汽車性能與使用基礎(chǔ)知識

1、汽車性能與使用學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境8 汽車的舒適性汽車的舒適性8.1汽車行駛平順性汽車在一般行駛速度范圍內(nèi)行駛時，能保證乘員不會因車身振動而引起不舒服和疲勞的感覺，以及保持所運貨物完整無損的性能。由于行駛平順性主要是根據(jù)乘員的舒適程度來評價，又稱為乘坐舒適性。8.1.1汽車振動及傳遞n1）路面凸凹不平n2）不平衡輪胎n3）不平衡傳動軸n4）發(fā)動機振動8.1.28.1.2汽車行駛平順性評價指標(biāo)1）客觀評價法常用汽車車身振動的固有頻率和振動加速度評價汽車的行駛平順性。2）主觀評價法8.1.28.1.2汽車行駛平順性的評價指標(biāo)汽車行駛平順性的評價指標(biāo)2）國際上的平順性評價指標(biāo)國際標(biāo)準化組織ISO 263

2、1人體承受全身振動的評價指南。該標(biāo)準用加速度均方根值(rms)給出了在中心頻率180HZ振動頻率范圍內(nèi)人體對振動反應(yīng)的三種不同的感覺界限：舒適降低界限、疲舒適降低界限、疲勞工效降低界限和暴露極限。勞工效降低界限和暴露極限。舒適降低界限、疲勞工效降舒適降低界限、疲勞工效降低界限和暴露極限。低界限和暴露極限。n舒適降低界限與保持舒適有關(guān)。在此極限內(nèi)，人體對所暴露的振動環(huán)境主觀感覺良好，并能順利完成吃、讀、寫等動作。n疲勞工效降低界限與保持工作效率有關(guān)。當(dāng)駕駛員承受振動在此極限內(nèi)時，能保持正常地進行駕駛。n暴露極限通常作為人體可以承受振動量的上限。當(dāng)人體承受的振動強度在這個極限之內(nèi)，將保持健康或安全

3、。n人體最敏感的頻率范圍，對于垂直振動人體最敏感的頻率范圍，對于垂直振動為為4 48Hz8Hz；對于水平振動為；對于水平振動為1 12Hz2Hz以下。以下。在2.8Hz以下，同樣的暴露時間，水平振動加速度容許值低于垂直振動。頻率在2.8Hz以上則相反。nISO 2631推薦的兩種評價方法是1/3倍頻帶分別評價法和總加速度加權(quán)均方值評價法。 1/3倍頻帶分別評價法 1/3倍頻帶分別評價法n將人體最敏感頻率范圍以外的各1/3倍頻帶加速度均方根值分量進行頻率加權(quán)，等效于48Hz(垂直)、12Hz(水平)的分量數(shù)值。即按人體感覺的振動強度相等的原則，折算為最敏感的頻率范圍。n要改善行駛平順性，主要避免

4、振動能量過于集中，尤其是在人體最敏感的頻率范圍內(nèi)，不應(yīng)該有突出的尖峰。nISO 2631ISO 2631圖中給出的界限值是針對圖中給出的界限值是針對1/31/3倍頻帶倍頻帶分別評價法給的分別評價法給的. .3）總加權(quán)值評價法n在處理平順性試驗結(jié)果或計算設(shè)計參數(shù)對振動的影響時，通常還采用傳至人體振動的加速度均方根值或車身振動的加速度均方根值作為評價平順性的指標(biāo)。這種方法比較簡單，適用振動頻率分布相似的條件下進行對比。和值等于180Hz中20個1/3倍頻帶加速度均方根值分量或平方和的平方根。n總加權(quán)值反映了全部振動能量的大小，而且振動加速度均值為零.n在在汽車平順性隨機輸入行駛試驗方法汽車平順性隨

5、機輸入行駛試驗方法(GB4970(GB497085)85)和和客車平順性評價指標(biāo)及極限客車平順性評價指標(biāo)及極限（GB/T12477GB/T124779090）中均把總加速度加權(quán)均方根）中均把總加速度加權(quán)均方根值列為平順性評價指標(biāo)之一。值列為平順性評價指標(biāo)之一。8.1.3 8.1.3 影響汽車行駛平順性的因素影響汽車行駛平順性的因素1）車速車身振動頻率較低，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)使引起車身共振的行駛速度盡可能地遠離汽車行駛的常用速度。8.1.3 8.1.3 影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素2 ）懸掛結(jié)構(gòu)n減少懸架剛度，即增大靜撓度，可提高

6、汽車行減少懸架剛度，即增大靜撓度，可提高汽車行駛平順性。駛平順性。但剛度降低會增加非懸掛質(zhì)量的高頻振動位移。而大幅度的車輪振動有時會使車輪離開地面，前輪定位角也將發(fā)生顯著變化，在緊急制動時會產(chǎn)生嚴重的汽車“點頭”現(xiàn)象。轉(zhuǎn)彎時因懸架側(cè)傾剛度的降低，會使車身產(chǎn)生較大的側(cè)傾角。n采用懸架剛度可變的非線性懸架。使空車時的采用懸架剛度可變的非線性懸架。使空車時的剛度比滿載時的低剛度比滿載時的低 8.1.3 8.1.3 影響汽車行駛平順性的影響汽車行駛平順性的8 8因素因素3） 阻尼系統(tǒng)的阻尼為了使減振器阻尼效果好，又不傳遞大的沖擊力，常把壓縮行程的阻尼和伸張行程的阻尼取不同值。在彈性元件的壓縮在彈性元件

7、的壓縮行程，為了減少減振器傳遞的路面沖擊行程，為了減少減振器傳遞的路面沖擊力，選擇較小的相對阻尼系數(shù)；而在伸力，選擇較小的相對阻尼系數(shù)；而在伸張行程，為使振動迅速衰減，選擇較大張行程，為使振動迅速衰減，選擇較大的相對阻尼系數(shù)。的相對阻尼系數(shù)。8.1.3 8.1.3 影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素4） 輪胎為了提高汽車行駛平順性，輪胎徑向剛度為了提高汽車行駛平順性，輪胎徑向剛度應(yīng)盡可能減小。應(yīng)盡可能減小。在采用足夠軟的懸架的情況下，在相當(dāng)大的行駛速度范圍內(nèi)，低頻共振的可能性完全可以消除。但輪胎剛度過低，會增加車輪的側(cè)向偏離，影響穩(wěn)定性，同時，還使?jié)L動阻力增加，輪胎壽命降

8、低。8.1.3 8.1.3 影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素5 ）懸掛質(zhì)量汽車的懸掛質(zhì)量由車身、車架及其上的總成所構(gòu)汽車的懸掛質(zhì)量由車身、車架及其上的總成所構(gòu)成。懸掛質(zhì)量由減振器和懸架彈簧與車軸、車成。懸掛質(zhì)量由減振器和懸架彈簧與車軸、車輪相連。輪相連。減少公共汽車和載貨汽車的懸掛質(zhì)量,車身振動的低頻和加速度增加，會大大降低行駛平順性。在此情況下，為了保持良好的行駛平順性，應(yīng)采用等撓度懸架，使懸架剛度隨懸掛質(zhì)量的減小而減小。8.1.3 8.1.3 影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素6） 非懸掛質(zhì)量車輪、車軸構(gòu)成非懸掛質(zhì)量。車輪、車軸構(gòu)成非懸掛質(zhì)量。

9、車輪再經(jīng)過具有一定彈性和阻尼的輪胎支承路面上。減小非懸掛質(zhì)量可降低車身的振動頻率，增高車輪的振動頻率。這樣就使低頻共振與高頻共振區(qū)域的振動減小，而將高頻共振移向更高的行駛速度，對行駛平順性有利。常用非懸掛質(zhì)量與懸掛質(zhì)量之比評價非懸掛質(zhì)量常用非懸掛質(zhì)量與懸掛質(zhì)量之比評價非懸掛質(zhì)量對行駛平順性的影響對行駛平順性的影響。比值越小，行駛平順性比值越小，行駛平順性越好。越好。對于現(xiàn)代轎車=10.514.5，可以保證良好的行駛平順性。8.1.3 8.1.3 影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素影響汽車行駛平順性的結(jié)構(gòu)因素5）乘坐舒適性在很大程度上還取決座位的結(jié)構(gòu)、尺寸、布置方式和車身(或載貨汽車的駕駛室)的密封性

10、(防塵、防雨、防止廢氣進入車身)、通風(fēng)保暖、照明、隔聲等效能，以及是否設(shè)有其它提高乘客舒適的設(shè)備(鐘表、收音機、煙灰盒、 點煙器等)。8.2 空間舒適性和操作方便性8.2.1室內(nèi)空間大致分為前排空間、后排空間和后備箱空間三個部分。其中前排空間里又分為頭部空間、腿部空間、乘員間距離、高度、寬度、座椅尺寸等十余項。而后排以及后備箱空 1）座椅長、寬、高、調(diào)整；椅墊包容性8.2.1室內(nèi)空間2）視野前后擋風(fēng)玻璃、后視鏡、儀表臺顯示3）前排頭部、腿部空間、坐墊、靠背4）后排腿部、頭部空間、坐墊、靠背5）地板高度6）后備箱的易用性8.2.2 內(nèi)飾座椅、腳墊、地毯外，包括車門面板、車門嵌入板、車門立柱、車頂

11、蓬蒙板、后窗臺板、行李箱側(cè)壁板、駕駛座椅后壁等覆蓋物，還包括車門儲物盒、手套箱等儲物裝置，另外還有保險帶等 8.3 車內(nèi)氣候舒適性8.3 車內(nèi)氣候舒適性n1）腳下左右部位的溫差盡可能小；n2）頭部的溫度比腳部低25，即所謂“頭寒足熱”；n3）前后座位溫差要小，特別是后排座位腳部，應(yīng)有充足的熱風(fēng)流通。n夏季制冷時則要求盡可能保持上下身相同的溫度。一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識 8.4噪聲n8.4.1聲壓級聲壓級n人耳的聽閾（基準聲壓）：聲壓是210-5Pa；n人耳的痛閾：聲壓為20Pa5-10220lg聲壓聲壓級一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識n8.4.2響度級響度級 n人耳聽覺聲頻范圍在20

12、Hz20000Hz，高于20kHz則為超聲，低于20Hz的稱為次聲。n聲壓級相同而頻率不同的聲音，聽起來高頻音要比低頻音響得多 n聲音與基準聲頻率為1000Hz的純音對比，聽起來同樣的響，則此基準聲的聲壓級(dB)，就稱為該所測聲音的響度級，其單位為方(phon)。一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識n8.4.38.4.3計權(quán)聲級計權(quán)聲級n（1 1）A A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)計權(quán)網(wǎng)絡(luò)模擬人耳模擬人耳40phon40phon等響曲線。等響曲線。對對于人耳不敏感的于人耳不敏感的低頻低頻聲有聲有較大較大的的衰減衰減，中頻衰，中頻衰減次之，減次之，高頻不衰減高頻不衰減。n（2)2)B B網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)是按是按70phon7

13、0phon等響曲線設(shè)計，僅在等響曲線設(shè)計，僅在低低頻段有一定衰減。頻段有一定衰減。n（3)3)C C網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)仿效仿效100phon100phon等響曲線，在整個可聽等響曲線，在整個可聽頻率范圍內(nèi)幾乎頻率范圍內(nèi)幾乎無衰減無衰減。n在以上三種計權(quán)聲級中，在以上三種計權(quán)聲級中，A A聲級聲級最能反映出人最能反映出人耳的聽覺特性，目前耳的聽覺特性，目前使用廣泛使用廣泛。一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識一、聲學(xué)基礎(chǔ)知識n8.4.5頻譜分析 n以所選用的倍頻程或1/3倍頻程的中心頻率為橫坐標(biāo)，以聲壓級（或聲強級、聲功率級）為縱坐標(biāo)，作出噪聲測量圖形，即頻譜圖，可了解頻帶聲壓級在不同頻率范圍內(nèi)的分布情況，并據(jù)此判斷出噪聲的

14、成分和性質(zhì)8.4.68.4.6汽車噪聲特性汽車噪聲特性 n1.汽車噪聲包括發(fā)動機噪聲、傳動系噪聲、輪胎噪聲、車身噪聲、喇叭噪聲以及特種車輛的警報噪聲等n2.車內(nèi)噪聲主要是由于發(fā)動機及傳動系統(tǒng)在運行中引起的車身振動和車身的孔縫透聲而形成的。n3.3.車外噪聲車外噪聲n（1) 1) 行駛車速行駛車速n（2 2） 載質(zhì)量載質(zhì)量n（3 3） 技術(shù)狀況技術(shù)狀況 發(fā)動機的噪聲n1.主要包括：燃燒噪聲、機械噪聲、進氣噪聲、排氣噪聲和風(fēng)扇噪聲等n2.燃燒噪聲主要集中于速燃期，其次是緩燃期。n（1) 加速時燃燒噪聲要大。n（2)噴油提前角減小，可使最高壓力、最大壓力增長率下降，從而使燃燒噪聲減小。發(fā)動機的噪聲n（3） 爆震： 3kHz6kHz的高頻爆震聲“敲缸”。n（4）表面點火及運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)：0.5kHz2kHz的鈍音“粗暴”。傳動系噪聲n包括變速器噪聲、傳動軸噪聲以及驅(qū)動橋噪聲，其中變速器是主要噪聲源。n五、輪胎噪聲n包括空氣擾動噪聲、道路噪聲、輪胎結(jié)構(gòu)振動噪聲以及輪胎旋轉(zhuǎn)時攪動空氣引起的風(fēng)噪聲。8.4.