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雜性決定了影響汽車平順性的因素很多。下面從結構與使用兩個因素做出分析。 (一)結構因索 汽車是一個由多質量組成的復雜振動系統(tǒng)，為便于分析，需要進行簡化。一般情況下，汽車可視為由彼此相聯系的懸架質量和非懸架質最所組成。懸架質量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，從而導致汽車縱軸線上任一點的垂直振動不同。下面定性分析結構因索對汽車

2、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系稱為彈型元件的彈性特性。如果懸架的剛度是常數，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)，會出現空載時振動頻率較高或滿載振動頻率較低的現象。為了改善這種情況，現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，或增設副簧、復合彈簧。 (2)懸架阻尼的影響。為了

3、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)中應具有適當的阻尼。懸架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。壓縮行程取較小的相對阻尼系數，

4、在伸張行程取較大的相對阻尼系數。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，葉片間應加潤滑脂或摩擦村墊，結構上采用少片彈簧。 （3

5、）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(懸架剛度K和阻尼系數c)是在一定條件下進行優(yōu)化確定的。這種懸架的特性參數 一旦選定便無法更改，稱為被動懸架。其缺點是不能適應使用工況(如載荷變化引起的懸架質量變化，車速和路況所決定的路面輸入等)的變化進行控制調整無法滿足汽車較高性能的要求。 利用電控技術與隨動液壓技術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，反饋到電控單元，然后由電控單元發(fā)出指令控

6、制力發(fā)生器，產生主動控制力作用于振動系統(tǒng)，構成閉環(huán)控制。半主動懸架的核心部分是采用可調阻尼減振器，其控制邏輯有的和主動懸架類似，是閉環(huán)的，也有根據車速等參數進行開環(huán)控制的，它消耗的全部能量只用來驅動控制閥，顧能耗低。 (4)非懸架質量的影響。非懸架質量對汽車的平順性影響較人，減小非懸架質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，非懸架質最減小可有效減小其對車身的沖擊力。非懸架質量對行駛平順性的影響常用非懸架質量與懸架質最之比mM來評價。比值越小，則行駛的平順性越好。現代轎車的比值大多為mM=10.5l4.5，這樣可以有良好的行駛平順性。

7、 (5)輪胎的影響。輪胎的彈性使懸架的換算剛度減小。當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，輪胎的徑向剛度應盡可能小。但輪胎剛度過低會增加輪胎側偏，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)底盤旋轉件不平衡的影響。在汽車行駛過程中，底盤旋轉件(如傳動軸、車輪等)的不平衡極易產生周期性的激振力，而后通過懸架傳至車身，影響

8、汽車的平順性。提高旋轉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、后軸上方沒有變化外，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)乘坐位置與座椅的影響。座椅的位置對平順性反應的差別很人。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盡量減小與質心的距離。座椅墊的彈性要適當若汽車的懸架較硬，可采用較軟的座墊

9、：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。 總之，影響行駛平順性的結構參數很多，且關系錯綜復雜，必須對這些參數進行綜合分析，以便正確選擇參數，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系。此外，汽車懸架系統(tǒng)在汽車使用過程中的技術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。這就相應決定了汽車振動響應。 2.懸