第七章 汽车行驶平顺性

1、概述 振动：路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。 保持(boch)振动环境的舒适性，以保持(boch)驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良好的心理状态和准确灵敏的反应。 汽车的平顺性影响“ 人汽车”系统的操纵稳定性以及行驶安全性。共四十二页平顺性：保持汽车行驶(xngsh)过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。评价方法：根据乘员舒适程度评价 汽车振动系统及其评价指标共四十二页输入振动系统输出(shch)评价指标输 入：路面不平度(pn d)、 车速。振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。输 出：悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。评价指标：人体对振动的

2、响应、轮胎的接地性。共四十二页图6x 路面纵向(zn xin)断面曲线第一节 路面(lmin)的统计特性 汽车行驶平顺性的好坏主要取决于由路面不平度引起的低频随机振动强度的大小。通常把路面相对基准平面的高度沿道路走向I的变化称为路面纵剖面曲线或不平度函数，如下图所示 。 共四十二页一、随机(su j)过程的统计特性路面不平度函数(hnsh)是一个平稳随机过程，此过程亦可计为时间的函数(hnsh)，即；其数字特征有：1.均值或数学期望2.均方值，即的均值，为： 共四十二页3.方差，即的均值，为则 4.自相关函数 均值和方差是刻划随机过程在各个孤立时刻统计特性(txng)的重要数字特征。 共四十二

3、页5.谱密度函数则因为(yn wi) 所以共四十二页1.路面不平度的功率谱通常把相对基准平面的高度q ，沿着道路走向长度l的变化q(l) 称为(chn wi)道路纵(断面)曲线或不平度函数。 根据测量的路面不平度随机数据，在计算机上处理得到路面不平度功率谱 或方差 。二、路面不平度的自功率(gngl)谱密度函数路面谱共四十二页按路面功率谱密度(md)把路面按不平度分为8级，AH共四十二页注：纵坐标和横坐标均采用对数(du sh)单位共四十二页汽车是一个复杂的多质量振动系统，在汽车质心处建立的三轴空间坐标系上 ， 汽车有垂直（Z向）、纵向（X向）和 横向（Y向）的直线振动，和绕Y 轴线的颠簸（

4、） 、绕X轴线的摇摆 （） 和 绕Z轴线的扭摆（ ）角振动，所以(suy)座位上的驾驶员也承受此六个自由度的振动。 由于六个自由度或更多个自由度的振动系统的分析相当复杂，为了突出主要的研究目的而略去次要因素的影响，选择自由度时需要根据研究的具体情况进行简化。下图所示为一经过简化的立体模型。 第二节汽车振动(zhndng)系统的简化共四十二页1.汽车振动系统的简化(jinhu)7自由度模型4车轮，Ix Iy Z共四十二页 由于汽车是纵轴对称的，当左、右车撤的不平度函数x(I)=y(I)时，汽车只有车身的垂直振动z和俯仰振动，汽车可以简化为平面(pngmin)模型。4DOF共四十二页四自由度模型(

5、mxng)双轴汽车简化2个车轮(ch ln)、Z、共四十二页2自由度：1个车轮(ch ln)、Z共四十二页共四十二页第三节单质量系统(xtng)的振动共四十二页二阶常系数(xsh)齐次方程共四十二页共四十二页阻尼比对衰减(shui jin)振动的影响共四十二页阻尼比对振幅衰减(shui jin)的影响共四十二页第四节车身和车轮双质量(zhling)系统的振动共四十二页共四十二页共四十二页共四十二页共四十二页共四十二页1.人体对振动的响应 人体对振动的响应取决于：频率与强度； 作用方向； 暴露时间。2.频率8Hz以下水平方向允许的加速度值低于垂直方向48Hz允许的加速度；水平方向12Hz比垂直方

6、向48Hz加速度允许值低1.4倍。对于汽车的振动环境， 8Hz以下振动频率占比重相当大。3.反应界限（疲劳(plo)、不舒服）都是由人体感觉到的振动强度大小和暴露时间长短综合作用的结果。第五节 人体对振动的响应(xingyng)和平顺性评价共四十二页 平顺(pngshn)性主要靠主观感觉判断。 国际标准ISO 2631，以短时间简谐振动的实验结果为基础。 ISO 2631用加速度均方根值给出了180Hz振动频率范围内人体对振动反应的三个不同界限。rms加速度均方根值共四十二页 暴露界限：当人体承受的振动强度在此界限内，将保持人的健康(jinkng)或安全。它作为人体可承受振动量的上限。 疲劳工

7、效降低界限：当人承受的振动强度在此界限内时，能准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。它与保持人的工作效能有关。 舒适降低界限：在此界限之内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，能顺利地完成吃、读、写等动作。它与保持人的舒适有关。共四十二页等时间(shjin)曲线共四十二页采用对数(du sh)坐标的优点共四十二页共四十二页1/3倍频分别评价(pngji)法：对传至人体的加速度进行频谱分析，可得1/3倍频带的加速度均方根值谱。2.平顺(pngshn)性的评价方法共四十二页1/3倍频法认为:同时有许多个1/3倍频带都有能量作用于人体(rnt)时，各个频带振动作用无明显联系，对人体(rnt)产生的影响主要

8、是人体感觉振动强度最大的一个1/3倍频带所造成的。人体对各频带振动的敏感(mngn)程度不同，所以1/3倍频加速度均方根值分量 的大小不能反映人体感觉振动强度的大小。方法：采用人体对不同频率振动敏感程度的频率加权函数，将人体最敏感以外各1/3倍频带加速度均方根值分量 进行频率加权，即按人体感觉的振动强度相等的原则折算为最敏感频率范围，即加权加速度均方根值分量 。其大小可以反映人体对振动强度的感觉。共四十二页共四十二页共四十二页共四十二页总加权值方法用中心频率180Hz，20个倍频带加权加速度均方根值分量的平方和根值来评价汽车的平顺性。优点：可用计权滤波网络(wnglu)由均方根值检波器检出。当各1/3倍频带加权均方根值分量彼此相等时2.总加权值方法(fngf)共四十二页共四十二页共四十二页内容摘要概述。振动：路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。保持振动环境的舒适性，以保持驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良好(lingho)的心理状态和准确灵敏的反应。汽车的平顺性影响“ 人汽车”系统的操纵稳定性以及行驶安全性。平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。评价指标：人体对振动的响应、轮胎