1、第六章 汽车的平顺性n 预备知识汽车行驶系的功能、组成、构造及工作原理。随机振动基础知识。n 中心思想首先介绍 平顺性的基本概念 （人体对振动的反应、评价指标）， 然后建立 简单汽车和输入 模型， 最后进行 振动的 响应分析 。 汽车理论讲义（第 1版） 1赵又群编著引 言 一、概念1. 汽车平顺性2. 乘坐舒适性 图 6.1汽车振动系统汽车理论讲义（第 1版） 2赵又群编著引 言 二、本章内容1. 人体对振动的反应和平顺性的评价。 2振动输入路面不平度的统计特性，道路谱。 3汽车振动系统化，系统频响特性和参数对响应（输出）的影响。 汽车理论讲义（第 1版） 3赵又群编著第一节 人体对振动的反
2、应和平顺性评价 n 思考题坐车时的感觉，如何判断汽车平顺性 /舒适性？n 本节应掌握的内容1. ISO2631 1： 1997(E) 。2. 平顺性的评价方法 。 汽车理论讲义（第 1版） 4赵又群编著一、人体对振动的反应1 ISO2631 1： 1997(E) （ 1）人体对振动的敏感程度因人而异。 （ 2） 70年代 ISO2631 人承受全身振动的评价指南 。（ 3）以短时间简谐振动实验为基础， 1985年开始不断补充、修正，直到 1997年 。（ 4） ISO2631 1： 1997(E) 人承受全身振动的评价第一部分：一般要求 。评价长时间作用的随机振动和多点输入多轴向振动环境对人体
3、的影响时，能与主观感觉更好地符合。 汽车理论讲义（第 1版） 5赵又群编著一、人体对振动的反应2 ISO2631 1： 1997(E)简介 汽车理论讲义（第 1版） 6赵又群编著一、人体对振动的反应2 ISO2631 1： 1997(E)简介 标准规定了图 6-2所示的人体坐姿受振模型。在进行舒适性评价时，它除了考虑 座椅支承面 处输入点 3个方向的线振动，还考虑该点 3个方向的角振动，以及 座椅靠背 和 脚支承面 两个输入点各 3个方向的线振动，共 3个输入点 12个轴向的振动。汽车理论讲义（第 1版） 7赵又群编著一、人体对振动的反应2 ISO2631 1： 1997(E)简介 此标准仍认
4、为人体对不同频率振动的敏感程度不同，在图 6-3上给出了各轴向 0.5-80Hz的频率加权函数(渐进线 )，又考虑不同输入点、不同轴向的振动对人体影响的差异，还给出了各轴向振动的轴加权系数 k。表6-1给出了三个输入点 12个轴向，分别选用哪一个频率加权函数和相应轴加权系数 k，并列出了一辆 European小轿车在城市公路上行驶时，实测的各轴向加权加速度均方根值 aw，然后算出总的加权加速度均方根值 av。 汽车理论讲义（第 1版） 8赵又群编著汽车理论讲义（第 1版） 9赵又群编著一、人体对振动的反应由表 6-1上各轴向的轴加权系数可以看出 : （ 1） 椅面输入点 xs、 ys、 zs三
5、个线振动的轴加权系数 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。 （ 2） 另外 IS026311 ： 1997(E)标准还规定，当评价振动对人体健康的影响时，就考虑 xs、 ys、 zs这三个轴向，且 xs、 ys两个水平轴向的轴加权系数取 k 1.4，比垂直轴向更敏感。 （ 3） 标准还规定靠背水平轴向 xb、 yb可以由椅面 xs、 ys水平轴向代替，此时轴加权系数取 k=1.4。 （ 4） 因此，我国在修订的相应标准 GB T4970-1996 汽车平顺性随机输入行驶试验方法 时，评价汽车平顺性就考虑椅面xs、 ys、 zs这三个轴向。 汽车理论讲义（第
6、 1版） 10赵又群编著一、人体对振动的反应2 ISO2631 1： 1997(E)简介 椅面垂直轴向 zs的频率加权函数最敏感频率范围标准规定为 412 5Hz，在 4-8Hz这个频率范围，人的内脏器官产生共振，而 8-12 5Hz频率范围的振动对人的脊椎系统影响很大。椅面水平轴向 xs、 ys的频率加权函数 最敏感频率范围为 0 5-2Hz，大约在 3Hz以下，水平振动比垂直振动更敏感，且汽车车身部分系统在此频率范围产生共振，故应对水平振动给予充分重视。 汽车理论讲义（第 1版） 11赵又群编著二、平顺性的评价方法IS026311 ： 1997(E)标准规定，当振动波形峰值系数 9时， I
7、S02631-1： 1997(E)标准规定用均 4次方限值的方法来评价，它能更好地估计偶尔遇到过大的脉冲引起的高峰值系数振动对人体的影响，此时采用辅助评价方法 振动剂量值为 汽车理论讲义（第 1版） 18赵又群编著第一节结束！汽车理论讲义（第 1版） 19赵又群编著第二节 路面不平度的统计特性 n 思考题能量的基本公式怎样表达？n 本节应掌握的内容1. 功率谱密度平均能量的谱分布。2. 空间频率与时间频率的关系。 3. 路面对四轮汽车的输入谱。汽车理论讲义（第 1版） 20赵又群编著一、 路面不平度的功率谱1不平度函数路面相对基准平面的高度 q，沿道路走向长度 I的变化 q(I)。2功率谱密度
8、 （ psd） 式中 代表平均能量。功率谱密度，平均能量的谱分布。 汽车理论讲义（第 1版） 21赵又群编著一、 路面不平度的功率谱3路面不平度系数及路面功率谱密度的拟合 式中 n 空间频率，它是波长 的倒数，单位 m表示每米长度中包括几个波长。n0 参考空间频率， n=0.1m-1 在 n频率时路面谱值称为路面不平度系数 W 频率指数（双对数坐标上斜线的斜率），它决定路面谱的频率结构，一般 W=2. 汽车理论讲义（第 1版） 22赵又群编著一、 路面不平度的功率谱4根据 、 将路面划分为八个等级 汽车理论讲义（第 1版） 23赵又群编著汽车理论讲义（第 1版） 24赵又群编著一、 路面不平度
9、的功率谱5速度功率谱、加速度功率谱当 W=2时，为白噪声。 汽车理论讲义（第 1版） 25赵又群编著二、 化为1关系 f=un f =un 式中 路面谱在频带 n 内包含的 “ 功率 ” 。且 则汽车理论讲义（第 1版） 26赵又群编著二、 化为23 汽车理论讲义（第 1版） 27赵又群编著第二节结束！汽车理论讲义（第 1版） 28赵又群编著第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 n 思考题1. 如此复杂的汽车怎样能够简化成比较简单的多自由度系统？2. 振动系统分类？n 本节应掌握的内容1. 7、 4、 2、 1个自由度简化模型。2. 单质量系统的振动 。 汽车理论讲义（第 1版） 29赵又群编著一、汽车振动系统的简化1 7个自由度模型 悬挂质量 ：车身车架车架上的总成 m2 3自由度 （垂直、俯仰、侧倾）减振器悬架弹簧 非悬挂质量 ：车轮车轴 m1 4自由度 （垂直）见下页图 ：汽车理论讲义（第 1版） 30赵又群编著
