第六章 汽车的平顺性 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 第二节 路面不平度的统计特性 第三节 单质量系统的振动

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1 第六章 汽车的平顺性 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 第二节 路面不平度的统计特性 第三节 单质量系统的振动
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 第六节 人体——座椅系统的振动 2019/2/25

2 第一讲 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 第二节 路面不平度的统计特性 2019/2/25

3 第六章 汽车的平顺性 车辆坐标系和汽车主要运动形式 沿X轴：u 驱动/制动 沿Y轴：v 转向/侧向 沿Z轴：w 垂向/振动
绕X轴：ωp 侧倾 绕Y轴：ωq 俯仰 绕Z轴：ωr 横摆 将汽车认为是一个刚体?

4 汽车使用性能的主要指标——乘坐舒适性 1）振动频率 2）振动加速度 3）振动振幅
第六章 汽车的平顺性 汽车使用性能的主要指标——乘坐舒适性 1）振动频率 2）振动加速度 3）振动振幅 2019/2/25 4/135

5 汽车在运行过程中，路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。
第六章 汽车的平顺性 概述 汽车在运行过程中，路面不平等原因引起汽车振动，它影响舒适性和身体健康。 保持振动环境的舒适性，以保持驾驶员在复杂行驶和操纵条件下，具有良好的心理状态和准确灵敏的反应。 汽车的平顺性影响“人－汽车”系统的操纵稳定性以及行驶安全性。 2019/2/25

6 第六章 汽车的平顺性 路面 汽车 人 2019/2/25

7 平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。
第六章 汽车的平顺性 平顺性：保持汽车行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能，并保持货物的完好无损。 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 2019/2/25 7/135

8 输 出：悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。 评价指标：人体对振动的响应、轮胎的接地性。
第六章 汽车的平顺性 输入－振动系统－输出－评价指标 汽 车 输 入：路面不平度、车速。 振动系统：弹性元件、阻尼元件、质量。 输 出：悬挂质量或人体加速度、车轮动载荷。 评价指标：人体对振动的响应、轮胎的接地性。 2019/2/25 人体对振动的敏感程度 8/135

9 人体习惯的步行时，身体上下运动的频率为60-80次/min，即1-1.4Hz，振动的加速度极限值为0.2-0.3g。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 人体的基本运动习惯： 人体习惯的步行时，身体上下运动的频率为60-80次/min，即1-1.4Hz，振动的加速度极限值为 g。 货物运动： 车身振动加速度不能大于1g。 2019/2/25

10 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 身体的各个部分又有各自的固有频率。例如，头颅骨的固有频率大致为 Hz，而腹部内脏的固有频率约为4-8Hz，脊椎系统大致为8-12.5Hz等。车辆的随机振动，对人体系统来说就是一种激励。这种随机激励的频率往往不是一个或几个而是分布在某一频率范围内，形成一个频带。于是，它总可以使人体的某一部分发生共振，人就会感到不适。比方说，当车辆随机振动频带在4-8Hz附近时，腹腔将要发生共振，人就难受得会呕吐；当车辆随机振动的频率提高到 Hz时，脑腔要发生共振，人就会感到头昏难受。 2019/2/25

11 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 2019/2/25

12  ISO 2631用加速度均方根值给出了1～80Hz振动频率范围内人体对振动反应的三个不同界限。
 平顺性主要靠主观感觉判断。  国际标准ISO 2631《人体承受全身振动的评价指南》，以短时间简谐振动的实验结果为基础。我国的国家标准是《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》以及《客车平顺性评价指标及极限》。  ISO 2631用加速度均方根值给出了1～80Hz振动频率范围内人体对振动反应的三个不同界限。 RMS－加速度均方根值 Root Mean Square 2019/2/25 12/135

13  暴露界限：当人体承受的振动强度在此界限内，将保持人的健康或安全。它作为人体可承受振动量的上限。
 疲劳－工效降低界限TFD：当人承受的振动强度在此界限内时，能准确灵敏地反应，正常地进行驾驶。它与保持工作效率有关。  舒适－降低界限TCD：在此界限之内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，能顺利地完成吃、读、写等动作。它与保持舒适有关。 2019/2/25

14 ISO 2631 人体对振动反应的“疲劳-工效降低界限” （垂直方向）
分别代表什么？

15 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 人体坐姿受振模型 座椅支撑面处 3+3 脚支撑面处 3 座椅靠背处 3 2019/2/25

16 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。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 1、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。 人体对振动的敏感方向？ 2019/2/25 16/135

17 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 轴加权系数 X向： 1.4 Y向 ： 1.4 Z向 ： 1.0 2019/2/25 17/135

18 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 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。 2019/2/25 18/135

19 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 频率加权系数 椅面z向： 椅面x,y向和靠背y向 ： 靠背x向 ： 2019/2/25 19/135

20 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。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 与平均值的差异？ 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 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。 频率加权滤波网络 a(t) aw(t) 2019/2/25 20/135

21 1、按加速度加权均方根值评价。样本时间T一般取120s。
第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 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： 更敏感 2019/2/25 21/135

22 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 三个方向总加权加速度均方根值 总加权振级Law dB a0—参考加速度均方根值。 2019/2/25
22/135

23 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 平顺性指标和人的感觉间的关系 Law和aw与人的主观感觉之间的关系 加权加速度均方根值aw
<0.315 110 没有不舒适 0.315～0.63 110 ～116 有一些不舒适 0.5 ～1.0 114 ～120 相当不舒适 0.8 ～1.6 118 ～124 不舒适 1.25 ～2.5 112 ～128 很不舒适 >2.0 126 极不舒适 a(t) 2019/2/25 23/135

24 第二节 路面不平度的统计特征 评价参数 路面 汽车 人 2019/2/25

25 第二节 路面不平度的统计特征 路面纵向断面曲线 2019/2/25

26 第二节 路面不平度的统计特征

27 第二节 路面不平度的统计特征

28 第二节 路面不平度的统计特征

29 第二节 路面不平度的统计特征

30 路面不平度的功率谱通常把相对基准平面的高度 q，沿着道路走向长度 I 的变化 q(I) 称为道路纵(断面)曲线或不平度函数。
第二节 路面不平度的统计特征 路面不平度的功率谱通常把相对基准平面的高度 q，沿着道路走向长度 I 的变化 q(I) 称为道路纵(断面)曲线或不平度函数。 根据测量的路面不平度随机数据，在计算机上处理得到路面不平度功率谱 或方差 。 表示的是一种能量

31 第二节 路面不平度的统计特征

32 第二节 路面不平度的统计特征

33 第二节 路面不平度的统计特征 加速度 时间 t/s 发动机Z向加速度 6.25Hz 93.75Hz点火频率 557.5Hz g/Hz

34 第二节 路面不平度的统计特征 13.83Hz / 27.65Hz / 55.30Hz / 76.5Hz / 82.95Hz

35 第二节 路面不平度的统计特征 路面不平度的功率谱 n—空间频率，m-1 能否选择时域的描述？

36 第二节 路面不平度的统计特征 一、路面不平度的功率谱密度 n—空间频率，m-1 n0—参考空间频率（0.1 m-1） 0.011-2.83
2019/2/25 36/135

37 第二节 路面不平度的统计特征 一、路面不平度的功率谱密度 式中 n—空间频率，m-1 n0—0.1 m-1
Gq(n0)—路面不平度系数(m2/m-1) w—频率指数，一般取为2 2019/2/25

38 第二节 路面不平度的统计特征 2019/2/25

39 第二节 路面不平度的统计特征 纵坐标和横坐标均采用对数单位 2019/2/25

40 第二节 路面不平度的统计特征 2019/2/25

41 第二讲 第二节 路面不平度的统计特征 第三节 单质量系统的振动 2019/2/25 41/135

42 第二节 路面不平度的统计特征 2019/2/25 42/135

43 第二节 路面不平度的统计特征 位移功率谱 速度功率谱 加速度功率谱 2019/2/25 43/135

44 第二节 路面不平度的统计特征 速度功率谱 大小在整个频率范围内不变，即：为一常数，称为白噪声。 2019/2/25

45 第二节 路面不平度的统计特征 n 2019/2/25

46 第二节 路面不平度的统计特征 白噪声的意义 描述的是路面振动的输入能量大小 2019/2/25 46/135

47 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)。
第二节 路面不平度的统计特征 二、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 f = u * n 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)。 时间频率范围？ 2019/2/25

48 第二节 路面不平度的统计特征 2、路面时间谱密度与空间频率谱密度的关系 2019/2/25

49 空间频率和时间频率谱密度的关系 时间频率谱密度Gq(f) u=2 Δn 速度u不同时，空间频率与时间频率的关系 u=1
空间频率谱密度Gq(n) u=1/2 n

50 第二节 路面不平度的统计特征 上式可化为 还可得到 2019/2/25

51 第二节 路面不平度的统计特征 时间频率下的速度功率谱密度函数 汽车的响应 f 2019/2/25

52 第二节 路面不平度的统计特征 位移功率谱密度 速度功率谱密度 加速度功率谱密度
覆盖了在常用车速下车身质量的振动频率范围1-2Hz以及车轮质量振动的频率范围10-15Hz 2019/2/25

53 第二节 路面不平度的统计特征 最本质的原因 振动 （响应） 汽车 （系统） 路面 （输入） 舒适性 不一致 不同参数 不同品牌 功率谱密度
（白噪声） 在某路面以及车速下是常数 2019/2/25 53/135

54 路面的冲击大小还与汽车行驶速度直接相关。
第二节 路面不平度的统计特征 前、后轮相关 左、右轮相关 路面的冲击大小还与汽车行驶速度直接相关。 2019/2/25 54/135

55 第二节 路面不平度的统计特征 2019/2/25 55/135

56 2019/2/25 56/135

57 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
一、汽车振动系统的简化 簧载质量m2绕y轴的转动惯量为Iy=m2*ρy2，回转半径为ρy。 坐标系原点在 汽车质心位置 m2 ρy 自由度的判定？ 将簧载质量m2分别分解到前、后悬挂点以及汽车质心位置。 2019/2/25

58 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
将簧载质量m2分别分解到前、后悬挂点以及汽车质心位置。 将车身的质量进行简化 （悬挂质量） m2 1）质量不变；2）质心位置不变；3）转动惯量不变（绕质心） 2019/2/25

59 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
m2 悬挂质量分配系数 能否再进行简化？ 2019/2/25

60 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
m2 前、后质量分别进行单独的振动 2019/2/25

61 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
二、汽车单自由度振动模型 m2 忽略车轮部分的振动 汽车单自由度振动方程 2019/2/25

62 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
二、汽车单自由度振动模型 汽车振动 2019/2/25 62/135

63 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
二、汽车单自由度振动模型 忽略车轮部分的振动 汽车单自由度振动方程 2019/2/25 63/135

64 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
M、K及C的意义 M——车身的质量（kg） K——螺旋弹簧刚度（N/m） C——减振器阻尼（N/m/s） 2019/2/25 64/135

65 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
M、K及C的意义 M——车身的质量（kg） 2019/2/25 65/135

66 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
M、K及C的意义 K——螺旋弹簧刚度（N/m） 弹簧刚度： 35 N/mm 左右 行 程：180 mm 左右 2019/2/25 66/135

67 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
M、K及C的意义 C——减振器阻尼（N/m/s） 阻尼： N/m/s 左右 用力按下保险杠，然后松开，如果汽车有2~3次跳跃，则说明减振器工作良好。 2019/2/25 67/135

68 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
汽车单自由度振动方程 m2 1、建立坐标系 2、假设质量沿坐标正方向移动一个距离 3、利用牛顿运动定律建立运动方程 2019/2/25 68/135

69 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
汽车单自由度振动方程 路面 （输入） 汽车 （系统） 振动 （响应） 2019/2/25 69/135

70 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
汽车单自由度振动方程 固有频率 自由振动 2019/2/25 70/135

71 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
1）为何会收敛？ 2）意义？ 2019/2/25 71/135

72 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
2019/2/25

73 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
三、汽车单自由度系统频率响应特性 振动响应参数 如何得到这些参数？ 2019/2/25 73/135

74 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
三、汽车单自由度系统频率响应特性 在路面不平度激励下汽车的响应？ 1）描述 2）意义 2019/2/25

75 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
频率比 阻尼比 系统的物理参数就包含在频率比和阻尼比当中。 2019/2/25

76 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
汽车单质量系统幅频特性 1）为何会收敛？ 2）意义？ 幅值 ζ分别为0，0.25，0.5 2019/2/25 频率比

77 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
四、汽车单自由度系统对路面随机输入的响应 1、振动响应参数 与舒适性直接相关 与安全性直接相关 与悬架寿命相关 如何得到这些参数？ 2019/2/25

78 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
振动响应参数： 车身加速度：与舒适性直接相关 2019/2/25 78/135

79 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
振动响应参数： 动载荷：与安全性直接相关 2019/2/25 79/135

80 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
振动响应参数： 动挠度：与悬架寿命相关 2019/2/25 80/135

81 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
输入功率谱与响应功率谱之间的关系 标准差，响应量的正、负值概率近似相等，即其均值近似为0，故标准差就等于均方根值。 利用响应功率谱得到响应位移的大小（均方根值） 2019/2/25

82 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
标准差也被称为标准偏差 标准差，响应量的正、负值概率近似相等，即其均值近似为0，故标准差就等于均方根值。 2019/2/25

83 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
概率分布与标准差的关系 在零均值正态分布的情况下，振动响应x的概率分布由标准差完全确定。x幅值的绝对值超过x0=λσx的概率为P，它们的关系如下： λ 1 2 2.58 3 3.29 P 31.7% 4.6% 1% 0.3% 0.1% 1-P 68.3% 95.4% 99% 99.7% 99.9% 2019/2/25

84 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
例：要求车身加速度超过1g的概率P=1%，则车身加速度的标准差应为？ λ 1 2 2.58 3 3.29 P 31.7% 4.6% 1% 0.3% 0.1% 1-P 68.3% 95.4% 99% 99.7% 99.9% 利用响应功率谱得到 2019/2/25

85 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
2、车身加速度功率谱的计算和分析 如何得到？ 2019/2/25

86 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
车身加速度与输入速度之间的频率响应函数 2019/2/25

87 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
为何选用这个关系？ 2019/2/25

88 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
常数 车身加速度的响应大小可以利用频率响应函数来反映 （相隔一个比例关系） 2019/2/25

89 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
ζ分别为0.25，0.5 车身固有频率f0分别为1Hz和2Hz。 随着车身固有频率f0的增大，车身加速度的响应值也增大，舒适性降低。 激振频率f(Hz) 如何理解？ 2019/2/25

90 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
3、车轮与路面相对载荷与速度的幅频特性分析 相对动载荷与车身加速度的关系 相对动载荷与速度的频率特性则与车身加速度与速度的频率特性近似 2019/2/25

91 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
ζ分别为0.25，0.5 车身固有频率f0分别为1Hz和2Hz。 随着车身固有频率f0的增大，动载荷也增大，安全性降低。 激振频率f(Hz) 如何理解？ 2019/2/25

92 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
4、悬架动挠度与速度的幅频特性分析 2019/2/25

93 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
ζ分别为0，0.25，0.5 2019/2/25

94 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
ζ分别为0.25，0.5 车身固有频率f0分别为1Hz和2Hz。 随着车身固有频率f0的增大，动挠度的响应值降低，舒适性提高。 激振频率f(Hz) 如何理解？ 2019/2/25

95 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
定性评价结果 在与平顺性直接相关的三个参数：1）加速度；2）动载荷；3）动挠度与车身的固有频率的分析中可以看到： 1）降低车身固有频率将使得响应的加速度减小，舒适性提高； 2）降低车身固有频率将使得响应的动载荷减小，安全性提高； 3）降低车身固有频率将使得响应的动挠度增大，影响悬架的使用。 2019/2/25 95/135

96 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
车型 f0 /Hz fs /cm [fd] /cm ζ 轿车 15-30 7-9 大客车 7-15 5-8 货车 2-1.5 6-11 6-9 越野车 2-1.3 6-13 7-13 各自的特点？ 2019/2/25

97 第三讲 第四节 双质量汽车的振动 第五节 人体——座椅系统的振动 2019/2/25

98 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 双质量汽车平顺性模型 z2 m2 k c z1 m1 kt q 增加非簧载质量的运动
2019/2/25

99 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 m1 z1 kt k m2 z2 q c 系统的运动微分方程 强迫振动 2019/2/25

100 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动状态 m1 z1 kt k m2 z2 q c
如果仅有某一质量振动，另一质量不动，则可将方程简化为两个单自由度系统的振动。 Z2=0 Z1=0 2019/2/25

101 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动状态（独立振动） Z2=0 m1 z1 kt k m2 z2 q c Z1=0 系统的偏频
2019/2/25

102 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动状态 m1 z1 kt k m2 z2 q c 利用振动知识可以得到系统的两个固有频率。
（利用两个偏频来表示） ①组合；②阶次之分 2019/2/25

103 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动的主振型 z2 m2 k c z1 m1 按照某个固有频率自由振动时的振幅比值。 kt
如何理解？ 2019/2/25

104 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动的主振型（1） z2 将某组汽车的相关参数代入： m2 k c z1 m1 kt
2019/2/25

105 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动的主振型（1） z2 6.77 m2 m2
车身与车轮组成的两个自由度系统的主振型。在一阶主振型时，车身质量的振幅约为车轮质量振幅的6.77倍，即主要是车身质量在振动，故称为车身型振动。它与汽车简化为单质量系统的振动比较接近。 k c z1 m1 1 m1 kt 2019/2/25

106 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动的主振型（2） z2 将某组汽车的相关参数代入： m2 k c z1 m1 kt
2019/2/25

107 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统自由振动的主振型（2） z2 m2 m2 0.0243 节点 k c
车身与车轮组成的两个自由度系统的主振型。在二阶主振型时，车轮质量的振幅约为车身质量振幅的40倍，即主要是车轮质量在振动，故称为车轮型振动。它可以看做车身不动。 z1 m1 m1 1 kt 2019/2/25

108 第四节 车身——车轮双质量系统的振动

109 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统的频率响应函数 m1 z1 kt k m2 z2 q c 车轮对路面输入的频响
车身对路面输入的频响 2019/2/25

110 ① ② ③ 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 系统的频率响应函数 μ = m2 / m1 γ = kt / k 与下面的参数有关：
1）车身的固有频率f0 2）车身阻尼比ζ 3）车身与车轮的质量比μ 4）轮胎与悬架的刚度比γ μ = m2 / m1 γ = kt / k 2019/2/25

111 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 1、车身固有频率f0的影响 f0=0.5,1,2Hz 激励频率f /Hz
1）车轮固有频率ft=10f0； 2）车身阻尼比ζ为0.25。 激励频率f /Hz 2019/2/25

112 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 f0=0.5,1,2Hz 激励频率f /Hz 1）车轮固有频率ft=10f0；
2）车身阻尼比ζ=0.25。 f0=0.5,1,2Hz 激励频率f /Hz 2019/2/25

113 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 f0=0.5,1,2Hz 激励频率f /Hz 1）车轮固有频率ft=10f0；
2）车身阻尼比ζ为0.25。 激励频率f /Hz 2019/2/25

114 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 2、车身部分阻尼比ζ的影响 ζ=0.125,0.25,0.5 激励频率f /Hz
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身与车轮质量比μ=10； 4）悬架与轮胎的刚度比γ=9。 激励频率f /Hz 2019/2/25

115 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 ζ=0.125,0.25,0.5 激励频率f /Hz 1）车身固有频率f0=1；
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身与车轮质量比μ=10； 4）悬架与轮胎的刚度比γ=9。 ζ=0.125,0.25,0.5 激励频率f /Hz 2019/2/25

116 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 ζ=0.125,0.25,0.5 激励频率f /Hz 1）车身固有频率f0=1；
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身与车轮质量比μ=10； 4）悬架与轮胎的刚度比γ=9。 激励频率f /Hz 2019/2/25

117 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 3、车身与车轮质量比μ的影响 μ = m2 / m1 μ=5,10,20 激励频率f /Hz
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身阻尼比ζ=0.25； 4）悬架与轮胎的刚度比γ=9。 激励频率f /Hz 2019/2/25

118 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 μ = m2 / m1 μ=5,10,20 激励频率f /Hz 1）车身固有频率f0=1；
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身阻尼比ζ=0.25； 4）悬架与轮胎的刚度比γ=9。 激励频率f /Hz 2019/2/25

119 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 μ = m2 / m1 μ=5,10,20 激励频率f /Hz 1）车身固有频率f0=1；
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身阻尼比ζ=0.25； 4）悬架与轮胎的刚度比γ=9。 激励频率f /Hz 2019/2/25

120 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 4、轮胎与悬架的刚度比γ的影响 γ = kt / k γ=4.5,9,18 激励频率f /Hz
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身阻尼比ζ=0.25； 4）车身与车轮的质量比μ=10。 激励频率f /Hz 2019/2/25

121 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 γ = kt / k γ=4.5,9,18 激励频率f /Hz 1）车身固有频率f0=1；
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身阻尼比ζ=0.25； 4）车身与车轮的质量比μ=10。 激励频率f /Hz 2019/2/25

122 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 γ = kt / k γ=4.5,9,18 激励频率f /Hz 1）车身固有频率f0=1；
2）车轮固有频率ft=10f0; 3）车身阻尼比ζ=0.25； 4）车身与车轮的质量比μ=10。 激励频率f /Hz 2019/2/25

123 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 总结 2019/2/25

124 第五节 双轴汽车的振动 2019/2/25

125 第六节 人体——座椅系统的振动 p ms z2 m2 在车身-车轮双质量系统上增加了座椅部分，形成了一个三自由度系统。 k c z1 m1
系统的特性也可以通过频率响应函数的形式进行分析。 kt q 2019/2/25

126 第六节 人体——座椅系统的振动 p 系统的频率响应函数 ms z2 ks cs m2 k c z1 m1 kt q 2019/2/25

127 第六节 人体——座椅系统的振动 p ms z2 m2 z2 ks cs p m2 ms cs k c z1 z2 k c ks m1 z1
kt q kt q 2019/2/25

128 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统振动
车身加速度与输入速度之间的频率响应函数 2019/2/25

129 第六节 人体——座椅系统的振动 f0= 1Hz ft=10Hz fs=3Hz 2019/2/25

130 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 f0=1Hz ft=10Hz fs=3Hz 激励频率f /Hz 2019/2/25

131 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 f0=1Hz ft=10Hz fs=3Hz 激励频率f /Hz 2019/2/25

132 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 f0=1Hz ft=10Hz fs=3Hz 激励频率f /Hz 2019/2/25

133 第四节 车身——车轮双质量系统的振动 “人体—座椅”系统的参数选择 人体垂直方向最敏感的频率范围是4～12Hz。 座椅的减振频率是
“人体—座椅”系统的固有频率不能取得太小，否则与车身部分固有频率 f0 重合，传至人体的振动加速度会出现峰值，这对平顺性不利。 希望“人体—座椅”系统的阻尼比达到0.2以上。 2019/2/25

134 影响汽车行驶平顺性的结构因素 ①悬架结构 ②轮胎 ③悬挂质量 ④非悬挂质量 2019/2/25

135 悬挂结构主要指弹性元件、导向装置与减振装置，其中弹性元件与悬架系统中阻尼影响较大。
①悬架结构 悬挂结构主要指弹性元件、导向装置与减振装置，其中弹性元件与悬架系统中阻尼影响较大。 车身振动主要是以自振频率进行振动。 1）弹性元件 车身振动频率的大小由哪些因素决定？ 2019/2/25

136 当汽车的其它结构参数不变时，要使悬架系统有低的固有频率，悬架就必须具备很大的静挠度。它是指汽车满载时，刚度不变的悬架在静载荷下的变形量。对变刚度悬架，静挠度是由汽车满载时，悬架上的静载荷和与相应的瞬时刚度来确定。 2019/2/25

137 汽车前、后悬架静挠度的匹配对行驶平顺性也有很大影响，若前、后悬架的静挠度以及振动频率都比较接近，共振的机会减少。为了减少车身纵向角振动，通常后悬架的静挠度设计得比前悬架小些，即后悬架硬一些。但对于一些短轴距的汽车，往往使后悬架软一些。 汽车的静挠度会由于载荷的不同而发生变化。 2019/2/25

138 例如：某货车在满载时，后悬架的载荷约为空车的4倍多，假定悬架刚度不变，若满载时的静挠度等于100mm时，则空车时的静挠度将不到25mm。不难算出，满载时的振动频率为1.6Hz，而空车时的频率则为3.2Hz。显然，空车时的振动频率过高，平顺性很差。如果采用变刚度悬架，使空车时的刚度比满载时的低，就会降低空车的振动频率而改善汽车行驶的平顺性。 2019/2/25

139 为使载荷增减时，静挠度保持不变，较为理想的是在悬架系统中设置自动调节车身高度的装置或者改变汽车悬架的刚度。
2019/2/25

140 2）悬架阻尼 减振器工作过程 阻尼的作用？ 2019/2/25

141 问题：货车采用钢板弹簧，能否有减振的作用？
2）悬架阻尼 问题：货车采用钢板弹簧，能否有减振的作用？ 阻尼的作用？ 2019/2/25

142 阻尼的大小调节 2019/2/25

143 轮胎的变形来减少路面的冲击，使得传递到车身上的振动能量减少。因此最重要的为轮胎的径向刚度。
②轮胎 轮胎的变形来减少路面的冲击，使得传递到车身上的振动能量减少。因此最重要的为轮胎的径向刚度。 刚度增大，滚动阻力小，燃料经济性好。 刚度减少，滚动阻力大，平顺性好。 与气压以及汽车其它性能的关系？ 2019/2/25

144 ③悬挂质量 车身振动主要是以自振频率进行振动。 减少悬挂质量会使车身的低频振动加速度增加，降低平顺性。 2019/2/25

145 座位的布置对行驶平顺性也有很大影响。实际感受和试验表明：座位接近车身的中部，其振动最小。座位位置常由它与汽车质心间的距离来确定，用座位到汽车质心距离与汽车质心到前(后)轴的距离之比评价座位的舒适性。该比值越小，车身振动对乘客的影响越小。 2019/2/25

146

147 对载货汽车和公共汽车，座位在高度上的布置也是重要的。为了减小水平纵向振动的振幅，座位在高度方面与汽车质量中心间的距离应该不大。
弹簧座椅刚度的选择要适当，防止因乘客在座位上的振动频率与车身的振动频率重合而发生共振。对于具有较硬悬架的汽车，可采用较软的坐垫。对于具有较软悬架的汽车，可采用较硬的坐垫。 2019/2/25

148  非悬挂质量降低，将减少悬架所吸收的能量，使得其工作条件得到改善。
④非悬挂质量  非悬挂质量降低，将减少悬架所吸收的能量，使得其工作条件得到改善。  非悬挂质量降低，将减少车身的振动频率，因此将共振的频率移到更高的频率上，事实上提高了舒适性。 2019/2/25

149 半主动悬架 主动悬架 2019/2/25

150 主动与半主动悬架 被动悬架：弹簧刚度 K 和减振器阻尼系数 C 在设计时一旦选定后，使用过程中参数不改变的悬架 。
被动悬架的缺点是：当载荷、车速、路况等行驶状态变化时，悬架不能满足各种行驶状态下对悬架性能的较高要求。

151 可控悬架：将传感器测量的系统运动状态信号输入电控单元，电控单元经过分析、判断后给力发生器发出指令，产生主动控制力，满足不同工况对悬架系统特性参数变化的要求。

152 可控悬架的分类 （1）被动自适应悬架 可根据车速、制动、转向等行驶状态，有级地切换刚度及阻尼的大小，以满足“舒适—平顺型”、“运动—行驶安全性”以及保证车身姿态的要求。 力的方向由悬架相对位移 和相对速度 的符号决定。 （2）半主动悬架 特点是比被动自适应悬架的切换速度快，通常在10ms以内，可在车辆每个振动周期内频繁切换。 有“空钩”和“地钩”两种控制方式。

153 “空钩”控制时，根据悬架的相对速度 和车身的绝对加速度 的符号来切换阻尼设置。

154 Con— on状态可切换阻尼减振器的阻尼系数。
“空钩”控制半主动悬架又分为两种 1）开关式“空钩”控制可切换阻尼悬架 当 当 “on”状态 “off”状态 阻尼力 阻尼力 Con— on状态可切换阻尼减振器的阻尼系数。

155 “空钩”控制半主动悬架又分为两种 2）连续可调阻尼半主动悬架 当 当 阻尼力 阻尼力 —空钩控制减振器阻尼系数。
—连续可调阻尼器的等效阻尼系数。

156 主动悬架 特点：车身和车轮之间的力和车身与车轮之间的相对运动独立。
半主动悬架：作动器与一个弹簧串联（如油气弹簧），再与一个减振器并联。系统在5～6Hz以下可实现有限带宽主动控制，高于此频率则控制阀不再响应，恢复为被动悬架。 全主动悬架：作动器带宽一般至少覆盖0～15Hz，能有效跟踪力控制信号。为了减少能量消耗，一般作动器与一个承受车身静载的弹簧并联。

157 车高控制 可调空气悬架 2019/2/25

158 2019/2/25

159 安全性配置与舒适性配置哪个更影响选车? 几年前，国内刚刚接触到汽车的一些消费者对不能一目了然、装备在汽车内部的安全性配置知之不多，能够把安全配置作为决定性因素的消费者更是寥若晨星。更多的购车者只是紧盯着能够一眼看得到的舒适性配置。但随着消费观念的逐渐成熟，如今越来越多消费者开始重视车辆的安全配置，对舒适性配置也看得更加重要。 2019/2/25

160 2019/2/25

161 1、独立悬架汽车比非独立悬架汽车的舒适性要好。 2、悬架偏软的汽车较舒适。 3、轴距较长的汽车较舒适。
什么样的汽车舒适？ 1、独立悬架汽车比非独立悬架汽车的舒适性要好。 2、悬架偏软的汽车较舒适。 3、轴距较长的汽车较舒适。 2019/2/25

162 汽车乘坐舒适性差的原因分析 1 车轮静平衡不好 2 车轮动平衡不好 3 悬架系统关节磨损 4 轮胎带束层不直 5 主销后倾角过小
1 车轮静平衡不好 2 车轮动平衡不好 3 悬架系统关节磨损 4 轮胎带束层不直 5 主销后倾角过小 6 减振器失效 7 弹性元件损坏 8 轮胎气压过高 9 子午胎交叉换位 10 横向稳定杆弯曲 12 横向推力杆衬套损坏 2019/2/25