第六章汽车舒适性

1、 合肥工业大学 机械与汽车工程学院第六章 汽车舒适性 摘要第一节 汽车平顺性第二节 汽车空气调节性能 第三节 汽车乘坐环境与驾驶操作性能 合肥工业大学 机械与汽车工程学院 摘 要o汽车舒适性是指为乘员提供舒适、愉快的乘坐环境、货物的安全运输和方便安全的操作条件的性能。 o汽车舒适性包括：汽车平顺性、汽车噪声、汽车空气调节性能、汽车乘坐环境及驾驶操作性能等 合肥工业大学 机械与汽车工程学院 第一节 汽车平顺性1.随机振动有关概念 o 加速度均方值是加速度瞬时值的平方对时间域求平均值。其数学表达式为：o 加速度均方根值，将均方值开方后得到均方根值。加速度均方根值的数学表达式为：tmsdttztz0

2、22)(1 tzdttzt02)(1 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 功率谱密度 随机振动的时间历程是由无限多个频率、相位、强度各不相同的谐振叠加而成的。将随机过程时间域上的一些数字特征转化为频率域上的数字特征来表示，并进行分析，研究振动能量随频率的分布情况，称为频谱分析。其数学定义为： tftdtfftztffG020),(11lim)( 合肥工业大学 机械与汽车工程学院2. ISO 2631标准 用加速度均方根值 给出了在l80Hz振动频率范围内人体对振动反应的三个不同界限。o 暴露极限o 疲劳工效降低界限o 舒适降低界限 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 疲劳工效降低界限 合肥工业

3、大学 机械与汽车工程学院3平顺性评价方法o 1/3倍频带分别评价法o 总加速度加权均方根值评价法 212212) )(icii piwipwpfw 12( )uilifpipfGf df 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 吸收功率评价 对于时域：对于频域：TTavdttvtFTP0)()(1limiiiavGKP2444.1035 合肥工业大学 机械与汽车工程学院汽车振动系统的简化 立 体 模立 体 模型型双轴汽车简化的平面模双轴汽车简化的平面模型型 合肥工业大学 机械与汽车工程学院单质量系统的自由振动系统运动的微分方程为： 车身单质量系统模车身单质量系统模型型 0)()(2qzKqzCzm

4、 合肥工业大学 机械与汽车工程学院令 ； ，则齐次方程为： 0称为系统固有圆频率，而阻尼对运动的影响取决于n与0的比值，称为阻尼比 22mCn 220mK0220zznz KmCn202 合肥工业大学 机械与汽车工程学院则微分方程的解为： 这个解说明，有阻尼自由振动时，质量m2以有阻尼固有频率振动，其振幅按衰减 如图所示：)sin(220atnAznte 衰减振动曲线衰减振动曲线 合肥工业大学 机械与汽车工程学院阻尼比对衰减振动有两方面影响 (1)对有阻尼固有频率r的影响（2）对振幅衰减程度的影响 202201nr211112)(21eeAeAeAAdnTTtnnt 合肥工业大学 机械与汽车工

5、程学院 单质量系统的频率响应特性 幅频特性 :幅频特性图：212222)2()1 ()2(1)(qzjH 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 对幅频特性图进行讨论（1）低频段，不呈现明显的动态特性，阻尼比对这一频段的影响不大（2）共振段，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，在时， 1，与无关。在， 1对输入量起衰减作用，阻尼比减小对振型有利。 qzqz 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 单质量系统对路面随机输入的响应单质量系统对路面随机输入的响应 车身加速度 是评价汽车平顺性的主要指标。另外悬架的动挠度 fd 与其限位行程fd配合不当时，会经常撞击限位块，使平顺性交坏。

6、车轮与路面间的动载 Fd影响车轮与路面的附着效果，影响操纵稳定性 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 车身加速度车身加速度 对对 的幅频特性的幅频特性 o 车轮与路面间相对动载 对 的幅频特性 212222)2()1 ()2(1qzqz q GFdq gzGFd z 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 悬架动挠度fd对q的幅频特性 2222)2()1 (qfd 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 影响汽车平顺性的结构图素 （1）悬架结构悬架结构 （2）轮胎轮胎 （3）非悬挂质量非悬挂质量 （4）“人体人体座椅座椅”系统的参数选择系统的参数选择 合肥工业大学 机械与汽车工程学院 第二节第二节 汽

7、车空气调节性能汽车空气调节性能一、概述 汽车空气调节性能是影响汽车舒适性的重要因素之一特点：o(1)因车室内空间小，乘员多，所以要求有更大的换气量；o(2)汽车使用条件(运行状况)和所处环境变化急剧，且变化幅度大，随机性强，故要求有快速制冷和快速采暖能力；o(3)为使驾驶员前方保持清晰的视野，汽车前窗玻璃应具有除霜功能；o(4)在提高汽车空气调节性能的同时，强调不降低或少降低汽车动力性，并尽可能地减少燃油消耗；o(5)追求运行可靠、操作自动化、低制造成本、维修简便 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 汽车空气调节评价1人体的温度感觉人体的温度感觉 当对温度进行感性评价时，常用“不适指数”这个指

8、标。它是通过温度与湿度的关系，得出适宜与否的评价。 不适指数（气温湿球温度）0.4240.6 2舒适的空气调节参数舒适的空气调节参数 (1)车室温度 (2)空气湿度 (3)气流速度 (4)车内换气 3PMV和和PPD指标指标 PMV( Predicted Mean Vote)为平均预测数它表示大多数人对环境热感觉的表决的平均预测数。 PPD(Predicted Percentage of Dissatified)为对热环境表尔不满意的百分比的预测数 合肥工业大学 机械与汽车工程学院o 汽车空气调节试验 1换气性能试验换气性能试验 (1)换气量 (2)风速、风向 (3)空气入口和出口 2采暖、制

9、冷性能试验采暖、制冷性能试验 (1)采暖性能 (2)制冷性能 (3)温度控制性能 3主观评价试验 主观评价试验主要是对车内整体温度分布和风量(风感)进行评价 合肥工业大学 机械与汽车工程学院第三节第三节 汽车乘坐环境与驾驶操作性能汽车乘坐环境与驾驶操作性能o 汽车乘坐环境是指活动空间、内部设备、脚踏板高度、车门及通道宽度等；o 汽车驾驶操作性能是指驾驶操作的轻便性和各种信息的接受能力等 一 与人体工程学有关的知识1 我国人体尺寸 百分位是人体工程学中常用的一个谱它表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之多少的人可适用 合肥工业大学 机械与汽车工程学院2 H点人体模型 H点是人体身躯与大腿的连接点，即胯点(Hip Point)，汽车理论中常称它为H点3 足蹬力及手操舵力 坐姿时用足蹬踏板，足蹬力大小与坐姿、足位、踏板与座椅间的距离等因素有关。一般情况下，右腿可提供的最大平均足蹬力为2620N，左腿为242024N。足蹬力达2250N的持续时间约为40s。膝部屈曲160时足蹬力最能发挥。为防止踏板的误操作，踏板的起动压力应大于足休息时对踏板的静压力，静压力值为1832N 坐姿时驾驶员双手对方向盘的手操舵力与方向盘倾角有密切的关系。方向盘倾角越小，手操舵力越大。但可以转动方向盘的角度值也变小，此时