汽车平顺性试验(1)(2)
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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。
汽车的平顺性--(路面谱)
−W
⎛n⎞ −1 Gq (n) = Gq (n0 )⎜ ⎟ ，其中n0 = 0.1m ⎜n ⎟ ⎝ 0⎠ Gq (n0 )参考空间频率下的功率谱密度 路面不平度系数，通常取w = 2
按路面功率谱密度把路面按不平度分为8级，A~H
⎛ n ⎞ ⎟ G q ( n ) = G q ( n 0 )⎜ ⎜ n ⎟ ⎝ 0 ⎠
Gq ( f ) = lim
Δf →0
Δf
1 1 = lim = lim = Gq (n) Δn →0 uΔn Δn →0 Δn u u
空间谱转化为时间频率谱
10
2
10
0
10
-2
时间频率f
10
-4
10
-6
H G F E D C B A
PSD [m2 /Hz]
10
-8
10
-10
10
-1
10
0
10
1
空间频率n
功率谱的物理意义是单位频带内的功率(均方值) Δn 2 σ q − Δn即为路面谱在Δn频带内包含的功率;
Δn →0 2 σ q − Δn 2 σ q − Δn
Gq (n) = lim
2 σ q − Δn
能量守恒
2 σ q − Δn
2 车速u下, Δn频带对应的时间频率频带Δf (= uΔn)包含的功率仍为σ q − Δn
路面等级 G q (n o )×10 -6 m 2／m -1 n o ＝0.1m -1 下限 几何平均值 上限 32 16 8 128 64 32 512 256 128 2048 1024 512 8192 4096 2048 32768 16384 8192 131072 65536 32768 524288 131072 262144
⎛n⎞ −1 Gq (n) = Gq (n0 )⎜ ⎟ ，其中n0 = 0.1m ⎜n ⎟ ⎝ 0⎠ Gq (n0 )参考空间频率下的功率谱密度 路面不平度系数，通常取w = 2
按路面功率谱密度把路面按不平度分为8级，A~H
⎛ n ⎞ ⎟ G q ( n ) = G q ( n 0 )⎜ ⎜ n ⎟ ⎝ 0 ⎠
Gq ( f ) = lim
Δf →0
Δf
1 1 = lim = lim = Gq (n) Δn →0 uΔn Δn →0 Δn u u
空间谱转化为时间频率谱
10
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时间频率f
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H G F E D C B A
PSD [m2 /Hz]
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10
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10
1
空间频率n
功率谱的物理意义是单位频带内的功率(均方值) Δn 2 σ q − Δn即为路面谱在Δn频带内包含的功率;
Δn →0 2 σ q − Δn 2 σ q − Δn
Gq (n) = lim
2 σ q − Δn
能量守恒
2 σ q − Δn
2 车速u下, Δn频带对应的时间频率频带Δf (= uΔn)包含的功率仍为σ q − Δn
路面等级 G q (n o )×10 -6 m 2／m -1 n o ＝0.1m -1 下限 几何平均值 上限 32 16 8 128 64 32 512 256 128 2048 1024 512 8192 4096 2048 32768 16384 8192 131072 65536 32768 524288 131072 262144
汽车行驶平顺性
上、下限频率与中心频率的关系为：
f f
u l
1.12 0.89
fc fc
一、汽车行驶平顺性的评价指标
1/3倍频法认为：同时有许多个1/3倍频带都有能量作用于人体 时，各个频带振动作用无明显联系，对人体产生的影响主要是 人体感觉振动强度最大的那个1/3倍频带所造成的。
将振动传至人体加速度的功率谱密度Gp(f)所对应的1/3倍频带中心频 率fci在带宽Δfi区间积分，得到各个1/3倍频带的加速度均方根值分量σpi
车轮动载荷。 评价指标：人体对振动的响应、行驶安全性。
研究平顺性的主要目的：控制汽车振动系 统的动态特性，使振动系统的“输出”在 给定工况的“输入”下不超过一定界限， 以保持乘员的舒适性 。
平顺性分析——建立在随机振动理论的基 础上。
一、随机振动基础和路面输入（补充）
1. 随机振动基本概念
ISO2631用加速度均方根值（σrms）表示人体在1~80Hz范围内的三个感觉 界限，即：
①“舒适—降低界限TCD”——人体感觉良好，可以顺利完成吃、写、读 等动作；
②“疲劳—工效降低界限TFD”——驾驶员能够保持正常进行驾驶； ③“暴露极限”——人体可以承受振动量的上限。
“舒适—降低界限TCD”为“疲劳—工效降低界限TFD”的1/3.15；“暴露 极限”为“疲劳—工效降低界限TFD”的2倍。
人体对加速度敏感度的加权系数
倍频带的中心频率 (Hz)
加权系数 w(fci)
垂直振动
水平振动
1.0
0.5
1.0
2.0
0.71
1.0
4.0
1.0
0.5
8.0
1.0
0.25
中职教育-《汽车运用工程》第四版课件：第六章 汽车通过性和汽车平顺性(二).ppt
2.1/3倍频带分别评价法 上限频率、下限频率与中心频率的关系为
f u 1.12 f c (6-30)
f
l
0.89 f c
分析带宽为 f fu fl
(6-31)
2.1/3倍频带分别评价法
将振动传至人体加速度p(f)的功率谱密度Gp( f )，对 所对应的1/3倍频带各中心频率fci在带宽Δfi区间积分， 得到各个1/3倍频带的加速度均方根值分量σpi，即
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σp或车身振动的加速度均 方根值σz作为评价平顺性的指标。
➢ 这种方法较简单，适用振动频率分布相似 的条件下进行对比。
3.总加权值评价法
σp和σz值等于1～80Hz中20个1/3倍频带加速度均 方根值分量σpi或σzi平方和的平方根。即
共振的行驶速度远离汽车行驶的常用速度。
➢ 在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影 响不大，主要取决于行驶平顺性，而被迫降低 汽车行车速度。
➢ 振动产生的动载荷，会加速零件磨损乃至引起 损坏。
➢ 振动还会消耗能量，使燃料经济性变坏。
第六章 汽车通过性和汽车平顺性 第一节 汽车通过性 第二节 汽车行驶平顺性
➢ 在一定频率下，随着暴露(承受振动)时间 加长，感觉界限容许的加速度值下降。
➢ 可用达到某一界限允许暴露时间来衡量人 体感觉到的振动强度的大小。
1.平顺性评价指标
由图6-15的曲线族可知
➢ 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。
➢ 在激振力作用(如道路不平而引起的冲击和加速、 减速时的惯性力等)以及发动机与传动轴等振动 时，系统将发生复杂的振动。
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}
汽车整车试验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过汽车整车试验，验证汽车在各项性能指标上的表现，包括动力性能、经济性能、制动性能、操控稳定性、噪声水平、平顺性等，以评估汽车的整体质量、可靠性和安全性。
二、实验背景随着我国汽车工业的快速发展，汽车性能测试已成为汽车研发和生产的重要环节。
通过对整车进行全面的性能试验，可以确保汽车在实际使用中满足消费者的需求，提高汽车的品质和市场竞争力。
三、实验内容1. 实验车辆本次实验车辆为一款国产中型轿车，搭载1.5T涡轮增压发动机，配备6速自动变速器。
2. 试验项目（1）动力性能试验① 最高车速试验：测试汽车在特定路段上所能达到的最高车速。
② 加速性能试验：测试汽车从静止起步到特定车速的加速时间及加速距离。
③ 爬坡性能试验：测试汽车在特定坡度上的爬坡能力。
（2）经济性能试验① 油耗试验：测试汽车在特定工况下的油耗水平。
② 续航里程试验：测试新能源汽车在满电状态下的续航里程。
（3）制动性能试验① 制动距离试验：测试汽车从特定车速到完全停止所需的距离。
② ABS制动试验：测试汽车在ABS系统作用下，制动距离和制动稳定性。
（4）操控稳定性试验① 转向试验：测试汽车在高速和低速下的转向性能。
② 操稳性试验：测试汽车在直线行驶、弯道行驶和紧急制动时的稳定性。
（5）噪声水平试验测试汽车在行驶过程中的噪声水平，包括发动机噪声、轮胎噪声和风噪。
（6）平顺性试验测试汽车在行驶过程中的平顺性，包括车身振动和座椅振动。
3. 试验条件（1）试验道路：选择清洁、干燥、平坦的沥青或混凝土路面。
（2）气象条件：试验当天天气晴朗，气温适宜。
（3）车辆状态：试验车辆技术状态良好，轮胎气压、胎面花纹高度、制动、转向性能及发动机工作状态等符合要求。
四、实验结果与分析1. 动力性能试验（1）最高车速：实验车辆在特定路段上达到的最高车速为200km/h。
（2）加速性能：实验车辆从静止起步到100km/h的加速时间为8.5秒，加速距离为35米。
车辆平顺性评价方法及试验研究
2、舒适度评价法
2、舒适度评价法
舒适度评价法是一种基于乘员感受的评价方法。该方法通过问卷调查或其他 形式，收集乘员对车辆平顺性的评价数据，并采用统计分析方法进行处理，以得 出乘员对车辆平顺性的整体感受。该方法的优点是能够反映乘员的真实感受，但 是需要足够的样本数据才能得出较为准确的结果。此外，由于不同乘员对舒适度 的要求不同，因此需要制定相应的标准或指南，以避免主观因素对评价结果的影 响。
（2）半主观半客观评价法的优缺点：半主观半客观评价法能够综合考虑乘员 的感受和车辆的振动性能，具有较高的实用价值。但是，半主观半客观评价法的 评价结果容易受到主观因素和客观因素的影响，需要进一步研究和改进。
结论
结论
本次演示通过对汽车平顺性评价方法的研究，总结了汽车平顺性评价方法的 重要性和发展历程，以及现有的评价方法和存在的问题。现有的汽车平顺性评价 方法主要采用客观评价法和半主观半客观评价法，但是都存在一定的局限性和不 足之处。为了更好地反映车辆的振动性能和乘员的感受，需要进一步开展研究工 作，探索更加准确、可靠、实用的汽车平顺性评价方法。今后的研究方向可以包 括以下几个方面：
引言
引言
汽车平顺性是指车辆在行驶过程中，乘员所感受到的振动和冲击程度，它对 于乘员的舒适性和安全性具有重要影响。汽车平顺性评价方法作为车辆性能评估 的重要手段，一直以来备受。随着汽车工业的快速发展，人们对于汽车平顺性的 要求也越来越高，因此，开展汽车平顺性评价方法的研究具有重要的现实意义。
文献综述
结论
1、研究更加精确的试验和测量设备，以提高汽车平顺性评价的准确性和可靠 性。
2、探索更加科学的数据处理和分析方法，以减小主观因素和客观因素对评价 结果的影响。
结论
第六章汽车的平顺性解析
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
单自由度自由ห้องสมุดไป่ตู้动衰减曲线
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
式中 n—空间频率，m-1 n0—0.1 m-1
w
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
第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
车身质量有垂直、俯
仰、侧倾3个自由度，4个
车轮质量有4个垂直自由度， 整车共7个自由度。
当 xI yI ，并忽略 轮胎阻尼后，汽车立体模 型可简化为平面模型。
简化前后应满足以下三个条件 1）总质量保持不变
m2f m2r m2c m2
Kq Cz Kz Cq m2 z
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
2 2nz 0 z z0
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
2）质心位置不变
m2f a m2r b 0
4.1_汽车行驶平顺性
16/5
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4～12.5Hz，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脊椎系统影响很大。
k
椅面水平轴向xs、ys的频率加权函数 d 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。
f frequency u upper l lower c centre
23/5
1/3倍频法认为:同时有许多个1/3倍频带都有能 量作用于人体时，各个频带振动作用无明显联 系，对人体产生的影响主要是人体感觉振动强 度最大的一个1/3倍频带所造成的。
人体对各频带振动的敏感程度不同，所以1/3倍 频加速度均方根值分量 pi 的大小不能反映人体 感觉振动强度的大小。 方法：采用人体对不同频率振动敏感程度的频率 加权函数，将人体最敏感以外各1/3倍频带加速 度均方根值分量 pi 进行频率加权，即按人体感 觉的振动强度相等的原则折算为最敏感频率范围， 即加权加速度均方根值分量 。其大小可以反 pwi 映人体对振动强度的感觉。
图4-1“路面-汽车-人”系统的框图
4/5
•噪声与振动 • 噪声是一种声音，声音是由物体的机械振动而 产生的，振动的物体称为声源。 • 声音有强弱之分，并用声压p来表示其大小，单 位是 Pa (帕)。声压可以用峰值、平均值和有效值 表示。 • 声压的有效值是瞬时声压平方在一段时间平均 数的平方根，又称均方根（rms），它直接与声波 的能量有关，所以用得最多，除非另外说明，所论 声压均指有效值。
13/5
此标准仍认为人体对不同频率振动的敏感程度 不同，在图4-3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。
第六章 汽车的平顺性
均方根值 X rms E[ X 2 (t)]
方差
D[
X
(t
)]
2 X
E[(X (t) X )2]
标准差
（均方差）
X
E[(X (t) X )2 ]
当 X 0 时 ： X rms X
武汉科技大学车辆工程教研室
随机振动基本概念
2. 随机过程的统计特征
自相关函数 RX ( ) E[ X (t)X (t )]
（1）振动对人体的影响，取决于振动强度、 频率、作用方向、持续时间。
（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 。
武汉科技大学车辆工程教研室
一、人体对振动的反应
1．ISO2631－1：1997(E)简介 （4）ISO2631－1：1997(E)《人承受全身振动
Gq
n
Gq
n0
n n0
2
Gq n 2n0 2 Gq n0
白噪声
武汉科技大学车辆工程教研室
二、 将 Gq n 化为 Gq f
1．关系 f = un Δf=uΔn
定义：
Gq
n
lim
2 qn
n0 n
式中
2 q
－n路面谱在频带Δn内包含的“功率”。
且
Gq
f
lim
2 q n
f 0 f
Gq
n
(n)n
武汉科技大学车辆工程教研室
二、 将 Gq n化 为 Gq f
2．位移谱
Gq
f
1 u
Gq
n0
n n0
2
Gq n0 n02
汽车性能试验
制动性 此 处 添 加 您 的 标 题 Please replace text, click add relevant headline
2. 试验内容
制动性试验主要包括以下内容
（1）制动效能试验
测试汽车在不同速度下的制动距 离和制动时间，以评价汽车的制 动效能
（2）制动抗热衰退性能试验
测试汽车在连续制动或高温环境 下制动时的效能，以评价汽车的 抗热衰退性能
动力性 此 处 添 加 您 的 标 题 Please replace text, click add relevant headline
3. 评价指标
动力性试验的主要评价指标包括 （1）最大功率和最大扭矩 发动机的最大功率和最大扭矩是评价汽车动力性的重要指标 （2）加速性能 通过测试汽车的加速时间来评价汽车的加速性能 （3）爬坡性能 通过测试汽车在不同坡道上的行驶能力来评价汽车的爬坡性能
经济性
经济性 此 处 添 加 您 的 标 题 Please replace text, click add relevant headline
1. 概述
汽车经济性是指汽车 在使用过程中消耗最 少的燃料或能量，以 完成运输任务的效率 。它主要取决于发动 机的燃油消耗率、传 动系的传动效率以及 汽车的行驶阻力等因 素
（2）滑行阻力 滑行阻力是评价汽车滚动阻力的指标，也是影响汽车燃油经济性的重要因素。滑行阻力越 小，汽车的滚动阻力越小，燃油经济性越好
制动性
制动性 此 处 添 加 您 的 标 题 Please replace text, click add relevant headline
1. 概述
汽车制动性是指汽车在行驶过程中能够迅 速减速或停车的能力。它主要取决于制动 器的制动力、制动距离和制动时间等因素
GBT49701996汽车平顺性随机输人行驶试验方法
GBT49701996汽车平顺性随机输人行驶试验方法汽车平顺性随机输人行驶试验方法代替GB 4970-85 Method of random input running test-Automotive ride comfort1 主题内容与适用范畴本标准规定了汽车平顺性随机输入行驶试验方法。
本标准适用于各种类型汽车。
2 引用标准GB／T 13441 人体全身振动环境的测量规范GB／T 12534 汽车道路试验方法通则GB 7031 车辆振动输入路面平度表示方法3 试验条件3．1道路试验道路应平直，纵坡不大于l％，路面干燥，不平度应平均无突变，长度不小于3km，两端应有30～50m的稳速段。
试验道路包括两种：a. 沥青路，其路面等级应符合GB 7031规定的B级路面；b. 砂石路，其路面等级应符合GB 7031规定的C级路面；砂石路为越野车、矿用自卸车优选路面，沥青路为其余类型汽车优选路面。
3．2风速不大于5m／s。
3．3汽车技术状况3．3．1汽车各总成、部件、附件及附属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全，并装在规定的位置上。
调整状况应符合该车技术条件的规定。
3．3．2轮胎气压应符合汽车技术条件的规定，误差不超过±10 kPa。
3．4汽车的载荷汽车的载荷均为额定最大装载质量，依照需要可增作半载或空载。
载荷物平均分布且固定牢靠，试验过程中不得晃动和颠离，亦不应因潮湿、散失等情形而改变其质量。
3．5人一椅系统的载荷3．5．1非测试部位的载荷应为身高1．70±0．05m、体重为65±5kg的自然人。
3．5．2测试部位的载荷应符合GB/T 12534中表1的有关规定。
3．6人的乘坐姿势测试部位的乘员应全身放松，两手自然地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿式不变。
一样情形，乘员自然地靠在靠背上，否则应注明。
3．7试验车速试验车速至少有包括大于常用车速、小于常用车速以及常用车速在内的三种车速。
汽车行驶平顺性和通过性
25
7．汽车的道路条件
路面不平是汽车行驶振动的主要原因。因此，提 高道路的级别，改善路面质量，减少路面的不平度， 可以减少对汽车的冲击，使汽车的振动强度降低， 从而改善乘坐舒适性，为汽车的高速行驶、高效运 输创造条件。
26
§5－2 汽车通过性
汽车通过性：指汽车在一定的装载质量下，能以足够 高的平均速度通过各种坏路及无路地带和克服各种障 碍的能力。如通过松软地面（土壤、沙漠、雪地、沼 泽）、坎坷不平地段和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、 台阶、水障）等。
第五章 汽车行驶平顺性和通过性
学习内容：
汽车行驶平顺性 汽车通过性
§5－1 汽车行驶平顺性
汽车行驶平顺性是指汽车在行驶过程中，能保证乘 员在所处的振动环境里具有一定的舒适度，以及保持 所运货物完整无损的性能。它又称为乘座舒适性。
随着人类物质生活水平的提高，人们对汽车的舒适 性要求也越来越高。因此，汽车行驶平顺性是现代高 速、高效率汽车的一个重要性能。
6
人体坐姿受振模型
3个输入点12个轴向振动
7
各轴向频率加权函数（渐进线）
各轴向0.5～80Hz的频率加权函数
8
频率加权函数、轴加权系数
位置
坐标轴名称
频率加权函数
轴加权系数 k
xs
ys
座椅支撑面
zs
rx
ry
rz
xb
靠背
yb
zb
xf
脚
yf
zf
wd
1.00
wd
1.00
wk
1பைடு நூலகம்00
we
0.63m/rad
悬挂质量 悬挂质量增加，平顺性变好，减少则平顺性变差。 为保证汽车空载或轻载时的行驶平顺性，汽车最好 使用非线性悬架或变刚度悬架。
7．汽车的道路条件
路面不平是汽车行驶振动的主要原因。因此，提 高道路的级别，改善路面质量，减少路面的不平度， 可以减少对汽车的冲击，使汽车的振动强度降低， 从而改善乘坐舒适性，为汽车的高速行驶、高效运 输创造条件。
26
§5－2 汽车通过性
汽车通过性：指汽车在一定的装载质量下，能以足够 高的平均速度通过各种坏路及无路地带和克服各种障 碍的能力。如通过松软地面（土壤、沙漠、雪地、沼 泽）、坎坷不平地段和各种障碍（陡坡、侧坡、壕沟、 台阶、水障）等。
第五章 汽车行驶平顺性和通过性
学习内容：
汽车行驶平顺性 汽车通过性
§5－1 汽车行驶平顺性
汽车行驶平顺性是指汽车在行驶过程中，能保证乘 员在所处的振动环境里具有一定的舒适度，以及保持 所运货物完整无损的性能。它又称为乘座舒适性。
随着人类物质生活水平的提高，人们对汽车的舒适 性要求也越来越高。因此，汽车行驶平顺性是现代高 速、高效率汽车的一个重要性能。
6
人体坐姿受振模型
3个输入点12个轴向振动
7
各轴向频率加权函数（渐进线）
各轴向0.5～80Hz的频率加权函数
8
频率加权函数、轴加权系数
位置
坐标轴名称
频率加权函数
轴加权系数 k
xs
ys
座椅支撑面
zs
rx
ry
rz
xb
靠背
yb
zb
xf
脚
yf
zf
wd
1.00
wd
1.00
wk
1பைடு நூலகம்00
we
0.63m/rad
悬挂质量 悬挂质量增加，平顺性变好，减少则平顺性变差。 为保证汽车空载或轻载时的行驶平顺性，汽车最好 使用非线性悬架或变刚度悬架。
第六章汽车的平顺性
Gq (n) (2n)2 Gq (n) Gq(n) (2n)4 Gq (n)
二﹑空间频率功率谱密度 Gq(n) 化为时间频率 功率频谱密度 Gq( f )
考虑车速u的影响 Gq (n) Gq ( f ) 汽车以一定车速u驶过空间频率n的路面平 度时输入的时间频率 f=un
图6—6
时间频率带宽 f un
w02
K m2
q
则齐次方程为：
••
•
z 2n z w02 z 0
阻尼运动的影响取决于n和w0的比值 ，
称为阻尼比
n C
w0 2 m2 K 汽车悬架系统的阻尼 通常在0.25左右，属于小阻尼。
该微分方程的解为 z Aent sin( w02 n2 t a)
图6—14
2．阻尼比对衰减振动的影响
评价方法：根据乘员舒适程度评价
汽车振动系统及其评价指标
输入－振动系统－输出－评价指标
输 入：路面不平度、 车速。 振动系统：弹性元件、阻尼元件、车身、
车轮质量。 输 出：车身传至人体加速度、悬架弹簧
动动挠度、车轮于路面之间的 动载荷。 评价指标：加权加速度均方根值、撞击悬 架限位概率、行驶安全性。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
一 ﹑人体对振动的反应 人体坐姿受振模型：座椅支承面处输入点3个 方向的线振动，及该点3个方向的角振动，座椅 靠背和脚支承面两个输入点个3个方向的线振动。
图6—3 各轴向频 率加权函数
1.人体对振动的响应
人体对振动的响应取决于：①频率与强度； ②作用方向； ③暴露时间。
x(I),y(I)的自谱、互谱分别为
Gxx (n) . Gyy (n). Gxy (n)和 Gyx (n)
二﹑空间频率功率谱密度 Gq(n) 化为时间频率 功率频谱密度 Gq( f )
考虑车速u的影响 Gq (n) Gq ( f ) 汽车以一定车速u驶过空间频率n的路面平 度时输入的时间频率 f=un
图6—6
时间频率带宽 f un
w02
K m2
q
则齐次方程为：
••
•
z 2n z w02 z 0
阻尼运动的影响取决于n和w0的比值 ，
称为阻尼比
n C
w0 2 m2 K 汽车悬架系统的阻尼 通常在0.25左右，属于小阻尼。
该微分方程的解为 z Aent sin( w02 n2 t a)
图6—14
2．阻尼比对衰减振动的影响
评价方法：根据乘员舒适程度评价
汽车振动系统及其评价指标
输入－振动系统－输出－评价指标
输 入：路面不平度、 车速。 振动系统：弹性元件、阻尼元件、车身、
车轮质量。 输 出：车身传至人体加速度、悬架弹簧
动动挠度、车轮于路面之间的 动载荷。 评价指标：加权加速度均方根值、撞击悬 架限位概率、行驶安全性。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
一 ﹑人体对振动的反应 人体坐姿受振模型：座椅支承面处输入点3个 方向的线振动，及该点3个方向的角振动，座椅 靠背和脚支承面两个输入点个3个方向的线振动。
图6—3 各轴向频 率加权函数
1.人体对振动的响应
人体对振动的响应取决于：①频率与强度； ②作用方向； ③暴露时间。
x(I),y(I)的自谱、互谱分别为
Gxx (n) . Gyy (n). Gxy (n)和 Gyx (n)
《汽车使用性能与检测》课件 《汽车使用性能与检测》课件 项目五-汽车的舒适性和通过性
项目五 汽车的舒适性和通过性
二、汽车通过性的牵引支承参数 （三）相对附着重量
驱动轮载荷与汽车总载荷之比称为相对附着重量 Fz / G 。要提高汽车的
通过性，使驱动力得到最大限度的发挥，必须增大汽车的相对附着重量。不同
类型汽车的相对附着重量如表所示。
汽车类型 4×2轿车 4×2，6×4货车
相对附着重量 0.45～0.50 0.65～0.75
3、驾驶技术
项目五 汽车的舒适性和通过性
三、汽车通过性的影响因素
（二）使用因素
驾驶技术对汽车通过性的影响很大，为了提高通过性，应注意以下几点：
01
（1）汽车通过松软地段时，应尽量采用低速挡， 使汽车具有较大的驱动力和较低的行驶速度，而且应 避免换挡和加速，尽量保持直线行驶。
02 03
（2）若汽车的驱动轮为双胎，如因双胎间夹 泥而滑转，可适当提高车速，将夹泥甩掉。
（3）驾驶员位置应具有良好的视野范围，以便获取道路状况、信号标 志和周围车况等必需的外部信息。车内仪表和警示灯要易于辨认，以便 及时获取汽车的行驶状况和各装置的工作状况等信息。
项目五 汽车的舒适性和通过性
03 汽车的通过性
项目五 汽车的舒适性和通过性
一、汽车通过性的几何参数
汽车通过性的几何参数直接影响汽车通 过坎坷不平地带和克服各种障碍的能力。由 于汽车与不规则地面之间的间隙不足，而被 地面托起无法通过的现象，称为间隙失效。 间隙失效可分为顶起失效、触头失效和拖尾 失效。
二、行驶平顺性的评价与检测
1、汽车悬架装置简介
（二）汽车悬架装置检测
悬架装置是将车身和车轴进行弹性 连接的部件，通常由弹性元件、导向装 置和减振器三部分组成。它的主要功能 包括缓和由于路面不平引起的振动和冲 击，迅速衰减车身和车桥的振动，以及 传递作用在车轮和车身之间的各种力和 力矩，保证汽车具有良好的平顺性、行 驶安全性和操纵稳定性。
汽车平顺性能测试实验
平顺性测试
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
五、实验条件和方法
2．实验方法 1) 随机输入行驶性能检测
(1) 检测方法：
④ 试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以规定的 车速匀速驶过试验路段。在试验路段用磁带记录仪记 录各测量点的加速度时间历程，测量通过试验路段的 时间，以计算平均车速。样本记录长度不短于3 min。
平顺性测试
1．随机输入行驶性能检测的设备
1) 测试仪器系统 该系统由加速度传感器、前置放大器和磁带记录 仪等组成。
平顺性测试
四、实验设备的工作原理
1．随机输入行驶性能检测的设备
2) 数据处理设备
平顺性测试
四、实验设备的工作原理
1．随机输入行驶性能检测的设备
3) 2512型“人体响应振级计”
平顺性测试
四、实验设备的工作原理
轿车客车用舒适降低界限车速特性tcd货车用疲劳降低工效界限车速特性tfd厢底板中心和距车厢边板车厢后板各300mm处的振动加速度均方根值车速特性v常用车速的加速度功率谱密度函数或功率谱函数以及加速度加权均方根值车速特性v来评价
实验教学系列课件
----汽车平顺性能测试实验
• 本节主要内容：
– 简介汽车平顺性能方面理论知识，性能试验目 的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验 步骤。
平顺性测试
一、理论基础
3．汽车平顺性评价指标(TFD、TCD、σW、σ)与车速的 关系曲线
– 汽车平顺性评价指标(TFD、TCD、σW、σ)与车速的关系 可用车速特性来评价。 – 轿车、客车，用“舒适降低界限”车速特性TCD-v来评 价。 – 货车，用“疲劳—降低工效界限”车速特性TFD- v，车 厢底板中心和距车厢边板、车厢后板各300 mm处的振 动加速度均方根值车速特性σ-v，常用车速的加速度功 率谱密度函数(或功率谱函数)以及加速度加权均方根值 车速特性σw-v来评价。
汽车理论__6章汽车的平顺性
据统计，我国高等级公路路面谱也基本上在A、B、 C三级范围之内，只是B、C级路面占的比重比较大。
上述路面功率谱密度Gq(n)指的是垂直位移功率谱密 度，还可以采用不平度函数q(I)对纵向长度I的一阶 导数，即速度功率谱密度和二阶导数，即加速度功 率谱密度来补充描述路面不平度的统计特性。
第二节 路面不平度的统计特性
第四节 车身与车轮双质量系统的振动
第五节 双轴汽车的振动
前面讨论的单质量和双质量系统都是双轴汽车的局 部系统，仅分析了单车轮输入下车身的垂直运动。
本节讨论汽车垂直和俯仰两个自由度或汽车纵轴上 任一点的垂直振动，为此需要建立前、后车轮两个 路面输入的双轴汽车模型。
第五节 双轴汽车的振动
第六章 汽车的平顺性
内容提要
人体对振动的反应和平顺性的评价 路面不平度的统计特性 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 车身与车轮双质量系统的振动 双轴汽车的振动 人体－座椅系统的振动 汽车平顺性试验和数据处理
引言
汽车行驶时，由路面不平以及发动机、传动系和车轮等旋转 部件激发汽车的振动。通常，路面不平是汽车振动的基本输 入，故本章讨论的平顺性(Ride)主要指路面不平引起的汽车 振动，频率范围约为0.5~25Hz。
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“路面一汽车一入”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。当振动系统的“输出”作为优化的目标时，通常还要 综合考虑车轮与路面间的动载和悬架弹簧的动挠度。它们分 别影响“行驶安全性”和撞击悬架限位的概率。
上述路面功率谱密度Gq(n)指的是垂直位移功率谱密 度，还可以采用不平度函数q(I)对纵向长度I的一阶 导数，即速度功率谱密度和二阶导数，即加速度功 率谱密度来补充描述路面不平度的统计特性。
第二节 路面不平度的统计特性
第四节 车身与车轮双质量系统的振动
第五节 双轴汽车的振动
前面讨论的单质量和双质量系统都是双轴汽车的局 部系统，仅分析了单车轮输入下车身的垂直运动。
本节讨论汽车垂直和俯仰两个自由度或汽车纵轴上 任一点的垂直振动，为此需要建立前、后车轮两个 路面输入的双轴汽车模型。
第五节 双轴汽车的振动
第六章 汽车的平顺性
内容提要
人体对振动的反应和平顺性的评价 路面不平度的统计特性 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 车身与车轮双质量系统的振动 双轴汽车的振动 人体－座椅系统的振动 汽车平顺性试验和数据处理
引言
汽车行驶时，由路面不平以及发动机、传动系和车轮等旋转 部件激发汽车的振动。通常，路面不平是汽车振动的基本输 入，故本章讨论的平顺性(Ride)主要指路面不平引起的汽车 振动，频率范围约为0.5~25Hz。
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“路面一汽车一入”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。当振动系统的“输出”作为优化的目标时，通常还要 综合考虑车轮与路面间的动载和悬架弹簧的动挠度。它们分 别影响“行驶安全性”和撞击悬架限位的概率。