摘要：灯具、仪表必须满足抗振要求，现有振动单品试验标准不能满足成本及可靠性设计要求。采用道路振动测试方法来确定特性车型灯具、仪表的单品振动试验输入条件，并规定了单品振动试验的操作方法。实践表明，本方法能够满足整车灯具、仪表的抗振设计要求。

    摩托车灯具、仪表除功能要求外，还需满足抗振、抗疲劳要求。灯具、仪表随整车一起路试，可以考察各方面的性能，但也存在受试验条件限制，路试不可能涵盖所有路面和使用工况，路试时间周期长、成本高，同一灯具安装在不同摩托车上需要开展多次路试等问题。所以，现较通用的办法是在进行整车路试前，先对灯具、仪表等进行单品试验，其中抗振单品试验是重要内容之一。在合适的工况下检查灯具、仪表的抗振性能有利于统一灯具、仪表的验收标准，缩短开发试验周期，保证产品可靠性。
    目前，对摩托车灯具、仪表等单品的试验还无适用的行业标准。灯具单品试验仅包含配光等性能要求，而相关仪表的QC/T 727-2007《汽车、摩托车用仪表》标准，主要适用于汽车仪表，摩托车使用工况恶劣，该标准不能满足摩托车仪表抗振要求。整车及灯具、仪表企业一般都有自己的企业单品试验标准，并规定了抗振试验的工况及要求。
    随着摩托车设计水平的提高，市场竞争的加剧，一些较老的试验方法已不能满足现代设计需要，在灯具、仪表抗振单品试验中反复出现一些问题：1）试验工况不合理，激励输入明显大于实际使用激励，随着摩托车平顺性的提高，为降低成本，需要制定合理的单品试验工况；2）试验标准的制定缺乏科学依据，没有严格的标准制定方案和办法；3）针对不同使用类型车辆无试验标准区分。为了解决上述3个问题，必须通过测试等手段制定科学的试验方法。

    1 确定振动单品试验方法流程
    单品抗振试验，用于检查试验物是否满足使用中的振动情况，因此，必须掌握摩托车道路行驶中实际振动状况，依据实际振动状况确定振动加速度幅值及频率范围。根据经验，对测试得到的幅值增加一定的安全系数作为单品振动试验的激励，参考相关标准确定试验时间，得到所需的试验工况。试验方法流程还包括试验样品夹具的设计及制作，单品抗振试验方法的确定遵循流程如图1所示。

    2 实际路试振动加速度采集
    道路测试的主要目的是为灯具、仪表单品抗振试验提供数据支持，所以，测点的选择应与振动台上反馈控制点一致，如振动台上用灯罩的响应作为反馈控制信号，则测试中灯具测点布置在灯罩对应位置；如用振动台面的响应作为反馈控制信号，则测试中将测点选择在方向柱上。以此类推，在进行加速度信号采集前，先根据振动台确定针对各单品的测试点。通常，振动台可提供3个方向的平台振动激励，测点布置时注意传感器的方向，通常所有测点的方向均按摩托车整体坐标系确定，如图2所示。

    灯具、仪表的单品试验，主要是检查零件的抗振、抗疲劳性能，检验零件的强度是否满足摩托车使用工况。所以，测试工况应该选择对灯具、仪表振动剧烈、容易发生破坏的工况进行测试。试验时，分别测试了摩托车在恶劣路面和铺装路面的振动加速度，结果显示，由于恶劣路面摩托车车速、发动机转速较低，结果灯具、仪表处振动加速度幅值不大，频率也较低；而铺装路面摩托车高速行驶时，振动加速度幅值及频率均较高，相对于灯具及仪表的破坏作用较大。所以，道路采集一般选择铺装路高速行驶工况，其中，发动机转速不低于7 500 r/min，图3为某车型前照灯位置道路试验振动加速度测试值。

    3 关键参数的提取
    单品抗振试验的激励输入主要有幅值、频率范围和振动时间几个参数。本单品试验中，幅值、频率范围的确定来自于实际路试所采集的加速度，幅值依据相应测点振动加速度信号的有效值（RMS值、均方根值）确定，根据使用要求、道路状况等因素综合考虑，还需要放大适当的安全系数。安全系数的大小通过多次试验及实际路试结果进行修正，最终可达到用单品台架试验结果对单品产品结构做出合理判定的目的。频率范围依据实际测点振动加速度信号的主要频率成份确定，对实测信号进行频谱转换，得到该信号的功率谱密度曲线（PSD），再根据车辆使用工况进行推算，即可得到所需激励信号的频率范围。
    以某车型前照灯安装点加速度信号为例，功率谱密度曲线及有效值如图4所示，各方向计算的幅值及综合幅值如表1所示。



    该前照灯各方向振动加速度有效值均小于3 g，而根据企业内试验方法规定的振动单品试验激励幅值20 g进行试验后，前照灯安装位置很快出现断裂现象。与其矛盾的是将该前照灯安装于试验样车上，完成20 000 km道路耐久性试验后，前照灯并未出现破坏失效问题，所以，企业单品振动试验标准已不能满足目前的单品振动试验需求。根据实际测试结果，前照灯各方向实际振动加速度均乘以安全系数2作为激励幅值；功率谱密度曲线显示前照灯安装位置主要的频率成分为发动机1阶和2阶频率成分，所以，在发动机常用转速3 000～9 000 r/min范围内，所含频率范围为50～500 Hz，虽然其余频率成分的振动也存在，但能量分布较小，实际确定频率范围时可适当参考道路信号功率谱确定，最高频率包含到500Hz即满足要求。

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