汽车平顺性
国标中,汽车平顺性对人体健康的影响
国标中,汽车平顺性对人体健康的影响
根据国家标准，汽车平顺性是指汽车在行驶过程中对乘车人员的舒适性和安全性的要求。
汽车平顺性对人体健康的影响主要体现在以下几个方面：
1. 舒适性影响：汽车平顺性好的车辆在行驶时减少颠簸和震动，能够给乘车人员带来更加舒适的乘坐体验，减轻身体疲劳感，提高乘坐舒适度。
2. 骨骼和肌肉的影响：长时间乘坐在平顺性较差的车辆中，震动和颠簸可能对人体骨骼和肌肉产生不良影响，容易导致颈椎病、腰椎病等问题。
3. 内脏器官的影响：平顺性差的车辆在行驶过程中震动较大，对内脏器官的影响也较大，可能导致消化不良、胃肠功能紊乱等问题。
为保护乘车人员的健康，建议购买平顺性好的汽车，对于久坐于车内人员来说，还应注意合理调整座椅角度，定期伸展身体，进行适当的运动，以减少乘车对身体的不良影响。
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。
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。
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。
汽车平顺性实验报告
一、实验目的本次实验旨在了解汽车平顺性的基本概念，掌握汽车平顺性试验的方法和步骤，通过实际操作，提高对汽车平顺性评价指标的理解，为今后从事汽车性能研究奠定基础。
二、实验原理汽车平顺性是指汽车在行驶过程中，避免因路面不平而产生的振动和冲击，使人感到不舒服、疲劳，甚至损害健康，或者使货物损坏的性能。
汽车平顺性试验主要是通过测量汽车在行驶过程中的振动加速度，来评价汽车的平顺性。
三、实验仪器与设备1. 实验车辆：M类载客汽车2. 加速度传感器：三轴向加速度传感器3. 数据采集仪：INV3060S型智能采集仪4. GPS时间同步装置5. 数据采集和信号处理软件：DASP-V11工程版6. 汽车平顺性分析软件：DASP-汽车平顺性分析软件四、实验方法与步骤1. 实验准备：将加速度传感器安装在座椅靠背处、坐垫上方以及脚支撑板处，采用真人加载，确保实验数据的真实性。
2. 实验数据采集：在脉冲输入（凸块）下，分别以10-60km/h的速度行驶，在随机输入（一般路面）下，分别以40-70km/h的速度行驶。
使用INV3060S型智能采集仪采集各测点的振动加速度响应数据。
3. 数据处理与分析：利用DASP-V11工程版数据采集和信号处理软件，对采集到的数据进行处理，得到最大加速度响应值及总加权加速度均方根值。
4. 汽车平顺性评价：根据处理后的数据，绘制与行车速度的评价关系曲线，分析汽车的平顺性。
五、实验结果与分析1. 实验数据：根据实验数据，得到各测点的最大加速度响应值及总加权加速度均方根值。
2. 汽车平顺性评价：根据评价关系曲线，分析汽车的平顺性。
以座椅靠背处为例，当车速为60km/h时，总加权加速度均方根值为0.5g，说明在此速度下，座椅靠背处的振动较为明显，汽车的平顺性有待提高。
3. 对比分析：将本次实验结果与标准平顺性指标进行对比，分析汽车平顺性的优劣。
六、实验结论1. 本次实验通过对汽车平顺性的实际测量和分析，了解了汽车平顺性的基本概念和评价方法。
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。
汽车平顺性解析
•汽车平顺性概述•汽车平顺性的动力学原理•汽车平顺性的影响因素目•提高汽车平顺性的策略与方法•汽车平顺性的未来发展趋势与挑战录平顺性对于乘客的舒适度和健康有着重要影响，是评价汽车性能的重要指标之一。
定义与重要性重要性定义座椅设计座椅的形状、材质和硬度等都会影响乘客的舒适度，从而影响平顺性的评价。
悬挂系统悬挂系统的设计、调整和性能对平顺性有很大影响。
车辆自重车辆自重越大，对路面冲击越大，影响平顺性。
路面质量路面质量差会导致车辆颠簸，行驶速度行驶速度越快，风阻和路面不平整对车辆的影响越明显，影响平顺性。
平顺性的影响因素平顺性的评价标准车身作为振动系统的主要组成部分，会因为路面不平整、车轮不平衡、发动机及传动系统等内部组件的振动而产生振动。
车身振动系统的频率响应特性和阻尼特性是影响平顺性的关键因素。
车身振动系统的固有频率和阻尼比对平顺性的影响已被广泛研究，并被用于指导车辆的结构设计和动态性能优化。
车身振动系统轮胎的动态特性和路面不平度共同决定了作用于车身的激振力。
轮胎的刚度和阻尼特性对平顺性具有重要影响，而轮胎的充气压力和轮胎花纹设计等参数也会影响其动态特性。
轮胎作为车轮与路面之间的界面，是影响汽车平顺性的关键因素之一。
轮胎动力学悬挂系统是连接车身和车轮的关键部件，其动力学特性对平顺性有很大影响。
悬挂系统的设计需要平衡和优化其刚度、阻尼和几何形状等参数，以实现良好的隔振效果。
采用主动或半主动悬挂系统可以更好地实现动态调节，进一步提高汽车的平顺性。
悬挂系统动力学驾驶员操作与感觉反馈悬挂系统轮胎动力系统030201车辆性能路面质量道路坡度交通拥堵路况质量风速气温过高或过低会影响车辆的悬挂系统和轮胎性能，从而影响平顺性。
气温能见度环境条件03违规驾驶01驾驶技巧02超速行驶驾驶员行为与操作车辆性能优化悬架系统优化车身结构优化座椅舒适度优化路况改善适应性悬挂系统轮胎选择与匹配路况改善与适应性技术环境适应性悬挂系统通过采用环境适应性悬挂系统，可以自动调整悬挂系统的刚度和阻尼，以适应不同的环境条件，从而提高平顺性。
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第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性的评价标准 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，仅考虑座椅支承处的3个线振动xs、 ys、zs。
w
式中 n—空间频率，m-1
n0—0.1 m-1
Gq(n0)—路面不平度系数(m2/m-1) w—频率指数，一般取为2
第二节 路面不平度的统计特征
第二节 路面不平度的统计特征
第二节 路面不平度的统计特征
路面空间频率谱密度化为时间谱密度
1.空间频率与时间频率的关系 f=un 这里n是空间频率(每米波长数)。u是车速(m/s)，f是时间频率(Hz,每 秒波长数)。 2.路面时间谱密度与空间频率谱密度的关系
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 (1.4a xw ) (1.4a yw ) a
2 2
2 zw
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
平顺性指标和人的感觉间的关系
第二节 路面不平度的统计特征
路面不平度的功率谱密度
1. x(t)功率谱密度Gx(f)的意义
系统的频率响应定义是：
H()=输出复振动/输入复振动 =
Xe j e j t / F0e j e j t
Xe / F0 e
j j
=
X j ( ) e F0
=输出复振幅/输入复振幅 注意X,F,,都是频率的函数。
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
频率响应函数的特点
Re
Acost
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
欧拉公式：
Z=Aejt=A(cost+jsint) Z=a+j模为A=
b=Asint
幅角argZ=arctg(b/a)=t 实部=a=Acost 虚部=b=Asint。 复振动的实部或虚部都代表振动。事先约定一个即可。
1 2 a (t )dt 4、 加权均方根值 a w w T 0
T
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。频率加权函数见p172。
a(t)
频率加权 滤波网络
aw(t)
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
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。
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
对简谐振动，对应的复数形式为 Z=Aej（t+） Z=Aej（t+）=Aejejt=
ejt
~ A 式中： = Aej为复振动Z的复振幅。
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
频率响应 设系统的输入是F0ej(wt+), 输出Xej(wt+)
C K C K z z z q q m2 m2 m2 m2
令 2n=C/m2，20=K/ m2， 齐次方程变为
2nz z 0 z
2 0
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
0称为系统固有圆频率，定义阻尼比
C n / 0 2 2m2 K
方程的解为
2 z (t ) Ae nt sin( 0 n 2 t )
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
弹簧振子
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
单自由度自由振动衰减曲线
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
复振动
Im
Z=Aejwt Asint
jwt
t
2
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
汽车单自由度振动模型
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
汽车单自由度振动方程（1）
) K ( z q) 0 C( z q m2 z
Kq Cz Kz Cq m2 z
Gx(f) 表示x(t)的平均功率E[x2(t)]在频率域的分布。 2.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q2(I)的平均值E[q2(I)]的空间频率 分布。
第二节 路面不平度的统计特征
3.路面不平度的功率谱密度
n Gq ( n ) Gq ( n0 ) n 0
(1)描述了定常线性系统（动态特性）。是频率的复函数。 (2)系统所固有。 (3)具有不同的形式，位移/力，速度/力，应变/位移，电压/加速等。 (4)和输入输出的位置、方向等有关。 (5)可通过理论计算或方便地通过测试得到。
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
频率响应函数的物理意义
H ( ) Xe / F0 e
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
平顺性名词解释(1)
1、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。 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。
1 Gq ( f ) Gq ( n ) u
第二节 路面不平度的统计特征
上式可化为
u Gq ( f ) Gq (n0 )n 2 f
2 0
还可得到
2 2 Gq ( f ) 4 G ( n ) n q 0 0u
Gq Gq (n0 )n u f ( f ) 16
4 2 0
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 人体坐姿受振模型
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
频率加权系数
椅面z向：
椅面x,y向和靠背y向 ： 靠背x向 ：
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
平顺性名词解释(2)
1 2 a (t )dt 3、 均方根值 a T 0
T
a(t)是测试的加速度时间信号。