汽车平顺性评价
谈汽车行驶平顺性的评价分析
抛 下 ， 记 录 车身 和 车 轮质 量 的 衰减 振 动 。 可 以得 到 称身质量振动周 和车轮质量振动周期 。 ３ ． ３实 际路面随机输入行驶试验 。此项试验是评定汽车平顺性 【 ｂ １ 是 指 常 年 累 月 每 天 重 复 在 的最 主要试验 。按照 Ｇ Ｂ ４ ９ ７ ０ — ８ ５ 《 汽车平顺性随机输入行驶试验方 Ｉ Ｓ ０２ ６ ３ １＾ 体对振动反应的疲劳 振动环 境 中持续 的时 间 ， 法》 进行 。 各种车轮 因工作条件不 同 ， 试验要求的路况 、 车速 、 传感器 工效刚 氐 界限 对于偶尔乘车的人 ，加速 安装位置等也有所不同。 度 的容许值可 以高很多。人最敏感 的频率范 围， 对于垂直振动是 ４ ～ ３ ． ４ 脉 冲输 入 试 验 。汽 车 行 驶 时偶 尔会 遇 到 凸块 或 凹 坑 ， 其 冲 ８ Ｈ ｚ ，对 于水平振动是 ２ Ｈ ｚ 以下。而且在 ２ ． ８ Ｈ ｚ以下 同样的暴露时 击会影 响汽车平顺性 ， 严重时会损害人体健康 ， 破坏运载的货物 。 此 间， 水平振动容许 的加速度值低于垂直振动 ； 在２ ． ８ Ｈｚ 以下则相反。 项试 验按 Ｇ Ｂ ５ ９ ０ ２ — ８ ６ 《 汽 车 平顺 性单 脉 冲输 入 行 驶 试 验 方 法 》 进行 ， １ ． ２ 国家标准对行驶平顺性 的评价方法。 Ｇ Ｂ ４ ９ ７ ０ — １ ９ ８ ５ （ （ 汽车平 汽 车 以一 定 车速 驶 过 规 定 尺 寸 的 三 角 形 凸块 得 到 脉 冲 输 入 。 评 价 指 顺性 名词术语及定 义》 规定 ， 用平顺性 随机输人行驶试验 测定汽车 标用坐垫上和地板上加速度最大值 或加权速度最大值 。 在随机不平 的路面上行驶时振动 对乘员及货物 的影 响来 评价汽 车 参 考 文 献 的 平 顺性 。 因 为 随机 输 入 是 汽 车 行 驶 中遇 到 的最 基 本 情 况 ， 所 以 这 【 １ 】 徐 璋． 汽 车 平顺 性 评 价 方 法 的研 究Ｉ Ｊ ］ ． 西 南 交通 大 学 ， ２ ０ １ ２ ． 种 试 验 是 评定 汽 车平 顺 性 最 主 要 的试 验 。该 标 准 规 定 ， 以“ 疲劳一 工 ［ ２ １ 王 岩松 ， 石晶 ， 耿艾莉 ， 等． 汽 车 平 顺 性 的 模 糊 评 价 方 法 的研 究 及 效降低界 限” Ｔ 和 “ 降低舒适界限” Ｔ 。为人体承受振动能量 的主要 应 用『 Ｊ ］ ． 辽 宁 工 学 院 学报 ， ２ ０ ０ ３ （ ５ ） ． 评价指标 ；以 Ｔ 而和 Ｔ 。与车速 的关 系曲线——车速特性来 评价汽 【 ３ ］ 郝 少锋 ， 吴义 民， 刘 宝锋 ， 等． 车辆 平顺性改善试验 研 究…． 汽 车实 车 的平顺性。其 中轿车和客车用 “ 舒适 降低界 限” 车速特性 Ｔ ｒ —一 ｖ 用技 术 。 ２ Ｏ Ｌ Ｏ （ ２ ） ． 来评 价 ， 货 车用“ 疲劳——工效 降低 界限” 车速 特性 Ｔ 广 ＿ 一ｖ 来 评 价， 并对试验条件及车速范 围作 了相应 的规定 。“ 车速特性 ” 可 以在
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？
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。
《汽车理论》第六章 汽车的平顺性
aw
1 T
T 0
aw2 (t)dt
aw(t)是通过频率加权函数滤波网络后得到的加速 度时间信号。
频率加权
a(t)
滤波网络
aw(t)
平顺性评价方法
1. 按加速度加权均方根值评价。样本时间T一 般取120s。
2. 同时考虑3个方向 3轴向xs、ys、zs振动的 总加权加速度均方根值为：
av
(1.4axw )2
2. 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。
平顺性名词解释(2)
3. 均方根值
a(t)是测试的加速度时间信号。
4. 加权均方根值
G 32768 65536 131072 1?2.26 243.61 344.52 H 131072 262144 524288 344.52 487.22 689.04
三、汽车振动系统的简化、单质量系统振动
一、系统ห้องสมุดไป่ตู้化
x
z
y
z
msr
msc
msf
mur
b
a
muf
L
单质量振动系统 在远离车轮固有频率 ft 10 ~ 16Hz的较低激振 频率（f 5Hz)范围内轮 胎的变形很小，可忽略其 弹性变形和质量得到单质 量垂直振动系统模型
C 2m2 K
方程的解为
z(t) Aent sin( 02 n2 t )
z
系统固有圆频率
0
r有阻尼固有圆频率
Aent
r
2 0
n2
平顺性试验方法
平顺性试验方法平顺性试验是指对汽车在运行过程中的平顺性进行测试和评估的一种方法。
平顺性是指汽车在行驶过程中所产生的震动、噪音、冲击等不良感受。
平顺性试验的目的是为了评估汽车在真实道路环境下的乘坐舒适性，以及车辆结构和悬挂系统的设计是否符合要求。
平顺性试验一般分为主观评价和客观评价两种方法。
主观评价是指由驾驶员或乘客通过亲身体验来评估汽车的平顺性。
主观评价通常通过模拟实际道路环境，让驾驶员或乘客在不同速度和路况下进行试乘试驾，然后根据他们的感受和反馈来评估汽车的平顺性。
主观评价的优点是能够真实地反映出人们对汽车平顺性的感受，但由于受到个体差异和主观因素的影响，结果可能存在一定的主观性。
客观评价是指通过使用专业的测试设备和仪器来测量和评估汽车的平顺性。
客观评价通常包括使用加速度计、振动计、噪声计等设备来测量汽车在不同速度和路况下的振动、噪音等参数。
这些参数可以用来判断汽车的平顺性是否符合标准要求。
客观评价的优点是结果客观可靠，但无法完全反映出人们的真实感受。
在进行平顺性试验时，需要考虑以下几个方面。
首先是试验道路的选择。
试验道路应具有代表性，包括不同路况、不同速度和不同路面条件。
其次是试验车辆的选择。
试验车辆应具有代表性，包括不同类型和不同品牌的汽车。
同时，试验车辆应处于正常使用状态，以确保测试结果的准确性。
然后是试验参数的设置。
试验参数应根据实际情况进行设置，包括速度、加速度、振动频率等。
最后是数据的处理和分析。
试验数据应进行统计和分析，以得出评估结果和结论。
平顺性试验在汽车工程领域具有重要的意义。
首先，平顺性是衡量汽车乘坐舒适性的重要指标，对提升乘坐体验具有重要作用。
其次，平顺性试验可以评估汽车结构和悬挂系统的设计是否合理，以及是否符合相关标准和法规要求。
最后，平顺性试验可以为汽车制造商提供改进设计和优化产品的依据，以提高市场竞争力。
总之，平顺性试验是一种评估汽车平顺性的重要方法。
通过主观评价和客观评价相结合，可以全面地评估汽车在真实道路环境下的乘坐舒适性。
汽车平顺性评价范文
汽车平顺性评价范文
汽车平顺性主要与悬挂系统、轮胎、底盘和车身结构有关。
首先是悬
挂系统的设计和调校。
悬挂系统主要由弹簧和减震器组成，它们能够吸收
道路不平和振动，减少车辆的颠簸感。
良好的悬挂系统能够使车辆行驶时
保持平顺，提供更好的悬挂舒适性。
另外，悬挂系统的调校也需要根据车
辆的定位和用途进行相应的调整，使之更适应不同的行驶环境和需求。
其次是轮胎的选择和质量。
轮胎作为车辆与地面之间的唯一接触面，
对行驶平顺性有很大的影响。
优质的轮胎能够提供更好的抓地力和操控性，降低震动和噪音，从而提升车辆的平顺性。
此外，轮胎的气压也需要保持
合适，过高或过低的气压都会影响车辆的平顺性。
底盘的刚性和结构也是影响汽车平顺性的重要因素。
底盘的刚性能够
影响车轮悬挂的运动和减震器的工作，过弱的刚性会导致车身的弯曲和扭动，从而降低平顺性。
而良好的底盘结构能够提供更好的车身稳定性和刚性，减少车辆在行驶过程中的晃动和颠簸感。
最后是车身结构的设计和材料选择。
车身的设计和材料可以影响车辆
的重量和抗振性。
轻量化的设计能够降低车辆的重量，减少振动和颠簸感，并且提升燃油经济性。
而抗振性好的材料可以减少车身的共振和震动。
总之，汽车平顺性是一个综合性的评价指标，它受到悬挂系统、轮胎、底盘和车身结构等多个因素的影响。
一辆平顺性好的车辆需要在各个方面
都有良好的设计和调校，才能提供给乘坐者舒适的驾驶体验。
在购买车辆时，平顺性也应该是一个重要的考虑因素之一。
平顺性评价标准
汽车动力与控制课题组
汽车动力与控制课题组
1 rmq = ( T
a 4 ( t ) dt ) ∫
1 4
汽车动力与控制课题组
BS 6841：1987 6841：
多方向的振动：用各方向r.m.s值的平方和根值计算点的振动总值，
a = (a xw + a yw + a zw )
2 2
2
1 2
注：任一方向的加权值不足其他方向最大值的25％，则略去不计。 多点的振动：不同的点单独评价。 注：对于坐姿人体，振动总值可以由4个向量的平方和根值来计算。 （座椅上的平移和旋转，靠背和放脚处的平移） 振动值对舒适的影响程度同ISO 2631-1：1997 。 ISO 2631-
附加加权值的频率加权曲线
汽车动力与控制课题组
ISO 2631-1：1997 26311.健康 在0.5Hz～80Hz的频率范围内通过座椅底板上任一坐标轴上所确定 的最大频率加权加速度进行振动评估。 坐姿人体的频率加权及方向因数k: x、y轴：Wd，k=1.4 z轴： Wd，k=1
注：当两个或更多坐标轴上的振动是可比的时候，有时可以用矢量和 评估健康风险。
汽车动力与控制课题组
2631ISO 2631-1：1997
一、振动测量
1.测量方向：以振动输入人体 的点为坐标原点测量振动，主要 相关基本中心坐标系如图。必要 时传感器灵敏轴可与这个优选的 中心坐标轴偏移15°。对于坐在 斜靠背椅子上的人，相对坐标原 点应由人体坐标轴来决定。 2.测量位置：在人体和支撑面 的界面上进行测量。
MTVV = ma x[ a w (t 0 )]
四次方振动剂量法
VDV = {∫ [aw (t )]4 dt}
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。
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汽车平顺性评价方法
车辆行驶平顺性可以定义为：车辆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。
它是考核汽车性能的主要指标之一。
通常讨论的平顺性主要指路面不平引起的汽车振动，频率范围约为 0.5 — 25Hz 。
研究平顺
性的主要目的是控制振动的传递，使汽车振动系统在给定“输入”下的“输出”不超过一定 界限，以
保持乘员的舒适性。
平顺性分析可根据图
2.1所示框图来进行。
-A h/
图叮车辆彳亍驶平顺性分析摧图
目前对汽车平顺性的评价主要分为两类
：主观评价和客观评价。
主观评价方法主要考虑
乘员的主观反应，以人的感官为主，进行统计分析并对车辆进行评价 ；客观评价方法主要借
助于测量仪器来完成对频率、加速度、承受时间等振动参数的测量，将测量值与相对应的限 值指标相比较，客观地确定车辆的行驶平顺性。
1主观评价法
主观评价方法一般用于在同样的试验条件下
(路况、车速、气象条件等相同 )的车辆比较，由
专业人员根据主观评价规范，通过对被评车辆的观察、操作感受、 典型路况的驾乘等， 对车
辆进行评价后，对每一评价项目进行打分，给出评语。
主观评价的项目主要有：座椅垂直振动、座椅前后振动、座椅横向振动、转向盘振动、驾驶 室的摇摆及车辆地板的振动等。
主观评价受到评价者个人主观因素的影响较大，
由于人体自
身复杂的心理、生理特性，即使相同的振动，
不同评价者可能给出差别较大的评价结果，因
此难以得出确切的结论。
2客观评价法
客观评价法主要考虑车辆的隔振性能，以机械振动的各物理量
(如振幅、频率、速度、加速
度等)作为评价指标并适当考虑人体对振动反应的敏感程度来价汽车的平顺性。
1974年，国
际标准化组织在综合大量有关人体全身振动研究成果的墓础上，制定了 ISO2631的最初版
本一《人体承受全身振动评价指南》。
之后经过几次修订，于 1997年颁布了新的ISO2631
一 1:1997(E)标准，该标准规定，当振动波形峰值系数 (加权加速度时间历程 3w (t)的峰值与加
权加速度均方根值 a w 的比值)<9时，用基本评价方法即加权加速度均方根值来评价振动对人 体舒适
与健康的影响。
当峰值系数
>9时，用辅助评价方法。
2.1基本评价方法
首先分别计算各轴向加权加速度均方根值
a w ，对记录的加速度时间历程
a(t)，通过相应
频率加权函数 w(f)滤波器得到加权加速度时间历程
a w (t)据下式计算出a w (t)的均方根值a w 。
1
% £⑺(加
式中，a 为加权加速度均方根值；a w (t)为加权加速度时间历程;T 为振动的分析时间，一般取
•轮跆、澈媒、车月忌戒 •啓椅凰人俸系喘 •质戲、弹性阻尼元件
120s。
加权加速度均方根值a w,还可由频域积分的方法求出。
计算方法具体是，先对各轴向加速度历程a w(t)进行频谱分析，得到功率谱密度函数G a(f)，再根据下式即可计算出频率加
权后的加速度均方根值a w。
I
式中，w(f)为各轴向频率加权函数。
22辅助评价方法
当峰值系数＞9时，ISO2631-1:1997(E)标准规定用均4次方根值的方法来评价，以此来估计偶尔遇到的较大冲击引起的高峰值系数振动对舒适性的影响，振动计量值为：
VDV
参考:朱华，半主动悬架车辆平顺性建模与联合仿真研究[D],浙江大学，2010.01.15。