汽车运用工程3.8-2015.1.30课件

汽车运用工程主讲人：张学萍复习3.6.8汽车的倾覆效应3.7汽车的通过性3.7.1轮廓通过性及评价指标3.7.2牵引支撑通过性及评价指标3.7.3结构因素对汽车通过性的影响3.7.4使用因素对汽车通过性的影响3.8汽车的行驶平顺性3.8.1汽车行驶平顺性的概念3.8.2人体对振动的反应3.8.3汽车平顺性的评价方法3.8.4影响汽车行驶平顺性的因素3.9汽车的质量利用和使用方便性3.9.1汽车的质量利用3.9.2汽车的使用方便性3.8汽车的行驶平顺性汽车在坏路面上行驶时的现象：常因振动过大而被迫降低行车速度，其实际行驶速度主要取决于行驶平顺性；振动产生的动载荷，会加速零件磨损乃至引起损坏；振动还会消耗能量，使燃油经济性变坏。因此，减轻汽车振动，提高汽车的平顺性，不仅关系到乘坐舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车运输生产率、燃油经济性、使用寿命和工作可靠性等。3.8.1汽车行驶平顺性的概念定义：汽车行驶过程中，保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉以及保持所运货物完整无损的性能。研究汽车行驶的平顺性主要涉及如下两个方面问题：（1）如何避免汽车这个“振动系统”的“共振”现象。（2）使“振动系统”输出的振动频率避开人体敏感的范围，振动加速度不超过人体所能承受的强度。用振动的物理量作为行驶平顺性的评价指标：频率、振幅、加速度、加速度变化率3.8.2人体对振动的反应人体对振动的反应振动方向振动频率强度暴露时间垂直方向：4～12.5Hz水平方向：0.5～2Hz人体最敏感传至人体的振动加速度人体对水平方向的振动比垂直方向更敏感暴露时间越长，人体所能承受的振动强度越小心理生理

客观因素

主观因素

3.8.2人体对振动的反应（续）共3个输入点，12个方向的振动人体坐姿受振模型图3.8.2人体对振动的反应（续）3.8.2人体对振动的反应（续）思考：由轴加权系数的不同取值可否确定人体对哪个点输入的振动最敏感？即座椅面传给人体的振动最敏感3.8.2人体对振动的反应（续）ISO2631-1：1997（E）标准还规定当评价振动对健康的影响时靠背水平轴向

可以由椅面水平轴向

代替，此时轴加权系数取k=1.4。

只考虑

这三个轴向振动，且

两个水平轴向的轴加权系数取k=1.4。

我国标准规定，评价汽车平顺性时就考虑椅面

三个轴向振动。3.8.2人体对振动的反应（续）各轴向的频率加权函数（渐近线）频率加权函数3.8.2人体对振动的反应（续）人体对不同频率的振动敏感程度不同zS最敏感的频率范围是4～12.5Hz。在4～8Hz频率范围，人的内脏器官产生共振；8～12.5Hz频率范围，对人的脊椎系统影响很大。

xs、ys最敏感的频率范围是0.5～2Hz。大约在3Hz以下，人体对水平振动比对垂直振动更敏感，且汽车车身部分系统在此频率范围内产生共振，故应对水平振动给予充分重视。3.8.3汽车平顺性的评价方法各个单轴向加权加速度均方根ISO2631-1：1997（E）标准规定，汽车平顺性评价的基本步骤：总加权加速度均方根值根据其与人的主观感觉的关系，评价汽车平顺性3.8.3汽车平顺性的评价方法（续）1.单轴向加权加速度均方根aw1）滤波网络法将测得的a(t)通过相应的频率加权函数w(f)的滤波网络，得到加权加速度时间历程aw(t)。2）频谱分析法对a(t)进行频谱分析，得到功率谱密度函数Ga(f)。3.8.3汽车平顺性的评价方法（续）2.总加权加速度均方根值aw0当同时考虑椅面xs、ys、zs这三个轴向振动时，三个轴向的总加权加速度均方根av(m/s2)按下式计算：思考：为什么乘以系数1.4？3.8.3汽车平顺性的评价方法（续）3.在1~80Hz振动频率范围内，人体对振动的主观感觉之间的对应关系3.8.4影响汽车行驶平顺性的因素1.悬架结构弹性元件固有频率：减少悬架刚度k，可降低固有频率。对于载荷变化较大的公共汽车和载货汽车，为满足不同载荷对悬架刚度的需要，需采用变刚度悬架。载荷较小，以避免振动频率过高而使平顺性变差；当载荷变大时，悬架刚度急剧增大，使汽车的侧倾和纵向角振动减轻。前后悬架的固有频率应避开激振频率，避免出现“共振”现象。而且前悬架刚度应略低于后悬架。3.8.4影响汽车行驶平顺性的因素3.8.4影响汽车行驶平顺性的因素阻尼悬架系统的阻尼主要来自减震器、钢板弹簧叶片之间的摩擦以及轮胎变形时橡胶分子间的摩擦。作用：迅速衰减车身振动，减小传递给乘员和货物的振动加速度，缩短振动的摩擦，改善行驶平顺性；改善车轮与道路间的接触状况，防止车轮跳离地面，提高稳定性。3.8.4影响汽车行驶平顺性的因素2.轮胎轮胎对行驶平顺性的影响主要取决于轮胎的径向刚度，适当减小轮胎径向刚度，可以改善行驶平顺性。3.座椅座椅的布置对平顺性有较大的影响。接近车身中部的座位振幅较小，前、后两端的座位振幅较大。座垫具有一定的减振作用。应适当选择座垫的刚度和阻尼，以使人-座椅系统的固有频率避开人体最敏感的频率范围（4~8Hz），同时应使阻尼系数达到0.2以上。3.8.4影响汽车行驶平顺性的因素4.非悬架质量非悬架质量的大小直接影响到传递至车身上的冲击力，因而对汽车的平顺性有较大影响。非悬架质量越小，则冲击力越小；反之，将加大。5.底盘旋转件不平衡底盘旋转件（如传动轴、车轮等）的不平衡，在汽车行驶过程中极易产生周期性的激振力，而后通过悬架传至车身，影响汽车的平顺性