影響汽車平順性的主要因素

1、影響汽車平順性的主要因素汽車振動系統(tǒng)本身和路面輸入的復(fù)雜性決定了影響汽車平順性的因素很多。下面從結(jié) 構(gòu)與使用兩個因素做出分析。（一）結(jié)構(gòu)因索汽車是一個由多質(zhì)量組成的復(fù)雜振動系統(tǒng)，為便于分析，需要進(jìn) 行簡化。一般情況下，汽車可視為由彼此相聯(lián)系的懸架質(zhì)量和非懸架 質(zhì)最所組成。懸架質(zhì)量M主要由懸架彈簧上的車身、車架及其上的總成所組成。非懸架質(zhì)最m主要由懸架彈簧下的車輪和車軸組成，由此形成由車身和車輪組成的雙質(zhì)最振動系統(tǒng)，如圖I 一 13所示。而且實際上從振動角度看，由于存在前、后車輪兩個路面輸入。這就決定汽 車有垂直和俯仰兩個自由度振動，從而導(dǎo)致汽車縱軸線上任一點的垂 直振動不同。下面定性分析結(jié)構(gòu)因

2、索對汽車平順性的影響。（1）懸架彈性的影響。懸架彈性對車身振動頻率起著決定性的作用。懸架上的載荷與其 變型之間的關(guān)系稱為彈型元件的彈性特性。如果懸架的剛度是常數(shù)，則其變形與所受載荷成 正比，這種懸架稱為線性懸架， 一般鋼板彈簧、螺旋彈簧懸架均屬此類。采用線性懸架的汽車往往不能滿足汽車平順性的要求，使用中汽車的有效載荷變化較大（特別是公共汽車和載貨汽車），會出現(xiàn)空載時振動頻率較高或滿載振動頻率較低的現(xiàn)象。為了改善這種情況， 現(xiàn)代汽車多采用非線性懸架（也稱變剮度懸架），即其剛度可隨栽荷的變化而變化。如采用空 氣彈簧、空氣液力彈簧和橡膠彈簧等具有非線性特性的彈性元件，或增設(shè)副簧、復(fù)合彈簧。（2）懸架

3、阻尼的影響。為了衰減車身的自由振動并抑制車身和車輪的共振，以減小車身 的垂直振動加速度和車輪的振幅 （防止車輪跳離地面），懸架系統(tǒng)中應(yīng)具有適當(dāng)?shù)淖枘?。懸?的阻尼主要來自于減振器、鋼板彈簧葉片和輪胎變形時橡膠分子間的摩擦等。鋼板彈簧懸架 系統(tǒng)中的干摩擦較大，而且鋼板彈簧葉片數(shù)目越多，摩擦越大，故有的汽車采用鋼板彈簧懸 架時可以不裝減振器，但彈簧摩擦阻尼的數(shù)值很不穩(wěn)定鋼板生銹阻力力過大，不易控制。而采用其他內(nèi)摩擦很小的彈性元件 （如螺旋彈簧、扭桿彈簧等）的懸架，必須采用減振器，以 吸收振動能量而使振動迅速衰減。為使減振器阻尼效果好，又不傳遞大的沖擊力，常把壓縮行程的阻力和伸張行程的阻力取的不同。

4、壓縮行程取較小的相對阻尼系數(shù)，在伸張行程取較大的相對阻尼系數(shù)。有的減振器壓縮時無阻尼而只在伸張行程時有阻尼，具有這種阻尼特性的減振器稱為單向作用減振器。 而在壓縮、伸張兩行程中均有阻尼作用的減振器稱為雙向作 用減振器。采用減振器不僅可以提高汽車的平順性，而且還可以增加懸架的角剛度，改善車輪與道路的接觸情況。防止車輪跳離地面， 因而能改善汽車的穩(wěn)定性、提高汽車的行駛安全性。改 善減振器的性能對提高汽車在不平道路上的行駛速度有很好的作用。懸架系統(tǒng)的干摩擦可使懸架的彈性部分或全部被鎖住，使汽車只在輪胎上發(fā)生振動，因而增加振動頻率且使路面沖擊容易傳給車身。為減少鋼板彈簧葉片叫的摩擦，葉片間應(yīng)加潤滑脂或

5、摩擦村墊，結(jié)構(gòu)上采用少片彈簧。（3）主動懸架與半主動懸架。一般懸架由彈簧和減振器組成，其特性參數(shù)（懸架剛度 K和阻尼系數(shù)c）是在一定條件下進(jìn)行優(yōu)化確定的。這種懸架的特性參數(shù)一旦選定便無法更改， 稱為被動懸架。其缺點是不能適應(yīng)使用工況（如載荷變化引起的懸架質(zhì)量變化，車速和路況所決定的路面輸入等）的變化進(jìn)行控制調(diào)整無法滿足汽車較高性能的要求。利用電控技術(shù)與隨動液壓技術(shù)的主動懸架和半主動懸架能較好地改善汽車的平順性。如圖114所示為車身與車輪兩個自由度主 動懸架或半主動懸架模型。主動懸架一般用液壓缸作為主動力發(fā)生 器，代替懸架的彈簧和減振器，由外部高壓液體提供能源，用傳感 器測量系統(tǒng)運動的狀態(tài)信號，

6、反饋到電控單元，然后由電控單元發(fā) 出指令控制力發(fā)生器，產(chǎn)生主動控制力作用于振動系統(tǒng)，構(gòu)成閉環(huán) 控制。半主動懸架的核心部分是采用可調(diào)阻尼減振器，其控制邏輯 有的和主動懸架類似，是閉環(huán)的，也有根據(jù)車速等參數(shù)進(jìn)行開環(huán)控 制的，它消耗的全部能量只用來驅(qū)動控制閥，顧能耗低。(4) 非懸架質(zhì)量的影響。非懸架質(zhì)量對汽車的平順性影響較人，減小非懸架質(zhì)最可降低車身的振動頻率、提高車輪的振動頻率，從而使高頻共振移向更高的行駛速度。這對平順性有利。另外，非懸架質(zhì)最減小可有效減小其對車身的沖擊力。非懸架質(zhì)量對行駛平順性的影響常用非懸架質(zhì)量與懸架質(zhì)最之比m/M來評價。比值越小，則行駛的平順性越好?，F(xiàn)代轎車的比值大多為

7、m/ M=10.5 %14.5%，這樣可以有良好的行駛平順性。(5) 輪胎的影響。輪胎的彈性使懸架的換算剛度減小。當(dāng)汽車在不平道路上行駛時，由于輪胎的彈性作用，輪胎位移曲線比道路斷面輪廓圓滑甲整，跳躍長度比道路坎坷不平的長度大，而跳躍曲線的高度較道路不平的真正高度小(即所謂輪胎的展平能力)，它可使汽車在高頻共振時振動減小。 輪胎內(nèi)摩擦所引起的阻尼作用可吸收振動能量，使振動衰減。從改善汽車平順性的角度考慮，輪胎的徑向剛度應(yīng)盡可能小。但輪胎剛度過低會增加輪胎側(cè)偏，影響汽車的操縱穩(wěn)定性，還會使?jié)L動阻力增加并降低輪胎的使用壽命。(6) 底盤旋轉(zhuǎn)件不平衡的影響。在汽車行駛過程中，底盤旋轉(zhuǎn)件(如傳動軸、車

8、輪等)的不平衡極易產(chǎn)生周期性的激振力， 而后通過懸架傳至車身，影響汽車的平順性。提高旋轉(zhuǎn)件動 平衡度對改善汽車的平順性會起到一定的作用。(7) 軸距的影響。在汽車行駛過程中受到路面不平的沖擊時，汽車車身的俯仰角加速度隨軸距的加大而減小。而對于垂直振動加速度，隨著軸距的加大，除了前、后軸上方?jīng)]有變化外，其他各處都減小。所以軸距加長對汽車平順性的改善是非常有利的。(8) 乘坐位臵與座椅的影響。座椅的位臵對平順性反應(yīng)的差別很人。試驗和實際感受表明接近車身中部的座位，其振動量最小。與汽車質(zhì)量中心的距離愈大，車身振動對乘客的影響愈大。對于載貨汽車和公共汽車，為了減小水平縱向振動的振幅.座位在高度上應(yīng)盡量

9、減小與質(zhì)心的距離。座椅墊的彈性要適當(dāng).若汽車的懸架較硬， 可采用較軟的座墊： 若汽車懸架較軟，則采用較硬的座墊，以防因乘客在座位上的振動頻率與車身的振動頻率重合而發(fā)生 共振。另外，座墊也需要一定的阻尼，以衰減振動?？傊绊懶旭偲巾樞缘慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)很多，且關(guān)系錯綜復(fù)雜，必須對這些參數(shù)進(jìn)行綜合分析，以便正確選擇參數(shù)，提高汽車行駛的行駛平順性。(二)使用因素道路不平是引起汽車振動的主要因素。這就決定了汽車運行過程中的平順性與路面狀況和車速有著密切的關(guān)系。此外，汽車懸架系統(tǒng)在汽車使用過程中的技術(shù)狀況對汽車的平順性 也有著重要的影響。1.路況與車速汽車在不平道路上行駛時， 前、后車輪連同車身都要受到來自路面的沖擊作用。對某一汽車來說，激振的強度和頻率主要取決于路而狀況和車速。這就相應(yīng)決定了汽車振動響應(yīng)。2懸