汽車運用技術第一章汽車使用性能4(汽車行駛平順性)

汽車振動與人體反應汽車行駛平順性的評價影響汽車行駛平順性的因素§1-5汽車行駛平順性

一、汽車振動與人體反應

1.定義 汽車行駛平順性是指汽車在行駛過程中，能保證乘員在所處的振動環(huán)境里具有一定的舒適度，以及保持所運貨物完整無損的性能。它又稱為乘座舒適性。隨著人類物質生活水平的提高，人們對汽車的舒適性要求也越來越高。因此，汽車行駛平順性是現代高速、高效率汽車的一個重要性能。2.汽車行駛時的振動

振動系統(tǒng)彈性元件、阻尼元件、質量。振動原因路面的不平與沖擊汽車轉動件的不平衡發(fā)動機不平穩(wěn)運轉振動輸出車身振動、車身傳給人體加速度、懸架彈簧撓度

彈性元件減振器車架車軸3.人體對振動的反應

振動的反應過程振動的最敏感頻率范圍上下振動：4～12.5Hz

水平振動：0.5～2Hz

內臟器官產生共振頻率范圍：8～12.5Hz

脊椎系統(tǒng)影響很大的頻率范圍：8～12.5Hz

適應的振動頻率人們對步行時身體上下運動的這種振動是適應的，其振動頻率約為60～85次／min（1～1.4Hz）。當振動頻率低于0.6Hz時，人們有暈車的感覺，當振動頻率過高，則有明顯沖擊的感覺。4.振動評價客觀評價、感覺評價根據乘員舒適程度（人體對振動的響應）及其評價指標（加速度均方根值等）評價汽車振動。二、汽車行駛平順性評價1.平順性評價指標人體對汽車振動的反應是汽車振動頻率、強度、振動方向及振動時間的綜合作用結果。國際標準化組織在進行大量調查研究的基礎上，提出了ISO2631《人體承受全身振動的評價指南》。ISO2631用加速度均方根值給出了在中心頻率1～80Hz振動頻率范圍內人體對振動反應的三種不同的感覺界限。

暴露極限

它是指人們在振動環(huán)境里可以承受的振動量上限。當人們承受的振動強度在這個極限之內，將保持健康或安全。

疲勞—工效降低界限

它是指人們在振動環(huán)境里因持續(xù)振動造成疲勞而導致工作效率下降的振動界限。當駕駛員承受的振動強度在此界限內時，能準確靈敏地反映，保持正常駕駛。

舒適－降低界限

它是指人們在振動環(huán)境因持續(xù)振動導致舒適程度下降而不令人滿意的振動界限。當乘員承受的振動強度在此界限內時，其主觀感覺良好，能順利完成吃、讀、寫等動作。ISO2631人體對振動反應的“疲勞一工效降低界限”垂直方向

ISO2631人體對振動反應的“疲勞一工效降低界限”水平方向其他界限標準

另外兩個界限的振動允許值隨頻率的變化趨勢完全與上圖相同，只是振動加速度均方根允許值不同。其中，“暴露極限”為“疲勞－工效降低界限”的2倍（增加6dB）；“舒適－降低界限”為“疲勞-工效降低界限”的1/3.15（降低10dB）。2.平順性評價方法1/3倍頻帶分別評價法總加權值評價法其他評價方法利用總加權加速度均方根值與暴露時間關系評價利用加權振級與總加權加速度均方根值關系評價

加權振級、加權加速度均方根值與人的主觀感覺之間的關系

/（m/s2）/dB人的主觀感覺＜0.315110沒有不舒適0.315～0.63110～116稍有不舒適0.5～1.0114～120比較不舒適0.8～1.6118～124不舒適1.25～2.5122～128很不舒適＞2.0126極不舒適客車平順性評價指標限值

評價指標大、中型客車輕型客車旅游團體、長途城市高級普通空氣懸架非空氣懸架/（m/s2）≤0.4595≤0.7079≤1.0274≤1.1220≤0.6833≤0.8123/dB≤113.0≤117.0≤120.0≤121.0≤116.5≤118.0舒適降低界限TCD/h≥2.5≥1.0≥0.5≥0.4≥1.2≥0.8三、影響汽車行駛平順性的因素

懸架懸架剛度及彈性特性

減小懸架剛度，降低固有頻率式中f0―車身固有頻率（Hz）；

C―懸架剛度（N/mm）；

G―懸掛重力（N）；

g―重力加速度，g=9810mm/s2。1．汽車結構方面

前后懸架剛度應匹配采用非線性懸架，即變剛度懸架對于載荷變化較大的公共汽車和載貨汽車尤為有利。

懸架阻尼懸架系統(tǒng)的阻尼主要來自減振器、鋼板彈簧葉片之間的摩擦以及輪胎變形時橡膠分子間的摩擦。阻尼的作用是使車身的振動迅速衰減，減小傳遞給乘員和貨物的振動加速度，縮短振動時間，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。相對阻尼系數ψ

壓縮行程小；伸張行程大越野車大；其他車小

輪胎

輪胎的徑向剛度適當減小輪胎徑向剛度，可以改善行駛平順性。比如采用子午線輪胎，徑向剛度減小，輪胎的靜撓度增加，行駛平順性得到改善。但輪胎剛度過低，會使側向偏離加大，影響汽車的操縱穩(wěn)定性。輪胎的展平能力

懸掛質量

懸掛質量的分布應盡量使懸掛質量懸掛質量增加，平順性變

好，減少則平順性變差。為此應采用等撓度懸架。M1M2M3L1L2

座椅

座椅的布置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。載貨汽車和公共汽車，為了減小水平前后方向的振幅，座位在高度方向上應盡量縮小與質心間的距離。座墊的減振座墊的剛度和阻尼要作適當選擇，以使人—座椅系統(tǒng)的固有頻率避開人體最敏感的頻率范圍，且盡量又不與車身的固有頻率重合，以免共振。

非懸掛質量減小非懸架質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。減小非懸架質量，可以減少傳給車身的沖擊力，其非懸架質量的振動對懸架質量的振動加速度有較顯著的影響。減小非懸架質量，還將引起高頻振動的相對阻尼系數增加，因而減振器所吸收的能量減少，工作條件可以獲得改善。非懸架質量可因懸架導向裝置型式而改變，采用獨立懸架，可使非懸架質量減小。非懸掛質量

常用非懸掛質量與懸掛質量之比m/M評價非懸掛質量對行駛平順性的影響。其比值越小，行駛平順性越好。對于現代轎車，m/M=10.5%～14.5%，可以保證良好的平順性。2.汽車使用方面

應保持適當的車速車速對行駛平順性影響很大。路面越惡劣，車速越不能提高。特別應注意的是，對具有一定不平度的路面，必然有一個共振車速。駕駛時必須使常用車速遠離共振車速。應加強懸架系統(tǒng)的維護應注意減振器及鋼板彈簧的維護，以防減振器失效及彈簧片生銹降低彈性元件