项目五 汽车舒适性及检测,一、汽车的舒适性概念 汽车的舒适性是指人们乘坐汽车不致引起不舒适和疲劳的一种感受。 汽车舒适性主要通过汽车行驶平顺性、车内空气调节及居住性、车身的隔声与密封、上下车的方便性等性能进行综合评价。 长期以来， 各汽车制造厂家都在积极采取改进措施， 以提高汽车的舒适性。 . 汽车行驶平顺性 汽车的行驶平顺性是指保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动和冲击环境在一定舒适度范围内的性能。,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,因此， 平顺性主要根据乘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。 行驶平顺性既是决定汽车舒适性最主要的方面， 其本身也是评价汽车性能的主要指标。 () 汽车行驶平顺性的评价指标 汽车行驶平顺性的评价指标， 通常是依据人体对振动的反应， 及对保持货物完整的程度来制定的。 目前对汽车行驶平顺性的评价有不同的方法。 ) 评价标准。 国际标准化组织() 在综合大量有关人体全身振动研究成果的基础上， 制定了 () 人体承受全身振动评价指南， 已被许多发达国家作为本国的国家标准。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测, 标准用加速度的均方根值， 给出了在 振动频率范围内， 人体对振动反应的三个不同的感觉界限， 即暴露界限、疲劳工效降低界限、舒适降低界限。 暴露界限。 当人体承受的振动强度在这个界限之内， 将保持健康和安全。 通常把此界限作为人体可以承受振动量的上限。 疲劳工效降低界限。 这个界限与保持工作效率有关。 当驾驶员承受振动在此界限以内时， 能保持正常的驾驶操作；若超过这个界限， 则意味着人的感觉的疲劳和工作效率的降低。 舒适降低界限。 该界限与保持舒适有关。 在这个界限之内， 人体对所暴露的振动环境主观感觉良好， 能顺利完成吃、读、写等动作。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,) 我国的评价标准。 汽车平顺性评价。 我国依据 () 标准并对相应标准进行了修订， 公布了/ 汽车平顺性随机输入试验方法， 并提出了“车速特性的概念”。车速特性是指平顺性评价指标随车速变化的关系。 用车速特性评价汽车的平顺性比在某一车速评价汽车的平顺性更符合实际。 轿车、客车适用“舒适降低界限” 车速特性；货车适用“疲劳 降低工作效率界限” 车速特性。 车身的固有频率评价。 人体器官自幼即已习惯于行走所引起的垂直振动频率(一般在. . )。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,当车身振动频率在此范围内， 则人体器官感到习惯， 就不会感到不舒适；当车身的振动频率偏离该范围， 人体则会感到不舒适。 当车身的振动频率低于 时， 会引起乘员晕车和恶心；当频率高于. 时， 人体会明显感受到冲击感， 会引起乘员的疲劳和不舒适感。 ) 汽车行驶平顺性的感觉评价。 汽车行驶时， 来自路面的冲击以及汽车行驶系和传动系中作用力的大小、方向不断变化， 汽车会发生各种振动。这些冲击、振动会引起乘坐者的不舒适与疲劳感觉。汽车乘坐是否舒适， 与交通情况、汽车性能、设备状况、气候条件、视野、振动与噪声等情况有关， 也与乘坐者本身的心理、生理状况有关。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,因而平顺性的好坏， 可以根据乘坐者主观感觉的舒适程度来评价。 这种主观感觉， 可以根据所受振动的程度， 划分成如下三种感觉: 正常: 振动很小时， 人们感到比较舒适， 感觉正常， 超过此范围， 就会感到不舒服。 可接受: 振动加大， 人们感到不大舒服， 但还能保持正常的驾驶， 不致感到疲劳。 可忍受: 振动更大， 人们感到疲劳， 影响正常的驾驶， 效率降低， 但尚可忍受， 不致影响健康和安全。 如果振动再加大， 人们就无法忍受， 以致影响健康和安全， 这在汽车上是不允许的。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,() 改善平顺性的途径 ) 悬架结构。 减小悬架刚度， 降低固有频率， 可以减少由于不平路面而引起乘员承受的加速度值， 这是改善平顺性的基本措施。 但刚度降低会增加非悬挂质量的高频振动位移。而大幅度的车轮振动有时会使车轮离开地面， 前轮定位角也将发生显著变化， 在紧急制动时会产生严重的汽车“点头” 现象。 转弯时因悬架侧倾刚度的降低， 会使车身产生较大的侧倾角。 为了使悬架既有大的静挠度又不影响其他性能指标， 可采取一些相应措施， 如采用悬架刚度可变的非线性悬架。 现代货车在后悬架上采用钢板弹簧加副簧即为此种方式下最简易的办法， 当载荷增减时， 其静挠度保持不变。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,目前， 比较先进的汽车一般采用主动式悬架， 在其结构中植入了可人工或自动控制弹力的调节机构， 并能根据路面情况自动调节减振器刚度和阻尼， 以获得更好的行驶舒适性。如图- 所示为空气悬架， 和传统的液压减振器配螺旋弹簧的悬架相比， 空气悬架利用气体的压缩性实现弹性作用， 在 的计算下可根据车重和路面情况来调节压缩气体的压力，软硬程度和车身高度可以自行调节控制， 所使用的空气弹簧和减振器令舒适性更好。 ) 悬架阻尼。 为了衰减车身自由振动和抑制车身、车轮的共振， 以减小车身的垂直振动加速度和车轮的振幅(减小车轮对地面压力的变化， 防止车轮跳离地面)， 悬架系统中应具有适当的阻尼。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,在悬架系统中， 引起振动衰减的阻尼主要来自减振器、钢板弹簧叶片之间的摩擦。 对于各种悬架结构， 以钢板弹簧悬架系统的干摩擦最大， 钢板弹簧叶片数目越多， 摩擦越大。 当干摩擦过于严重时， 会增加车身的自振频率， 路面的冲击也易于传给车身。 减振器可提高汽车行驶平顺性， 还可增加悬架的角刚度， 改善车轮与道路的接触条件，防止车轮离开路面， 因而可改善汽车的稳定性， 提高汽车的行驶安全性。 减振器如图- 所示。 改进减振器的性能， 对提高汽车在不平道路上的行驶速度有很大的作用。 ) 轮胎的影响。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,轮胎对行驶平顺性的影响主要取决于轮胎的径向刚度， 适当减小轮胎的径向刚度， 可以改善行驶平顺性。 比如采用子午线轮胎径向刚度减小， 轮胎的静挠度增加以上， 行驶平顺性得到改善。 但轮胎刚度过低， 会引起侧向偏离加大， 影响汽车的操纵稳定性。 在使用中， 通过动平衡试验消除轮胎的动不平衡现象， 也是保证行驶平顺性的必要措施。 ) 座椅的布置。 座椅的布置对行驶平顺性也有很大影响。 实际感受和试验表明: 座椅接近车身的中部， 其振动最小。 座椅位置常由它与汽车质心间的距离来确定， 用座椅到汽车质心距离与汽车质心到前(后) 轴的距离之比评价座椅的舒适性。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,该比值越小， 车身振动对乘客的影响越小。 对载货汽车和公共汽车， 座椅在高度上的布置也很重要。 为了减小水平纵向振动的振幅， 座椅在高度方面与汽车质心间的距离应该不大。 弹簧座椅刚度的选择要适当， 防止因乘客在座椅上的振动频率与车身的振动频率重合而发生共振。 对于具有较硬悬架的汽车， 可采用较软的坐垫。 对于具有较软悬架的汽车， 可采用较硬的坐垫。 如图- 所示为小型客车的座椅布置。 ) 非悬挂质量。 减小非悬挂质量可降低车身的振动频率， 增高车轮的振动频率。 这样就使低频共振与高频共振区域的振动减小， 而将高频共振移向更高的行驶速度， 对行驶平顺性有利。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,减小非悬挂质量， 还将引起高频振动的相对阻尼系数增加， 因而减振器所吸收的能量减少， 工作条件可以获得改善。 独立悬架相对于非独立悬架其非悬挂质量小， 行驶平顺性好， 如图- 所示为独立悬架， 图- 所示为非独立悬架。 ) 其他影响因素。 乘坐舒适性在很大程度上还取决于座椅的结构、尺寸、布置方式和车身(或载货汽车的驾驶室) 的密封性(防尘、防雨、防止废气进入车身)、通风保暖、照明、隔声等效能， 以及是否设有其他提高乘客舒适的设备(空调、钟表、音响、烟灰盒、点烟器等)。 . 空气调节与舒适性,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,空气调节性能与居住性能都是影响汽车舒适性的重要因素。 空气调节性能不好， 会引起乘员胸闷、晕车等不适感觉， 造成驾驶员反应迟钝， 影响行车安全；居住性不好， 会使乘员感到难以保持舒适的坐姿， 驾驶员感到操作不便， 易疲劳等。 () 空气调节性能 汽车空气调节是指对车内空气质量进行调节， 即不管车外的天气情况如何， 将车内的温度、湿度和清洁度都保持在一定的舒适范围内。 ) 人体对温度的感觉。人体在不断地产生和散发热量， 当两者取得平衡而维持体温在时人就会感到舒适， 若散热过多， 人会感觉“冷”；多余的热量不能及时散发， 人会感到“热”。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,) 舒适的温度范围。 人体感到舒适的环境温度随其工作内容、体质状况、性别、年龄和衣着等方面变化， 还要受季节、昼夜等自然环境变化的影响。 综合这些因素， 冬季人体感到舒适的温度范围为 ， 湿度为 ；夏季温度范围为 ， 湿度为 。 ) 对空气清洁度要求。 车厢内空气的洁净程度对舒适性会产生重要影响。 ) 空气调节。 汽车空气调节系统主要实现三大功能: 一是换气， 将车外入车内， 将车内气体排到车外， 以保持车内二氧化碳浓度不超过规定值；,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,二是调节温度和湿度， 包括冬季的加温除湿， 夏季的降温除湿， 使车内保持适宜的温度和湿度；三是净化空气， 除去车内存在的灰尘和难闻的气味， 使空气得到净化。 汽车空气调节系统由四大装置构成， 即通风装置、暖气装置、冷气装置、空气净化装置。 换气是空气调节最基本的功能。 要保持每个乘员应有. . / 的换气量， 使车内二氧化碳浓度在正常的范围内。 要合理布置空气的出、入口， 提高换气质量和效率。汽车外部的空气入口设置在正压力大的部位， 车内气体的出口设置在负压大的部位。 轿车的进气口一般开在前挡风玻璃下的机罩上， 排气口开在后排座位的车侧。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,在使用中应注意对空气进、出口及通道进行清洁维护， 以免堵塞而影响换气质量。 除了适宜的温度外， 温度的分布情况对人体是否感到舒适也有很大的影响。 冬季要求脚下左右部位的温差尽可能小；头部的温度比脚部低 ， 即所谓的“头寒足热”；前后座位温差要小， 特别是后排座位脚部， 应有充足的热风流通。 夏季制冷时， 则要求尽可能保持上下身相同的温度。 () 居住性 汽车的居住性主要是指合理分配车内空间， 布置适应各种人体特征的要求， 使驾驶员和乘员经过长时间行驶而不感到疲劳。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,) 乘员的居住性。 要使乘员长时间乘坐而不感到疲劳， 就必须给乘员提供能够随意选择乘坐姿势的宽敞车内空间和舒适可靠的座椅。 车室内容积的确定， 应考虑人体尺寸的参差不齐。 要使座椅舒适可靠， 首先是座椅的长、宽、高基本尺寸与人体尺寸相适应， 能按照乘员的体型进行尺寸调整。 对于大量生产的汽车， 一般能做到的是座椅靠背的倾角可在一定范围内调整(一般为 )。 长途客车的座椅靠背要求可以倾斜到以上， 以便乘客休息。座椅背的结构采用头枕式， 可以提高其舒适性。 要进一步提高座椅的舒适性， 还需对座椅的振动特性进行测试， 使其共振频率避开人体和悬架的共振频率。,上一页,下一页,返回,项目五 汽车舒适性及检测,另外， 座椅蒙皮的触感、室内装饰