7、汽車的平順性20100622

1、7 汽車的平順性講課內(nèi)容 7.1 概述 7.2 路面譜 7.3 車輛振動系統(tǒng) 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價 7.5 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 17 汽車行駛平順性 7.1 概述振源 問題的提出振動的振源地面不平引起的隨機干擾力發(fā)動機本身運轉(zhuǎn)不均勻造成的隨機干擾力與地面幾何形狀、行駛速度、車輪直徑、輪胎彈性有關(guān)包括：旋轉(zhuǎn)質(zhì)量、往復(fù)運動質(zhì)量不平衡引起的27 汽車行駛平順性 7.1 概述 汽車行駛平順性振動的危害振動危害健康37 汽車行駛平順性 7.1 概述 汽車在行駛過程中汽車能吸收行駛時產(chǎn)生的各種沖擊和振動的能力 汽車行駛平順性概念概念47 汽車行駛平順性 7.1 概述 汽車行駛平順性

2、研究方法路面汽車人57 汽車行駛平順性 7.2 路面不平度的自功率譜密度路面譜 路面不平度q(I)的功率譜密度Gq(n)的意義 Gq(n) 表示路面不平度q(I) 的均方值q2(I)的平均值Eq2(I) （式72）的空間頻率分布 路面不平度q(I)的功率譜密度Gq(n)式中： n空間頻率，m-1 n0參考空間頻率，取0.1 m-1 Gq(n0)n0下的路面功率譜密度值 也稱為路面不平度系數(shù)(m2/m-1) w頻率指數(shù)，一般取為267 汽車行駛平順性 7.2 路面不平度的自功率譜密度路面譜 路面不平度 8 級分類標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出按路面功率譜密度將路面的不平程度分為 8 級參考空間頻率n0下

3、的路面功率譜密度值的幾何平均值在一定范圍內(nèi)路面不平度相應(yīng)的的均方根值的幾何平均值77 汽車行駛平順性 7.2 路面不平度的自功率譜密度路面譜注： 圖中陰影面積為原聯(lián)邦德國1983年公路路面譜分布范圍 我國在A、B、C 主要分布在B、C87 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng) 汽車振動系統(tǒng)的簡化 6自由度模型 4自由度模型少側(cè)傾和側(cè)滑97 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng) 汽車振動系統(tǒng)的簡化2自由度輪胎懸架振動模型單自由度振動模型只考慮懸掛質(zhì)量忽略輪胎后軸質(zhì)量前軸質(zhì)量M107 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng)令 2n=C/M，20=K/ M，齊次方程變?yōu)?汽車單自由度振動方程110稱為

4、系統(tǒng)固有圓頻率，定義阻尼比方程的解為7 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng) 汽車單自由度振動方程空間頻率127 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng) 汽車單自由度自由振動衰減曲線衰減越快平順性137 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng) 汽車單質(zhì)量系統(tǒng)幅頻特性147 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng)（1）在00.75的低頻段， 既不減振也不增振。阻尼比影響不大。（2）在0.75= 的高頻段，= 時 =1。 時， 均1。懸架系統(tǒng)起減振作用。 汽車單質(zhì)量系統(tǒng)幅頻特性結(jié)論：/00 應(yīng)結(jié)論：應(yīng)但不宜過大（否則高頻區(qū)振幅比稍有增大）0.20.4151、固有頻率越低，車身振動加速度均方根值越低，平順

5、性越好。但固有頻率太低，會導(dǎo)致汽車載荷變化時車身高度變化過大、懸架“擊穿”和乘員暈車；2、汽車懸架阻尼比不能過大或過小，有一最佳值，在0.2和0.4之間。7 汽車行駛平順性 7.3 車輛振動系統(tǒng) 平順性和固有頻率、阻尼比的關(guān)系167 汽車行駛平順性 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價評價標(biāo)準(zhǔn) ISO2631-1:1997(E) 人體承受全身振動評價第一部分：一般要求 GB/T4970-1996汽車平順性隨機輸入行駛試驗方法所考慮的振動 ISO2631-1規(guī)定，舒適性評價時，考慮座椅支承處的3個線振動和3個角振動，靠背和腳支承處各3個線振動，共12個軸向振動。健康影響評價時，僅考慮座椅支承處

6、的3個線振動xs、ys、zs。 平順性的評價標(biāo)準(zhǔn)17 軸加權(quán)系數(shù) 對不同方向振動，人體敏感度不一樣。該標(biāo)準(zhǔn)用軸加權(quán)系數(shù)描述這種敏感度。7 汽車行駛平順性 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價 名詞解釋 頻率加權(quán)系數(shù) 對不同頻率的振動，人體敏感度也不一樣。 例如，人體內(nèi)臟在椅面z向振動4-8Hz發(fā)生共振，8-12.5Hz對脊椎影響大。椅面水平振動敏感范圍在0.5-2Hz。 標(biāo)準(zhǔn)用頻率加權(quán)函數(shù)w描述這種敏感度。187 汽車行駛平順性 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價 人體坐姿受振模型197 汽車行駛平順性 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價 平順性的評價方法單軸向加權(quán)加速度均方根值W

7、(7-53)207 汽車行駛平順性 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價 平順性的評價方法總加權(quán)加速度均方根值W0 (7-54)217 汽車行駛平順性 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價 平順性的評價方法換算公式加權(quán)振級與加權(quán)加速度均方根值的換算 (7-55)現(xiàn)代測試儀器（人體振動測量儀）一般采用加權(quán)振級Law加權(quán)振級振動的量級 用分貝值表示的加權(quán)加速度均方根值（單位dB）227 汽車行駛平順性 7.4 人體對振動的反應(yīng)及平順性的評價 平順性的評價方法加權(quán)振級和加權(quán)加速度均方根值與人的主觀感覺之間的關(guān)系237 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素結(jié)構(gòu)

8、因素懸架結(jié)構(gòu)輪胎懸掛質(zhì)量“人體座椅”系統(tǒng)參數(shù)247 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素懸架結(jié)構(gòu)彈簧剛度k懸架彈性特性減振器阻尼力系數(shù)c257 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素彈簧剛度k（通過懸架系統(tǒng)固有頻率f0影響，且影響最大） 懸架剛度懸架系統(tǒng)固有頻率f0 車身加速度Z”為改善平順性的基本措施 但懸架剛度和懸架系統(tǒng)固有頻率f0 過小則懸架變形大即動繞度限位行程受結(jié)構(gòu)的限制有限即碰到限位塊故降低系統(tǒng)固有頻率f0的措施f0不能太小 267 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素彈

9、簧剛度k（通過懸架系統(tǒng)固有頻率f0影響，且影響最大） 懸架系統(tǒng)的固有頻率f0 、靜繞度fs、限位行程fd 及的實用范圍 （表7-4）277 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素彈簧剛度k考慮前后懸架彈簧剛度前后懸架彈簧剛度的匹配對平順性影響也較大最佳方案前、后懸架系統(tǒng)的固有頻率盡量相等措施k1/k2b/a287 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素懸架系統(tǒng)的彈性特性懸架系統(tǒng)的彈性特性懸架變形與所受載荷的對應(yīng)關(guān)系非線性變剛度懸架（措施p187） 即k隨載荷變化而變化 而固有頻率f0基本不變線性k為常數(shù)，固有頻率f0隨載重變化而變化 即空載、部分載荷時f0過高平順性變差297 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素輪胎輪胎的彈性特性也吸收了一部分路面不平產(chǎn)生的振動提高輪胎緩沖性能的方法有： 增大輪胎接地面積和空氣容量 降低輪胎氣壓 采用子午線輪胎 提高輪胎材料的彈性307 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素非懸掛質(zhì)量非懸掛質(zhì)量的振動對懸掛質(zhì)量有沖擊的作用故對懸掛質(zhì)量的振動加速度有加劇的影響 措施： 減小非懸掛質(zhì)量 提高懸掛質(zhì)量與非懸掛質(zhì)量的比值317 汽車行駛平順性 7.4 影響汽車平順性的結(jié)構(gòu)因素