汽车的平顺性
发动机原理与汽车理论模块9 汽车的平顺性
这个解说明，有阻尼自由振动时，质量 m2 以有 阻尼固有频率 r 02 n2 振动，其振幅按ent 衰 减
阻尼比对衰减振动有两方面影响
（1）与有阻尼固有频率 r 有关
（2）决定振幅的衰减程度
第三节汽车平顺性的主要影响因素
把汽车车身质量看作为刚体的立体模型。车轮在经过 具有一定弹性和阻尼的轮胎支承在不平的路面上。这 一立体模型，车身质量在讨论平顺性时主要考虑垂直、 俯仰、侧倾3个自由度，4个车轮质量有4个自由度， 共7个自由度。
当汽车对称于其纵轴线，且左、 右车辙的不平度函数 x(I ) y(I )
此时汽车车身只有垂直振动 z和
，称为悬挂质量分配系数。
ab
二、单质量系统的自由振动
分析车身振动的单质量系统模 型，它由车身质量 和弹簧刚 度 、减振器阻尼系数为 的 悬架组成。是输入的路面不平 度函数。
车身垂直位移坐标 z 的原点取
在静力平衡位置，根据牛顿第 二定律，得到描述系统运动的 微分方程为
此方程的解由自由振动齐次方程的解与非齐次 方程特解之和组成。
悬架结构、轮胎、悬挂质量和非悬挂质量是影 响汽车平顺性的重要因素。
一 悬架结构 悬架结构主要指弹性元件、导向装置与减振装 置，其中弹性元件与悬架系统的阻尼对平顺性影 响较大。 二 轮胎 轮胎由于本身的弹性，在很大程度上吸收了因 路面不平所产生的振动，因此它和悬架系统共同 保证了汽车的平顺性。 三 悬挂质量 减少非悬挂质量，可以减少传给车身上的冲击 力。
复习思考题 1、评价汽车行驶平顺性的方法有哪些？ 2、人对振动的三种不同的感觉界限是如何划分的? 3、什么情况下易于采用变刚度悬架？为什么？
第六章 汽车的平顺性
武汉科技大学车辆工程教研室
二,平顺性的评价方法
(一)基本评价法
先计算频率加权值,再计算各轴向加权(总加权) 先计算频率加权值,再计算各轴向加权(总加权)加速 度均方根值. 度均方根值. 1.对记录的加速度时间历程a(t), 对记录的加速度时间历程a(t) 1.对记录的加速度时间历程a(t),有两种方法计算频 率加权加速度均方根值 加权函数w(f)滤波 加权函数 滤波 ◆ a(t) aw(t) 加权加速度 均方根值
第六章 汽车平顺性
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引 言
1. 汽车平顺性定义
指汽车在一般行驶速度范围内行驶时, 指汽车在一般行驶速度范围内行驶时,避免 因汽车在行驶过程中所产生的振动和冲击, 因汽车在行驶过程中所产生的振动和冲击,使人 感到不舒服,疲劳,甚至损害健康, 感到不舒服,疲劳,甚至损害健康,或者使货物 损坏的性能. 损坏的性能. 由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度 来评价,所以又称为乘坐舒适性. 来评价,所以又称为乘坐舒适性. 舒适性
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总的加权加速度均方根值: V 总的加权加速度均方根值: a =
∑
a2 wj
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一,人体对振动的反应
几点说明: 几点说明: (1) 椅面输入点xs,ys,zs三个线振动的轴 椅面输入点x 加权系数k=1 k=1, 12个轴向中人体最敏感的 个轴向中人体最敏感的, 加权系数k=1,是12个轴向中人体最敏感的,其余 各轴向的轴加权系数均小于0.8 0.8. 各轴向的轴加权系数均小于0.8. 分析频率加权函数w 分析频率加权函数wd (xs,ys ),wk (zs), 可知: 可知: 垂直方向敏感频带 敏感频带在 ～ 垂直方向敏感频带在4～12.5Hz 水平方向敏感频带在0.5～ 水平方向敏感频带在 ～2Hz
汽车理论：第五章 汽车的平顺性、通过性
▪ 弹性元件的弹性特性是指作用在悬架上的载荷与 其变形之间的关系。
▪ 如果悬架的刚度是常数，则其，变形与所受载荷 成正比，其弹性特性可由一直线表示所以，这种 悬架称为线性悬架，一般钢板弹簧、螺旋弹簧悬 架均属此类。
▪ 采用线性悬架的汽车，往往不能满足行驶平顺性 的要求。
▪ 因为在使用中，汽车的有效载荷，特别是公共汽 车和载货汽车的有效载荷变化较大，载荷的变化 将导致空载、满载的车身振动偏频发生较大的差 异，空载的振动频率过高，使汽车的平顺性变坏。
▪ 减小悬架刚度是降低车身自振频率的一个有力措施。如 用悬架的静挠度来表示其刚度，现代轿车悬架的静挠度 一般为150～200mm(高级轿车的静挠度有达300mm以上的)， 载货汽车的静挠度一般在70～120mm左右。
▪ 悬架的刚度太小，会增加非悬挂质量的振动位移，大振 幅的振动有时会使车轮离开地面，因此，过软的弹性元 件也是不可取的。
▪ 汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生 的振动和冲击环境对乘员舒适性的影响在一定界 限之内，因此平顺性主要根据乘员主观感觉的舒 适性来评价，对于载货汽车还包括保持货物完好 的性能，它是现代高速汽车的主要性能之一。
▪ 汽车的平顺性可由图6-1所示的“路面一汽车一 人”系统的框图来分析。
▪ 路面不平度和车速形成了对汽车振动系统的“输 入”，此“输入”经过由轮胎、悬架、座垫等弹 性、阻尼元件和悬挂、非悬挂质量构成的振动系 统的传递，得到振动系统的“输出”是悬挂质量 或进一步经座椅传至人体的加速度，此加速度通 过人体对振动的反应——舒适性来评价汽车的平 顺性。
▪ 为了改善这种状况，近代汽车的悬架常采 用非线性悬架，即其刚度可随载荷的变化 而变化。这种悬架亦称为变刚度悬架。这 种悬架可以有较大的静挠度，而在载荷较 大时，刚度急剧增大，使汽车的侧倾和纵 向角振动减轻，限制了悬架和车身碰撞的 可能，保证汽车具有较好的行驶平顺性。
第六章汽车行驶的平顺性
第六章汽车⾏驶的平顺性第六章汽车⾏驶的平顺性6.1 平顺性的评价汽车⾏驶平顺性，是指汽车在⼀般⾏驶速度范围内⾏驶时，能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。
由于⾏驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，⼜称为乘坐舒适性。
汽车作为⼀个复杂的多质量振动系统，其车⾝通过悬架的弹性元件与车桥连接，⽽车桥⼜通过弹性轮胎与道路接触，其它如发动机、驾驶室等也是以橡胶垫固定于车架上。
在激振⼒作⽤(如道路不平⽽引起的冲击和加速、减速时的惯性⼒等)以及发动机振动与传动轴等振动时，系统将发⽣复杂的振动。
这种振动对乘员的⽣理反应和所运货物的完整性，均会产⽣不利的影响；乘员也会因为必须调整⾝体姿势，加剧产⽣疲劳的趋势。
车⾝振动频率较低，共振区通常在低频范围内。
为了保证汽车具有良好的平顺性，应使引起车⾝共振的⾏驶速度尽可能地远离汽车⾏驶的常⽤速度。
在坏路上，汽车的允许⾏驶速度受动⼒性的影响不⼤，主要取决于⾏驶平顺性，⽽被迫降低汽车⾏车速度。
其次，振动产⽣的动载荷，会加速零件磨损乃⾄引起损坏。
此外，振动还会消耗能量，使燃料经济性变坏。
因此，减少汽车本⾝的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，⽽且关系到汽车的运输⽣产率、燃料经济性、使⽤寿命和⼯作可靠性等。
汽车⾏驶平顺性的评价⽅法，通常是根据⼈体对振动的⽣理反应及对保持货物完整性的影响来制订的，并⽤振动的物理量，如频率、振幅、加速度、加速度变化率等作为⾏驶平顺性的评价指标。
⽬前，常⽤汽车车⾝振动的固有频率和振动加速度评价汽车的⾏驶平顺性。
试验表明，为了保持汽车具有良好的⾏驶平顺性，车⾝振动的固有频率应为⼈体所习惯的步⾏时，⾝体上、下运动的频率。
它约为60～85次/分(1HZ ～1.6HZ)，振动加速度极限值为0.2～0.3g。
为了保证所运输货物的完整性，车⾝振动加速度也不宜过⼤。
如果车⾝加速度达到1g，未经固定的货物就有可能离开车厢底板。
汽车理论课件第六章汽车的平顺性
生物力学评价法
总结词
生物力学评价法是通过研究人体对振动的反应来评价汽车的平顺性，主要关注人体对振动的感知和影 响。
详细描述
生物力学评价法结合了生物学、医学和工程学的知识，通过研究人体对振动的生理反应和心理感受， 评估汽车平顺性对乘客健康和舒适度的影响。这种方法能够更深入地了解人体对振动的敏感性和适应 性，为汽车平顺性的优化提供更有针对性的建议。
合理调整汽车的行驶状态也可以改善汽车的 平顺性。
详细描述
驾驶员可以通过合理控制车速、保持稳定的 车距和行驶轨迹等措施，降低车辆在行驶过 程中受到的外部干扰，从而提高汽车的平顺 性。此外，智能驾驶技术的不断发展也为行 驶状态的自动调整提供了更多可能性，未来 可以通过智能算法自动调整车辆参数和行驶
状态，实现更加舒适的驾驶体验。
平顺性与交通事故风险
交通事故风险
研究表明，车辆的平顺性对交通事故风险有显著影响。平顺性差的 车辆可能导致驾驶员和乘客受伤的风险增加。
平顺性与安全带使用
在颠簸的路面上，安全带能够提供额外的保护，减少因碰撞产生的 伤害。
安全驾驶习惯
除了选择具有良好平顺性的车辆外，驾驶员还应养成安全驾驶习惯， 如保持车距、注意观察路况等，以降低交通事故风险。
重要性
良好的平顺性可以提高乘客和驾驶员 的舒适度，降低由于振动和冲击引起 的疲劳、晕车等问题，同时也有助于 保护车辆部件，延长车辆使用寿命。
平顺性研究的历史与发展
历史
平顺性的研究始于20世纪初，随着汽车工业的发展和人们对舒适度的要求不断 提高，平顺性的研究逐渐受到重视。
发展
近年来，随着计算机技术和测试技术的发展，平顺性的研究得到了更深入的探 讨和应用。现代汽车理论课件中，平顺性的研究和应用已经成为一个重要的章 节。
汽车平顺性性能试验解析
汽车平顺性性能试验解析汇报人：日期:•汽车平顺性性能试验概述•平顺性试验方法详解•平顺性性能影响因素•平顺性性能提升策略•平顺性性能试验案例分析•平顺性性能试验未来发展趋势01汽车平顺性性能试验概述平顺性定义平顺性的重要性平顺性定义及重要性试验目的试验内容平顺性试验目的和内容平顺性试验流程和标准试验流程标准02平顺性试验方法详解整车平顺性试验选择具有不同特征的路面，如平坦、坡道、弯道等，以及不同的道路条件，如干燥、湿滑、冰雪等。
试验场地使用高精度仪器来测量车辆的振动、加速度、速度等参数，如加速度计、速度计、位移计等。
试验设备在各种路况和条件下，对车辆进行行驶测试，记录相关参数，并对数据进行整理和分析。
试验过程对采集到的数据进行处理和分析，评价车辆的平顺性性能，包括振动频率、振幅、相位等参数。
数据分析零部件平顺性试验针对车辆的各个零部件，如悬挂系统、座椅、方向盘等。
试验对象试验设备试验过程数据分析根据不同零部件的特点，选择相应的测试设备，如振动台、激振器、力传感器等。
在实验室中对各个零部件进行振动测试、疲劳强度测试等，以评估其在不同路况下的性能表现。
通过对测试数据的分析，评价各个零部件的平顺性性能，如振动特性、刚度、阻尼等参数。
建模方法模型验证性能预测优化设计模拟仿真分析03平顺性性能影响因素车辆自身因素悬挂系统轮胎的尺寸、胎压和充气状态都会影响车辆的平顺性。
充气不足或胎压过高都会降低轮胎的吸震性能。
轮胎车身结构交通状况交通密度、速度和流量也会影响车辆的平顺性。
在高速公路上行驶时，车辆需要承受较高的气流冲击。
路面条件路面类型、状况和不平度都会影响车辆的平顺性。
例如，破损的路面或桥梁接缝处可能会引发较大的冲击和振动。
气候条件风、雨、雪等恶劣天气条件可能会增加行驶中的不稳定性，从而影响车辆的平顺性。
外部环境因素驾驶技能驾驶员的驾驶技能和经验对车辆的平顺性有很大的影响。
熟练的驾驶员能够更好地应对复杂的路况和交通状况，保持车辆的稳定性和舒适性。
汽车的通过性和平顺性
)max
iR — 分动器传动比
增大发动机扭矩、提高传动系统的传动比、限制载荷
通过性好。
2. 最低稳定车速
行驶车速低 车轮滑转的可能性小
通过性好。
也可按照发动机的最低稳定转速计算最低稳定行驶车速
va min
0.377
ne minr igiR i0
二、影响汽车通过性的因素
3. 汽车轮胎
车轮对汽车通过性有决定性影响。必须正确选择轮胎花纹、结构参数、轮胎气压、前 后轮距、车轮的接地比压、从动轮和驱动轮等，使附着力较大。 （1）轮胎花纹 对附着系数影响很大，应正确地选择轮胎花纹。
①前轮越障能力 (hw/r)随结构参数L/r的增加而减少； 当L1/L增加时，(hw/r)可以显著提高，甚至可使车轮爬上高度大于半径的 台阶。
②后轮越障能力
长轴距、前轴负荷大的汽车( L1/L 较小)，后轮越过台阶的能力大于前轮； 结构参数L/r较大时，可改善后轮越过台阶的能力（与轴荷分配无关）。
二、影响汽车通过性的因素
侧滑的临界条件：
1(G cos ) G sin tan 1 m ax arctan1
式中，1— 侧向附着系数
侧滑和侧翻哪一种更危险？
宁可侧滑，避免侧翻
max m ax
即
B 2hg
1
3.汽车在良好道路上高速曲线行驶不发生侧翻的最大车速
转向时
①侧向惯性力
Fjl
G 12.96g
va2 R
在侧向力的作用下，开始发生侧滑的临界条件：
Fy 1 FZ
Gva2 12.96gR
1G
汽车不侧滑的最大允许车速为：
vm ax 12.96gR1
特别说明：与汽车的质心高度和轮距无关，但与转向半径有关
汽车的平顺性
汽车的平顺性1. 简介汽车的平顺性是指汽车在行驶和行驶过程中所经历的震动、颠簸和颤动的程度。
平顺性对驾驶体验和乘坐舒适性至关重要，尤其是长途旅行或不平整的道路上。
本文将探讨汽车平顺性的重要性、影响因素以及改善平顺性的方法。
2. 平顺性的重要性汽车的平顺性对驾驶者和乘客来说都非常重要。
以下是几个方面的重要性：2.1 驾驶体验汽车的平顺性直接影响驾驶者的体验。
如果汽车行驶时存在颠簸和颤动，驾驶者会感到不舒适，甚至会对驾驶过程感到厌烦。
平顺性良好的汽车可以提供更愉快的驾驶体验，让驾驶者更加放松和专注。
2.2 乘坐舒适性乘客在汽车中乘坐时也需要体验到良好的平顺性。
如果汽车行驶时颠簸较大，乘客会感到不安和不舒适。
这对于长途旅行尤其重要，因为乘客可能需要连续数小时甚至更长时间在汽车中乘坐。
2.3 安全性平顺性对汽车的安全性也有影响。
如果汽车行驶时震动较大，会增加零部件损坏的风险，从而可能导致故障或事故发生。
良好的平顺性可以降低这些风险，提高汽车的安全性。
3. 影响因素汽车的平顺性受多个因素的影响，包括以下几个方面：3.1 悬挂系统汽车的悬挂系统对平顺性有着重要影响。
悬挂系统由减震器、弹簧和悬挂桥等组成，它们的设计和调校会直接影响汽车在行驶时的平顺性。
3.2 轮胎轮胎也是影响平顺性的重要因素之一。
低质量的轮胎或胎压不当会导致汽车行驶时的颠簸和颤动增加。
因此，选择质量良好的轮胎并保持适当的胎压对平顺性非常重要。
3.3 轮毂轮毂的设计和材质也会对平顺性产生影响。
一些高端轮毂采用了减震和隔音技术，可以提供更好的平顺性。
3.4 车身刚度汽车的车身刚度也会对平顺性产生影响。
较高的车身刚度可以降低车身的扭曲和震动，提升平顺性。
3.5 车速和道路状况车速和道路状况也是影响平顺性的因素。
高速行驶时，汽车的平顺性通常会降低。
此外，不平整的道路会增加汽车在行驶过程中的颠簸和颤动。
4. 改善平顺性的方法改善汽车平顺性可以提高驾驶和乘坐的舒适性，并增加汽车的安全性。