影響汽車平順性的因素(影響性功能的因素有哪些)
今天來給大家說說汽車的行駛平順性。一說到平順性,有些人可能會說了,我的車換檔平順,加速順暢,挺好開的。所以我的車平順性很好。這種說法對嗎?
什么是汽車的行駛平順性?
汽車在行駛時,對路面不平度的隔振特性,稱為汽車的平順性。
具體來說,就是指汽車在一般行駛速度范圍內行駛時,避免因汽車在行駛過程中所產生的振動和沖擊,使人感到不舒服、疲勞,甚至損害健康,或者使貨物損壞的性能。由于平順性主要是根據乘員的舒適程度來評價,所以又稱為乘坐舒適性,它是現代高速汽車的主要性能之一。
汽車平順性的主要內容就是汽車振動系統的動態特性,而汽車的振動極其復雜,老侯愚鈍,不能述其一二,只能從實用的角度出發,說說它的評價指標以及影響平順性的因素。
汽車平順性評價方法
汽車平順性評價方法大致可分為主觀評價法和客觀評價法。都是基于人體對于汽車振動的反應做出的評價。
01
主觀評價法
依靠評價人員乘坐的主觀感覺進行評價,其主要考慮人的因素。
進行汽車平順性主觀評價時,由其有經驗的駕駛員和乘客組成的專門小組按預定方式駕駛或乘坐一組車輛來主觀評價行駛平順性的水平或特征;然后完成相應的主觀評價表,最后綜合確定車輛的乘坐舒適性。
現行的主觀評價方法主要是模糊層次分析法。
02
客觀評價法
是借助于儀器設備來完成隨機振動數據的采集、記錄和處理,通過得到相關的分析值與對應的限制指標相比較,作出客觀評價。
我國參照國際ISO2631的規定,根據我國的具體情況,制定了《汽車平順性隨機輸入試驗方法》,通過實驗得出的結論是:
1
評價平順性的指標主要取決于垂直振動。
通過對人體坐姿受振模型的分析,得出的結論是垂直振動對人的舒適性影響最大。
2
貨車和轎車、客車用不同的車速特性來評價平順性。
貨車采用“疲勞——降低功效界限”來評價。
疲勞——降低功效界限是指駕駛員承受振動在此極限內時,能準確靈敏的反應,能保持正常駕駛。它與保持工作效率有關。
轎車和客車采用“舒適降低界限”來評價
在此極限內,人體對所暴露的振動環境主觀感覺
良好,并能順利完成吃、讀、寫等動作。它與保持人體的舒適程度有關。
3
用車身的固有頻率來評價
固有頻率是指:彈性元件由于偶然的干擾而離開靜平衡位置,在彈性恢復力的作用下振動的頻率。單位為次/min或Hz(次/秒)
研究表明,人體最適應的頻率是60~90次/min,所以希望車身的固有頻率在60~90次/min的范圍內。當車身的固有頻率低于40次/min時,會引起暈船的感覺;高于150次/min時,會有明顯的沖擊感。
影響汽車平順性的因素
影響汽車平順性的因素比較多,其中最為關鍵的是輪胎、懸架和座椅系統的結構參數。
輪胎
對于平順性而言,路面凹凸不平是造成平順性變差的主要原因而輪胎是與路面直接接觸的部件,所以輪胎的特性對平順性的因素非常明顯。
輪胎由于本身的彈性,在很大程度上吸收了因路面不平所產生的振動,它是保證了汽車平順性的關鍵部件之一。輪胎性能的好壞,是用輪胎在標準氣壓和載荷下的壓縮系數來表示。 在最大允許負荷作 用下,普通輪胎的壓縮系數為10%~12%,為了乘坐舒適,客車輪胎的壓縮系數稍大些12%~14%。輪胎的緩沖性能好一些,有助于提高汽車的平順性。
車輪旋轉質量的不平衡,對汽車的行駛平順性和穩定性都有不利影響,所以需要對車輪進行靜平衡和動平衡測試,改善其平衡性能。
懸架
懸架是保證汽車平順性的另一個關鍵部件。懸架中的彈性元件、減振裝置,以及簧載質量與非簧載質量都對平順性有較大影響。
彈性元件主要起到緩沖作用,減振裝置用來消耗振動能量。減少懸架剛度 ,可降低車身的固有頻率,可以減小車身加速度,但是這會帶來以一個問題:懸架動撓度會增加,可能導致頻繁撞擊限位塊,另外,也可能有損汽車的操縱穩定性。減振裝置可以有效地衰減車身 的振動和抑制車身、車輪的共振,以減小車身的垂直振動加速度和車輪的振幅。非簧載質量小一些對于提高平順性是有利的。
座椅
由于人體與座椅直接接觸,因而長途行駛時,汽車座椅極大地影響著乘員的乘坐舒適性。從平順性及減振要求看,座椅設計應保證有良好的阻尼和剛度特性。實際實驗表明,座椅接近車身的中部,振動最小。
提高汽車行駛平順性的途徑
提高平順性的途徑也有多種,主要從上述影響因素中考慮。
輪胎
如前所述,提高輪胎的緩沖能力,減小其不平衡性,都有利于提高汽車的平順性。提高輪胎緩沖性能的方法如下 :
1增大輪胎斷面、輪胎寬度和空氣容量,并相應降低輪胎氣壓。2改變輪胎結構形式 ,如采用子午線輪胎。它因輪胎徑向彈性大,可以緩和不平路面的沖擊,并吸收沖擊能量,使汽車平順性得到改善。3提高簾線和橡膠的彈性,要用較柔軟的胎冠。
懸架
通過懸架提高平順性的手段較多,比如:
1采用獨立懸架,減小非簧載質量。采用半主動、主動懸架,實時調整懸架參數,以使懸架性能接近最優,兼顧操縱穩定性與平順性。2選用具有非線性特性的彈性元件,如空簧、油簧、橡膠彈簧和硅油彈簧。3在線性懸架中,加入輔助彈簧、復合彈簧,采用適當的導向機構,以及與車架的支承方式等。4改進減振器的性能,采用可調式減振器,比如機械可調式減振器、磁流變減振器、電流變減振器等。
座椅
在原有的普通座椅座墊的基礎上,增加由彈簧和減振器所組成的座椅懸置系統,它可以顯著改善汽車的乘坐舒適性。彈簧座椅的剛度選擇要適當,防止因乘客在座位上的振動頻率與車身的振動頻率發生重合而引起共振。另外,對于較硬懸架的車輛,可以采用較軟的座墊;對于具有較軟懸架的車輛,可以采用較硬的座墊。
老侯點評:
現在我們可以回答文章開頭的問題了:汽車的平順性是研究汽車的振動對人體舒適性的影響,而不是駕駛時的順暢。現在的汽車對平順性要求非常高,特別是轎車和客車,有些高級轎車幾乎可以做到無感覺的通過顛簸路面,比如奔馳的魔幻車身。隨著科技的進步和制造工藝的提高,未來汽車的平順性還會有更優異的表現。