乘用車在不同車身高度下的平順性分析

2020-09-23 08:45:04王金平李殿起王殿鈞郭君娥

機械工程師 2020年9期

王金平，李殿起，王殿鈞，郭君娥

(沈陽工業大學機械工程學院，沈陽110870)

0 引言

人們對汽車的乘坐舒適性要求越來越高，汽車平順性是影響汽車乘坐舒適性的主要因素，但影響平順性的原因有很多。因此汽車平順性的研究具有重要的價值。各種激勵會刺激行駛過程中的車輛，汽車因這些激勵而產生振動，影響乘員的乘坐舒適性，并且使車輛的大部分零部件疲勞損傷，車輛的使用壽命因此縮短。另外，車輛的操縱穩定性會因車輛振動產生的輪胎動載荷受到影響，降低了車輛的安全性，限制了車輛的動力性，且路面也會在部分振動情況嚴重時遭到破壞[1]。

外國學者做過人對不同頻率振動反應的試驗，讓人坐在椅子上，先給一個強度不是很大的振動，頻率由低到高，緩慢變化。結果發現，振動頻率小于1 Hz時，人感到頭顱內振動，持續幾分鐘以后，會產生肌肉疼痛的感覺；頻率為2 Hz時，人感到困乏、愛打瞌睡；5～8 Hz時，感到難以忍受，并且呼吸和講話都受到干擾；9～30 Hz時，人會感到臉頰、頸部振動，視覺受到干擾；振動頻率超過30 Hz時，人雙手操作駕駛受到嚴重影響。汽車在駕駛過程中，路途顛震與發動機的震顫，致使司機和乘員長期處于全身振動狀態，雖然振動的傷害對人體的損傷很小，但是這種損傷正如滴水穿石的積累，最終會對人體健康造成嚴重的損害。因此汽車平順性的研究具有重要的價值。

J.A. Peterson[2]主動懸架系統中增加自適應阻尼，提升了車輛的行駛平順性和操縱穩定性。Kazemeini[3]建立了1/4車輛空氣懸架模型，設計了全主動控制器和相應的試驗臺架，仿真和試驗的結果均表明控制器能有效地降低車身的加速度和輪胎動載荷，提高了汽車平順性。Selim Solmaz等[4]研究了安裝輪轂電動機引起的簧下質量增加對車輛行駛平順性的影響，并提出通過改進懸架及輪胎參數來抵消簧下質量增加引起的負面效應。對行駛平順性的分析和評價方法的研究，國內學者要略晚于國外。但國內學者通過借鑒和吸收國外對平順性的研究經驗，也得到重要的研究成果。弓馨等[5]利用參數敏感度理論，分析輪胎剛度、懸架橡膠件垂向剛度、懸架彈簧剛度和座椅剛度對座椅和地板的垂直加速度均方根值的影響。張志飛等[6]針對商用車的平順性與道路友好性協調問題，采用遺傳算法優化懸架剛度和阻尼系數。