汽车课件-汽车理论-汽车的平顺性（PPT 81页）.ppt

汽车的平顺性 基本概念： 人体对振动的反应和平顺性的评价 路面不平度的统计特性 重点内容： 单质量系统的振动分析 车身与车轮双质量系统的振动分析 “人体—座椅”系统的振动分析 汽车行驶时，由路面不平及发动机、传动系和车轮等旋转部件激发汽车的振动。通常，路面不平是汽车振动的基本输入，故本章讨论的平顺性主要指路面不平引起的汽车振动，频率范围约为0.5~25Hz。 汽车的平顺性主要是保持汽车在行驶过程中产生的振动和冲击环境对驾驶员舒适性的影响在一定界限之内，因此平顺性主要根据驾驶员主观感觉的舒适性来评价，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能，它是现代高速汽车的主要性能之一。 §6-1 人体对振动的反应和平顺性的评价 §6-2 路面的统计特性 一、路面不平度的功率谱 式中n——空间频率，它是波长λ的倒数，表示每米长度中包括几个波长，单位为m-1； n0——参考空间频率，n0=0.1m-1 Gq(n0)——参考空间频率n0下的路面谱值，称为路面不平度系数，单位为m2/m-1； W——频率指数，为双对数坐标上斜线的斜率，它决定路面谱的频率结构。 下面用图6-7进一步说明式（6-10）的关系。空间谱密度Gq（n）在频带△n内包含的“功率”为 ，它等于图6-7a上的影线面积。当u=“2”时，与△n相应的时间频率带宽△f=2△n它最宽，u=“1”时△f=△n次之，u=“ 1/2 ”时，△f=△n/2最窄。但在图6-7c上，不同速度下△f 相应影线面积，即所包含的“功率”都要与图6-7a上影线面积 相等，所以速度u越高，频带△f 越宽，影线面积的高度越低，亦即时间频率谱密度Gq(f)的值越小，即 Gq(n)一定，Gq(f)与u成反比。 将式（6-4）、（6-7）关系代入式（6-10）得时间频率路面谱Gq(f)（单位为m2·s）表达式，当W=2，得Gq(f)= Gq(no) = Gq(n0) (6-12)  下面给出时间频率的不平度垂直速度 =d q(t)/dt和加速度 =d2q(t)/dt2的谱密度 （单位为m2/s）和 （单位为m2/s3）与位移谱密度Gq(f )的关系式  §6-3 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 一、汽车振动系统的简化 现在对图6-15上的幅频特性|z/q|分成3个频段加以讨论： （1）低频段（0≤λ≤0.75）在这一频段，|z/q|略大于1，不呈现明显的动态特性，阻尼比对这一段影响不大。 （2）共振段（0.75≤λ≤ ）在这一频段，|z/q|出现峰值，将输入位移放大，加大阻尼比 可使共振峰明显下降。 （3）高频段（λ≥ ）在λ= 时，|z/q |=1，与 无关。在λ 时|z/q |1，对输入位移起衰减作用，阻尼比ξ减小对减振有利。 在图6-17上画出固有圆频率ω0=2π、4πrad/s；阻尼比 =0.25、0.5四种情况下的|z/q|曲线。 由图6-17上曲线可以看出，随固有圆频率ω0提高，|z/q|在共振和高频段都成比例提高，在共振时，将ω=ω0代入式（6-40）得 对于单质量系统，车轮与路面间的动载Fd由车身质量m2的惯性力确定，即 Fd=m2 Z  Fd与车轮作用于路面的静载G（悬挂部分的重力G=m2g）之比值称为相对动载。相对动载Fd/G1时，动载变化的幅值大于静载G，会出现法向载荷小于零的情况，此时车轮会跳离地面完全失去附着。将G=m2g代入式（6-41），得相对动载   可见对单质量系统，Fd/G与 只相差系数1/g，因此振动系数参数ω0、 对Fd/G- 幅频特性的影响与上面讨论的 幅频特性的影响，从变化趋势来看完全一样，不再重复。 §6-4 车身与车轮双质量系统的振动 一、运动方程与振型分析 二、双质量系统的传递特性 先求双质量系统的频率响应函数，将有关各复振幅代入式（6-43），得