203
0.934
1.059
1.098
9
1217
0.96
1.071
1.099
升级会员 