外場試驗是指遠離實驗室的試驗,需要把試驗設(shè)備運送到試驗現(xiàn)場,因此,外場試驗需要做更多的準備工作。對于執(zhí)行一個外場試驗,應(yīng)包括以下內(nèi)容:
1) 調(diào)試試驗設(shè)備;
2) 準備試驗方案;
3) 現(xiàn)場分工與試驗順序;
4) 預試驗;
5) 正式試驗;
6) 檢查試驗數(shù)據(jù);
7) 數(shù)據(jù)分析,提交報告。
在這以最近執(zhí)行的通過噪聲試驗(PBN,Pass-By Noise)為例來說明整個過程。
由于PBN試驗是法規(guī)性試驗,因此,試驗之前應(yīng)該對相應(yīng)的法規(guī)有全面的理解。目前最新的PBN法規(guī)是ISO 362-2015和ECE R51.3,為了準備這次試驗,我仔細研究了ISO 362-2015,并與ECE R51.3進行了對比,發(fā)現(xiàn)二者差異微乎其微。熟悉法規(guī)能使我們了解如何執(zhí)行試驗,因為,法規(guī)規(guī)定了相應(yīng)的測試要求,如測試質(zhì)量、車輛參考點選擇、目標條件、擋位選擇、試驗過程和數(shù)據(jù)處理等方面。對法規(guī)有了全面的理解,就熟悉了試驗要求與過程,接下來就是準備試驗了。
試驗準備工作的第一步是調(diào)試外場所有要用到的設(shè)備,并且是按外場試驗要求進行調(diào)試。如果不事先對設(shè)備進行調(diào)試,那么,設(shè)備到現(xiàn)場出現(xiàn)任何問題都將會拖延試驗進度,造成額外的費用支出。我們本次在調(diào)試試驗設(shè)備時,也不是一次就成功的,總共調(diào)試了三次:第一次沒有找到調(diào)試不成功的問題所在,測量車速的GPS也沒正常工作;第二次找到了關(guān)鍵問題所在,測量車速更換成雷達;待解決關(guān)鍵問題之后,第三次調(diào)試成功外場要用到的所有設(shè)備。正是因為有這三次對設(shè)備的調(diào)試,才能保證在試驗現(xiàn)場時,設(shè)備的正常運行。這些調(diào)試保證了硬件問題在辦公室得到了解決。
對于PBN試驗而言,待測車輛的相關(guān)參數(shù)必須要事先拿到,這些參數(shù)包括車長、發(fā)動機布置方式、額定功率、額定轉(zhuǎn)速、變速箱類型、各擋位傳動比和主減傳動比等。這些參數(shù)需要輸入到測試軟件中。通過這些參數(shù)能計算出額外的負載大小和測試過程中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍等。
試驗方案是試驗的一個重要部分,它是試驗的指導書。指導試驗如何執(zhí)行并確定采集到所有需要的數(shù)據(jù)類型。即使常規(guī)試驗也應(yīng)當有試驗方案,以便每位參與試驗的人員都知道試驗是如何進行的,需要采集哪些試驗數(shù)據(jù)。當然,現(xiàn)場試驗時,可能會對試驗方案進行微調(diào),以滿足試驗要求。詳細的試驗方案能保證試驗的順利進行,即使不了解試驗過程的人員,按照試驗方案也能完成試驗。通常,試驗方案應(yīng)包含以下內(nèi)容:
- 試驗?zāi)康?/li>
- 參考或依據(jù)
- 測試設(shè)備清單
- 測點布置
- 測量工況
- 采樣設(shè)置:采樣率、頻率分辨率、采樣長度等
- 試驗順序
- 預試驗
- 正式試驗
- 需要獲得的數(shù)據(jù)
- 時間節(jié)點
- 試驗報告內(nèi)容
本次試驗,準備的試驗方案,目錄如圖1所示。由于客戶是外資企業(yè),項目負責人也是外國人,因此,準備的是英文的試驗方案。
圖1 測試方案目錄
調(diào)試完設(shè)備之后,按照試驗方案中的要求,對軟件進行了設(shè)置,并保存測試設(shè)置,這樣現(xiàn)場試驗直接打開這個文件就行,減少了現(xiàn)場操作。即使要更改設(shè)置,只需要微調(diào)即可,節(jié)省了現(xiàn)場操作時間,提高了測試效率。
PBN試驗場地選擇位于山東省招遠市的Applus IDIADA中國試驗場(又稱為中亞輪胎試驗場),試驗場中用于通過噪聲測試的跑道如圖2中的紅色矩形框所示區(qū)域,包含兩種路面(圖中方形區(qū)域),采用的標準分別為ISO 10884:1994(圖3)和ISO 10884:2011(圖4),加速車道長度達500米,具有供卡車和公交車的通過噪聲測試能力。這次試驗對兩種路面都進行測試,在相同的測試條件下,不同的路面結(jié)果相差1.2dBA。
圖2 測試場地
圖3 ISO 10884:1994路面
圖4 ISO 10884:2011路面
到達現(xiàn)場之后,需要查看測試場地與安裝額外的負載質(zhì)量(保證車輛滿足測試所要求的重量),在查看場地的同時,相關(guān)人員在安裝額外的質(zhì)量配重。車輛準備就位以后,下午開始進行預試驗,以確定合適的待測擋位,同時也是為了讓駕駛員摸索開車規(guī)律,以便盡可能地滿足測試要求。
整個試驗需要測試兩種路面,另外,在ISO 10884:2011路面上還需要測試拆除發(fā)動機罩之后的通過噪聲。因此,共需要測試三種工況:保留發(fā)動機罩測試兩種路面和摘除發(fā)動機罩后在ISO 10884:2011路面上測試。這樣導致布置的設(shè)備需要從一個路面移動到另一個路面。
現(xiàn)場測試時,我們的測試順序是先保留發(fā)動機罩,測試新標準路面,然后移動設(shè)備到老標準路面進行測試,然后拆除發(fā)動機罩,設(shè)備移動到新標準路面進行測試。這樣,測試設(shè)備移動了兩次,雖然第二次移動設(shè)備與摘除發(fā)動機罩同時進行,沒有花費額外的時間。但在我看來,如果事前確定合理的測量順序,可以保證只需要移動一次測試設(shè)備即可:首先在保留發(fā)動機罩的情況下測試老標準路面,然后移動到新標準路面,最后再測試拆除發(fā)動機罩的工況,這樣可一定程度上減少設(shè)備移動和再次調(diào)試的工作量,提高效率。所以,當有多個測試工況時,應(yīng)在測試之前合理地安排測試順序,盡可能地提高測試效率。
由于試驗場對于待測車輛在場地內(nèi)的測試是按小時計費(價格不菲),為了節(jié)省成本,我們先安排測試設(shè)備進場布置調(diào)試,待調(diào)試完成之后,再讓待測車輛進場。車輛進場后便開始了預試驗:確定測試要用的擋位、車輛進線車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速,讓駕駛員熟悉駕駛規(guī)律。
圖5 測試設(shè)備
圖6 設(shè)備調(diào)試
圖7 新標準路面現(xiàn)場布置
圖8 老標準路面現(xiàn)場布置
擋位選擇相對容易,在各擋位下駕駛幾趟就能確定試驗所需要的擋位,但關(guān)鍵是要在這些擋位下駕駛車輛使其滿足試驗要求(車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速必須位于要求的區(qū)間),這一點對于駕駛員來說非常關(guān)鍵,經(jīng)驗豐富的駕駛員可極大的節(jié)省試驗時間,提高效率。但對我們這次試驗而言,預試驗效果并不理想,一方面是車輛擋位設(shè)置問題,另一方面是駕駛員缺乏通過噪聲測試駕駛經(jīng)驗,導致一整個下午,測量了近60組數(shù)據(jù),只有2組數(shù)據(jù)滿足要求??赡軡M足要求的兩個擋位,一擋出BB線時車輛接近30km/h,轉(zhuǎn)速極易超出上限;下一擋出BB線時車輛極易超出40km/h,轉(zhuǎn)速又不易滿足要求。雖然這一下午測試不理想,但也獲得了一些數(shù)據(jù),如各擋位下車輛進線轉(zhuǎn)速和車速,是否需要預加速,在什么位置預加速等。
第二天正式試驗開始之前,我們討論了如何提高測試效率,才能使駕駛員盡可能地開出滿足要求的車速和轉(zhuǎn)速。這個討論是非常必要的,經(jīng)過討論,我們決定不再讓駕駛員自主地駕駛,而是聽指令駕駛,安排專人指揮駕駛員,給駕駛員指令:在什么位置開始預加速,進線速度和轉(zhuǎn)速保持多少等。這樣一來,極大地提高了效率,第二天我們就完成了所有的測試。標準要求通過噪聲試驗至少要有4組有效的數(shù)據(jù),我們本次試驗,每個工況都采集了8組有效數(shù)據(jù)。每次試驗,建議總是要保證數(shù)據(jù)數(shù)量多于試驗所要求的數(shù)據(jù)。
圖9 通過噪聲試驗
第三天上午,我們檢查了所有的數(shù)據(jù),以確保所有數(shù)據(jù)都滿足要求,不需要再進行補測。這一步工作之后,就可以拆除額外質(zhì)量負載,將車輛復原了。同時,在現(xiàn)場,我們也給客戶提供了滿足要求的初步結(jié)果。給出了三種結(jié)果:一種是所有有效數(shù)據(jù)對應(yīng)的結(jié)果,一種是選擇最大的四組數(shù)據(jù)對應(yīng)的結(jié)果,第三種是按ECE標準要求的結(jié)果。在客戶看來,如果最大的四組都滿足標準要求,那么,其他的情況都是滿足的。確定數(shù)據(jù)都沒有問題之后,待測車輛中午就開始返程了。
進行一次外場試驗,通常要想到盡可能出現(xiàn)的狀況,比方一些易損件應(yīng)有備件,易損件包括導線和傳感器等,現(xiàn)場供電的解決方案,特別是現(xiàn)場長時間試驗時。在拆除測試設(shè)備之前要確保所有的數(shù)據(jù)都是有效的,并且不缺少數(shù)據(jù)。測試過程要有測試日志,比方,我們在測試時,為了保證駕駛員駕駛狀態(tài)滿足試驗要求,我們之前做了大量的統(tǒng)計工作,確定了多大的進線車速和轉(zhuǎn)速才能滿足試驗要求,車輛在什么位置開始預加速才能滿足進線要求,正是因為這些統(tǒng)計工作,才能保證第二天的正式試驗大幅度地提高效率。當有多個測試工況時,應(yīng)事先安排合理的測試順序,以便提高效率。外場試驗在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下,所有工作都應(yīng)以提高試驗效率為前提。