汽车运用工程第六章汽车舒适性
92页1、汽车舒适性是指为乘员提供舒适、愉快的乘坐环境和方便安全的操作条件的性能。汽车舒适性包括:汽车平顺性、汽车空气调节性能、汽车乘坐环境及驾驶操作性能等。它是现代高速、高效率汽车的一个主要性能。,第6章 汽车舒适性,汽车平顺性就是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度的性能。对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。汽车行驶时,由于路面不平等因素激起汽车的振动,振动影响人的舒适、工作效率和身体健康,并影响所运货物的完好;振动还在汽车上产生动载荷,加速零件磨损,导致疲劳失效。因此减少汽车振动是汽车平顺性研究的主要问题。,第6章 汽车舒适性,汽车空气调节性能是指对车内空气的温度、湿度、粉尘浓度实现控制调节,使车室内空气经常保持使乘员舒适状态的性能。汽车空调是改善工作条件、提高工作效率的重要手段。 汽车乘坐环境及驾驶操作性能是指乘坐空间大小、座椅及操纵件的布置、车内装饰、仪表信号设备的易辨认性等。,第6章 汽车舒适性,随着现代文明的进程,汽车越来越多地介入了社会的各个方面,成为与人们工作和生活紧密相关的、大众化的产品,汽车作为“活动房间”的功能日趋完善。与汽车其他性能不同,汽车舒适性各方
2、面的评价都与人体主观感觉直接相关。,第6章 汽车舒适性,行驶平顺性问题可以用方框图6.1来分析。行驶中的汽车是一个复杂的“振动系统”,振动主要是由行驶路面的凹凸不平、高速旋转的轮胎和传动轴以及发动机的转矩变化而激发的。这些因素引起的振动又大多与车速相关,尤其是路面凹凸不平引起的振动,随着车速的变化,振动的频率和强弱会产生相应的变化。,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.1 汽车振动及其传递途径,上述诸多“信号”不断地“输入”行驶中的汽车,而汽车又可以看作是由轮胎、悬架、座垫等弹性、阻尼元件和悬架质量及非悬架质量构成的“振动系统”。各种“输入”信号沿不同的路径传至乘员人体,其主要传递路径如图6.2所示。,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.1 汽车振动及其传递途径,因路面、轮胎产生的振动,先传到悬架,受悬架自身的振动特性影响后再传给车身,通过车身传到乘客的脚部,同时通过座椅传给乘客的臀部和背部,还通过转向系,以转向盘抖动的形式传到驾驶员手部。 因发动机、传动系产生的振动,通过支承发动机、变速器和传动轴的缓冲橡胶块,经衰减后传给车身,再经上述途径传至人体各个部位。,6.1 汽车行驶的平顺性 6
3、.1.1 汽车振动及其传递途径,当振动频率超过40Hz以上,便形成噪声传进人的耳朵。 作为系统的“输出”,是人体或货物受到的振动,其中最重要的是振动的频率和振动加速度。任何一个“振动系统”均有一个“固有频率”,当外界激振频率接近或等于“固有频率”时,将出现“共振”现象,产生剧烈的振动,这既要影响汽车的操纵稳定性,也要影响行驶平顺性。,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.1 汽车振动及其传递途径,人体是一个复杂的机械振动系统,人体对振动的反应既与振动频率及强度、振动作用方向和暴露时间有关,也与乘员的心理、生理状态有关。 通过大量的振动试验表明,人体对不同方向的振动存在差异,对上下振动忍耐性最强,其次是前后振动,对左右振动最敏感。人体上下振动的共振点大约在4Hz8Hz,水平振动的共振点大约在1Hz2Hz。如果在共振点上加振,人的抗振能力会严重下降,氧气消耗量剧增,能量代谢加快。,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.1 汽车振动及其传递途径,所谓暴露时间是指人体处于振动环境的时间。暴露时间越长,人体所能承受的振动强度越小。 研究汽车行驶平顺性实际上要解决两方面的问题:一是如何避免汽车这个“振动系
4、统”的“共振”现象;二是使“振动系统”输出的振动频率避开人体敏感的范围,振动加速度不超过人体所能承受的强度。,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.1 汽车振动及其传递途径,1. 行驶平顺性的评价依据 目前对行驶平顺性的评价仍是以人的主观感觉为最终依据,它既要受振动环境特点的影响,又要受人的心理、生理因素的影响,所以这种评价和衡量是非常困难和复杂的。,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.2 行驶平顺性的评价,国际标准化组织(ISO)在综合了大量有关人体全身振动的研究工作和文献的基础上,制定了国际标准ISO2631人体承受全身振动能力的评价指南,该标准是人体承受全身振动评价国际通用标准。规定了人体坐姿受振模型(图6.3)。模型表明在进行舒适性评价时,它除了考虑座椅支承面处输入点(s点)3个方向的线振动( ),还考虑s点3个方向的角振动( )以及座椅靠背输入点(b点)3个方向的线振动( ),和脚支承面输入点(f点)3个方向的线振动( );共3个输入点12个轴向的振动。,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.2 行驶平顺性的评价,6.1 汽车行驶的平顺性 6.1.2 行驶平顺性的评价,此标准认为人体对
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