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(diǎn)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(diǎn)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(yùn)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(yùn)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(qiáng)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