任務五 汽車行駛平順性評價指標及檢測

任務五

汽車行駛平順性評價指標及檢測第一節(jié)人體對振動的反應和平順性的評價第二節(jié)汽車振動系統(tǒng)的簡化，單質(zhì)量系統(tǒng)的振動第三節(jié)影響汽車行駛平順性的因素任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測學習目標掌握汽車行駛平順性的評價指標和人體對振動反應的感覺界限；掌握汽車振動系統(tǒng)的簡化方法，并能正確分析車身振動的單質(zhì)量系統(tǒng)模型；了解汽車平順性的影響因素。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測輸入路面不

平度車速振動系統(tǒng)彈性元件阻尼元件車身、車

輪質(zhì)量評價指標加權加速度

均方根值撞擊懸架限位

概率行駛安全性汽車平順性可由路面-汽車-人系統(tǒng)框架圖來分析輸出車身傳至人體

的加速度懸架彈簧動撓度車輪與路面之間

的動載路面汽車人任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測行駛平順性的定義汽車行駛平順性，是指汽車在一般行駛速度范圍內(nèi)行駛時，避免因汽車在行駛過程中所產(chǎn)生的振動和沖擊，使人感到不舒服、疲勞，甚至損害健康，或者使貨物損壞的性能。由于行駛平順性主要是根據(jù)乘員的舒適程度來評價，所以又稱為乘坐舒適性。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測良好行駛平順性的意義汽車是一個復雜的多質(zhì)量振動系統(tǒng)，其車身通過懸架的彈性元件與車橋連接，而車橋又通過彈性輪胎與道路接觸，其他如發(fā)動機、駕駛室等，也是以橡皮墊固定于車架上。由于道路不平而引起的沖擊和加速、減速時的慣性力，以及發(fā)動機與傳動軸振動等產(chǎn)生的激振力作用于車輛系統(tǒng)，將使系統(tǒng)發(fā)生復雜的振動，對乘員的生理反應和所運貨物的完整性，均會產(chǎn)生不利的影響。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測良好行駛平順性的意義振動產(chǎn)生的動載荷，加速了零件的磨損，乃至引起損壞，降低了汽車的使用壽命。振動還引起能量的消耗，使燃料經(jīng)濟性變差。因此，減少汽車本身的振動，不僅關系到乘坐的舒適和所運貨物的完整，而且關系到汽車的運輸生產(chǎn)率、燃料經(jīng)濟性、使用壽命和工作可靠性等方面。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測第一節(jié)人體對振動的反應和平順性的評價一、

汽車行駛平順性的評價指標常用汽車車身振動的固有頻率和振動加速度均方根值，評價汽車的行駛平順性。為保持汽車具有良好的行駛平順性，車身振動的固有頻率應為人體所習慣的步行時，身體上、下運動的頻率，它約為60～80次／min(1～1.6Hz),振動加速度的極限值為0.2g～0.3g。為了保證運輸貨物的完整性，車身振動加速度也不宜過大。達到1g車身加速度，可能使沒有固定的貨物離開車廂底板。所以，車身振動加速度的極限值應低于0.6g～0.7g。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測二、人體對振動的反應ISO在綜合大量有關人體全身振動的研究工作和文獻的基礎上，訂出了國際標準IS02631《人體承受全身振動的評價指南》。該標準用加速度的均方根值給出了在1～80Hz振動頻率范圍內(nèi)人體對振動反應的三個不同的感覺界限。它們分別是暴露極限、疲勞降低工作效率界限和舒適降低界限。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測

暴露極限：當人體承受的振動強度在此界限內(nèi)，將保持人的健康或安全。它作為人體可承受振動量的上限。

疲勞-工效降低界限：當人承受的振動強度在此界限內(nèi)時，能準確靈敏地反應，正常地進行駕駛。它與保持人的工作效能有關。

舒適降低界限：在此界限之內(nèi)，人體對所暴露的振動環(huán)境主觀感覺良好，能順利地完成吃、讀、寫等動作。它與保持人的舒適有關。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測等時間曲線任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測三個界限的關系這三個界限只是容許的振動加速度值不同。暴露極限的值為疲勞-工效降低界限的2倍，舒適降低界限為疲勞-工效降低界限的1／3.15。各界限容許加速度值，隨頻率的變化趨勢完全一樣。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測人體最敏感的頻率范圍

垂直方向：4~12.5HZ

4~8HZ：人體內(nèi)臟器官產(chǎn)生共振8~12.5HZ：影響人的脊椎系統(tǒng)水平方向：0.5~2HZ任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測一、7自由度模型4車輪，IxIyZ第二節(jié)汽車震動系統(tǒng)的簡化任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測當汽車對稱于其縱軸線，且左、右車轍的不平度函數(shù)

此時汽車車身只有垂直振動Z和俯仰振動Iy。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測四自由度汽車模型的簡化兩個車輪、Z、φ任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測兩自由度：車輪，車身垂直速度Z任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測二、雙質(zhì)量振動系統(tǒng)模型任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測三、單質(zhì)量振動系統(tǒng)模型任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測二階常系數(shù)方程單質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測阻尼比對衰減振動的影響(1)任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測試驗方法測阻尼比ξ阻尼比對衰減振動的影響(2)任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測第三節(jié)

影響汽車行駛平順性的因素一、懸架結(jié)構(gòu)：懸架結(jié)構(gòu)主要指彈性元件、導向裝置與減振裝置，其中彈性元件與懸架系統(tǒng)的阻尼對平順性影響較大。彈性元件：將汽車車身看成一個在彈性懸架上作單自由度振動的質(zhì)量時，減少懸架剛度，可降低車身的固有頻率，提高汽車行駛的平順性。但懸架剛度過低，在緊急制動時會產(chǎn)生嚴重的汽車“點頭”現(xiàn)象。因此可采用具有非線性特性的變剛度懸架，即懸架的剛度隨載荷而變，這樣可以使得在載荷變化時，保持車身振動的固有頻率不變，從而獲得良好的平順性。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測懸掛的非線性彈性特性的實現(xiàn)方法在線性懸架中，加入輔助彈簧、復合彈簧，采用適當?shù)膶驒C構(gòu)，以及與車架的支承方式等。選用具有非線性特性的彈性元件，如空氣彈簧、油氣彈簧、橡膠彈簧和硅油彈簧等。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測二、阻尼系統(tǒng)的阻尼：為衰減車身自由振動和抑制車身、車輪的共振，以減小車身的垂直振動加速度和車輪的振幅，懸架系統(tǒng)中應具有適當?shù)淖枘?。減振器的阻尼效果好，可提高汽車行駛平順性，改善車輪與道路的接觸條件，防止車輪離開路面，因而可改善汽車的穩(wěn)定性，提高汽車的行駛安全性。改進減振器的性能，對提高汽車在不平道路上的行駛速度有很大的作用。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測三、輪胎：輪胎由于本身的彈性，在很大程度上吸收了因路面不平所產(chǎn)生的振動，因此它和懸架系統(tǒng)共同保證了汽車的平順性。輪胎性能的好壞，是用輪胎在標準氣壓和載荷下，壓縮系數(shù)的大小(輪胎被壓下的高度與充氣斷面高度的百分比)來表示的。在最大允許負荷作用下，普通輪胎的壓縮系數(shù)為10%～12%，為了乘坐舒適，客車輪胎的壓縮系數(shù)稍大些，為12%～14%。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測提高輪胎緩沖性能的方法增大輪胎斷面、輪輞寬度和空氣容量，并相應降低輪胎氣壓。改變輪胎結(jié)構(gòu)型式，如采用子午線輪胎。因輪胎徑向彈性大，可以緩和不平路面的沖擊，并吸收大部分沖擊能量，使汽車平順性得到改善。提高簾線和橡膠的彈性，要用較柔軟的胎冠。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測四、懸掛質(zhì)量：如前所述，懸掛質(zhì)量分配系數(shù)為

，是評價汽車平順性極其重要的參數(shù)。它取決于懸掛質(zhì)量的分布情況。懸掛質(zhì)量的布置應使ε≈1。當ε≈1時，前、后懸掛質(zhì)量的振動彼此互不影響。任務五汽車行駛平順性評價指標及檢測五、非懸掛質(zhì)量：減少非懸掛質(zhì)量，可以減少傳給車身上的沖擊力。非懸掛質(zhì)量的振動，對懸掛質(zhì)量振動加速度有較顯著的影響。因此，為了提高汽車的平順性，采用非懸