汽車運用工程3.8-2015.1.30課件

汽車運用工程主講人：張學(xué)萍復(fù)習3.6.8汽車的傾覆效應(yīng)3.7汽車的通過性3.7.1輪廓通過性及評價指標3.7.2牽引支撐通過性及評價指標3.7.3結(jié)構(gòu)因素對汽車通過性的影響3.7.4使用因素對汽車通過性的影響3.8汽車的行駛平順性3.8.1汽車行駛平順性的概念3.8.2人體對振動的反應(yīng)3.8.3汽車平順性的評價方法3.8.4影響汽車行駛平順性的因素3.9汽車的質(zhì)量利用和使用方便性3.9.1汽車的質(zhì)量利用3.9.2汽車的使用方便性3.8汽車的行駛平順性汽車在壞路面上行駛時的現(xiàn)象：常因振動過大而被迫降低行車速度，其實際行駛速度主要取決于行駛平順性；振動產(chǎn)生的動載荷，會加速零件磨損乃至引起損壞；振動還會消耗能量，使燃油經(jīng)濟性變壞。因此，減輕汽車振動，提高汽車的平順性，不僅關(guān)系到乘坐舒適和所運貨物的完整，而且關(guān)系到汽車運輸生產(chǎn)率、燃油經(jīng)濟性、使用壽命和工作可靠性等。3.8.1汽車行駛平順性的概念定義：汽車行駛過程中，保證乘員不會因車身振動而引起不舒服和疲勞的感覺以及保持所運貨物完整無損的性能。研究汽車行駛的平順性主要涉及如下兩個方面問題：（1）如何避免汽車這個“振動系統(tǒng)”的“共振”現(xiàn)象。（2）使“振動系統(tǒng)”輸出的振動頻率避開人體敏感的范圍，振動加速度不超過人體所能承受的強度。用振動的物理量作為行駛平順性的評價指標：頻率、振幅、加速度、加速度變化率3.8.2人體對振動的反應(yīng)人體對振動的反應(yīng)振動方向振動頻率強度暴露時間垂直方向：4～12.5Hz水平方向：0.5～2Hz人體最敏感傳至人體的振動加速度人體對水平方向的振動比垂直方向更敏感暴露時間越長，人體所能承受的振動強度越小心理生理

客觀因素

主觀因素

3.8.2人體對振動的反應(yīng)（續(xù)）共3個輸入點，12個方向的振動人體坐姿受振模型圖3.8.2人體對振動的反應(yīng)（續(xù)）3.8.2人體對振動的反應(yīng)（續(xù)）思考：由軸加權(quán)系數(shù)的不同取值可否確定人體對哪個點輸入的振動最敏感？即座椅面?zhèn)鹘o人體的振動最敏感3.8.2人體對振動的反應(yīng)（續(xù)）ISO2631-1：1997（E）標準還規(guī)定當評價振動對健康的影響時靠背水平軸向

可以由椅面水平軸向

代替，此時軸加權(quán)系數(shù)取k=1.4。

只考慮

這三個軸向振動，且

兩個水平軸向的軸加權(quán)系數(shù)取k=1.4。

我國標準規(guī)定，評價汽車平順性時就考慮椅面

三個軸向振動。3.8.2人體對振動的反應(yīng)（續(xù)）各軸向的頻率加權(quán)函數(shù)（漸近線）頻率加權(quán)函數(shù)3.8.2人體對振動的反應(yīng)（續(xù)）人體對不同頻率的振動敏感程度不同zS最敏感的頻率范圍是4～12.5Hz。在4～8Hz頻率范圍，人的內(nèi)臟器官產(chǎn)生共振；8～12.5Hz頻率范圍，對人的脊椎系統(tǒng)影響很大。

xs、ys最敏感的頻率范圍是0.5～2Hz。大約在3Hz以下，人體對水平振動比對垂直振動更敏感，且汽車車身部分系統(tǒng)在此頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，故應(yīng)對水平振動給予充分重視。3.8.3汽車平順性的評價方法各個單軸向加權(quán)加速度均方根ISO2631-1：1997（E）標準規(guī)定，汽車平順性評價的基本步驟：總加權(quán)加速度均方根值根據(jù)其與人的主觀感覺的關(guān)系，評價汽車平順性3.8.3汽車平順性的評價方法（續(xù)）1.單軸向加權(quán)加速度均方根aw1）濾波網(wǎng)絡(luò)法將測得的a(t)通過相應(yīng)的頻率加權(quán)函數(shù)w(f)的濾波網(wǎng)絡(luò)，得到加權(quán)加速度時間歷程aw(t)。2）頻譜分析法對a(t)進行頻譜分析，得到功率譜密度函數(shù)Ga(f)。3.8.3汽車平順性的評價方法（續(xù)）2.總加權(quán)加速度均方根值aw0當同時考慮椅面xs、ys、zs這三個軸向振動時，三個軸向的總加權(quán)加速度均方根av(m/s2)按下式計算：思考：為什么乘以系數(shù)1.4？3.8.3汽車平順性的評價方法（續(xù)）3.在1~80Hz振動頻率范圍內(nèi)，人體對振動的主觀感覺之間的對應(yīng)關(guān)系3.8.4影響汽車行駛平順性的因素1.懸架結(jié)構(gòu)彈性元件固有頻率：減少懸架剛度k，可降低固有頻率。對于載荷變化較大的公共汽車和載貨汽車，為滿足不同載荷對懸架剛度的需要，需采用變剛度懸架。載荷較小，以避免振動頻率過高而使平順性變差；當載荷變大時，懸架剛度急劇增大，使汽車的側(cè)傾和縱向角振動減輕。前后懸架的固有頻率應(yīng)避開激振頻率，避免出現(xiàn)“共振”現(xiàn)象。而且前懸架剛度應(yīng)略低于后懸架。3.8.4影響汽車行駛平順性的因素3.8.4影響汽車行駛平順性的因素阻尼懸架系統(tǒng)的阻尼主要來自減震器、鋼板彈簧葉片之間的摩擦以及輪胎變形時橡膠分子間的摩擦。作用：迅速衰減車身振動，減小傳遞給乘員和貨物的振動加速度，縮短振動的摩擦，改善行駛平順性；改善車輪與道路間的接觸狀況，防止車輪跳離地面，提高穩(wěn)定性。3.8.4影響汽車行駛平順性的因素2.輪胎輪胎對行駛平順性的影響主要取決于輪胎的徑向剛度，適當減小輪胎徑向剛度，可以改善行駛平順性。3.座椅座椅的布置對平順性有較大的影響。接近車身中部的座位振幅較小，前、后兩端的座位振幅較大。座墊具有一定的減振作用。應(yīng)適當選擇座墊的剛度和阻尼，以使人-座椅系統(tǒng)的固有頻率避開人體最敏感的頻率范圍（4~8Hz），同時應(yīng)使阻尼系數(shù)達到0.2以上。3.8.4影響汽車行駛平順性的因素4.非懸架質(zhì)量非懸架質(zhì)量的大小直接影響到傳遞至車身上的沖擊力，因而對汽車的平順性有較大影響。非懸架質(zhì)量越小，則沖擊力越小；反之，將加大。5.底盤旋轉(zhuǎn)件不平衡底盤旋轉(zhuǎn)件（如傳動軸、車輪等）的不平衡，在汽車行駛過程中極易產(chǎn)生周期性的激振力，而后通過懸架傳至車身，影響汽車的平順性