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2024/4/22汽車運(yùn)用基礎(chǔ)馮寶山申琳池現(xiàn)榮全國(guó)中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校汽車類專業(yè)通用教材主
編參編2024/4/22汽車的使用性能車輛管理汽車營(yíng)運(yùn)知識(shí)單元一單元二單元三2024/4/22模塊6汽車的舒適性能模塊描述模塊要求模塊實(shí)施項(xiàng)目拓展12342024/4/22模塊描述
我們乘車的過(guò)程中,會(huì)感覺(jué)乘坐舒適,或疲勞、難受、頭暈等主觀感覺(jué),這種車輛對(duì)人體感覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的能力,被稱為汽車的舒適性能。汽車的舒適性能是在保證汽車安全、快速、節(jié)能、環(huán)保的同時(shí)更高層次的需求,是現(xiàn)代汽車的重要使用性能之一。汽車的舒適性能主要通過(guò)汽車行駛平順性、車內(nèi)裝置的操縱性、車內(nèi)空氣調(diào)節(jié)、車內(nèi)空間及座椅布置、車身的隔音與密封、上下車的方便性等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。其中汽車的行駛平順性尤為重要。2024/4/221.時(shí)間要求:建議2學(xué)時(shí)2.目標(biāo)要求:掌握汽車舒適性的內(nèi)涵,了解汽車平順性的評(píng)價(jià)
方法,熟知影響汽車舒適性的主要因素。模塊要求2024/4/22模塊實(shí)施
一、汽車行駛的平順性汽車行駛的平順性是指汽車在一般行駛速度范圍內(nèi)行駛時(shí),能保證乘員不會(huì)因車身振動(dòng)而引起不舒服和疲勞的感覺(jué),以及保持所運(yùn)貨物完整無(wú)損的性能。由于行駛平順性主要根據(jù)乘員的舒適程度來(lái)評(píng)價(jià),所以又稱為乘坐舒適性。行駛的汽車是一個(gè)復(fù)雜的多質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng),如下所示。輸入:路面不平;發(fā)動(dòng)機(jī);傳動(dòng)系;車速等。振動(dòng)系統(tǒng):輪胎、懸架座墊等彈性、阻尼元件與質(zhì)量構(gòu)成。輸出:懸架系統(tǒng)質(zhì)量的加速度或傳至人體的加速度;車輪與路面間的動(dòng)載。評(píng)價(jià)指標(biāo):人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)—舒適程度;輪胎的接地性。2024/4/22模塊實(shí)施
車身的振動(dòng)頻率較低,共振區(qū)通常在低頻范圍內(nèi)。為了保證汽車具有良好的平順性,應(yīng)使車身共振的行駛速度盡可能遠(yuǎn)離汽車常用的行駛速度。其次,振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)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。此外振動(dòng)還能引起能量的消耗,使燃料經(jīng)濟(jì)性變壞。因此,減少汽車本身的振動(dòng),不僅關(guān)系到乘坐的舒適和所運(yùn)貨物的完整,而且關(guān)系到車的運(yùn)輸生產(chǎn)率、燃油經(jīng)濟(jì)性、使用壽命和工作可靠性等。
汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)方法,通常是根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)的生理反應(yīng)及對(duì)保持貨物完整性的影響制訂的,并用振動(dòng)的物理量,如頻率、振幅、加速度、加速度變化率等作為行駛平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。汽車行駛平順性的評(píng)價(jià)指標(biāo)可分為客觀物理量評(píng)價(jià)指標(biāo)和主觀感覺(jué)評(píng)價(jià)指標(biāo)。2024/4/22模塊實(shí)施
1.客觀物理量評(píng)價(jià)指標(biāo)客觀物理量評(píng)價(jià)指標(biāo)常用汽車車身振動(dòng)的固有頻率和振動(dòng)加速度評(píng)價(jià)汽車的行駛平順性。試驗(yàn)表明,為了保持汽車具有良好的行駛平順性,車身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)為人體所習(xí)慣的步行時(shí)身體上、下運(yùn)動(dòng)的頻率,它約為60~85次/min(1~1.6Hz),振動(dòng)加速度的極限值為0.2g~0.3g。為了保證運(yùn)輸貨物的完整性,車身振動(dòng)加速度也不宜過(guò)大;如果車身加速度達(dá)到1g,未經(jīng)固定的貨物就有可能離開(kāi)車廂底板,所以,車身振動(dòng)加速度的極限值應(yīng)低于0.6g~0.7g。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO在綜合大量資料基礎(chǔ)上,提出了ISO2631—1978E《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》,它已被許多國(guó)家所采用。該標(biāo)準(zhǔn)用加速度的均方根值(rms)給出了在中心頻率1~80Hz振動(dòng)頻率范圍內(nèi)人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三種不同的感覺(jué)界限。我國(guó)參照ISO2631—1978E制定了GB4970—85《汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)方法》GB5902—86《汽車平順性單脈沖輸入行駛實(shí)驗(yàn)方法》和GB/T12477—90《客車平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)及極限》,以此來(lái)評(píng)價(jià)汽車的平順性。2024/4/22模塊實(shí)施ISO2631的核心內(nèi)容是用加速度的均方根值給出了在1~80Hz振動(dòng)頻率范圍內(nèi)人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三個(gè)不同的感覺(jué)界限。它們分別是舒適—降低界限、疲勞—工效降低界限和暴露極限。車速特性評(píng)價(jià)指標(biāo)反映了汽車的平順性指標(biāo)隨車速變化的關(guān)系。用車速特性評(píng)價(jià)汽車的平順性要比在某一車速評(píng)價(jià)汽車的平順性更符合實(shí)際。舒適—降低界限與保持舒適有關(guān)。轎車、客車用舒適—降低界限車速特性評(píng)價(jià)。在此界限內(nèi),人體對(duì)所暴露的振動(dòng)環(huán)境主觀感覺(jué)良好,并能順利完成吃、讀、寫各種動(dòng)作。疲勞—工效降低界限與保持工作效率有關(guān)。貨車用疲勞—工效降低界限車速特性評(píng)價(jià)。當(dāng)駕駛員承受振動(dòng)在此極限內(nèi)時(shí),能準(zhǔn)確靈活地反應(yīng),保持正常地進(jìn)行駕駛。如超過(guò)這一界限,就意味著容易疲勞和工作效率的降低。暴露極限通常作為人體可以承受振動(dòng)量的上限。當(dāng)人體承受的振動(dòng)強(qiáng)度在這個(gè)極限之內(nèi),人體不會(huì)感覺(jué)不適,將保持健康或安全。當(dāng)車身振動(dòng)頻率低于1.1Hz時(shí),會(huì)引起乘員暈車、惡心;當(dāng)車身振動(dòng)頻率高于1.5Hz時(shí),人體會(huì)感受到?jīng)_擊,會(huì)使乘員感到疲勞、不適等。2024/4/22模塊實(shí)施2.主觀感覺(jué)評(píng)價(jià)車輛行駛平順性可根據(jù)乘員主觀感覺(jué)的舒適程度進(jìn)行評(píng)價(jià),一般分四種感覺(jué)。舒適程度主觀感覺(jué)正常振動(dòng)很小,乘員感到比較舒適,感覺(jué)正??山邮苷駝?dòng)加大,乘員感到不太舒服,但能保證正常駕駛,不致感到疲勞可忍受振動(dòng)更大,乘員感到疲勞,影響正常駕駛,效率降低,但尚可忍受,不致影響健康和安全無(wú)法忍受振動(dòng)再加大,乘員無(wú)法忍受,以致影響健康和安全2024/4/22模塊實(shí)施
二、影響汽車舒適性的主要因素
1.行駛平順性的影響(1)懸架結(jié)構(gòu)減少懸架剛度,降低固有頻率,可以減少不平路面而引起乘員承受的加速度值,這是改善平順性的基本措施。為此需要采用軟彈簧及低的輪胎氣壓。但懸架剛度也不宜過(guò)小,否則會(huì)引起懸架下質(zhì)量高頻振動(dòng)幅值加大,影響操縱穩(wěn)定性;還會(huì)引起緊急制動(dòng)時(shí)汽車“點(diǎn)頭”現(xiàn)象嚴(yán)重,轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生較大的側(cè)傾角等不良現(xiàn)象。對(duì)于載荷變化較大的公共汽車和載貨汽車,為滿足不同載荷對(duì)懸架剛度的不同需要,常采用非線性懸架,即變剛度懸架。為避免出現(xiàn)“共振”,前、后懸架的固有頻率應(yīng)避開(kāi)激振頻率,前輪懸架剛度略低于后懸架?,F(xiàn)代汽車配置了電子控制懸架系統(tǒng),能使懸架隨著不同的路況和行駛狀態(tài)作出相應(yīng)的調(diào)整,通過(guò)調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)的阻尼力,使懸架的特性與道路狀況和行駛狀態(tài)相適應(yīng),保證汽車在行駛過(guò)程中獲得良好的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性,使汽車的乘坐舒適性達(dá)到令人滿意的狀態(tài)。2024/4/22模塊實(shí)施
(2)懸架阻尼懸架系統(tǒng)的阻尼主要來(lái)自減振器、鋼板彈簧葉片之間的摩擦以及輪胎變形時(shí)橡膠分子間的摩擦。其作用是使車身的振動(dòng)迅速衰減,減少傳遞給乘員和貨物的振動(dòng)加速度,縮短振動(dòng)時(shí)間,改善行駛平順性,還能改善車輪與道路的接觸狀況,防止車輪跳離地面,提高操縱穩(wěn)定性。2024/4/22模塊實(shí)施
(3)輪胎輪胎對(duì)行駛平順性的影響主要取決于輪胎的徑向剛度,適當(dāng)減小輪胎徑向剛度,可以改善行駛平順性。比如采用子午線輪胎徑向剛度減小,輪胎的靜繞度增加40%以上,行駛平順性得到改善。但輪胎剛度過(guò)低,會(huì)引起側(cè)向偏離加大,影響汽車的操縱穩(wěn)定性。在使用中,通過(guò)動(dòng)平衡試驗(yàn)消除輪胎的動(dòng)不平衡現(xiàn)象,也是保證行駛平順性的必要措施。(4)座椅接近車身中部的座位振幅較小,前、后兩端的座位振幅較大,在相同頻率下乘員感受到的振動(dòng)加速度就不一致,所以轎車的座位均布置在前后軸軸距之內(nèi)。載貨汽車和公共汽車,為減小水平前后方向的振幅,座位在高度方向上應(yīng)盡量縮小與重心間的距離?,F(xiàn)代汽車配置的電動(dòng)座椅,具有前后移動(dòng)、前端升降、后端升降及前后端同時(shí)升降等功能,能滿足不同身高和習(xí)慣的人乘坐,提高了乘員的舒適性和方便性。2024/4/22模塊實(shí)施
(5)非懸架質(zhì)量非懸架質(zhì)量對(duì)汽車的平順性有較大的影響,其質(zhì)量的大小直接影響到傳遞到車身上的沖擊力。質(zhì)量越小,沖擊力越小,反之將加大。非懸架質(zhì)量對(duì)行駛平順性的影響,常用非懸架質(zhì)量與懸架質(zhì)量之比m/M來(lái)評(píng)價(jià),此比值轎車一般在10.5%~14.5%之間,以小些為好。(6)路面質(zhì)量路面質(zhì)量是引起汽車振動(dòng)的主要原因。因路面不平引起的振動(dòng)性質(zhì)既因車輛系統(tǒng)的不同而不同,又因路面不平的差異而顯示出不同的特點(diǎn),因此改善路面質(zhì)量,減少路面的不平度,將會(huì)降低車輛的振動(dòng),改善乘坐舒適性,為汽車的高速行駛創(chuàng)造條件。2024/4/22模塊實(shí)施
(7)使用方面的措施汽車的行駛速度對(duì)其平順性也有很大影響。尤其需要注意的是,具有一定不平度的路面,必然有一個(gè)共振車速,因此駕駛時(shí)必須使常用車速遠(yuǎn)離共振車速。汽車的技術(shù)保養(yǎng)程度也會(huì)影響平順性。如板簧之間潤(rùn)滑不好會(huì)降低彈性原件的作用,減振器中油液粘度過(guò)大或凍結(jié)會(huì)使減振阻力增大,這些因素都會(huì)使汽車在不平路面上行駛時(shí)受到?jīng)_擊。2024/4/22模塊實(shí)施
2.空調(diào)系統(tǒng)的影響汽車空調(diào)系統(tǒng)的使用性能是汽車舒適性能的重要指標(biāo)。制冷系統(tǒng)出現(xiàn)不能制冷或工作不良故障,夏天行駛將會(huì)造成車內(nèi)溫度較高,乘員出現(xiàn)頭暈、出汗等不適現(xiàn)象;采暖系統(tǒng)出現(xiàn)故障,冬天行車,車內(nèi)溫度較低,也會(huì)造成乘員不舒服現(xiàn)象;通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障,會(huì)使新鮮空氣不能按要求及時(shí)送入車內(nèi),車內(nèi)呼吸排出的二氧化碳、蒸發(fā)的汗液以及從車外進(jìn)入的灰塵、花粉等污染物不能順利排出車外,不利于乘員的健康和舒適;空氣凈化裝置工作不良,不能清除車內(nèi)的異味、微粒及車外吸入空氣中的花粉和灰塵等,車內(nèi)空氣得不到凈化,影響乘員的乘坐舒適性。2024/4/22模塊實(shí)施2024/4/22模塊拓展汽車舒適性能的檢測(cè)
汽車舒適性能的檢測(cè)主要是對(duì)汽車懸架性能、減振器性能和空調(diào)性能進(jìn)行檢測(cè)。
1.汽車懸架的檢測(cè)汽車懸架的檢測(cè)方法有外觀檢查法、按壓車體法和試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法三種。(1)外觀檢查法通過(guò)人工從外部檢查懸架裝置的彈簧是否有裂紋,彈簧和導(dǎo)向裝置的連接螺栓是否松動(dòng),汽車行駛過(guò)程中懸架部分是否有異響等。(2)按壓車體法按壓車體通常采用人工方法,用力按壓車體后,迅速松開(kāi),若車體能來(lái)回振動(dòng)2~3次,表明懸架裝置性能良好,反之則表明懸架裝置彈性不足。2024/4/22模塊拓展
(3)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法是利用試驗(yàn)臺(tái)對(duì)汽車懸架進(jìn)行振動(dòng),進(jìn)而快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)懸架,并能對(duì)懸架進(jìn)行定量分析的檢測(cè)方法。懸架裝置檢測(cè)臺(tái)可分為跌落式和共振式兩種類型。用跌落式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)進(jìn)行測(cè)試前,先通過(guò)舉升機(jī)裝置將汽車升到一定高度,然后突然松開(kāi)支承機(jī)構(gòu),使車輛落下產(chǎn)生自由振動(dòng)。用測(cè)量裝置測(cè)量車體振幅或用壓力傳感器測(cè)量車輪對(duì)臺(tái)面的沖擊力,對(duì)振幅或壓力波形分析處理后,評(píng)價(jià)汽車懸架裝置的工作性能。共振式懸架裝置檢測(cè)臺(tái)一般由機(jī)械部分和控制部分組成。機(jī)械部分由箱體和左右兩套相同的振動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成,控制部分由微機(jī)、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、電磁繼電器及控制軟件等組成。2024/4/22模塊拓展
通過(guò)傳感器,將汽車的振動(dòng)參數(shù)(振幅值、振動(dòng)頻率、相位差等)采集的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等前期處理后,將采集處理的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī),進(jìn)行信號(hào)處理和分析??刂栖浖?duì)懸架裝置檢測(cè)臺(tái)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行控制,同時(shí)對(duì)懸架裝置檢測(cè)臺(tái)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理和分析,獲得汽車在衰減振動(dòng)過(guò)程中不同頻率時(shí)的振幅等參數(shù),最終將檢測(cè)結(jié)果顯示并打印。
車輪接地性指數(shù)可以表征懸架裝置的工作性能,因而可以作為診斷參數(shù)。車輪接地性指數(shù)是指被測(cè)汽車共振時(shí)的最小動(dòng)態(tài)車輪垂直載荷與靜態(tài)車輪垂直載荷的百分比值,它表明懸架裝置在汽車行駛中確保車輪與路面相接觸的最小能力。GB18565-2001《營(yíng)運(yùn)車輛綜合性能要求和檢測(cè)方法》中規(guī)定,對(duì)于最大設(shè)計(jì)車速大于等于100km/h、軸載質(zhì)量小于等于1500kg的載客汽車,應(yīng)用懸架裝置檢測(cè)臺(tái)按規(guī)定的方法檢測(cè)懸架特性測(cè)得的車輪接地性指數(shù)應(yīng)不小于40%,同軸左右車輪吸收率之差不得大于15%。2024/4/22模塊拓展2.汽車減振器檢測(cè)減振器的檢測(cè)方法有經(jīng)驗(yàn)法和試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)法。經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)法是利用經(jīng)驗(yàn)就車檢查,無(wú)需對(duì)減振器進(jìn)行拆卸,在車下查看減振器的外觀是否存在彎曲、漏油等現(xiàn)象。用力按下車體,然后松開(kāi),若汽車有2~3次跳躍,說(shuō)明減振器工作良好。使汽車在道路條件較差路面上行駛10km以上停車,用手摸減振器外殼,若不夠熱,說(shuō)明減振器不工作。當(dāng)汽車緩慢行駛而緊急制動(dòng)時(shí),若汽車振動(dòng)比較劇烈,說(shuō)明減振器存在問(wèn)題。減振器臺(tái)架檢測(cè)主要是對(duì)新的或經(jīng)過(guò)
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