汽车性能与使用技术 刁立福 第7章.ppt

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1、第7章汽车舒适性主讲教师：刁立福汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。由于汽车行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，又称为汽车乘坐舒适性。第一节人体对振动的反应与平顺性的评价一、人体对振动的反应椅面垂直轴向的频率加权函数最敏感频率范围为4～12.5Hz。在4～8Hz这个频率范围，人的内脏器官产生共振，而8～12.5Hz频率范围的振动对人的脊椎系统影响很大。椅面水平轴向的频率加权函数最敏感频率范围为0.5～2Hz，大约在3Hz以下，水平振动比垂直振动

2、更敏感，且汽车车身部分系统在此频率范围产生共振，故对水平振动应给予充分重视。二、汽车行驶平顺性的评价方法1.评价指标加权加速度均方根值加速度均方根值2.评价方法：IS02631-1：1997(E)标准规定，汽车行驶平顺性评价方法包括基本评价方法与辅助评价方法。当汽车振动波形峰值系数（峰值系数是指加权加速度时间历程aw(t)的峰值与加权加速度均方根值aw的比值）≤9时，采用基本评价方法，即加权加速度均方根值来评价振动对人体舒适和健康的影响；反之，采用辅助评价方法，即加权加速度4次方和根值来评价。加权加速度均方根值：振动剂量值：加权振级：第二节汽车振动

3、系统的简化与单质量系统的振动分析一、汽车振动系统的简化1.汽车7自由度振动系统的立体模型在这个模型中，讨论平顺性时主要考虑车身质量垂直、俯仰、侧倾3个自由度，4个车轮质量有4个垂直自由度，共7个自由度2.汽车4自由度振动系统的平面模型3.汽车双质量(2自由度)系统的振动模型4.汽车单质量系统（车身）的振动模型二、汽车车身单质量振动系统分析相对阻尼系数对衰减振动有以下影响：1.使振动圆周频率略有下降2.使振幅快速衰减第三节影响汽车行驶平顺性的结构因素（一）汽车行驶平顺性影响因素1.车身固有频率f0的影响2.车身部分阻尼比ζ的影响3.车身与车轮部分质量比

4、μ的影响4.悬架与轮胎的刚度比γ的影响（二）汽车行驶平顺性提高措施1.悬挂结构悬挂结构主要指弹性元件、导向装置与减振装置，其中弹性元件与悬架系统中阻尼影响较大。被动悬挂：主动悬挂：1）弹性元件悬架刚度减少悬架刚度，可降低振动频率，提高汽车行驶平顺性。但是振动频率降低,悬架动挠度增大。为了减小汽车在不平路面上行驶时撞击缓冲块概率，悬架还应有足够的动挠度(指悬架平衡位置到悬架与车架相碰时的变形)。2）阻尼为了衰减车身自由振动和抑制车身、车轮的共振，以减小车身的垂直振动加速度和车轮的振幅(减小车轮对地面压力的变化，防止车轮跳离地面)，悬架系统中应具有

5、适当的阻尼。为了使减振器阻尼效果好，又不传递较大的冲击力，常把压缩行程的阻尼和伸张行程的阻尼取得不同。在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性，减少减振器传递的路面冲击力，应选择较小的相对阻尼系数；在悬架伸张行程内，减振器阻尼力应较大，以求迅速衰减振动，应选择较大的相对阻尼系数。单向作用减振器时，减振器压缩行程无阻尼，只在伸张行程有阻尼作用。对于不同的悬架固有频率及不同的使用条件，满足平顺性要求的相对阻尼系数应有所不同。当固有频率较低，路面又较差的，动挠度会相当大，为减少悬架撞击限位块的概率，相对阻尼系数应取偏大值。2.轮胎

6、降低轮胎径向刚度、轮胎展平能力、轮胎内摩擦引起的阻尼3.悬挂质量增大悬挂质量，车身的低频振动加速度减小，会提高行驶平顺性。悬架静挠度：（1）刚度不变的悬架在静载荷下的变形量。（2）变刚度悬架，静挠度是悬架上的静载荷与相应的瞬时刚度之比。4.非悬挂质量减小非悬挂质量可提高车轮的振动频率。将高频共振移向更高的行驶速度。车轮部分动载下降，对降低车轮相对动载有利。5.座椅人体减振效果比刚性质量放在坐垫上好弹簧座椅刚度的选择要适当，使人-座椅系统的固有频率不在最敏感的频率范围（4～12.5Hz）内，又要尽量不与车身的振动频率重合，以减小共振，一般可控制

7、约为3Hz。人-座椅系统的相对阻尼系数希望达到0.2才有较好的减振效果，用高阻尼材料制成的泡沫坐垫相对阻尼系数可达0.3～0.4。座椅阻尼有减少乘员振动固有频率的作用。如果再把人体本身的减振效果考虑进去，固有频率还会降低。为避免与车身的振动频率重合，人-座椅系统无阻尼时的固有频率可以再高一些。例如用泡沫制成的坐垫，该固有频率取5～6Hz。对于具有较硬悬架的汽车，可采用较软的坐垫。对于具有较软悬架的汽车，可采用较硬的坐垫。6.座位的结构、尺寸、布置方式和车身(或载货汽车驾驶室)的密封性(防尘、防雨、防废)、通风保暖、照明、隔声、音响系统等。有些国外大客

8、车，尤其是长途公共汽车的座位都充分考虑舒适性。如长途客车因乘客乘坐时间长，要求有更好的舒适性，一般都设有半躺