測量汽車減振器運動速度對減振器調(diào)校的意義

賴富剛

摘 要：傳統(tǒng)減振器調(diào)校通常是根據(jù)經(jīng)驗預(yù)估不同工況所對應(yīng)的減振器運動速度來進(jìn)行阻尼力匹配，時間花費較多。利用應(yīng)變片測量出車輛行駛在不同路面或不同工況時對應(yīng)的減振器運動速度，根據(jù)工況和運動速度間的關(guān)系有針對性地進(jìn)行調(diào)校則可以節(jié)省大量時間，對于減振器調(diào)校具有較大的參考意義。

關(guān)鍵詞：減振器運動速度;測量;應(yīng)變片;減振器調(diào)校

1 引言

對于汽車底盤調(diào)校來說，減振器調(diào)校是最花費時間和精力的，占總時間的三之二左右，不僅因為調(diào)校時需要拆卸其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行閥片的重新組合，更是因為減振器運動速度范圍大，不同的工況所對應(yīng)的運動速度都不盡相同，而不同減振器速度對應(yīng)的阻尼力又同時影響著操控性和懸架舒適性，是性能平衡的最后環(huán)節(jié)。目前，針對不同工況主要是根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行減振器調(diào)校，針對性不強，時間耗費較多。對于該現(xiàn)狀，本文介紹一種利用應(yīng)變片傳感器測量出不同工況對應(yīng)的減振器運動速度，從而在對減振器調(diào)校時可以針對相應(yīng)速度快速進(jìn)行阻尼力匹配。

2 減振器調(diào)校的基本步驟

汽車底盤調(diào)校主要分為彈性元件

調(diào)校、襯套調(diào)校、減振器調(diào)校和輪胎調(diào)

校。和彈簧、穩(wěn)定桿、襯套或是輪胎的單一性能相比，減振器調(diào)校則相對比較復(fù)雜，由于其運動速度范圍較大（一般為0.05m/s～1.5m/s），每個速度段都影響到相應(yīng)的性能。比如，對于懸架舒適性，低速段阻尼力控制車身姿態(tài)，中速段阻尼力影響次級舒適性，高速段阻尼力決定大沖擊感。而對于操控性，中低速阻尼力影響緊急變線時的側(cè)傾支撐感，同時也影響轉(zhuǎn)向中心感等，見圖1。

調(diào)校減振器時，一般是根據(jù)經(jīng)驗預(yù)估不同工況所對應(yīng)的減振器運動速度來進(jìn)行阻尼力匹配，然后通過減振器性能試驗臺測得減振器速度對應(yīng)的阻尼力是否滿足預(yù)估性能，最后裝配到整車上進(jìn)行驗證。對于單一新車型，一輪調(diào)校時間一般需要十天左右，調(diào)校方案往往會嘗試幾十種才能得到相對理想的效果，所用時間相對較多，如果能測得不同路面對應(yīng)的減振器運動速度，調(diào)校時就可以有針對性的進(jìn)行阻尼力匹配，從而起到事半功倍的效果。

3 減振器運動速度的測量

對于轎車而言，由于懸架形式和布置空間限制，一般的位移傳感器體積較大，布置困難，減振器在整車上的運動速度難以測量。應(yīng)變片作為電阻式傳感器的一種，可以貼在彈簧上，根據(jù)彈簧壓縮和拉伸時引起的應(yīng)變片電阻變化，通過計算得到減振器運動速度。下面以某車型為例介紹一種利用應(yīng)變片測量減振器運動速度的方法，被測試車輛為B級轎車，懸架結(jié)構(gòu)為前雙橫臂式獨立懸架，后多連桿式獨立懸架。

3.1 應(yīng)變片的構(gòu)成和工作原理

應(yīng)變片通常由敏感柵、基底、覆蓋層和引線組成。敏感柵是應(yīng)變量轉(zhuǎn)化為電阻變化量的敏感部分，一般是康銅絲或鎳鉻絲繞成柵狀后夾在兩層絕緣薄片中;基底和覆蓋層具有定位和保護(hù)電阻絲與被測體絕緣的作用;引線起著連接測量導(dǎo)線的作用，一般用鍍錫銅線與應(yīng)變片絲柵連接。如圖2所示：

工作原理：當(dāng)構(gòu)件（本文指彈簧）受力變形時，粘貼在彈簧上的應(yīng)變片長度和橫截面積隨著構(gòu)件變化，應(yīng)變片的電阻值也相應(yīng)變化，通過測量該電阻值的變化率，就可以根據(jù)其覆蓋區(qū)域的應(yīng)變計算出彈簧變化量，最后根據(jù)減振器與彈簧同軸布置的關(guān)系以及兩者的位移計算得出減振器的運動速度。

3.2 應(yīng)變片的使用

3.2.1 貼片

貼片前需先對被測試構(gòu)件（即彈簧）進(jìn)行表面處理，清除貼片表面油漆、氧化層，然后用細(xì)砂布磨光，最后對貼片部位進(jìn)行清潔。其次是貼片過程，用粘結(jié)劑將應(yīng)變片準(zhǔn)確、牢固地貼于相應(yīng)部位，并保證膠層均勻、無汽泡和整潔。最后進(jìn)行引出線的焊接和固定，如圖3所示：

3.2.2 測量

完成應(yīng)變片的貼片后，連接相關(guān)數(shù)據(jù)采集儀，進(jìn)行調(diào)試，確保測試數(shù)據(jù)有效、可靠，完成后就可以進(jìn)行道路測試了。根據(jù)事先設(shè)定好的工況和車速進(jìn)行相關(guān)操作，每項試驗采集的有效數(shù)據(jù)不少于三組，測量懸架舒適性的典型路面有：平坦光滑柏油路面、粗糙柏油路面、水泥路、接縫路、坑洼路、減速帶等。操控性工況：光滑柏油路面正常變道、躲避障礙物緊急變道等，見圖4。

3.2.3 數(shù)據(jù)處理

通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和計算，得出不同工況時相對應(yīng)的減振器運動速度。從結(jié)果可以看出，在平坦光滑的柏油路面以90km/h勻速行駛時，減振器壓縮和復(fù)原速度都在0.05m/s左右，屬于極低速。在粗糙柏油路面以65km/h勻速行駛時，減振器壓縮和復(fù)原速度為0.25m/s和0.15m/s左右，以30km/h過減速帶時減振器運動速度較高，達(dá)到1.0m/s以上。對于操控性，由于主要受側(cè)向力作用，車輛運動主要體現(xiàn)為側(cè)傾和橫擺，分解到垂直方向的減振器運動速度相對低一些，100km/h正常變道為0.15～0.2m/s，相對激烈的80km/h緊急變線時的運動速度也僅為0.25～0.4m/s。圖5為30km/h過減速帶時的測試數(shù)據(jù)。

一般情況下，由于前、后懸架上跳和下跳行程有一定差異，所以前后減振器運動速度會有所不同。該車型具體測試條件及對應(yīng)減振器運動速度（m/s）見表1：

4 結(jié)束語

減振器的運動速度只是一個基本的速度范圍，測量結(jié)果具有較好的參考意義，在得到較理想效果的同時可節(jié)省約三分之一的調(diào)校時間。由于減振器各運動速度很多時候也相互影響，在實際調(diào)校的過程中還是可以進(jìn)行嘗試超出理論速度的調(diào)校方案，以盡可能提高準(zhǔn)確性。總之，通過對減振器運動速度的測量，能夠更精確的把握各工況對應(yīng)的阻尼力，從而在調(diào)校時能更好的發(fā)揮出減振器的性能，減少調(diào)校時間，得到相對滿意的調(diào)校結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

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