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1、汽车性能与使用学习情境学习情境8 汽车的舒适性汽车的舒适性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n1）路面凸凹不平n2）不平衡轮胎n3）不平衡传动轴n4）发动机振动8.1.28.1.2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8.1.28.1.2汽车行驶平顺性的评价指标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 263
2、1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180HZ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、疲舒适降低界限、疲劳工效降低界限和暴露极限。劳工效降低界限和暴露极限。舒适降低界限、疲劳工效降舒适降低界限、疲劳工效降低界限和暴露极限。低界限和暴露极限。n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。n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。n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
3、。n人体最敏感的频率范围，对于垂直振动人体最敏感的频率范围，对于垂直振动为为4 48Hz8Hz；对于水平振动为对于水平振动为1 12Hz2Hz以下。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。nISO 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1/3倍频带分别评价法n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48Hz(垂直)、12Hz(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。n要改善行驶平顺性，主要避免振动能
4、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。nISO 2631ISO 2631图中给出的界限值是针对图中给出的界限值是针对1/31/3倍频带倍频带分别评价法给的分别评价法给的.3）总加权值评价法n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180Hz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。n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.n在在汽车平顺性随机输入行驶试验方法汽车平顺性随机输入行驶
5、试验方法(GB4970(GB497085)85)和和客车平顺性评价指标及极限客车平顺性评价指标及极限（GB/T12477GB/T124779090）中均把总加速度加权均方根中均把总加速度加权均方根值列为平顺性评价指标之一。值列为平顺性评价指标之一。8.1.3 8.1.3 影响汽车行驶平顺性的因素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。8.1.3 8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素影响汽车行驶平顺性的结构因素2）悬挂结构n减少悬架刚度，即增大静挠度，可提高汽车行减少悬架
6、刚度，即增大静挠度，可提高汽车行驶平顺性。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。n采用悬架刚度可变的非线性悬架。使空车时的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刚度比满载时的低 8.1.3 8.1.3 影响汽车行驶平顺性的影响汽车行驶平顺性的8 8因素因素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。在弹性元件的压缩在弹性元件的压缩行程，为了
7、减少减振器传递的路面冲击行程，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，选择较大张行程，为使振动迅速衰减，选择较大的相对阻尼系数。的相对阻尼系数。8.1.3 8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素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，轮胎径向刚度为了提高汽车行驶平顺性，轮胎径向刚度应尽可能减小。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 8
8、.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素影响汽车行驶平顺性的结构因素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、车成。悬挂质量由减振器和悬架弹簧与车轴、车轮相连。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 8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素影响汽车行驶平顺性的结构因素6）非悬挂质量车轮、车轴构成非悬挂质量。车轮、车轴构成非悬挂质量。车轮再经过具有一定弹性
9、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，而将高频共振移向更高的行驶速度，对行驶平顺性有利。常用非悬挂质量与悬挂质量之比评价非悬挂质量常用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对行驶平顺性的影响。比值越小，行驶平顺性比值越小，行驶平顺性越好。越好。对于现代轿车=10.514.5，可以保证良好的行驶平顺性。8.1.3 8.1.3 影响汽车行驶平顺性的结构因素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
10、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)。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8.2.2 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
11、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n1）脚下左右部位的温差尽可能小；n2）头部的温度比脚部低25，即所谓“头寒足热”；n3）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。n夏季制冷时则要求尽可能保持上下身相同的温度。一、声学基础知识一、声学基础知识 8.4噪声n8.4.1声压级声压级n人耳的听阈（基准声压）：声压是210-5Pa；n人耳的痛阈：声压为20Pa一、声学基础知识一、声学基础知识n8.4.2响度级响度级 n人耳听觉声频范围在20Hz20000Hz，高于20kHz则为超声，低于20
12、Hz的称为次声。n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 n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)。一、声学基础知识一、声学基础知识n8.4.38.4.3计权声级计权声级n（1 1）A A计权网络计权网络模拟人耳模拟人耳40phon40phon等响曲线。等响曲线。对对于人耳不敏感的于人耳不敏感的低频低频声有声有较大较大的的衰减衰减，中频衰，中频衰减次之，减次之，高频不衰减高频不衰减。n（2)2)B B网络网络是按是按70phon70phon等响曲线设计，仅在等响曲线设计，仅在低低频
13、段有一定衰减。频段有一定衰减。n（3)3)C C网络网络仿效仿效100phon100phon等响曲线，在整个可听等响曲线，在整个可听频率范围内几乎频率范围内几乎无衰减无衰减。n在以上三种计权声级中，在以上三种计权声级中，A A声级声级最能反映出人最能反映出人耳的听觉特性，目前耳的听觉特性，目前使用广泛使用广泛。一、声学基础知识一、声学基础知识n8.4.5频谱分析 n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8.4.68.4.6汽车噪声特性汽车噪声特
14、性 n1.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n2.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。n3.3.车外噪声车外噪声n（1)1)行驶车速行驶车速n（2 2）载质量载质量n（3 3）技术状况技术状况 发动机的噪声n1.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n2.燃烧噪声主要集中于速燃期，其次是缓燃期。n（1)加速时燃烧噪声要大。n（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n（3）爆震：3kHz6kHz的高频爆震声“敲缸”。n（4）表面
15、点火及运转不平稳：0.5kHz2kHz的钝音“粗暴”。传动系噪声n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。n五、轮胎噪声n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。8.4.78.4.7汽车噪声的测定汽车噪声的测定n1.1.通过噪声的试验方法通过噪声的试验方法n（1)1)加速噪声加速噪声 n（2)匀速噪声 n（3)测量：声级计用“快”档“A”计权网络n2.2.停车噪声停车噪声 n3.车内噪声车内噪声 n常用档位，以50kmh匀速行驶。声级计用“快”档测量“A”、“C”计权声压级六、汽车噪声的测定六、汽车噪声的测定n4.汽车噪声常用的测量仪器n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。