汽车振动及噪声平顺性
汽车平顺性解析
动力系统
动力系统的振动和噪音也 会对车辆的平顺性产生影 响。
路况质量
路面质量
路面质量差会导致车辆颠 簸，影响平顺性。
道路坡度
道路坡度会导致车辆上下 颠簸，影响平顺性。
交通拥堵
交通拥堵会导致车辆频繁 启动和制动，影响平顺性 。
环境条件
风速
风速过大会导致车辆摇晃，影响 平顺性。
气温
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 。
环境条件改善与适应性技术
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。例如，在高速行驶时增加悬挂系统的刚度以提 高稳定性，在颠簸的路面上减少悬挂系统的刚度以减少振动。
环境条件监测与预警系统
通过安装环境条件监测与预警系统，可以实时监测车辆周围的环境条件，如路面 状况、天气状况等，并及时向驾驶员发出预警，以采取相应的措施提高平顺性。
05
汽车平顺性的未来发 展趋势与挑战
新兴技术与未来发展
车辆动力学控制
利用先进的控制理论和算法，提高车辆的操控性和平顺性，确保 乘客的舒适度。
智能悬架系统
通过传感器和算法实时感知车辆行驶状态，自动调整悬架刚度和阻 尼，以实现最佳的平顺性能。
新能源驱动
电动汽车和混合动力汽车的普及将改变车辆的动力输出特性和振动 噪声特性，对平顺性提出新的挑战。
智能化与自适应悬挂系统
智能化悬挂系统
通过高精度传感器和算法，实时感知道路条件和车辆行驶状态， 自动调整悬挂系统参数，以提高平顺性能。
自适应悬挂系统
根据车辆载荷和行驶状态，自动调整悬挂系统的刚度和阻尼，以 保证最佳的平顺性能。
《汽车理论》第六章 汽车的平顺性
aw
1 T
T 0
aw2 (t)dt
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
a(t)
滤波网络
aw(t)
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。
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
(1.4axw )2
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。
平顺性名词解释(2)
3. 均方根值
a(t)是测试的加速度时间信号。
4. 加权均方根值
G 32768 65536 131072 1?2.26 243.61 344.52 H 131072 262144 524288 344.52 487.22 689.04
三、汽车振动系统的简化、单质量系统振动
一、系统ห้องสมุดไป่ตู้化
x
z
y
z
msr
msc
msf
mur
b
a
muf
L
单质量振动系统 在远离车轮固有频率 ft 10 ~ 16Hz的较低激振 频率（f 5Hz)范围内轮 胎的变形很小，可忽略其 弹性变形和质量得到单质 量垂直振动系统模型
C 2m2 K
方程的解为
z(t) Aent sin( 02 n2 t )
z
系统固有圆频率
0
r有阻尼固有圆频率
Aent
r
2 0
n2
平顺性试验方法
平顺性试验方法平顺性试验是指对汽车在运行过程中的平顺性进行测试和评估的一种方法。
平顺性是指汽车在行驶过程中所产生的震动、噪音、冲击等不良感受。
平顺性试验的目的是为了评估汽车在真实道路环境下的乘坐舒适性，以及车辆结构和悬挂系统的设计是否符合要求。
平顺性试验一般分为主观评价和客观评价两种方法。
主观评价是指由驾驶员或乘客通过亲身体验来评估汽车的平顺性。
主观评价通常通过模拟实际道路环境，让驾驶员或乘客在不同速度和路况下进行试乘试驾，然后根据他们的感受和反馈来评估汽车的平顺性。
主观评价的优点是能够真实地反映出人们对汽车平顺性的感受，但由于受到个体差异和主观因素的影响，结果可能存在一定的主观性。
客观评价是指通过使用专业的测试设备和仪器来测量和评估汽车的平顺性。
客观评价通常包括使用加速度计、振动计、噪声计等设备来测量汽车在不同速度和路况下的振动、噪音等参数。
这些参数可以用来判断汽车的平顺性是否符合标准要求。
客观评价的优点是结果客观可靠，但无法完全反映出人们的真实感受。
在进行平顺性试验时，需要考虑以下几个方面。
首先是试验道路的选择。
试验道路应具有代表性，包括不同路况、不同速度和不同路面条件。
其次是试验车辆的选择。
试验车辆应具有代表性，包括不同类型和不同品牌的汽车。
同时，试验车辆应处于正常使用状态，以确保测试结果的准确性。
然后是试验参数的设置。
试验参数应根据实际情况进行设置，包括速度、加速度、振动频率等。
最后是数据的处理和分析。
试验数据应进行统计和分析，以得出评估结果和结论。
平顺性试验在汽车工程领域具有重要的意义。
首先，平顺性是衡量汽车乘坐舒适性的重要指标，对提升乘坐体验具有重要作用。
其次，平顺性试验可以评估汽车结构和悬挂系统的设计是否合理，以及是否符合相关标准和法规要求。
最后，平顺性试验可以为汽车制造商提供改进设计和优化产品的依据，以提高市场竞争力。
总之，平顺性试验是一种评估汽车平顺性的重要方法。
通过主观评价和客观评价相结合，可以全面地评估汽车在真实道路环境下的乘坐舒适性。
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。
《汽车的平顺性》课件
3
提升安全性
保持车辆与路面的接触，减少制动距离和转向失控的风险。
提高汽车平顺性的方法
1 选购合适的车型
选择拥有良好悬挂系统和 平顺性口碑的车型。
2 维护和保养
3 驾驶技巧
定期检查和保持悬挂系统、 轮胎和减震器的良好状态。
注意避免过度加速和过急 刹车，平稳驾驶能提升平 顺性。
总结和要点
• 汽车平顺性直接影响驾驶和乘坐的舒适感。 • 悬挂系统和减震器是提高平顺性的重要因素。 • 正确的轮胎选择和维护也对平顺性至关重要。
《汽车的平顺性》PPT课 件
今天我们将探讨汽车平顺性的重要性以及对驾驶体验的影响。
汽车平顺性概述
1 定义
平顺性是指车辆在行驶过 程中的舒适性和稳定性。
2 影响因素
悬挂系统、车轮胎的选择 和条件、车辆结构等。
3 为什么重要
平顺性直接影响乘客的舒 适感和驾驶者的操作体验。
车辆的振动和噪音
1 振动
2 噪音
汽车悬挂系统
悬挂系统概述
悬挂系统通过减少路面颠簸和振 动，提供更舒适的驾驶体验。
悬挂系统组成
包括弹簧、减震器和悬挂布局。
独立悬挂系统
独立悬挂系统可以提供更好的平 顺性和操控性。
汽车减震器的作用
1
减少振动
减震器通过阻尼和吸收振动，提供更稳定的驾驶感。
2
保护悬挂系统
减震器可以减少悬挂系统的磨损，延长其使用寿命。
车辆行驶时会出现的不规 则振动，如震动、抖动等。
来自发动机、风、轮胎和 路面的噪音会影响乘坐和 驾驶的舒适性。
3 影响因素
车辆状态、路况、驾驶方 式等因素会影响振动和噪 音的强度。
平顺性的影响因素
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。
汽车理论第6章 汽车的平顺性2016
16
a(t)
aw(t)
加权函数w(f )的滤波网络 根据IS02631-1:1997(E)设定系数
2016/4/12
汽车理论 wangjx@
四、平顺性的评价方法
(一)基本的评价方法
2. 对记录的加速度时间历程 间 程a(t)进行频谱分 行 谱 析得到功率谱密度函数 Ga f
汽车理论 Automotive theory
第六章
汽车的平顺性
内容概要
平顺性的基本概念 路面不平度输入 人体对振动的反应以及平顺性评价方法 平顺性研究基本方法、两自由度振动系 平顺性研究基本方法 两自由度振动系 统 主动悬架（了解）
2016/4/12
汽车理论 wangjx@
11
靠背
脚
2016/4/12
汽车理论 wangjx@
三、人体对振动的反应
人体对不同频率的振动敏感程度不同 1.
zs 最敏感的频率范围是4～12.5Hz
在4～8Hz频率范围，人的内脏器官产生共振 频率范围 人的内脏器官产生共振 8～12.5Hz频率范围，对人的脊椎系统影响很大
2016/4/12 汽车理论 wangjx@
wi是功率谱密度为0.1的 白噪声 （Simulink Si i 中的缺省值）
7
二、路面不平度输入
nc =0.01(cycle/m)，车速为20m/s
10 10 10 10 10 10 10
-2 -3 -4 -5 -6 -7 -8
评价方法： 评价方法
根据乘员舒适程度评价
2016/4/12 汽车理论 wangjx@
4
汽车平顺性检测实验报告
汽车平顺性检测实验姓名学号班级汽车平顺性检测一、实验目的1、学习与该实验有关的数字信号采集和处理的知识。
2、熟悉LMS测试和分析系统，达到能够独自进行汽车振动信号采集和分析的程度。
3、对汽车相应部位振动信号进行采集，并对信号进行处理。
4、做出个性化的实验报告，内容包括传感器的位置、悬架偏频的判定、阻尼比的计算，并对汽车的平顺性做出评价。
二、实验设备1、比利时LMS公司的振动、噪声测试仪器2、实验车辆为丰田雅力士，型号为NCP90L-AHPGKC;3、传感器三、实验条件1.实验在汽车空载下进行。
实验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
2、悬架弹性元件、减震器和缓冲块应符合技术条件规定。
根据需要可补充拆下减震器和拆下缓冲块的实验。
3、轮胎花纹完好。
轮胎气压符合技术条件规定的数值。
4、测量仪器的频率范围应能满足0.3~100HZ的要求。
5振动传感器应该装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置。
四、实验方法及原理由国家标准GB4783-84《汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比的测定方法》中规定的滚下法进行测试。
滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块，在停车并挂空挡发动机熄火后，再将汽车从凸块上推下，滚下时应保证左右轮同时着地。
测试时，用记录仪纪录车身和车轴上自由衰减振动时间历程，每次记录应不少于3秒钟，保证衰减的曲线完整，共记录3到5次。
图表 1试验时，非测试端悬架一般不用卡死以限制其振动，汽车前后端振动相互联系比较强时，非测试端悬架要卡死以限制其振动，并在报告中注明。
数据处理方法：本次实验采取时间历程法：由记录得到车身和车轴上的自由衰减振动曲线，与时标比较或在信号处理机上读出时间间隔的值都可以得到车身部分的振动周期T 和车轮部分的振动周期T',然后在进行信号分析。
计算公式如下：T f /10= '1/1T f =车身部分 车轮部分由车身部分振动的半周期衰减率21/A A =τ,可按下式求出阻尼比：τπψ22ln 11+=传感器位置：四个传感器分别置于前后悬挂减震器的上端和下端，其中注意传感器的固定与方向应垂直向上。
NVH
Preface
The objective of this course is to give engineers at NEA Engineering an overview of NVH. The participants would be able to know: • • • • • • What’s the theories behind NVH? Which systems/components affect NVH? What does NVH CAE do? What are the NVH Test measures? What are the commonly used terminologies? What is the NVH Development Process?
Cheng Cao, Ph.D. Chrysler NEA Internal Training Series 10-2009.
12
Wave Propagation
Wave propagation: pressure levels, frequency Longitudinal Waves
Transverse Waves
Response amplitude: Phase angle:
Cheng Cao, Ph.D. Chrysler NEA Internal Training Series 10-2009.
8
Frequency Response Function (FRF)
Quiz: What’s the function name to transform a time domain signal to frequency domain?
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。
汽车理论教程第六章汽车的平顺性
➢ xs、ys 最敏感的频率范
围是0.5～2Hz。大约在3Hz 以下，人体对水平振动比对 垂直振动更敏感，且汽车车 身部分系统在此频率范围内 产生共振，故应对水平振动 给予充分重视。
10
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
各轴向的频率加权函数（渐近线）
频率加权函数
0.5 0.5Hz f 2Hz
wk
f
f / 4 2Hz f 4Hz 1 4Hz f 12.5Hz
12.5 / f 12.5Hz f 80Hz
wd
f
1 2 /
f
(0.5Hz f 2Hz)
2Hz f 80Hz
wc
f
8
1 /
f
(0.5Hz f 8Hz)
8Hz f 80Hz
we
f
1 1/
f
(0.5Hz f 1Hz)
靠背
xb yb
wc
wd
0.80 0.50
0.212
4.3
0.087
4.4
zb
wd
0.40
0.140
4.9
xf
脚
yf
wk
0.25
wk
0.25
0.090
5.4
0.093
5.1
zf
wk
0.40
0.319
6.2
1
av
a2 2 vj
0.628
16
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
2.辅助评价法
➢当峰值系数 > 9时，ISO 2631-1：1997（E）标准规定用 加权加速度4次方根值评价。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。
汽车振动与噪声控制(第二版)
汽车振动与噪声控制（第二版）
第一章振动理论基础
第一节介绍
第二节单自由度系统
第三节多自由度系统
第四节连续系统振动
第五节随机振动分析基础
练习题
第二章声学理论基础
第一节波动方程与声的基本性质
第二节声传播及结构声辐射
第三节声阻抗、声强及声功率
第四节噪声及其控制技术
练习题
第三章汽车发动机的振动分析与控制
第一节发动机的振动激励源分析
第二节发动机隔振技术
第三节发动机气门振动
练习题
第四章汽车动力传动及转向系统振动
第一节振动分析的传递矩阵法
第二节汽车动力传动系统振动
第三节汽车转向系统振动
第四节汽车制动时的振动
练习题
第五章汽车平顺性
第一节平顺性定义
第二节人体反应与平顺性评价
第三节道路路面不平度的统计描述
第四节平顺性分析
第五节影响汽车平顺性的结构因素
练习题
第六章发动机及动力总成噪声
第一节发动机及动力总成噪声分析与控制
第二节传动系噪声
第三节发动机的空气动力噪声
练习题
第七章底盘系统噪声
第一节轮胎噪声
第二节制动噪声
练习题
第八章车身及整车噪声
第一节车身结构噪声及其控制
第二节车内噪声
第三节汽车整车噪声及其控制第四节汽车噪声有源控制
练习题。
汽车平顺性的评价方法
汽车平顺性的评价方法摘要：汽车平顺性是汽车行驶中非常重要的性能指标，在汽车设计中占据了重要的地位。
本文首先介绍了汽车平顺性的概念和作用，然后对汽车平顺性的评价指标进行了详细的分析，并从悬架系统、车身结构等方面探讨了影响汽车平顺性的因素。
最后，本文提出了基于实验的汽车平顺性评价方法，通过实验数据对汽车平顺性进行量化和评估。
关键词：汽车平顺性；评价指标；悬架系统；车身结构；实验评价正文：1. 汽车平顺性的概念和作用汽车平顺性是指汽车行驶中的舒适性和稳定性，它是评价汽车行驶性能的重要指标之一。
汽车平顺性不仅关系到车辆驾乘舒适性，而且还关系到汽车的安全性和可靠性，因此，在汽车设计中占据了非常重要的地位。
2. 汽车平顺性的评价指标目前，汽车平顺性的评价标准有很多种，其中包括舒适性、振动、噪声等指标。
舒适性是最基本的评价指标，它可以通过车内噪声和车辆震动来评估。
振动是评估驾驶员和乘客舒适性的一种重要指标，它通常通过车辆振动的加速度和频率来评价。
噪声是汽车平顺性中的另一个重要指标，它通常分为内部噪声和外部噪声两种。
3. 影响汽车平顺性的因素影响汽车平顺性的因素有很多，其中最为重要的是悬架系统和车身结构。
悬架系统对车辆行驶中的振动和震动起着至关重要的作用，它的刚度、减震器等参数会直接影响到汽车的平顺性。
车身结构对汽车平顺性的影响也非常大，一些轻量化的设计方案可以很好的提升汽车的平顺性。
4. 基于实验的汽车平顺性评价方法基于实验的汽车平顺性评价方法通过实验数据对汽车平顺性进行量化和评估。
根据实验数据，可以得到汽车振动和噪声等指标的数值，进而评估汽车平顺性的好坏。
在实验评价中，需要注意实验设备的准确度和可靠性，以及实验的可重复性。
综上，汽车平顺性是汽车行驶性能中非常重要的性能指标之一，对于提高汽车驾驶员和乘客的舒适性和安全性有着至关重要的作用。
在评估汽车平顺性时，需要综合考虑多种评价指标，同时还需要从悬架系统、车身结构等多个方面探讨影响汽车平顺性的因素。
第六章 汽车的平顺性
max[a w (t)] 振动波形峰值系数＝ aW
平顺性的评价方法
– 基本评价方法－加权加速度均方根aw的计算 方法1 A、对随机加速度的时间历程，也就是a(t)，通过 加权函数w (f) (加权网络) ，得到加权加速度时 间历程aw(t) 注：一般（任意）加速度传感 器测量时先得到一个电压或 者电流信号，再经过一个网 络就可以得到加权值
超过一定界限，以保持乘员的舒适性。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价
日本对370名拖拉机司机的调查，发现他们之中，骨关节、胸部和腰椎发生 病变的比例分别为71%、52%和8%，腰椎和胸部同时发现病变的高达40%， 而且接触振动时间越长，发生病变的比例越高，从业10年以上的人病变比例 竟高达80%。 当振动加速度达到65dB（分贝）时，对睡眠有轻微影响；达到69dB时，所 有轻睡的人将被惊醒；达到74dB时，除酣睡的人外，其他人将惊醒；达到 79dB时，所有的人都将惊醒。
• 把质量为m2，转动惯量 为Iy的车身按动力学等 效的条件分解为前轴上、 后轴上及质心C上的三 个集中质量m2f、m2r、 m2c，三个质量由无质 量的刚性杆连接，它们 的大小由下述三个条件 决定：
第六章 汽车的平顺性
1)总质量不变： 2)质心位置不变：
m2 f m2 r m2c m2 m2 f a m2 r b 0
第六章 汽车的平顺性
• 汽车的平顺性可由下图所示的“路面--汽车--人” 系统的框图来分析：
随机振动的基本概念
振动 加速 度 时间 汽车车厢地板上测得的振动加速度波形 • 振动加速度随时间的变化是不确定的，这 种随时间变化的不规则振动叫随机振动。 • 随机振动是非周期振动，振动加速度里面有 各种频率成分。
汽车平顺性名词术语和定义
汽车平顺性名词术语和定义本标准对汽车平顺性设计、试验和研究方面的专用名词术语给予定义，其它与振动、冲击有关的名词术语应按 GB 2298—80《机械振动、冲击名词术语》执行。
1 基本名词1．1 平顺性ride comfort避免汽车在行驶过程中所产生的振动和冲击使人感到不舒适、疲劳甚至损害健康，或使货物损坏的性能。
平顺性是舒适性的主要内容之一。
注：舒适性（comfort ）是指为乘员提供舒适、愉快的乘座环境和方便的操作条件的性能。
舒适性包括，a．平顺性;b．车内噪声;c．空气调节性能（温度、湿度、气流等）;d．乘座环境（活动空间、内部设备、布置、装饰、脚踏板高度、车门及通道宽度等）;e．驾驶操作性能（驾驶操作的轻便性、仪表和信号设备的易辨认性等）。
2 人体振动类型2．1 全身振动whole body vibration通过地板、座椅传给整个人体的振动。
2．1．1 人体纵向振动longitudinal vibration applied to the human body沿人体脊柱方向（图1 Z向）的直线振动。
2．1．2 人体横向振动transverse vibration applied to the human body沿人体左右方向（图1 Y向）和前后方向（图1 X向）的直线振动。
2．1．2．1 人体左右振动side一to一side vibration applied to the human body沿人体左右方向（图1 Y向）的直线振动。
2．1．2．2 人体前后振动back一to一chest Vibration applied to the human body沿人体前后方向（图1 X向）的直线振动。
2．2 人体局部振动vibration applied to the paticular parts of the human body通过操纵机构的手柄、踏板、方向盘、乘员的扶手和头枕等机件作用于人体个别部位的振动。
汽车的平顺性
1）当幅频特性|H(jω)|乘一常数K时， 1g[KH(jω)|]=1gK+1g[|H(jω)|,1g[K|H(jω)|]与1g|H(jω)|的曲线形 状不变，只要上下平移距离1gK即可。
2）在计算多自由度幅频特性时，要把几个环节的幅频特性 相乘，只要把它们的曲线叠加起来即可，因为 1g[|H1(jω)|H2(jω)|…]=1g|H1(jω)|+1g|H2(jω)|+…。
§6-2 路面的统计特性
一、路面不平度的功率谱
Gq
(n)
Gq
(no
)
n n0
-W
式中n——空间频率，它是波长λ的倒数，表示每米长度 中包括几个波长，单位为m-1；
n0——参考空间频率，n0=0.1m-1 Gq(n0)——参考空间频率n0下的路面谱值，称为路面不平
度系数，单位为m2/m-1；
W——频率指数，为双对数坐标上斜线的斜率，它决定
..
pi
W
(
f
ci
)
..
pi
（6-1）
式中fci——第i个1/3倍频带的中心频率，单位为Hz； W（fci）——频率加权函数，并有
0.5 fci （1<fci≤4）
垂直方向≤8） （8<fci）
水平方向 WH(fci)=
1 （1<fci≤2） 2/fci （2<fci）
z(-m2ω2+jCω+K)=q(jωC+K)
并由此得频响函数
H (jω)z~q=z/q=(K+jcω)/(-m1 2ω²+K+j Cω )
幅频特性 H ( j) zq
1(2 )2
2
(12
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➢当峰值系数 > 9时，ISO 2631-1:1997(E)标准规定用加权加速度4次 方根值评价。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。
1
VDVΒιβλιοθήκη a T 40wt
dt
4
/ ms1.75
11
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱 路面不平度函数
7
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标 在进行舒适性评价时，除了考虑座椅支撑面处输入点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撑面两个输 入点各3个方向的线振动，共3个输入点12个轴向的振动。
8
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标 1.基本评价法
输入 ●路面不平 ●车速
汽车振动系统 ●轮胎、悬架、车身 ●座椅及人体系统 ●质量、弹簧、阻尼
输出 ●车身传至人 体的加速度 ●悬架动挠度 ●车轮动载荷
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
3
5.２人体反应与平顺性评价 主观因素
5.2.1人体对振动的反应
心理
人体对振动的反应
对振动反应的三个不同界限。 (1)暴露极限。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。通常把此极限作为人体可以承受振动量的上限。 (2)疲劳－功效降低界限。这个界限与保持工作效能有关。当驾驶员
承受的振动强度在此界限之内时，能准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。 (3)舒适降低界限。此界限与保持舒适有关，在这个界限之内，人体
当空间频率 n 一定时，时间频率 f 随车速成正比变化。
Gq ( f ) Gq (n) / u
当 2时，有：Gq ( f ) Gq (n0)n02u / f 2
Gq& f 2πf 2 Gq f 4π2Gq n0 n02u Gq&& f 2πf 4 Gq f 16π4Gq n0 n02uf 2
汽车振动与噪声控制
主讲：胡爱军
1
第5章 汽车平顺性
5.1平顺性的定义 5.2人体反应与平顺性评价 5.3道路不平度统计特性 5.4平顺性分析 5.5影响汽车平顺性的结构因素
2
5.1平顺性的定义
平顺性是指保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定 舒适程度和保持货物完好的性能。
振动影响人的舒适性、工作效能、身体健康，影响货物的完整性以 及零部件的性能和寿命。平顺性研究的目的是有效控制汽车振动的传递， 使振动系统在给定“输入”的“输出”不超过一定的界限。
对所暴露的振动环境主观感觉良好，能顺利完成读、写等工作。
5
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.1人体对振动的反应
疲劳工效降低界限
6
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.1人体对振动的反应 “疲劳－工效降低界限”的振动加速度允许值的大小与振动频率、
振动作用方向和暴露时间三个因素有关： (1)振动频率。对垂直振动，乘员敏感的频率范围为4~8Hz，对水平
生理
频率
强度
作用方向
无感觉 稍有感觉 有感觉 强烈感觉 非常强烈感觉
持续时间
垂直方向4～8Hz 水平方向1～2Hz
人体最敏感
人体对水平方向的振 动比垂直方向更敏感
传至人体的振动加速度
客观因素 4
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.1人体对振动的反应 ISO2631标准用加速度均方根值给出在1~80Hz振动频率范围内人体
速度功率谱密度
Gq(n) (2πn)2Gq(n)
当W=2时
Gq(n) (2πn0 )2Gq(n0 )
加速度功率谱密度
与n无关——“白噪声”
Gq (n) (2πn)4Gq (n)
16
5.3道路路面不平度的统计特性
空间频率功率谱密度Gq (n)化为时间频率功率谱密度 Gq (f )
车速
Gq (n) Gq (f ) f un
17
5.3道路路面不平度的统计特性
n0—参考空间频率，n0=0.1m-1；
Gq n0 — 参考空间频率下的路面功率谱密度，也称路面不
平度系数；
W—频率指数。
13
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱
路面不平度8级分类标准
路面等级
A B C D E F G H
Gq(n0)/(10-6m3) （n0=0.1m-1）
几何平均值 16 64 256 1024 4096
振动，乘员敏感的频率范围为1~2Hz。 (2)振动作用方向。垂直振动与水平振动的“疲劳工效降低界限”不
一样，同一暴露时间下，频率在3.15Hz以下时容易感受到水平振动；高 于此频率时，对垂直振动更敏感。
(3)暴露时间。人体达到一定反应的界限，都是由人体感觉到的振动 强度大小和暴露时间长短两者综合的结果。
16384 65536 262144
σq /(10-3m) 0.011m-1<n<2.83m-1
几何平均值
3.81
7.61
15.23
30.45
60.90
121.80
243.61
487.22
14
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱
路面不平度分级图
15
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱 速度功率谱密度和加速度功率谱密度
(1)计算各轴向加权加速度均方根值aw
1）滤波网络法
➢将测得的 at通过相 应的频率加权函数 w f
的滤波网络，得到加权加
速度时间历程 aw t 。
1
aw
1 T
T 0
aw2
t
dt
2
2）频谱分析法
➢对 at进行频谱分
析，得到功率谱密度
函数Ga f 。
1
aw
80
W
0.5
2
f
Ga
f
df
2
9
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标
(2)三个方向总加权加速度均方根值
aw
1.4axw
2
1.4ayw
2
az2w
1 /
2
(3)总加权振级Law
Law 20lg aw / a0
a0—参考加速度均方根值， a0 106 m / s2。
10
5.２人体反应与平顺性评价
5.2.2平顺性评价指标 2.辅助评价法
➢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） 称为路面不平度函数。
➢用水准仪或路面计可以得到路面不平度函数。
12
5.3道路路面不平度的统计特性
5.3.1路面谱
路面不平度的功率谱密度
Gq n 的拟合公式
W
Gq
n
Gq
n0
n n0
Gq n
n—空间频率（m-1），表示每米长度包括几个波长；