青岛理工大学精品课程 汽车运用工程 汽车与交通学院 2015年04月.

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1 青岛理工大学精品课程 汽车运用工程 汽车与交通学院 2015年04月

2 第六章 汽车通过性及平顺性 引言 汽车在行驶过程中，可能会遇到各种坡路、窄路、弯路、坏路甚至无路的情况，那么，汽车能否顺利通过？
在这些不好的路况下，或者在高速行驶中，乘员会不会感觉不舒服，货物会不会损坏？ 这些都是使用者关心的问题，这就牵涉到汽车的另外两个性能： 汽车的通过性 汽车的平顺性

3 第一节 汽车通过性 书中定义：汽车在一定载荷下，以足够高的平均速度通过坏路或无路地带（松软地、砂地、雪地、坎坷路面）和克服各种障碍（台阶、陡坡、侧坡、壕沟等）的能力。 汽车的通过性也称为汽车越野性。 汽车的通过性和汽车几何尺寸、牵引能力、重心位置等有关。

4 第一节 汽车通过性 包括： 牵引通过性——通过坏路和无路地带的能力。主要取决于附着条件。
第一节 汽车通过性 包括： 牵引通过性——通过坏路和无路地带的能力。主要取决于附着条件。 轮廓通过性——通过各种障碍的能力。主要取决于几何尺寸。 倾覆通过性——通过纵坡、横坡、弯道的能力。主要取决于汽车重心。

5 第一节 汽车通过性 一、轮廓通过性 相关概念 轮廓失效类型 由整车几何尺寸决定的汽车通过性称为汽车轮廓通过性。
第一节 汽车通过性 一、轮廓通过性 相关概念 由整车几何尺寸决定的汽车通过性称为汽车轮廓通过性。 相应的，由于汽车整车几何尺寸造成的汽车行驶时无法通过的现象，称为轮廓失效。 轮廓失效类型 间隙失效——由于汽车与地面间的间隙不足造成无法通过。 转向失效——由于转向通道尺寸不足造成汽车无法通过。

6 第一节 汽车通过性 间隙失效形式 转向失效形式 顶起失效——汽车中间底部的零件碰到地面而被顶住的间隙失效。
第一节 汽车通过性 间隙失效形式 顶起失效——汽车中间底部的零件碰到地面而被顶住的间隙失效。 触头失效——汽车前端触及地面的间隙失效。 托尾失效——汽车车尾触及地面的间隙失效。 转向失效形式 调头失效——由于通道过窄造成无法调头。 转弯失效——由于通道过窄造成无法转弯。

7 第一节 汽车通过性

8 第一节 汽车通过性

9 第一节 汽车通过性

10 第一节 汽车通过性 汽车通过性的几何参数 与轮廓失效有关的汽车整车尺寸。 最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角
第一节 汽车通过性 汽车通过性的几何参数 与轮廓失效有关的汽车整车尺寸。 最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角 最小转弯直径、内轮差、转弯通道圆、车轮半径

11 第一节 汽车通过性

12 第一节 汽车通过性 最小离地间隙 汽车除车轮外，最低点与路面距离——顶起失效。 纵向通过半径 前后轮与两轴间最低点相切圆半径——顶起失效。
第一节 汽车通过性 最小离地间隙 汽车除车轮外，最低点与路面距离——顶起失效。 纵向通过半径 前后轮与两轴间最低点相切圆半径——顶起失效。 接近角 车身前最低点向前轮所引切线与地面之间的夹角——触头失效。 离去角 车身后部最突出点向后轮所引切线与地面的夹角——托尾失效。

13 第一节 汽车通过性

14 第一节 汽车通过性

15 第一节 汽车通过性 最小转弯直径和内轮差 车辆在转向过程中，转向盘向左或向右转到极限位置时，车辆外转向轮印迹中心在其支承面上的轨迹圆直径中的较大者，称为车辆的最小转弯直径。它表征车辆在最小面积内的回转能力和通过狭窄弯曲地带或绕过障碍物的能力。转向轴和末轴的内轮印迹中心在车辆支承平面上的轨迹圆之差，被称为内轮差。

16 第一节 汽车通过性 转弯通道圆 转向盘转至极限位置、汽车以最低稳定车速行驶时，车辆所有点在车辆支承平面上的投影均位于圆周以外的最大内圆，称为转弯通道内圆。车辆所有点在车辆支承平面上的投影均位于圆周以内的最小外圆称为转弯通道外圆。 转弯通道圆的最大内圆直径越大，最小外圆直径越小，车辆所需的通道宽度越窄，通过性越好。

17 第一节 汽车通过性 轮廓失效是双方面的，一方面取决于汽车整车尺寸，另一方面也取决于障碍物或者转向通道尺寸。
第一节 汽车通过性 轮廓失效是双方面的，一方面取决于汽车整车尺寸，另一方面也取决于障碍物或者转向通道尺寸。 我们要做的，就是尽量提高汽车的轮廓通过性。 车型 驱动型式 最小离地 间隙(mm) 接近角 (°) 离去角 最小转弯 直径 (m) 轿车 4×2 120～200 20～30 15～22 14～26 4×4 210～370 45～50 35～40 货车 250～300 25～60 25～45 16～28 4×4、6×6 260～350 45～60 35～45 22～42 越野车 客车 6×4、4×2 220～370 10～40 6～20 28～44 汽车通过性的几何参数

18 第一节 汽车通过性 二、牵引通过性 主要评价指标 附着质量和附着质量系数 由汽车驱动力及对地面压力决定的汽车通过性。 附着质量 附着系数
第一节 汽车通过性 二、牵引通过性 由汽车驱动力及对地面压力决定的汽车通过性。 主要评价指标 附着质量 附着系数 车辆接地比压 附着质量和附着质量系数 附着质量——轮式车辆驱动轴载质量。 附着质量系数——车辆附着质量与总质量之比。

19 第一节 汽车通过性 车轮接地比压 车轮接地比压是指车轮对地面的单位压力。 车辆在松软地面上行驶的滚动阻力系数和附着系数都与车轮接地比压有关。
第一节 汽车通过性 车轮接地比压是指车轮对地面的单位压力。 车轮接地比压 车辆在松软地面上行驶的滚动阻力系数和附着系数都与车轮接地比压有关。 车轮接地比压小，轮辙深度小，车轮的行驶阻力和车轮沉陷失效的概率就小。同样，当汽车行驶在粘性土壤和松软雪地上时，降低车轮接地比压可使得车轮接地面积增加，提高地面承受的剪切力，使车轮不易打滑。

20 第一节 汽车通过性

21 第一节 汽车通过性

22 第一节 汽车通过性

23 第一节 汽车通过性

24 第一节 汽车通过性

25 第一节 汽车通过性

26 第一节 汽车通过性

27 第一节 汽车通过性

28 第一节 汽车通过性

29 第一节 汽车通过性 三、倾覆通过性 倾覆的三种情况 汽车在通过过大的侧坡或纵坡会导致汽车倾覆失效。 通过过大纵坡——纵翻、纵滑
第一节 汽车通过性 三、倾覆通过性 汽车在通过过大的侧坡或纵坡会导致汽车倾覆失效。 倾覆的三种情况 通过过大纵坡——纵翻、纵滑 通过过大横坡——侧翻、侧滑 通过过小弯道——侧翻、侧滑 方向：纵向 横向 表现：滑移 倾覆

30 第一节 汽车通过性 纵向稳定性： 表现：倾覆 滑移（倒溜） 横向稳定性： 表现：倾覆 滑移（侧滑）

31 第一节 汽车通过性 汽车行驶的纵向稳定性 1．纵向倾覆 ： 临界状态：汽车前轮法向反作用力Z1为零 。
第一节 汽车通过性 汽车行驶的纵向稳定性 1．纵向倾覆 ： 临界状态：汽车前轮法向反作用力Z1为零 。 Z1L - Gl2cosα0 + Ghgsinα0=0 Z1L = Gl2cosα0 - Ghgsinα0=0

32 第一节 汽车通过性 2．纵向滑移（驱动轮滑转） 临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力 Gsinα＝Gk
第一节 汽车通过性 2．纵向滑移（驱动轮滑转） 临界状态：下滑力等于驱动轮与路面的附着力 Gsinα＝Gk 因为sinα  tgα= i，则纵向滑移临界状态条件： 纵向滑移的极限状态——倒溜发生条件： Gsinα＝G i = tgα =  结论：当坡道倾角α≥α或道路纵坡度i≥i时，汽车可能产生纵向滑移。

33 第一节 汽车通过性 一般 接近于1，而 远远小于1， 3．纵向稳定性的保证 所以， i < i0
第一节 汽车通过性 3．纵向稳定性的保证 一般 接近于1，而 远远小于1， 所以， i < i0 即汽车在坡道上行驶时，在发生纵向倾覆之前，首先发生纵向滑移现象。 道路设计只要满足不产生纵向滑移，就可避免汽车的纵向倾覆现象出现。 汽车行驶时纵向稳定性的条件为

34 第一节 汽车通过性 汽车行驶的横向稳定性 1．汽车在平曲线上行驶时力的平衡
第一节 汽车通过性 汽车行驶的横向稳定性 1．汽车在平曲线上行驶时力的平衡 汽车在平曲线上行驶时会产生离心力，其作用点在汽车的重心，方向水平背离圆心。 离心力 将离心力F与汽车重力G分解为平行于路面的横向力X和垂直于路面的竖向力Y

35 第一节 汽车通过性

36 第一节 汽车通过性 受力分析： 横向力X——失稳 竖向力Y——稳定
第一节 汽车通过性 受力分析： 横向力X——失稳 竖向力Y——稳定 由于路面横向倾角α一般很小，则sinα≈tgα=ih，cosα≈1，其中ih称为横向超高坡度， 采用横向力系数来衡量稳定性程度，其意义为单位车重的横向力，即

37 第一节 汽车通过性 2.横向倾覆条件分析 横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。
第一节 汽车通过性 2.横向倾覆条件分析 横向倾覆：汽车在平曲线上行驶时，由于横向力的作用，使汽车绕外侧车轮触地点产生向外横向倾覆。 特征： 汽车内侧车轮支反力N1为0。 倾覆力矩等于或大于稳定力矩。

38 第一节 汽车通过性 倾覆力矩：Xhg 横向倾覆平衡条件分析： 稳定力矩： 稳定、平衡条件：
第一节 汽车通过性 倾覆力矩：Xhg 横向倾覆平衡条件分析： 稳定力矩： 稳定、平衡条件： 汽车在平曲线上行驶时，不产生横向倾覆的最小平曲线半径Rmin：

39 第一节 汽车通过性 3.横向滑移条件分析 横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。
第一节 汽车通过性 3.横向滑移条件分析 横向滑移：汽车在平曲线上行驶时，因横向力的存在，可能使汽车沿横向力的方向产生横向滑移。 横向力大于轮胎和路面之间的横向附着力。 极限平衡条件： 横向滑移稳定条件：

40 第一节 汽车通过性 4．横向稳定性的保证 汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值的大小。
第一节 汽车通过性 4．横向稳定性的保证 汽车在平曲线上行驶时的横向稳定性主要取决于横向力系数μ值的大小。 现代汽车在设计制造时重心较低，一般b≈2hg，而 h<0.5,即 汽车在平曲线上行驶时，在发生横向倾覆之前先产生横向滑移现象。 在道路设计中只要保证不产生横向滑移现象发生，即可保证横向稳定性。 保证横向稳定性的条件：

41 第一节 汽车通过性 汽车行驶的纵横组合向稳定性 汽车行驶在小半径平曲线上时，较直线上增加了一项弯道阻力。
第一节 汽车通过性 汽车行驶的纵横组合向稳定性 汽车行驶在小半径平曲线上时，较直线上增加了一项弯道阻力。 对上坡的汽车耗费的功率增加，使行车速度降低。对下坡的汽车有沿纵横组合的合成坡度方向倾斜、滑移和装载偏重的可能，这对汽车的行驶是危险的。

42 第一节 汽车通过性 汽车行驶在纵坡为i(tgα)和超高横坡为ih（tgβ）的下坡路段上，作用在前轴上荷载W1为
第一节 汽车通过性 汽车行驶在纵坡为i(tgα)和超高横坡为ih（tgβ）的下坡路段上，作用在前轴上荷载W1为 离心力F分配在前轴上的荷载W2为

43 第一节 汽车通过性 前轴总荷载ΣW为 : 在平直路段上，作用于前轴的荷载W'为 在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与W的比值为
第一节 汽车通过性 前轴总荷载ΣW为 : 在平直路段上，作用于前轴的荷载W'为 在有平曲线的坡道上，前轴荷载增量与W的比值为 对载重汽车，一般hg/l2≈1，则

44 第一节 汽车通过性 纵坡折减： 直坡道上ih≈0则I=i。即汽车沿直坡道下坡时，前轴荷载增量与在平直路段前轴荷载的比率等于该路段的纵坡度。在曲线上如果也以直线上相同大小的最大纵坡imax作为控制，则有下式成立 最大纵坡在平曲线上的折减计算方法：

45 第一节 汽车通过性 汽车在侧坡上直线行驶时 当坡度大到使重力通过一侧车轮接地中心，而另一侧车轮的地面法向反作用力等于零时，则汽车将发生侧翻。
第一节 汽车通过性 汽车在侧坡上直线行驶时 当坡度大到使重力通过一侧车轮接地中心，而另一侧车轮的地面法向反作用力等于零时，则汽车将发生侧翻。 为汽车不发生侧翻的极限角

46 第一节 汽车通过性 在大侧坡角度的坡道上也可能发生侧滑。 －侧向附着系数
第一节 汽车通过性 在大侧坡角度的坡道上也可能发生侧滑。 －侧向附着系数 当侧坡角的正切值等于侧向附着系数时，汽车发生整车侧滑。通常认为，与其发生侧翻，不如发生侧滑。所以，应满足

47 第一节 汽车通过性 汽车高速曲线行驶时 侧向惯性力的作用也会导致侧翻。 侧向惯性力 作用在汽车左、右车轮上的法向反力
第一节 汽车通过性 汽车高速曲线行驶时 侧向惯性力的作用也会导致侧翻。 侧向惯性力 作用在汽车左、右车轮上的法向反力 在即将侧翻的临界状态下，

48 第一节 汽车通过性

49 第一节 汽车通过性 为了保证汽车高速行驶的横向稳定性，轿车都力求保持一定轮距，并尽量降低质心高度。
第一节 汽车通过性 汽车不侧翻的最大允许车速 为了保证汽车高速行驶的横向稳定性，轿车都力求保持一定轮距，并尽量降低质心高度。 同理，可导出纵向倾覆的条件，它也取决于质心高度与质心至前轴或后轴的距离。

50 第一节 汽车通过性 四、汽车越过台阶、壕沟能力分析 几种情况
第一节 汽车通过性 四、汽车越过台阶、壕沟能力分析 在越野行驶中，常以很低的车速去克服某些障碍物，如台阶、壕沟等。这时，可用静力学平衡方程式求得障碍物与汽车参数间的关系。 驱动 台阶 几种情况 前轮驱动 后轮驱动 四轮驱动 前轮上台阶 后轮上台阶

51 第一节 汽车通过性 后轮驱动前轮上台阶时 得无因次方程式 由图中几何关系

52 第一节 汽车通过性 为前轮单位车轮半径可克服的台阶高度，它表示前轮越过台阶的能力。 汽车爬台阶的能力与地面附着系数、轮胎半径及重心位置有关。

53 第一节 汽车通过性 后轮驱动后轮上台阶时 汽车爬台阶的能力与地面附着系数关，与汽车的结构参数无关。

54 第一节 汽车通过性 4×4汽车在硬地面上越过台阶时

55 第一节 汽车通过性 五、影响汽车通过性的因素 1．汽车的最大驱动力 越野行驶→行驶阻力大→单位驱动力大 措施： a. 提高发动机功率
第一节 汽车通过性 五、影响汽车通过性的因素 1．汽车的最大驱动力 越野行驶→行驶阻力大→单位驱动力大 措施： a. 提高发动机功率 b. 提高传动比（分动箱） c. 限载

56 第一节 汽车通过性 2．行驶速度 行驶车速低——车轮滑转的可能性↓——通过性↑ a （km/h） b. 查表得 ：车越重 越低。

57 第一节 汽车通过性 3．汽车轮胎 a. 轮胎尺寸 轮胎直径↑——f↓（接触面积↑单位压力↓车辙↓）但，车轮惯性↑ 重心↑ 价格↑ i↑ 轮胎宽度↑ φ ↑ f↑ 例如拱型轮胎。 B约为 φ的0.5～0.6倍，接地面积↑1.5～3倍。

58 第一节 汽车通过性 b．轮胎花纹 干松土壤——封闭形花纹——封闭摩擦—— φ↑ 粘性土壤——轮剌高，沟深——抓着力↑，脱泥—— φ↑
第一节 汽车通过性 b．轮胎花纹 干松土壤——封闭形花纹——封闭摩擦—— φ↑ 粘性土壤——轮剌高，沟深——抓着力↑，脱泥—— φ↑ 例如11.40—700拱形胎，一凹槽抓土3840cm3 ，而同样尺寸普通轮胎仅为前者的1/130。 c. 轮胎气压 Pω ↓ 接地F↑ 比压↓ f↓ φ ↑

59 第一节 汽车通过性 4．汽车车轮 a. 轮距： 相等——车辙重合——f↓ b. 前后轮压：前轮单位压力＜后轮单位压力——f↓
第一节 汽车通过性 4．汽车车轮 a. 轮距： 相等——车辙重合——f↓ b. 前后轮压：前轮单位压力＜后轮单位压力——f↓ c. 驱动车轮数目：数目↑，G ↑,F ↑ d. 车轮半径： r↑ 越过垂直障碍和壕沟能力↑ 从动轮越台阶高度：

60 第一节 汽车通过性 4×2驱动轮克服垂直障碍物 即 经整理： 试验表明，垂直障碍： 4×2汽车为2r/3 ，4×4汽车为 r。

61 第一节 汽车通过性 5．液力传动 提高发动机工作稳定性 消除传动系扭振现象 6．差速器 当有差速作用时： 当无差速作用时： 7．悬架
第一节 汽车通过性 5．液力传动 提高发动机工作稳定性 消除传动系扭振现象 6．差速器 当有差速作用时： 当无差速作用时： 7．悬架 独立悬架，附着性能↑，离地间隙↓ 8．拖挂 动力因数下降 相对附着重量下降

62 第一节 汽车通过性 9．驾驶方法 1）低速稳定直线行驶，少换档。 2）行驶到好路时提高车速。 3）合理使用自锁差速器。
第一节 汽车通过性 9．驾驶方法 1）低速稳定直线行驶，少换档。 2）行驶到好路时提高车速。 3）合理使用自锁差速器。 4）涉水时应保护电气，曲轴箱通风和空滤器及排气管。

63 第二节 汽车平顺性 一、概述 概念 汽车行驶平顺性，是指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。 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。

64 第二节 汽车平顺性 振动来源 汽车行驶过程中，发动机、传动系、车轮等各个运动部件都会激发车身的振动，再加上路面的不平也会激发车身的振动。
第二节 汽车平顺性 振动来源 汽车行驶过程中，发动机、传动系、车轮等各个运动部件都会激发车身的振动，再加上路面的不平也会激发车身的振动。 汽车的轮胎、悬挂系统都可以看成是弹性元件。 汽车就构成了一个复杂的振动系统。

65 第二节 汽车平顺性

66 第二节 汽车平顺性

67 第二节 汽车平顺性 输入：路面不平，车上运动件。 振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。 输出：车身振动、车轮动载荷。 输入 振动系统 输出

68 第二节 汽车平顺性 振动对人体的影响 人体是一个复杂的振动系统，其动力学效应主要由频率响应和幅度响应构成 。
第二节 汽车平顺性 振动对人体的影响 人体是一个复杂的振动系统，其动力学效应主要由频率响应和幅度响应构成 。 人体频率响应特性分为低频反应部分和高频反应部分，其分界点大致是50 Hz 。 人体对低频反应的主要现象是身体共振。 振动能量在人体内的传递率逐渐衰减，其生物效应也相应减弱。

69 第二节 汽车平顺性 全身振动能引起前庭器官、内分泌系统、循环系统、消化系统和植物神经系统等一系列变化，并使人产生疲劳、劳动机能衰退等主观感觉。由于人体不同部位和系统有各自的固有频率，所以当人体承受的振动频率接近或等于某一部位的固有频率时，就会产生共振，共振使得生理效应增大。如果是重要的器官发生了共振，则人体的反应最强烈。 局部振动能引起神经系统、循环系统、骨关节肌肉运动系统的障碍及其他系统不同程度的机能改变。

70 第二节 汽车平顺性 振动的早期影响以神经系统受损为主。一般情况下先出现神经末梢病变（功能受损），继而发生中枢神经系统病变（大脑皮层功能简下降，反应时间延长，血压不稳）。 振动对骨骼肌肉系统的影响表现为肌无力，肌肉疼痛和萎缩。振动对胃肠功能也可能发生影响。 振动引起的心理效应主要是感觉不舒适和烦恼，甚至疼痛，进而影响工效。

71 第二节 汽车平顺性 对视觉辨认绩效的影响 主要有两种情形： ①视觉对象处在振动环境中； ②观察者处于振动环境中。
第二节 汽车平顺性 对视觉辨认绩效的影响 主要有两种情形： ①视觉对象处在振动环境中； ②观察者处于振动环境中。 人受横向水平振动时的选择反应时间

72 第二节 汽车平顺性 对操作动作的影响 振动引起操纵界面的运动可使手控工效降低，这是由于手、脚和人—机界面的振动，使人们的动作不协调、操纵误差大大增加。 垂直振动时人的手眼协调的平均动作时问

73 第二节 汽车平顺性

74 http://www.sina.com.cn 2003年08月18日15:29 北京晚报
第二节 汽车平顺性 滴水穿石振动损害健康 2003年08月18日15:29 北京晚报 谢在永 我们生活在一个处处充满着振动的世界。大城市的地铁在疾驶，公交汽车摇来晃去，工厂车间的机床在轰鸣，无一不产生着振动。振动危害健康，已被列为环境污染之一。 据媒体报道称，北京市机动车已达200万辆，汽车驾驶员300万人（占全市人口约1／4 ）。为此，提出将来要预防振动损害。为什么这么说呢？ 美国曾发生过一件奇怪事，一条高速公路两旁的树木不知何故死去了。初时人们以为是汽车尾气所致。后经反复调查研究，真凶是过往汽车造成的振动。振动破坏了树根与土壤层的接触。植物生命怕振动，那么我们人类呢？ 科研表明，人类生活的世界处处充满着振动。大城市的地铁在振动，上班时在公共汽车上摇来晃去，工厂内的车床、磨床、铣床、钻床，无一不产生不同频率的振动。振动危害健康，已被列为环境污染之一。

75 第二节 汽车平顺性 人对不同频率的振动会有不同的反应。根据实验，让人坐在椅子上，先给他一个强度不很大的振动，其频率由低到高，缓慢地变化。结果发现，振动频率小于1赫时，人感到头颅内振动，持续几分钟后，会有肌肉疼痛等不舒适的感觉；频率为2赫时，人感困乏爱打瞌睡；5至8赫时，感到难以忍受，而且呼吸和讲话都受到干扰；9至30赫时感到脸颊、颈部振动，视觉受到干扰；振动频率超过30赫时，振动感觉反而会变小。为什么当振动频率变化时，人的感觉会有差别呢？原来人体本身就有许多振动“装置”，当外界物体的振动与人体内的振动频率相同时，人体对振动反应最大。据测定，人体反应最大的频率是4至8赫；其次是10至12赫，主要是由于胸腰内脏发生共振所致；再次为20至25赫。当振动频率为18至50赫时对视觉干扰最大，30至40赫时对双手操作影响最严重，6至8赫时则会使人出现语言障碍，说话不利索。

76 第二节 汽车平顺性 汽车在驾驶过程中，路途颠震与发动机的震颤，致使司机长期处于全身振动状态。虽然振动的损伤很小，但这种损伤有如滴水穿石可以累积。研究证明，各种车、船驾驶员的慢性病发病率显著高于一般人群，如胃肠溃疡、痔疮、疝气、静脉曲张、腰酸背痛疲乏等。若是女司机，受到的危害则更严重，除以上病症外，还会引起月经不调、生育功能障碍。在X射线拍片检查中，司机的胸腰椎骨退化比一般人群早，盆腔及会阴部血管改变频率增高。据对几百名长途汽车司机调查，结果有57％有周身酸痛，32％腰背疼，28％听力障碍，15％肩痛。另外，贫血与心脑血管病的发病率飙升。司机患腰背疾病比正常人高出3倍。 振动还能影响大脑神经系统功能，引发姿势平衡障碍，影响听力、发育、手眼配合及注意力集中，导致工作能力下降，甚至可能发生车祸。振动对健康的损害，有如“滴水穿石”，为此，应加强对司机的劳动保护，采取有效的防振动装置，并应注意劳逸结合，防止疲劳加强，关注沿途的天气。非司机人员最好不去或少去振动污染严重的地方。

77 第二节 汽车平顺性 振动也会危害健康 (2003年04月03日 10:05)
第二节 汽车平顺性 振动也会危害健康 (2003年04月03日 10:05) 本报讯　据《劳动报》报道，你听说过吗，长期接触振动也会危害人的身体健康？这可是真的。 据了解，振动可直接作用于人体，也可通过地板及其他物体间接作用于人体。按其作用部位振动病可分为局部的和全身的。局部振动病大多由手接触振动工具，如风动工具、研磨工具等所致。人体遭受局部振动时，可引起中枢神经系统的功能改变，表现为头昏、失眠、心悸、乏力、注意力不集中或记忆力减退等；还可引起神经末梢受损害，主要症状为手肿、手凉、手僵、手颤、手掌多汗、手无力等不适。除此以外，手部检查可见皮肤变厚，指纹不清，手指关节变形，指甲松脆变形，振动感觉及痛觉减退。 全身振动是由于振动源（车辆、船舶、重型振动机械）通过身体的支持部分（下肢、腰）将振动传布全身而引起接振反应的振动。全身振动常引起足部周围神经和血管的改变及腿痛、腿无力等。并且由于前庭功能减退和内脏受刺激后的反射作用，可出现脸色苍白、冷汗、恶心、呕吐，头昏、眩晕、脉速和血压降低、唾液分泌增加等现象。晕车、晕船即属全身振动的反应。

78 第二节 汽车平顺性 二、汽车行驶平顺性的评价指标
第二节 汽车平顺性 二、汽车行驶平顺性的评价指标 汽车行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应及对保持货物完整性的影响来制订的，并用振动的物理量，如频率、振幅、加速度、加速度变化率等作为行驶平顺性的评价指标。 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。

79 第二节 汽车平顺性 人体对振动反应的评价 振动对人体的影响取决于振动的频率、强度、作用方向和持续时间。而且，振动对人的影响程度评价，带有一定主观性。为此，科研人员进行了大量的实验研究工作。 1974年国际标准化组织在综合大量有关人体全身振动研究的基础上，制定了国际标准 ISO2631《人承受全身振动的评价指南》。 1997年发布了ISO2631－1：1997(E)《人承受全身振动的评价－第一部分：一般要求》。评价长时间作用的随机振动和多点输入多轴向振动环境对人体的影响时，能与主观感觉更好地符合。

80 第二节 汽车平顺性 标准规定了图示的人体坐姿受振模型。在进行舒适性评价时，它除了考虑座椅支承面处输入点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承面两个输入点各3个方向的线振动，共3个输入点12个轴向的振动。

81 第二节 汽车平顺性 轴向加权和频率加权：考虑乘员对不同输入点、不同轴向和不同频率的振动对乘员的影响程度。 轴加权系数
第二节 汽车平顺性 轴向加权和频率加权：考虑乘员对不同输入点、不同轴向和不同频率的振动对乘员的影响程度。 轴加权系数 对不同方向振动，人体敏感度不一样。该标准用轴加权系数描述这种敏感度。 频率加权系数 对不同频率的振动，人体敏感度也不一样。该标准用频率加权系数描述这种敏感度。

82 第二节 汽车平顺性 此标准仍认为人体对不同频率振动的敏感程度不同，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。

83 第二节 汽车平顺性 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的脊椎系统影响很大。 椅面水平轴向的最敏感频率范围为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。

84 第二节 汽车平顺性 ISO 2631用加速度均方根值给出了人体在1～80Hz振动频率范围内对振动反应的三个不同感觉界限： 舒适－降低界限
第二节 汽车平顺性 ISO 2631用加速度均方根值给出了人体在1～80Hz振动频率范围内对振动反应的三个不同感觉界限： 舒适－降低界限 疲劳－工效降低界限 暴露极限。

85 第二节 汽车平顺性

86 第二节 汽车平顺性

87 第二节 汽车平顺性

88 第二节 汽车平顺性 (1)疲劳一工效降低界限。是从振动引起人体疲劳进而影响其工作效率的角度确立的。超过这个界限，人会产生疲劳，降低工效。该界限主要用于劳动环境振动评价。 (2)舒适性降低界限。以不影响人的日常活动或工作中的基本动作(如饮食、阅读或书写等)为基础，此界限与保持在振动环境下人体的舒适感有关。它比疲劳一工效降低界限的振动级低10dB，超过这个界限，人可能不舒适。该界限较多用于交通工具振动评价。 (3)暴露极限（或称受振极限、健康界限)。是区分振动强度对人体健康与安全是否有损害的界限。它比疲劳—工作效率降低界限的振动级高6dB，超过这个界限，会影响人体健康与安全。

89 第二节 汽车平顺性 三个界限只是振动加速度容许值不同。“暴露极限”值为“疲劳－工效降低界限”的2倍(增加6dB)；“舒适－降低界限”为“疲劳-工效降低界限的1/3.15(降低10dB)；而各个界限容许加速度值随频率的变化趋势完全相同。 我国的相应标准 GB/T 汽车平顺性随机输入行驶试验方法 GB/T 汽车平顺性名词术语 QC/T 474—200×客车平顺性评价指标及限值 QC——中华人民共和国汽车行业标准，由中华人民共和国工业和信息化部发布。

90 第二节 汽车平顺性 汽车行驶平顺性评价方法 峰值系数 评价方法 峰值系数是加权加速度时间历程的峰值与加权加速度均方根值的比值。
第二节 汽车平顺性 汽车行驶平顺性评价方法 峰值系数是加权加速度时间历程的峰值与加权加速度均方根值的比值。 峰值系数 基本评价方法：适用于峰值系数<9 辅助评价方法：适用于峰值系数>9 评价方法

91 第二节 汽车平顺性 (一)基本的评价方法 根据测量，各种汽车包括越野汽车，在正常行驶工况下对这一方法均适用。
第二节 汽车平顺性 (一)基本的评价方法 根据测量，各种汽车包括越野汽车，在正常行驶工况下对这一方法均适用。 1. 对记录的加速度时间历程a(t)，通过相应频率加权函数w(f)的滤波网络得到加权加速度时间历程aw(t)，按下式计算加权加速度均方根值 式中，T--振动的分析时间，一般取120 S。

92 第二节 汽车平顺性 2. 对记录的加速度时间历程a(t)进行频谱分析得到功率谱密度函数 ，按下式计算
第二节 汽车平顺性 2. 对记录的加速度时间历程a(t)进行频谱分析得到功率谱密度函数 ，按下式计算 3.当同时考虑椅面xs、ys、zs，这三个轴向振动时，三个轴向的总加权加速度均方根值按下式计算

93 第二节 汽车平顺性

94 第二节 汽车平顺性 (二)辅助评价方法 当峰值系数>9时，IS ：1997(E)标准规定用均4次方限值的方法来评价，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——振动剂量值为

95 第二节 汽车平顺性 三、汽车平顺性分析 输入：路面不平，车上运动件。 振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。 输出：车身振动、车轮动载荷。
第二节 汽车平顺性 三、汽车平顺性分析 输入：路面不平，车上运动件。 振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。 输出：车身振动、车轮动载荷。 前面说过，对车辆系统 所以，要想分析汽车的振动，就必须研究 路面不平 车辆系统振动模型

96 第二节 汽车平顺性 通常把路面对基准面的高度q，沿道路走向长度I的变化q(t)，称为路面纵断面曲线或路面不平度函数。 路面功率谱密度
第二节 汽车平顺性 通常把路面对基准面的高度q，沿道路走向长度I的变化q(t)，称为路面纵断面曲线或路面不平度函数。 路面功率谱密度 把汽车简化为质量阻尼振动系统

97 第二节 汽车平顺性 分析内容 车身加速度、悬架动扰度、车轮动载荷 振动响应量的功率密度谱 车身加速度相对路面位移、速度、加速度
第二节 汽车平顺性 分析内容 车身加速度、悬架动扰度、车轮动载荷 振动响应量的功率密度谱 车身加速度相对路面位移、速度、加速度 悬架动扰度相对路面位移、速度、加速度 车轮动载荷相对路面位移、速度、加速度 概率分布与标准差