《发动机原理与汽车理论》学习单元十二-汽车的平顺性及通过性

发动机原理与汽车理论学习单元十二汽车的平顺性及通过性学习任务一汽车平顺性随机输入行驶试验任务描述测定汽车在不同路面行驶时车身振动的随机信号，通过数据采集和分析，评价汽车振动对乘客的影响。学习目的通过本节学习，学习者可完成汽车平顺性试验，可以通过试验结果分析平顺性的评价指标。学习准备小型客车或小型载货汽车一辆。振动加速度传感器2只，数据采集和信号分析仪1台相关知识一汽车平顺性振动：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。一、行驶平顺性的评价指标一般是根据人体对振动的生理反应来制定，并用振动的物理量，如频率、振幅、加速度等作为行驶平顺性的评价指标。目前常用汽车车身振动的固有频率和振动加速度均方根值，评价汽车的行驶平顺性人体步行振动频率约为60－80次/分。国际标准ISO2631用加速度的均方根值，给出了在1~80Hz振动频率范围内，人体对振动反应的三个不同的界限，分别为疲劳—降低工效界限、暴露极限和舒适性降低界限。一辆汽车平顺性好坏最终需要进行感觉评价。ISO标准平顺性：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输入－振动系统－输出－评价指标输入：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。1.人体对振动的响应人体对振动的响应取决于：①频率与强度；②作用方向；③暴露时间。2.频率8Hz以下水平方向允许的加速度值低于垂直方向4～8Hz允许的加速度；水平方向1～2Hz比垂直方向4～8Hz加速度允许值低1.4倍。对于汽车的振动环境，8Hz以下振动频率占比重相当大。3.反应界限（疲劳、不舒服）都是由人体感觉到的振动强度大小和暴露时间长短综合作用的结果。

平顺性主要靠主观感觉判断。

国际标准ISO2631，以短时间简谐振动的实验结果为基础。

ISO2631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－加速度均方根值二.平顺性的评价方法1/3倍频分别评价法：对传至人体的加速度进行频谱分析，可得1/3倍频带的加速度均方根值谱。1/3倍频法认为:同时有许多个1/3倍频带都有能量作用于人体时，各个频带振动作用无明显联系，对人体产生的影响主要是人体感觉振动强度最大的一个1/3倍频带所造成的。

人体对各频带振动的敏感程度不同，所以1/3倍频加速度均方根值分量

的大小不能反映人体感觉振动强度的大小。

方法：采用人体对不同频率振动敏感程度的频率加权函数，将人体最敏感以外各1/3倍频带加速度均方根值分量进行频率加权，即按人体感觉的振动强度相等的原则折算为最敏感频率范围，即加权加速度均方根值分量。其大小可以反映人体对振动强度的感觉。学习任务二汽车通过性试验一、任务描述对提供的车辆进行相关参数的测量，并分析测量结果。二、学习目标通过测量车辆的离去角、接近角、纵向通过半经、最小转弯直径等数据，判断车辆通过障碍物的能力。三、学习准备1）高度尺：量程0～1000mm，最小刻度：0.5mm；2）离地间隙仪：量程0～500mm，最小刻度：0.5mm；3）角度尺：量程0～180°，最小刻度：1°；4）钢卷尺：量程0～20mm，最小刻度：1mm；5）水平仪及三维H点装置（可用三维坐标仪代替）。相关知识二汽车的通过性汽车通过性的评价指标有结构参数和支承与牵引参数。结构参数用于评价汽车在坏路条件下通过各种障碍的能力；支承与牵引参数用于评价汽车在无路条件下行驶的能力。与间隙失效有关的汽车整车几何尺寸，称汽车通过性的几何参数。这些参数包括：最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角、最小转弯半径、最大通道宽度、车轮半径等。驱动与附着参数包括最大动力因数（1档）、轮胎接地压强、驱动轮附着重量、前后轮迹重合系数。一、通过性的几何参数(１)最小离地间隙ｈ最小离地间隙表征了汽车越过石块、树桩之类障碍物的能力。

(２)纵向通过半径ρ１纵向通过半径是在汽车侧视图上作出的与前、后车轮及两轮中间轮廓相切圆的半径。

(３)横向通过半径ρ２横向通过半径是在汽车的正视图上所作的与右、左轮及与两轮中间轮廓相切圆的半径。

(４)接近角γ１接近角为自汽车前端突出点向前轮引的切线与路面之间的夹角。

(５)离去角γ２离去角为自汽车后端突出点向后轮引的切线与路面之间的夹角。间隙参数二、通过性的支承与牵引参数1.单位压力2.最大动力因数如前所述，汽车以头档速度行驶时的最大动力因数，是汽车最大爬坡能力和克服道路阻力能力的标志。当汽车在坏路或无路地带行驶时，行驶阻力很大，为了保证汽车具有较好的通过性，除了采取减小行驶阻力(主要是土壤阻力，因为此时表征汽车越野行驶能力的挂钩牵引力等于土壤推力与阻力之差)的措施外，还必须提高汽车的动力因数。在越野汽车的传动系中，通常通过增设副变速器或具有低档的分动器，来增大传动系的总传动比，从而使驱动轮获得足够大的驱动力。适当地减少汽车的载荷，既能降低车轮对地面的单位压力，又可提高汽车的动力因数，从而提高汽车通过松软地面的能力。3.相对附着重力汽车的最大驱动力不仅取决于发动机和