汽车减振系统是如何进行调校的?
这个问题能写一本书。
先送一篇SAE论文,我翻译了第一部分,放在了我的专栏力。感兴趣的可以到百度网盘下载原文PDF:
https://pan.baidu.com/s/1K8L_GRdMvgj8sJLjPMXtQQ
以下为我翻译的第一部分,其实还没有说到减振器,而且术语很专业,不是搞车辆动力学或者调校的很难看懂。
简介本文重点论述的是减振器对于车辆动力学(操纵性及平顺性)的影响。本文绝大多数的内容都由拥有几十年量产车调校经验的专家编写。车辆动力学是客户购买车辆的一项很关键的指标,尤其是操纵性和平顺性能够很大程度的影响消费者的购买欲。底盘调校在底盘开发过程中是一个很强大的工具。一辆悬架精心设计的车如果调校不好,性能会大打折扣;相反,一个悬架设计一般的车经过良好的调校,也会拥有很好的性能。传统而言,减振器是调校中最重要的一环。减振器控制车身的俯仰(pitch)、举升(heave)和侧倾(roll),同时控制车轮的运动。不断增加对车体的控制不一定能保证好的操控或平顺性,所以如何调校减振器使车辆实现最优的操控、平顺性的平衡才是关键。
减振器对操控性的影响调校专家认为减振器影响的操控性能有:敏捷性(agility)、稳定性(stability)、动态侧倾控制(dynamic roll control)、流畅的车体运动控制(fluid body motion control)和轮胎垂直载荷波动(normal force tire loading)。日常(routine)驾驶是指顾客在绝大多数时间的驾驶体验,通用汽车定义日常驾驶是指车速小于80mph,侧向加速度小于0.3g的驾驶,如下图:
敏捷度(响应延迟)敏捷度定义为在转向盘瞬态输入的条件下,前轴车轮侧偏角尽量要小。这与转向灵敏度的定义不同,但可以描述车辆对快速转向输入响应的直接性。主观评价时可以调整转向输入的速度和大小来感受车辆响应的变化。加强后轴的侧倾控制会牺牲稳定性提高敏捷度。稳定性稳定性定义为在转向盘瞬态输入的条件下,后轴车辆侧偏角要尽量小。注意,这里强调的不是极限性能,而是日常驾驶的操稳性能。尤其是在高速公路行驶时,输入一个快速的转向信号,如果能感受到后轴有明显的侧向柔性,那么车辆的稳定性就较差。提高前轴的侧倾控制将牺牲敏捷度换取稳定性。尽管有些调校参数能够同时提高敏捷度和稳定性,但总的来说这两项是相互矛盾的。动态侧倾控制动态侧倾控制量化瞬态侧倾角,可以评价底盘横摆或侧向响应时的侧倾大小和相位。动态侧倾控制在瞬态响应中是很重要的指标,不局限于良好动态侧倾控制给驾驶者带来的信心。用于控制车身的减振器阻尼力也体现在轮胎上,轮胎变化的垂向力也影响车辆的敏捷度和稳定性。流畅的车体控制流畅的车体控制指的是在反向变换操作时,车体举升、俯仰和侧倾运动的流畅感(没有突兀)。如果车体控制的太过,显得太僵硬和突兀,驾驶员将没有信心。由于突兀的运动会导致轮胎垂向力突变,会使操控性恶化。轮胎垂向力控制轮胎在不平路面上接地印记的垂向载荷是减振器调校的重要目的。轮胎垂向力的变化会减少轮胎的牵引力和侧向力控制。极大的影响车辆的敏捷度和稳定性。
减振器对舒适性的影响对于客户而言,车辆的平顺性可以分为以下几个方面:顺畅的车体运动(body motion smoothness),车体运动控制(body motion control)、粗糙路面隔振(coarse road isolation)、冲击硬感(impact hardness)、抖动(shake)和行程末端(end of travel)。笔者认为运动(motion)是首先需要考虑的。减振器调校的主要目的是控制车体的一阶运动(举升、俯仰、侧倾)和二阶运动。减振器调校会影响很多因素,但车体顺畅的运动和控制之间的平衡不能向其他性能妥协。车体运动流畅跟操控性里提到的流畅的车体运动一样,平顺性指标也需要流畅的车体运动。流畅是车身举升运动的理想状态,一般用前后悬加的偏频来控制(通常1.1~1.6Hz),不理想的车体运动通常发生在3~5Hz区域。这些可以用悬架二自由度模型来解释,如下图所示。
系统有2个弹簧元件(悬架弹簧和轮胎),减振器与悬架弹簧并联。如果减振器阻尼力相对比较低的话,将会有2个固有频率,分别是车体举升(约1.3Hz)和轮胎跳动(约12Hz)。当减振器的阻尼力调校的过大时,会使得轮胎与悬架弹簧趋向于一个整体,轮胎与车体一起振动(一般3~5Hz)。很多术语来形容这种现象,常见的是“choppy”和“stiff-legged”。车体运动缺少顺畅感主要指的就是这段频率区域。
其他与车体运动顺畅性相关的还有俯仰、侧倾甩头(head-toss)、压缩复原平衡等因素。尽管俯仰主要受前后悬偏频平衡和缓冲块选择的影响,但同时也受减振器调校的影响。最令人讨厌的甩头(head-toss)现象可以通过仔细的调整减振器复原-压缩的平衡来最小化。车体运动控制运动控制评价的是在严重起伏路面上高速行驶的车体运动控制。好的车体运动控制体现在小的垂向加速度和减少共振。好的控制通常没有很高的阻尼力值。如果阻尼力值过高,车辆与路面的相对运动就会变小,即所谓的复制路面(road-follow)。对于车体运动方面(流畅性或控制),过控制的问题需要注意(choppy和road-follow),欠控制(漂浮感、共振、上顶感)也不容忽视。存在这样的区域,使得悬架阻尼运动能够流畅并不会过控制。通常而言,运动的流畅性和控制是矛盾的。下图
行程末端行程末端(End of travel)性能基本由减振器调校(尤其是高速域)和缓冲块的匹配来决定(外加减振器复原弹簧,如果装配了的话)。行程末端性能主要是为了避免尖锐(sharp)和突兀(abrupt)感。过度依赖减振器自身行程末端的性能可能会导致坏路隔振不好粗糙路隔振和冲击硬感粗糙路扰动主要是连续的、小幅值高频输入,一般在25-50Hz(与车身弯曲模态的频率区域接近)。主要受减振器低速和高速域以及减振器摩擦力影响。冲击硬感是车身对离散的路面扰动的响应,减振器中速域影响这部分性能,冲击硬感可以通过减振器复原-压缩的平衡来尽量减少。抖动抖动(12-14Hz)通常分为2大类:松散和强迫(Loose and forced)。松散抖动通常与悬架和动力总成的刚体模态、车身的弯曲模态相关。从调校角度而言,松散抖动一般是因为欠控制。强迫抖动通常与非簧载质量和动力总成系统在路面激励下的频率特性响应有关。从调校角度而言,一般是因为过阻尼。从时域的角度分类,抖动分为瞬时抖动和持续抖动。从底盘调校的角度看,大多数的抖动都可以从减振器复原-压缩平衡和合适的阻尼力值来消除。注意,一个高阻尼力不平衡的减振器产生的抖动远比一个低阻尼力平衡的减振器多的多。
余下内容简介以上内容为论文第一部分,该论文还有三部分:减振器基本性能、性能间的冲突、减振器设计和调校。时间有限,只翻译第一部分。
汽车减振系统是如何进行调校的?
这个问题能写一本书。
先送一篇SAE论文,我翻译了第一部分,放在了我的专栏力。感兴趣的可以到百度网盘下载原文PDF:
https://pan.baidu.com/s/1K8L_GRdMvgj8sJLjPMXtQQ
以下为我翻译的第一部分,其实还没有说到减振器,而且术语很专业,不是搞车辆动力学或者调校的很难看懂。
简介本文重点论述的是减振器对于车辆动力学(操纵性及平顺性)的影响。本文绝大多数的内容都由拥有几十年量产车调校经验的专家编写。车辆动力学是客户购买车辆的一项很关键的指标,尤其是操纵性和平顺性能够很大程度的影响消费者的购买欲。底盘调校在底盘开发过程中是一个很强大的工具。一辆悬架精心设计的车如果调校不好,性能会大打折扣;相反,一个悬架设计一般的车经过良好的调校,也会拥有很好的性能。传统而言,减振器是调校中最重要的一环。减振器控制车身的俯仰(pitch)、举升(heave)和侧倾(roll),同时控制车轮的运动。不断增加对车体的控制不一定能保证好的操控或平顺性,所以如何调校减振器使车辆实现最优的操控、平顺性的平衡才是关键。
减振器对操控性的影响调校专家认为减振器影响的操控性能有:敏捷性(agility)、稳定性(stability)、动态侧倾控制(dynamic roll control)、流畅的车体运动控制(fluid body motion control)和轮胎垂直载荷波动(normal force tire loading)。日常(routine)驾驶是指顾客在绝大多数时间的驾驶体验,通用汽车定义日常驾驶是指车速小于80mph,侧向加速度小于0.3g的驾驶,如下图:
敏捷度(响应延迟)敏捷度定义为在转向盘瞬态输入的条件下,前轴车轮侧偏角尽量要小。这与转向灵敏度的定义不同,但可以描述车辆对快速转向输入响应的直接性。主观评价时可以调整转向输入的速度和大小来感受车辆响应的变化。加强后轴的侧倾控制会牺牲稳定性提高敏捷度。稳定性稳定性定义为在转向盘瞬态输入的条件下,后轴车辆侧偏角要尽量小。注意,这里强调的不是极限性能,而是日常驾驶的操稳性能。尤其是在高速公路行驶时,输入一个快速的转向信号,如果能感受到后轴有明显的侧向柔性,那么车辆的稳定性就较差。提高前轴的侧倾控制将牺牲敏捷度换取稳定性。尽管有些调校参数能够同时提高敏捷度和稳定性,但总的来说这两项是相互矛盾的。动态侧倾控制动态侧倾控制量化瞬态侧倾角,可以评价底盘横摆或侧向响应时的侧倾大小和相位。动态侧倾控制在瞬态响应中是很重要的指标,不局限于良好动态侧倾控制给驾驶者带来的信心。用于控制车身的减振器阻尼力也体现在轮胎上,轮胎变化的垂向力也影响车辆的敏捷度和稳定性。流畅的车体控制流畅的车体控制指的是在反向变换操作时,车体举升、俯仰和侧倾运动的流畅感(没有突兀)。如果车体控制的太过,显得太僵硬和突兀,驾驶员将没有信心。由于突兀的运动会导致轮胎垂向力突变,会使操控性恶化。轮胎垂向力控制轮胎在不平路面上接地印记的垂向载荷是减振器调校的重要目的。轮胎垂向力的变化会减少轮胎的牵引力和侧向力控制。极大的影响车辆的敏捷度和稳定性。
减振器对舒适性的影响对于客户而言,车辆的平顺性可以分为以下几个方面:顺畅的车体运动(body motion smoothness),车体运动控制(body motion control)、粗糙路面隔振(coarse road isolation)、冲击硬感(impact hardness)、抖动(shake)和行程末端(end of travel)。笔者认为运动(motion)是首先需要考虑的。减振器调校的主要目的是控制车体的一阶运动(举升、俯仰、侧倾)和二阶运动。减振器调校会影响很多因素,但车体顺畅的运动和控制之间的平衡不能向其他性能妥协。车体运动流畅跟操控性里提到的流畅的车体运动一样,平顺性指标也需要流畅的车体运动。流畅是车身举升运动的理想状态,一般用前后悬加的偏频来控制(通常1.1~1.6Hz),不理想的车体运动通常发生在3~5Hz区域。这些可以用悬架二自由度模型来解释,如下图所示。
系统有2个弹簧元件(悬架弹簧和轮胎),减振器与悬架弹簧并联。如果减振器阻尼力相对比较低的话,将会有2个固有频率,分别是车体举升(约1.3Hz)和轮胎跳动(约12Hz)。当减振器的阻尼力调校的过大时,会使得轮胎与悬架弹簧趋向于一个整体,轮胎与车体一起振动(一般3~5Hz)。很多术语来形容这种现象,常见的是“choppy”和“stiff-legged”。车体运动缺少顺畅感主要指的就是这段频率区域。
其他与车体运动顺畅性相关的还有俯仰、侧倾甩头(head-toss)、压缩复原平衡等因素。尽管俯仰主要受前后悬偏频平衡和缓冲块选择的影响,但同时也受减振器调校的影响。最令人讨厌的甩头(head-toss)现象可以通过仔细的调整减振器复原-压缩的平衡来最小化。车体运动控制运动控制评价的是在严重起伏路面上高速行驶的车体运动控制。好的车体运动控制体现在小的垂向加速度和减少共振。好的控制通常没有很高的阻尼力值。如果阻尼力值过高,车辆与路面的相对运动就会变小,即所谓的复制路面(road-follow)。对于车体运动方面(流畅性或控制),过控制的问题需要注意(choppy和road-follow),欠控制(漂浮感、共振、上顶感)也不容忽视。存在这样的区域,使得悬架阻尼运动能够流畅并不会过控制。通常而言,运动的流畅性和控制是矛盾的。下图
行程末端行程末端(End of travel)性能基本由减振器调校(尤其是高速域)和缓冲块的匹配来决定(外加减振器复原弹簧,如果装配了的话)。行程末端性能主要是为了避免尖锐(sharp)和突兀(abrupt)感。过度依赖减振器自身行程末端的性能可能会导致坏路隔振不好粗糙路隔振和冲击硬感粗糙路扰动主要是连续的、小幅值高频输入,一般在25-50Hz(与车身弯曲模态的频率区域接近)。主要受减振器低速和高速域以及减振器摩擦力影响。冲击硬感是车身对离散的路面扰动的响应,减振器中速域影响这部分性能,冲击硬感可以通过减振器复原-压缩的平衡来尽量减少。抖动抖动(12-14Hz)通常分为2大类:松散和强迫(Loose and forced)。松散抖动通常与悬架和动力总成的刚体模态、车身的弯曲模态相关。从调校角度而言,松散抖动一般是因为欠控制。强迫抖动通常与非簧载质量和动力总成系统在路面激励下的频率特性响应有关。从调校角度而言,一般是因为过阻尼。从时域的角度分类,抖动分为瞬时抖动和持续抖动。从底盘调校的角度看,大多数的抖动都可以从减振器复原-压缩平衡和合适的阻尼力值来消除。注意,一个高阻尼力不平衡的减振器产生的抖动远比一个低阻尼力平衡的减振器多的多。
余下内容简介以上内容为论文第一部分,该论文还有三部分:减振器基本性能、性能间的冲突、减振器设计和调校。时间有限,只翻译第一部分。
汽车减振系统是如何进行调校的?
泻药@ 王鹏
以双筒减震器为例。
双筒减震器相对于单筒减震器结构上将惰性气体填充在外筒,优点是在连续工作以及高速运动时可以获得稳定的阻尼力。
目前绝大部分轿车都采用这种设计形式。
一般我们所说的减振器软或者硬,在汽车专业术语则称之为阻尼力。
阻尼力产生依靠油液通过阀体而产生压力差,阻尼力由压力差和承压面积决定。类似流体通过较小截面而产生的压力。
p=aSv+0.5
a=根据流量形状和油液的黏度确定的系数
S=承压面积
v=运动速度
=油的密度
Cd=流量系数
=留路面积
一般一个减振器的阻尼特性即由以上参数决定,但是减振器阻尼特性的设定需要考虑哪些呢?
1,如果阻尼特性调节过高,则影响操控性和稳定性。
2,如果阻尼特性调节过低,虽然舒适性提高,但是操控性和稳定性变差。
3,此外通常一个车辆的舒适性,操控性,稳定性不单单由减振器的阻尼特性决定。
所以引入阻尼系数比来表征悬架系统的阻尼特性也即车辆的阻尼特性。
r=C/Cc 其中Cc=
C=减振器的阻尼系数
Cc=悬架系统的临界阻尼系数
k=悬架弹簧的弹簧刚度
W=簧上质量
g=重力加速度
通常情况下r设置为0.3-0.5之间。
基于此,弹簧上质量,弹簧刚度,悬架系统的设计,减震器的阻尼设置这些参数共同确定了一辆车的阻尼特性,一辆汽车悬架的软硬调教也围绕着以上方面展开。
以下内容为技术延展,感兴趣可以接着看。
————————————————————————————————————-
通过以上,我门了解到对于普通的双筒式减振器如果结果设计已经确定的情况下,阻尼力的大小只与减振器的上下运动速度,伸缩位置有关,但是作为老司机的我们,还想的更多是不是?
当我们开车的时候,我们希望悬架应该是怎样的呢?
加速的时候,悬架更稳定一些,对不对?
转弯的时候,悬架能更好的支撑车身,对不对?
制动时候前倾不要太多,对不对?
下面我们用丰田的AVS阻尼力控制系统来距离说明。
(请点击查看高清原图)
对应的控制系统结构。
总的来说就是通过车辆的传感器信息来来进行判断车辆状态,继而控制阻尼力可调减振器。
控制策略和需求明确以后,下面我们来看主要的“硬件”部分:可变阻尼减震器。
对于阻尼力可调减振器,其中一种的设计形式为带磁流变液体的减振器。
原理为:
减振器油分布有铁粉,通电以后产生的磁场使铁粉成单向排列来提高剪切应力。
不同电状态则与一般减振器油相同。
(图片来自互联网,如有侵权,请告知)
右侧图片为施加磁场时候 谢
@清烽指出错误
参考:丰田AVS可变阻尼控制系统。
好了,就是以上这些。 晚安。
汽车减振系统是如何进行调校的?
泻药@ 王鹏
以双筒减震器为例。
双筒减震器相对于单筒减震器结构上将惰性气体填充在外筒,优点是在连续工作以及高速运动时可以获得稳定的阻尼力。
目前绝大部分轿车都采用这种设计形式。
一般我们所说的减振器软或者硬,在汽车专业术语则称之为阻尼力。
阻尼力产生依靠油液通过阀体而产生压力差,阻尼力由压力差和承压面积决定。类似流体通过较小截面而产生的压力。
p=aSv+0.5
a=根据流量形状和油液的黏度确定的系数
S=承压面积
v=运动速度
=油的密度
Cd=流量系数
=留路面积
一般一个减振器的阻尼特性即由以上参数决定,但是减振器阻尼特性的设定需要考虑哪些呢?
1,如果阻尼特性调节过高,则影响操控性和稳定性。
2,如果阻尼特性调节过低,虽然舒适性提高,但是操控性和稳定性变差。
3,此外通常一个车辆的舒适性,操控性,稳定性不单单由减振器的阻尼特性决定。
所以引入阻尼系数比来表征悬架系统的阻尼特性也即车辆的阻尼特性。
r=C/Cc 其中Cc=
C=减振器的阻尼系数
Cc=悬架系统的临界阻尼系数
k=悬架弹簧的弹簧刚度
W=簧上质量
g=重力加速度
通常情况下r设置为0.3-0.5之间。
基于此,弹簧上质量,弹簧刚度,悬架系统的设计,减震器的阻尼设置这些参数共同确定了一辆车的阻尼特性,一辆汽车悬架的软硬调教也围绕着以上方面展开。
以下内容为技术延展,感兴趣可以接着看。
————————————————————————————————————-
通过以上,我门了解到对于普通的双筒式减振器如果结果设计已经确定的情况下,阻尼力的大小只与减振器的上下运动速度,伸缩位置有关,但是作为老司机的我们,还想的更多是不是?
当我们开车的时候,我们希望悬架应该是怎样的呢?
加速的时候,悬架更稳定一些,对不对?
转弯的时候,悬架能更好的支撑车身,对不对?
制动时候前倾不要太多,对不对?
下面我们用丰田的AVS阻尼力控制系统来距离说明。
(请点击查看高清原图)
对应的控制系统结构。
总的来说就是通过车辆的传感器信息来来进行判断车辆状态,继而控制阻尼力可调减振器。
控制策略和需求明确以后,下面我们来看主要的“硬件”部分:可变阻尼减震器。
对于阻尼力可调减振器,其中一种的设计形式为带磁流变液体的减振器。
原理为:
减振器油分布有铁粉,通电以后产生的磁场使铁粉成单向排列来提高剪切应力。
不同电状态则与一般减振器油相同。
(图片来自互联网,如有侵权,请告知)
右侧图片为施加磁场时候 谢
@清烽指出错误
参考:丰田AVS可变阻尼控制系统。
好了,就是以上这些。 晚安。
汽车减振系统是如何进行调校的?
先说但说减震器,高速阻尼用来过滤路面冲击,低速阻尼在过弯过程中用来支撑底盘侧倾。所以,高速阻尼影响轮胎与地面的接触,接地力变化越小,车子越稳定。低速阻尼影响入弯的瞬态表现(提供额外的侧倾刚度),从而影响入弯瞬态的转向不足或者转向过度,还有达到稳态的时间。
拿开轮赛车的四路可调减震器来说说吧。在确定了弹簧和轮胎垂向刚度之后,先把簧载和非簧载频率算出来,可以用四分之一悬架模型来确定一个比较优质的高速区域压缩、回弹的阻尼比范围和压缩与回弹的比例,用DOE方法来进行优化,目标为接地力均方根值(RMS)。(对于简单的二自由度线性系统来说,随着阻尼比的改变增大,会发现,rms值像nike标志一样,最底部的值当然是做好的)然后建立整车四柱振动台模型,进行全方位的评估,比如控制俯仰运动(因为俯仰会影响 aero map的作用),车轮受到阶跃冲击时达到稳定所需时间长短等。简单地建立加权函数,合适地确定加权系数,做一个简单的优化函数。再看看频域,可以做出transfer function和phase angle,看看系统对不同频率的响应差异,了解一下,不合适就再调。。。像这样
如果有条件就上四柱振动台(4 post rig)或者7/8 post rig。
以上是对某一特定的情况的调教。现在来确定怎么确定特定情况。如果经费足够,用gps和激光把赛道不平度复原,加载到轮子上做试验,简单粗暴不讲理有钱任性做什么都可以。。。如果是相对较低组别,可以上赛道跑几圈,记录减震器速度,拿回来滤波求功率谱密度(PSD)。然后用sweep sine作为输入,用原来的减震器参数测试,调整振幅把减震器速度PSD调成与赛道采集到的数据相符(相当于对赛道情况复原)。然后用这个 sweeps sine作为输入,来进行优化。有时对于高下压力的车来说车身是过阻尼的,所以响应频率自然会与无阻尼自然频率相差较大,发现它,然后调整它。
进一步确定了高速阻尼后,现在来看低俗阻尼。比如一条赛道的弯道有几个,apex速度有多少,能产生多少侧倾速度,配合arb来调整赛车的入弯瞬态表现。这时可以做 step steer测试,如果有条件就做 lap time simulation。通过计算了解横摆角速度的频率及振动情况,轮胎的 static loss,及车子的转向梯度,不满意的地方配合arb进行调整。我们有次作业是做lmp1@LeMams,对于弯角的调教,老师主要让我们用 skidpad测试170和250的速度来调整arb等,就是这对那几个特殊的弯角,当然了,这是为了测试稳态响应。
实战。上赛道跑,通过车手的反馈调车,把车手说的定性的东西进行定量的调整,说到最后,还是要让车手和车子彼此适应。毕竟也不可能用理论把所有可能性计算出来,时间不够,还得靠经验。
赛车的优化目标是抓地力,说白了,一切看轮胎的响应。民用车要的是抓地力和舒适度的协调。虽然目标不同,不太了解,但方法应该类似。没有工作经验,只能从学生角度来回答了。
最后,推荐一下 Henr Kowaclczyk 大神的论文。基本上做 减震器调教, seven post rig的论文都要或多或少引用到。
汽车减振系统是如何进行调校的?
先说但说减震器,高速阻尼用来过滤路面冲击,低速阻尼在过弯过程中用来支撑底盘侧倾。所以,高速阻尼影响轮胎与地面的接触,接地力变化越小,车子越稳定。低速阻尼影响入弯的瞬态表现(提供额外的侧倾刚度),从而影响入弯瞬态的转向不足或者转向过度,还有达到稳态的时间。
拿开轮赛车的四路可调减震器来说说吧。在确定了弹簧和轮胎垂向刚度之后,先把簧载和非簧载频率算出来,可以用四分之一悬架模型来确定一个比较优质的高速区域压缩、回弹的阻尼比范围和压缩与回弹的比例,用DOE方法来进行优化,目标为接地力均方根值(RMS)。(对于简单的二自由度线性系统来说,随着阻尼比的改变增大,会发现,rms值像nike标志一样,最底部的值当然是做好的)然后建立整车四柱振动台模型,进行全方位的评估,比如控制俯仰运动(因为俯仰会影响 aero map的作用),车轮受到阶跃冲击时达到稳定所需时间长短等。简单地建立加权函数,合适地确定加权系数,做一个简单的优化函数。再看看频域,可以做出transfer function和phase angle,看看系统对不同频率的响应差异,了解一下,不合适就再调。。。像这样
如果有条件就上四柱振动台(4 post rig)或者7/8 post rig。
以上是对某一特定的情况的调教。现在来确定怎么确定特定情况。如果经费足够,用gps和激光把赛道不平度复原,加载到轮子上做试验,简单粗暴不讲理有钱任性做什么都可以。。。如果是相对较低组别,可以上赛道跑几圈,记录减震器速度,拿回来滤波求功率谱密度(PSD)。然后用sweep sine作为输入,用原来的减震器参数测试,调整振幅把减震器速度PSD调成与赛道采集到的数据相符(相当于对赛道情况复原)。然后用这个 sweeps sine作为输入,来进行优化。有时对于高下压力的车来说车身是过阻尼的,所以响应频率自然会与无阻尼自然频率相差较大,发现它,然后调整它。
进一步确定了高速阻尼后,现在来看低俗阻尼。比如一条赛道的弯道有几个,apex速度有多少,能产生多少侧倾速度,配合arb来调整赛车的入弯瞬态表现。这时可以做 step steer测试,如果有条件就做 lap time simulation。通过计算了解横摆角速度的频率及振动情况,轮胎的 static loss,及车子的转向梯度,不满意的地方配合arb进行调整。我们有次作业是做lmp1@LeMams,对于弯角的调教,老师主要让我们用 skidpad测试170和250的速度来调整arb等,就是这对那几个特殊的弯角,当然了,这是为了测试稳态响应。
实战。上赛道跑,通过车手的反馈调车,把车手说的定性的东西进行定量的调整,说到最后,还是要让车手和车子彼此适应。毕竟也不可能用理论把所有可能性计算出来,时间不够,还得靠经验。
赛车的优化目标是抓地力,说白了,一切看轮胎的响应。民用车要的是抓地力和舒适度的协调。虽然目标不同,不太了解,但方法应该类似。没有工作经验,只能从学生角度来回答了。
最后,推荐一下 Henr Kowaclczyk 大神的论文。基本上做 减震器调教, seven post rig的论文都要或多或少引用到。
汽车减振系统是如何进行调校的?
刚刚看到,感谢邀请(第一次被邀请,激动了好久),首先声明,我是做商用车底盘的,看你的问题应该主要在乘用车方面,所以我只能回答你前两个问题,然后我得假设你想得到的是通俗的答案(即定性的回答),不然你就需要找一本汽车悬架设计的书,上面有详细系统的算法,不是能在这里说得清的。所以下面的回答是给非专业人士看的,下面开始:
减振系统(注意:不是减震,而是减振)也就是悬架系统或者悬挂,它连接的是车架和车桥,主要包括连接导向部件、弹性部件和阻尼部件,它的作用是避免来自地面的冲击传到人体,那么如果汽车经过一个减速带,悬架是怎样解决这一个高出地面的位移呢?简单来说就是:连接导向部件保证悬架的运动姿态,弹性部件吃掉这个位移,阻尼部件消化掉这个位移。这个弹性部件主要是螺旋簧、钢板弹簧、扭杆簧或空气弹簧(即气囊),那么第一个问题来了,如果弹簧太硬(即刚度太大),那么冲击的大部分直接传到了车架和人体,不舒服;如果太软,又支撑不起汽车的重量,这就是第一个矛盾,这里就需要综合汽车的重量、弹簧材料的性能和安装空间来设计弹簧。弹簧通过自身的变形吃掉了这个冲击,但这冲击并没有消失,储存的能量再释放,弹簧就会这样一直弹啊弹也很不舒服,这时候减振器就要发挥主要作用了(最开始吃掉冲击的时候,减振器也是出了一部分力的,不过这不是重点),减振器通过自身两个零件的相对运动产生阻力,来消化掉这个能量,所以弹簧越弹越慢,很快恢复平衡,那么第二个问题来了,如果阻力太小,那弹簧就会一直振;如果阻力太大,又会把悬架系统变得很硬,所以要选择合适的阻尼力,怎么样算合适呢?通过质量、刚度和阻尼计算出来的悬架系统振动频率在1-1.2时人感觉最为舒服,这接近于人走路时的频率。
以上都是设计阶段,然后就是调试完善。一般分为客观测试和主观测试,客观测试就是装传感器测车辆的振动,然后看曲线,打分;主观评价就是人坐在车上,凭感觉,说说舒服不舒服,软了还是硬了,打分。如果评价不好,一般是调减振器的阻尼力(弹簧一调就是换了),调到合适,固化下来,按此执行。
整体就是这样,综合其他答案你会理解得更全面。谢谢。
汽车减振系统是如何进行调校的?
刚刚看到,感谢邀请(第一次被邀请,激动了好久),首先声明,我是做商用车底盘的,看你的问题应该主要在乘用车方面,所以我只能回答你前两个问题,然后我得假设你想得到的是通俗的答案(即定性的回答),不然你就需要找一本汽车悬架设计的书,上面有详细系统的算法,不是能在这里说得清的。所以下面的回答是给非专业人士看的,下面开始:
减振系统(注意:不是减震,而是减振)也就是悬架系统或者悬挂,它连接的是车架和车桥,主要包括连接导向部件、弹性部件和阻尼部件,它的作用是避免来自地面的冲击传到人体,那么如果汽车经过一个减速带,悬架是怎样解决这一个高出地面的位移呢?简单来说就是:连接导向部件保证悬架的运动姿态,弹性部件吃掉这个位移,阻尼部件消化掉这个位移。这个弹性部件主要是螺旋簧、钢板弹簧、扭杆簧或空气弹簧(即气囊),那么第一个问题来了,如果弹簧太硬(即刚度太大),那么冲击的大部分直接传到了车架和人体,不舒服;如果太软,又支撑不起汽车的重量,这就是第一个矛盾,这里就需要综合汽车的重量、弹簧材料的性能和安装空间来设计弹簧。弹簧通过自身的变形吃掉了这个冲击,但这冲击并没有消失,储存的能量再释放,弹簧就会这样一直弹啊弹也很不舒服,这时候减振器就要发挥主要作用了(最开始吃掉冲击的时候,减振器也是出了一部分力的,不过这不是重点),减振器通过自身两个零件的相对运动产生阻力,来消化掉这个能量,所以弹簧越弹越慢,很快恢复平衡,那么第二个问题来了,如果阻力太小,那弹簧就会一直振;如果阻力太大,又会把悬架系统变得很硬,所以要选择合适的阻尼力,怎么样算合适呢?通过质量、刚度和阻尼计算出来的悬架系统振动频率在1-1.2时人感觉最为舒服,这接近于人走路时的频率。
以上都是设计阶段,然后就是调试完善。一般分为客观测试和主观测试,客观测试就是装传感器测车辆的振动,然后看曲线,打分;主观评价就是人坐在车上,凭感觉,说说舒服不舒服,软了还是硬了,打分。如果评价不好,一般是调减振器的阻尼力(弹簧一调就是换了),调到合适,固化下来,按此执行。
整体就是这样,综合其他答案你会理解得更全面。谢谢。
汽车减振系统是如何进行调校的?
之前部分参与过的一个欧洲范围内的汽车厂商/大学/赛车队模拟器拟真度比较的项目。
车辆为奥迪R8 V10 Plus, 100/150kph frequency response的实测数据。不知道和你之前提到的是不是一个东西..
由于对精确度高于一般测试,我们在减震器上安装了位移传感器,通过位移传感器可以较精确计算出roll/roll rate, 计算出精确的damping speed
下图为100kph,以及150kph的相关图,用histogram能很好地判断当前车辆的roll tendency....不呈现正态分布的减震器可以很简单的判断,得到overdamped/underdamped的结论,通过histogram可以比较前后轴在不同速度点分布下的damping balance,用于调教时也许可以脑补roll phase,response overshoot/undershoot, linearity......,也可以用于设定differential...
汽车减振系统是如何进行调校的?
之前部分参与过的一个欧洲范围内的汽车厂商/大学/赛车队模拟器拟真度比较的项目。
车辆为奥迪R8 V10 Plus, 100/150kph frequency response的实测数据。不知道和你之前提到的是不是一个东西..
由于对精确度高于一般测试,我们在减震器上安装了位移传感器,通过位移传感器可以较精确计算出roll/roll rate, 计算出精确的damping speed
下图为100kph,以及150kph的相关图,用histogram能很好地判断当前车辆的roll tendency....不呈现正态分布的减震器可以很简单的判断,得到overdamped/underdamped的结论,通过histogram可以比较前后轴在不同速度点分布下的damping balance,用于调教时也许可以脑补roll phase,response overshoot/undershoot, linearity......,也可以用于设定differential...