第一章汽车使用性能5(汽车行驶平顺性)

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1、§1-5汽车行驶平顺性1.5.1汽车振动与人体反应1.5.2汽车振动与人体反应1.5.3影响汽车行驶平顺性的因素行驶平顺性：汽车行驶平顺性是指汽车在行驶过程中，能保证乘员在所处的振动环境里具有一定的舒适度，以及保持所运货物完整无损的性能。它又称为乘座舒适性。随着人类物质生活水平的提高，人们对汽车的舒适性要求也越来越高。因此，汽车行驶平顺性是现代高速、高效率汽车的一个重要性能。输入路面的不平车速振动系统弹性元件阻尼元件车身、车轮质量振动输出车身振动车身传给人体加速度悬架弹簧挠度1.5.1汽车振动与人体反应1、汽车行驶时的振动振动原因路面的不平与冲击汽车转动件的不平衡发动机不平稳运

2、转评价指标加权加速度均方根值撞击悬架限位概率行驶安全性2、人体对振动的反应振动的反应过程振动的最敏感频率范围上下振动：4～12.5Hz水平振动：0.5～2Hz内脏器官产生共振频率范围：4～8Hz脊椎系统影响很大的频率范围：8～12.5Hz适应的振动频率人们对步行时身体上下运动的这种振动是适应的，其振动频率约为60～85次／min（1～1.4Hz）。当振动频率低于0.6Hz时，人们有晕车的感觉，当振动频率过高，则有明显冲击的感觉。1.5.2汽车行驶平顺性评价1、平顺性评价指标人体对汽车振动的反应是汽车振动频率、强度、振动方向及振动时间的综合作用结果。国际标准化组织在进行大量调查研

3、究的基础上，提出了ISO2631《人体承受全身振动的评价指南》。ISO2631用加速度均方根值给出了在中心频率1～80Hz振动频率范围内人体对振动反应的三种不同的感觉界限。暴露极限它是指人们在振动环境里可以承受的振动量上限。当人们承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康或安全。疲劳—工效降低界限它是指人们在振动环境里因持续振动造成疲劳而导致工作效率下降的振动界限。当驾驶员承受的振动强度在此界限内时，能准确灵敏地反映，保持正常驾驶。舒适－降低界限它是指人们在振动环境因持续振动导致舒适程度下降而不令人满意的振动界限。当乘员承受的振动强度在此界限内时，其主观感觉良好，能顺利完成吃、读

4、、写等动作。ISO2631人体对振动反应的“疲劳一工效降低界限”垂直方向水平方向其他界限标准另外两个界限（暴露极限、舒适-降低界限）的振动允许值随频率的变化趋势完全与上图相同，只是振动加速度均方根允许值不同。其中，“暴露极限”为“疲劳-工效降低界限”的2倍（增加6dB）；“舒适-降低界限”为“疲劳-工效降低界限”的1/3.15（降低10dB）。2、平顺性评价方法1/3倍频带分别评价法总加权值评价法其他评价方法利用总加权加速度均方根值与暴露时间关系评价利用加权振级（等效均值）与总加权加速度均方根值关系评价加权振级、加权加速度均方根值与人的主观感觉之间的关系客车平顺性评价指标限值1

5、.5.3影响汽车行驶平顺性的因素（1）悬架1）悬架刚度减小悬架刚度，降低固有频率式中f0―车身固有频率（Hz）；C―悬架刚度（N/mm）；G―悬挂重力（N）；g―重力加速度，g=9810mm/s2。1、汽车结构方面前后悬架刚度应匹配为减小共振，前、后悬架固有频率接近或相等；为减轻车身的纵向角振动，前悬架固有频率比后悬架略低。2）悬架系统弹性特性悬架变形与所受载荷之间的对应关系称为悬架的弹性特性，分为线性和非线性两种。线性悬架，刚度为常数，固有频率随装载量变化而变化。采用非线性悬架，即变刚度悬架对于载荷变化较大的公共汽车和载货汽车尤为有利。3）悬架阻尼悬架系统的阻尼主要来自减振器

6、、钢板弹簧叶片之间的摩擦以及轮胎变形时橡胶分子间的摩擦。阻尼的作用是使车身的振动迅速衰减，减小传递给乘员和货物的振动加速度，缩短振动时间，改善行驶平顺性。还能改善车轮与道路的接触状况，防止车轮跳离地面，提高操纵稳定性。相对阻尼系数ψ压缩行程小；伸张行程大越野车大；其他车小（2）轮胎轮胎对平顺性的影响主要取决于：轮胎的缓冲性能、径向刚度和平衡程度。轮胎的缓冲性能：轮胎的缓冲性能好，既可减少路面不平引起的对车身的冲击，又可吸收因路面不平所产生的振动。轮胎的径向刚度：适当减小轮胎径向刚度，可以改善行驶平顺性。比如采用子午线轮胎，径向刚度减小，轮胎的静挠度增加，行驶平顺性得到改善。但轮

7、胎刚度过低，会使侧向偏离加大，影响汽车的操纵稳定性。平衡程度：引起汽车振动，影响平顺性和行驶稳定性。（3）悬挂质量M1M2M3ab悬挂质量悬挂质量增加，车身振动和加速度会降低，平顺性变好。为保证汽车空载或轻载的平顺性，汽车最好用非线性悬架。悬挂质量的分布悬挂质量分布系数汽车悬挂质量布置时，尽量使（4）非悬挂质量减小非悬架质量可降低车身的振动频率，增高车轮的振动频率。这样就使低频共振与高频共振区域的振动减小，而将高频共振移向更高的行驶速度，对行驶平顺性有利。减小非悬架质量，可以减少传给车身的冲