汽车性能与使用8-汽车的舒适性

一、声学基础知识 8.4噪声


8.4.1声压级 人耳的听阈（基准声压）：声压是 2×10-5Pa； 人耳的痛阈：声压为20Pa
声压级＝ 20lg
声压 2 ×10
-5
一、声学基础知识



8.4.2响度级 人耳听觉声频范围在20Hz～20000Hz，高于 20kHz则为超声，低于20Hz的称为次声。 声压级相同而频率不同的声音，听起来高频音 要比低频音响得多 声音与基准声——频率为1000Hz的纯音对比， 听起来同样的响，则此基准声的声压级(dB)， 就称为该所测声音的响度级，其单位为方 (phon)。
1/3 倍频 带分 别评 价法


将人体最敏感频率范围以外的各1/3倍频带加 速度均方根值分量进行频率加权，等效于4～ 8Hz(垂直)、1～2Hz(水平)的分量数值。即按 人体感觉的振动强度相等的原则，折算为最敏 感的频率范围。 要改善行驶平顺性，主要避免振动能量过于集 中，尤其是在人体最敏感的频率范围内，不应 该有突出的尖峰。

采用悬架刚度可变的非线性悬架。使空车时的 刚度比满载时的低
8.1.3 影响汽车行驶平顺性的8因素
3） 阻尼系统的阻尼 为了使减振器阻尼效果好，又不传递大的 冲击力，常把压缩行程的阻尼和伸张行 程的阻尼取不同值。在弹性元件的压缩
行程，为了减少减振器传递的路面冲击 力，选择较小的相对阻尼系数；而在伸 张行程，为使振动迅速衰减，选择较大 的相对阻尼系数。

人体最敏感的频率范围，对于垂直振动 为4～8Hz；对于水平振动为1～2Hz以下。
在2.8Hz以下，同样的暴露时间，水平振 动加速度容许值低于垂直振动。频率在 2.8Hz以上则相反。 ISO 2631推荐的两种评价方法是1/3倍频 带分别评价法和总加速度加权均方值评 价法。

1/3 倍频 带分 别评 价法
一、声学基础知识

8.4.5频谱分析 以所选用的倍频程或1/3倍频程的中心频 率为横坐标，以声压级（或声强级、声 功率级）为纵坐标，作出噪声测量图形， 即频谱图，可了解频带声压级在不同频 率范围内的分布情况，并据此判断出噪 声的成分和性质
8.4.6汽车噪声特性





1.汽车噪声包括发动机噪声、传动系噪声、轮 胎噪声、车身噪声、喇叭噪声以及特种车辆的 警报噪声等 2.车内噪声主要是由于发动机及传动系统在运 行中引起的车身振动和车身的孔缝透声而形成 的。 3.车外噪声 （1) 行驶车速 （2） 载质量 （3） 技术状况
汽车性能与使用
学习情境8 汽车的舒适性
8.1汽车行驶平顺性
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。
8.1.1汽车振动及传递

1）路面凸凹不平 2）不平衡轮胎 3）不平衡传动轴 4）发动机振动
发动机的噪声




1.主要包括：燃烧噪声、机械噪声、进气 噪声、排气噪声和风扇噪声等 2.燃烧噪声主要集中于速燃期，其次是缓 燃期。 （1) 加速时燃烧噪声要大。 （2)喷油提前角减小，可使最高压力、最 大压力增长率下降，从而使燃烧噪声减小。
发动机的噪声


（3） 爆震： 3kHz～6kHz的高频爆震声 “敲缸”。 （4）表面点火及运转不平稳：0.5kHz～ 2kHz的钝音“粗暴”。
劳－工效降低界限和暴露极限。
舒适－降低界限、疲劳－工效降 低界限和暴露极限。



舒适－降低界限与保持舒适有关。在此极限内， 人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，并能 顺利完成吃、读、写等动作。 疲劳－工效降低界限与保持工作效率有关。当 驾驶员承受振动在此极限内时，能保持正常地 进行驾驶。 暴露极限通常作为人体可以承受振动量的上限。 当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保 持健康或安全。
6） 非悬挂质量
车轮、车轴构成非悬挂质量。车轮再经过具有一
定弹性和阻尼的轮胎支承路面上。 减小非悬挂质量可降低车身的振动频率，增高车 轮的振动频率。这样就使低频共振与高频共振 区域的振动减小非悬挂质量与悬挂质量之比评价非悬挂质量 对行驶平顺性的影响。比值越小，行驶平顺性 越好。对于现代轿车=10.5～14.5％，可以保
六、汽车噪声的测定

4.汽车噪声常用的测量仪器 声级计和频谱分析仪，此外还有标准噪 声源、噪声信号发生器、磁带记录仪及 电平记录仪等。
8.2.2 内饰
座椅、脚垫、地毯外，包括车门面板、车 门嵌入板、车门立柱、车顶蓬蒙板、后 窗台板、行李箱侧壁板、驾驶座椅后壁 等覆盖物，还包括车门储物盒、手套箱 等储物装置，另外还有保险带等
8.3 车内气候舒适性
8.3 车内气候舒适性



1）脚下左右部位的温差尽可能小； 2）头部的温度比脚部低2～5℃，即所谓 “头寒足热”； 3）前后座位温差要小，特别是后排座位 脚部，应有充足的热风流通。 夏季制冷时则要求尽可能保持上下身相 同的温度。
8.2 空间舒适性和操作方便性
8.2.1室内空间 大致分为前排空间、后排空间和后备箱空 间三个部分。其中前排空间里又分为头 部空间、腿部空间、乘员间距离、高度、 宽度、座椅尺寸等十余项。而后排以及 后备箱空 1）座椅 长、宽、高、调整；椅垫包容性
8.2.1室内空间
2）视野 前后挡风玻璃、后视镜、仪表台显示 3）前排头部、腿部空间、坐垫、靠背 4）后排腿部、头部空间、坐垫、靠背 5）地板高度 6）后备箱的易用性
8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素
4） 轮胎
为了提高汽车行驶平顺性，轮胎径向刚度 应尽可能减小。在采用足够软的悬架的
情况下，在相当大的行驶速度范围内， 低频共振的可能性完全可以消除。但轮 胎刚度过低，会增加车轮的侧向偏离， 影响稳定性，同时，还使滚动阻力增加， 轮胎寿命降低。
8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素
8.1.2汽车行驶平顺性评价指标
1）客观评价法 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。 2）主观评价法
8.1.2汽车行驶平顺性的评价指标
2）国际上的平顺性评价指标 国际标准化组织ISO 2631《人体承受全身 振动的评价指南》。该标准用加速度均 方根值(rms)给出了在中心频率1～80HZ 振动频率范围内人体对振动反应的三种 不同的感觉界限：舒适－降低界限、疲
5 ）悬挂质量
汽车的悬挂质量由车身、车架及其上的总成所构 成。悬挂质量由减振器和悬架弹簧与车轴、车 轮相连。
减少公共汽车和载货汽车的悬挂质量,车身振动 的低频和加速度增加，会大大降低行驶平顺性。 在此情况下，为了保持良好的行驶平顺性，应 采用等挠度悬架，使悬架刚度随悬挂质量的减 小而减小。
8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素
8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素
2 ）悬挂结构

减少悬架刚度，即增大静挠度，可提高汽车行 驶平顺性。但刚度降低会增加非悬挂质量的高
频振动位移。而大幅度的车轮振动有时会使车 轮离开地面，前轮定位角也将发生显著变化， 在紧急制动时会产生严重的汽车“点头”现象。 转弯时因悬架侧倾刚度的降低，会使车身产生 较大的侧倾角。

ISO 2631图中给出的界限值是针对1/3倍频带 分别评价法给的.
3）总加权值评价法


在处理平顺性试验结果或计算设计参数对振动的 影响时，通常还采用传至人体振动的加速度均方 根值或车身振动的加速度均方根值作为评价平顺 性的指标。这种方法比较简单，适用振动频率分 布相似的条件下进行对比。和值等于1～80Hz中 20个1/3倍频带加速度均方根值分量或平方和的 平方根。 总加权值反映了全部振动能量的大小，而且振动 加速度均值为零.
一、声学基础知识





8.4.3计权声级 （1）A计权网络模拟人耳40phon等响曲线。对 于人耳不敏感的低频声有较大的衰减，中频衰 减次之，高频不衰减。 （2)B网络是按70phon等响曲线设计，仅在低 频段有一定衰减。 （3)C网络仿效100phon等响曲线，在整个可听 频率范围内几乎无衰减。 在以上三种计权声级中，A声级最能反映出人 耳的听觉特性，目前使用广泛。
证良好的行驶平顺性。
8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素
5）乘坐舒适性在很大程度上还取决座位的 结构、尺寸、布置方式和车身(或载货汽 车的驾驶室)的密封性(防尘、防雨、防 止废气进入车身)、通风保暖、照明、隔 声等效能，以及是否设有其它提高乘客 舒适的设备(钟表、收音机、烟灰盒、 点烟器等)。
传动系噪声


包括变速器噪声、传动轴噪声以及驱动 桥噪声，其中变速器是主要噪声源。 五、轮胎噪声 包括空气扰动噪声、道路噪声、轮胎结 构振动噪声以及轮胎旋转时搅动空气引 起的风噪声。
8.4.7汽车噪声的测定


1.通过噪声的试验方法 （1)加速噪声 （2)匀速噪声 （3)测量：声级计用“快”档“A”计权网络 2.停车噪声 3.车内噪声 常用档位，以50km／h匀速行驶。声级计用 “快”档测量“A”、“C”计权声压级

在《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》 (GB4970－85)和《客车平顺性评价指标及极限》 （GB/T12477－90）中均把总加速度加权均方根 值列为平顺性评价指标之一。
8.1.3 影响汽车行驶平顺性的因素
1）车速
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。