7、汽车的平顺性20100622

1、7 汽车的平顺性讲课内容 7.1 概述 7.2 路面谱 7.3 车辆振动系统 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价 7.5 影响汽车平顺性的结构因素 17 汽车行驶平顺性 7.1 概述振源 问题的提出振动的振源地面不平引起的随机干扰力发动机本身运转不均匀造成的随机干扰力与地面几何形状、行驶速度、车轮直径、轮胎弹性有关包括：旋转质量、往复运动质量不平衡引起的27 汽车行驶平顺性 7.1 概述 汽车行驶平顺性振动的危害振动危害健康37 汽车行驶平顺性 7.1 概述 汽车在行驶过程中汽车能吸收行驶时产生的各种冲击和振动的能力 汽车行驶平顺性概念概念47 汽车行驶平顺性 7.1 概述 汽车行驶平顺性

2、研究方法路面汽车人57 汽车行驶平顺性 7.2 路面不平度的自功率谱密度路面谱 路面不平度q(I)的功率谱密度Gq(n)的意义 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）的空间频率分布 路面不平度q(I)的功率谱密度Gq(n)式中： n空间频率，m-1 n0参考空间频率，取0.1 m-1 Gq(n0)n0下的路面功率谱密度值 也称为路面不平度系数(m2/m-1) w频率指数，一般取为267 汽车行驶平顺性 7.2 路面不平度的自功率谱密度路面谱 路面不平度 8 级分类标准国际标准化组织提出按路面功率谱密度将路面的不平程度分为 8 级参考空间频率n0下

3、的路面功率谱密度值的几何平均值在一定范围内路面不平度相应的的均方根值的几何平均值77 汽车行驶平顺性 7.2 路面不平度的自功率谱密度路面谱注： 图中阴影面积为原联邦德国1983年公路路面谱分布范围 我国在A、B、C 主要分布在B、C87 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统 汽车振动系统的简化 6自由度模型 4自由度模型少侧倾和侧滑97 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统 汽车振动系统的简化2自由度轮胎悬架振动模型单自由度振动模型只考虑悬挂质量忽略轮胎后轴质量前轴质量M107 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统令 2n=C/M，20=K/ M，齐次方程变为 汽车单自由度振动方程110称为

4、系统固有圆频率，定义阻尼比方程的解为7 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统 汽车单自由度振动方程空间频率127 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统 汽车单自由度自由振动衰减曲线衰减越快平顺性137 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统 汽车单质量系统幅频特性147 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统（1）在00.75的低频段， 既不减振也不增振。阻尼比影响不大。（2）在0.75= 的高频段，= 时 =1。 时， 均1。悬架系统起减振作用。 汽车单质量系统幅频特性结论：/00 应结论：应但不宜过大（否则高频区振幅比稍有增大）0.20.4151、固有频率越低，车身振动加速度均方根值越低，平顺

5、性越好。但固有频率太低，会导致汽车载荷变化时车身高度变化过大、悬架“击穿”和乘员晕车；2、汽车悬架阻尼比不能过大或过小，有一最佳值，在0.2和0.4之间。7 汽车行驶平顺性 7.3 车辆振动系统 平顺性和固有频率、阻尼比的关系167 汽车行驶平顺性 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价评价标准 ISO2631-1:1997(E) 人体承受全身振动评价第一部分：一般要求 GB/T4970-1996汽车平顺性随机输入行驶试验方法所考虑的振动 ISO2631-1规定，舒适性评价时，考虑座椅支承处的3个线振动和3个角振动，靠背和脚支承处各3个线振动，共12个轴向振动。健康影响评价时，仅考虑座椅支承处

6、的3个线振动xs、ys、zs。 平顺性的评价标准17 轴加权系数 对不同方向振动，人体敏感度不一样。该标准用轴加权系数描述这种敏感度。7 汽车行驶平顺性 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价 名词解释 频率加权系数 对不同频率的振动，人体敏感度也不一样。 例如，人体内脏在椅面z向振动4-8Hz发生共振，8-12.5Hz对脊椎影响大。椅面水平振动敏感范围在0.5-2Hz。 标准用频率加权函数w描述这种敏感度。187 汽车行驶平顺性 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价 人体坐姿受振模型197 汽车行驶平顺性 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价 平顺性的评价方法单轴向加权加速度均方根值W

7、(7-53)207 汽车行驶平顺性 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价 平顺性的评价方法总加权加速度均方根值W0 (7-54)217 汽车行驶平顺性 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价 平顺性的评价方法换算公式加权振级与加权加速度均方根值的换算 (7-55)现代测试仪器（人体振动测量仪）一般采用加权振级Law加权振级振动的量级 用分贝值表示的加权加速度均方根值（单位dB）227 汽车行驶平顺性 7.4 人体对振动的反应及平顺性的评价 平顺性的评价方法加权振级和加权加速度均方根值与人的主观感觉之间的关系237 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素结构

8、因素悬架结构轮胎悬挂质量“人体座椅”系统参数247 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素悬架结构弹簧刚度k悬架弹性特性减振器阻尼力系数c257 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素弹簧刚度k（通过悬架系统固有频率f0影响，且影响最大） 悬架刚度悬架系统固有频率f0 车身加速度Z”为改善平顺性的基本措施 但悬架刚度和悬架系统固有频率f0 过小则悬架变形大即动绕度限位行程受结构的限制有限即碰到限位块故降低系统固有频率f0的措施f0不能太小 267 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素弹

9、簧刚度k（通过悬架系统固有频率f0影响，且影响最大） 悬架系统的固有频率f0 、静绕度fs、限位行程fd 及的实用范围 （表7-4）277 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素弹簧刚度k考虑前后悬架弹簧刚度前后悬架弹簧刚度的匹配对平顺性影响也较大最佳方案前、后悬架系统的固有频率尽量相等措施k1/k2b/a287 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素悬架系统的弹性特性悬架系统的弹性特性悬架变形与所受载荷的对应关系非线性变刚度悬架（措施p187） 即k随载荷变化而变化 而固有频率f0基本不变线性k为常数，固有频率f0随载重变化而变化 即空载、部分载荷时f0过高平顺性变差297 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素轮胎轮胎的弹性特性也吸收了一部分路面不平产生的振动提高轮胎缓冲性能的方法有： 增大轮胎接地面积和空气容量 降低轮胎气压 采用子午线轮胎 提高轮胎材料的弹性307 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素 影响汽车平顺性的结构因素非悬挂质量非悬挂质量的振动对悬挂质量有冲击的作用故对悬挂质量的振动加速度有加剧的影响 措施： 减小非悬挂质量 提高悬挂质量与非悬挂质量的比值317 汽车行驶平顺性 7.4 影响汽车平顺性的结构因素