- 收藏
- 加入书签
汽车平顺性探究与评估
摘要:本文聚焦汽车平顺性,深入剖析其内涵,详细解读国际标准中人体对振动加速度的耐受界限,全面探讨影响汽车平顺性的各类要素,涵盖路面种类、车身运动调控、振动隔绝等方面,细致阐述平顺性的评价项目、操作流程及路面选取,同时对比不同车型对平顺性的差异化需求以及用户对平顺性的常见反馈。藉此研究,旨在透彻理解汽车平顺性,为汽车研发、生产及性能评判提供有价值的参考,助力提升汽车乘坐舒适度与用户满意度。
关键词:汽车;平顺性;综合评价;差异化
一、平顺性的概念界定
平顺性指汽车在行驶过程中,对可能导致人体不适、疲劳乃至健康损害,或致使货物受损的振动与冲击加以控制,使其不超出许可范围的性能表现。鉴于平顺性主要依据乘员舒适度来评判,常被纳入乘坐舒适性范畴。用户对平顺性的期望主要集中在汽车行驶于不平路面时的隔振特性,以及在不平路面行驶时对车身运动的掌控能力。
二、影响汽车平顺性的关键因素
(一)路面类型及其影响
1.平滑路面:此类路面平整光滑,如新修的高速公路,车辆行驶其上时振动微弱,平顺性表现出色,能为乘客提供较为舒适的乘坐环境。
2.粗糙路面:表面虽平整但质地粗糙,例如一些使用时间较长、磨损较大但尚未出现明显坑洼的柏油马路。车辆在这种路面上行驶,会受到一定程度的振动干扰,对平顺性产生一定影响。
3.破损路面:路面不平整且粗糙,常见于长期受重载车辆碾压而损坏的路段,布满坑洼。车辆行经此类路面时,会遭受较大冲击,严重影响汽车的平顺性,使乘客感到明显不适。
(二)车身运动的控制要素
1.车身运动幅度的影响:车身运动行程过小,会使乘客感受到频繁且较大的振动;而行程过大,则会导致车辆与路面的贴合性变差。行程大小并非孤立因素,它与弹簧频率、减振器阻尼、重心变化等诸多因素相互关联,共同影响车身运动幅度,进而影响汽车的平顺性。
2.车身运动方向的多样性:车身运动涵盖上下、左右、前后、俯仰、横摆等多个方向。这些方向的运动变化会对乘客的舒适度产生不同程度的影响。例如,车身的俯仰和横摆运动可能导致乘客身体失衡,产生不适感。
3.车身运动速率、突然性与前后平衡性:理想的车身运动应是流畅的,通常通过前后悬架的偏频来控制(一般在1.1 - 1.6Hz范围内),以满足人体内脏器官对舒适性的要求。然而,不理想的车身运动往往出现在3 - 5Hz区域,这是车辆设计与评价过程中需要重点关注并加以规避的问题,因为该区域的车身运动容易引发乘客的不适。
三、汽车平顺性的综合评价
(一)车身控制相关评价:
1.车身运动控制指标:细致考察车身在行驶过程中的弹跳、压缩、延迟等运动的幅度、速率、滞后情况以及与路面的贴合程度。这些指标直接关系到乘客对车身运动的直观感受,例如过大的弹跳幅度或过快的压缩速率都可能导致乘客的不舒适。
2.车身运动平衡考量:重点关注车身前后轴的平衡状态、俯仰角度、侧倾程度以及对角起伏情况。良好的车身运动平衡能够确保车辆在行驶过程中姿态稳定,减少因车身姿态变化而给乘客带来的不适感。
3.车身运动舒适性分析:着重研究车身运动的突然性以及横向运动的幅度和突然性对乘客舒适度的影响。突然的车身运动变化或较大的横向运动幅度都容易使乘客产生晕车等不适症状。
(二)振动隔离效果评价:
1.小的路面输入振动处理:深入探究车辆对共振的抑制以及对路感(如路面接缝、纹理、石子等引起的振动)的吸收情况。良好的小路面输入振动处理能力能够使车辆在行驶于具有细微路面特征的道路时,依然保持平稳,减少振动传递给乘客。
2.破损路面振动应对:评估车辆在破损路面上对振动的缓冲和吸收能力。破损路面会产生较为强烈和复杂的振动,车辆的减振系统和悬架等部件需要有效地缓冲和吸收这些振动,以保障车内的舒适性。
3.破损路面共振现象分析:研究车辆在破损路面激励下是否会引发共振,以及共振的强度和频率等特性。共振会显著放大振动,对汽车平顺性产生严重负面影响,因此需要重点关注和避免。
四、评价操作的具体方法
(一)在专门设计的起伏路上(通常为试验场的长波路或其他类型的起伏路),以60km/h的恒定车速匀速行驶,在此过程中,对车身控制(包括路面贴合的紧密程度、弹跳的幅度与频率、压缩的程度与速率、延迟的时长与表现等)、车身平衡(前后轴是否平衡、俯仰角度的变化、侧倾的幅度以及对角起伏的情况)、车身运动舒适性(运动变化的突然性、乘客头部的晃动程度等)进行详细评价。
(二)在平直但表面具有清晰纹理的路面上,以80km/h的车速匀速行驶,重点评价车辆对小输入路面振动的吸收能力。这种路面虽然整体较为平直,但表面纹理会给车辆带来一定的振动输入,通过此测试可以了解车辆在处理这类常见路面情况时的能力。
(三)在各种典型的破损路面上行驶,根据路面的破损程度确定合适的车速,对车辆的振动大小、吸收能力以及是否出现共振进行全面评估。选择国内常见的破损道路,如柏油路面和水泥路面等,以确保测试结果能够反映车辆在实际使用环境中的表现。
五、用户对平顺性的常见反馈与评价
1.反馈一:有些用户反映车辆的悬架偏硬,虽然在跑高速时感觉较为舒适,但在通过减速带、坑洼路面等情况时,会明显感到不舒服。甚至有用户提到板车悬架的车辆在这种路况下的颠簸感非常强烈,以至于难以忍受,例如有网友表示过减速带时的体验极差。
2.反馈二:新车在气温20℃时,在起伏路面行驶会出现晃得不行的情况,虽然没有颠簸和异响,只是单纯的晃动,类似船的感觉,这让用户产生了疑问,不知道这种情况是否正常,以及其他用户是否也有类似的体验。这种反馈反映了用户对车辆在特定路况下平顺性表现的关注和疑惑,也提示了汽车制造商需要进一步优化车辆在起伏路面的行驶性能。
六、结论
汽车平顺性是一个涉及多方面因素且相互关联的复杂性能指标,它受到路面状况、车身结构设计、悬架系统特性、减振器性能等多种因素的综合影响。通过对汽车平顺性的深入研究和科学评价,可以为汽车的设计、制造和改进提供全面而准确的依据,从而有针对性地提升汽车的乘坐舒适性和整体品质,增强汽车在市场上的竞争力。
参考文献:
[1]张秋峰,刘夫云,邓聚才,等.基于响应面法的载货汽车平顺性优化[J].机械设计与制造,2022,(01):224-227.
[2]唐焱,李发琴,肖蓬勃,等.一种汽车平顺性试验数据处理系统的设计[J].机械设计与制造,2018,(05):68-70.
京公网安备 11011302003690号