●军用车辆工程 M ilit ary Veh i cle Eng i n eer i n g
基于虚拟仪器的汽车平顺性试验系统
孙协胜1
,李树珉2
,温茂禄1
,赵新顺
1
(1.军事交通学院汽车指挥系,天津300161;2.军事交通学院外训系,天津300161)
摘 要:利用Lab V I E W 开发了“汽车平顺性试验系统”,通过试验系统的硬件设计、软件开发和试验验证,基本实现了汽车平顺性的测试功能。
关键词:虚拟仪器;Lab V I E W ;平顺性中图分类号:TP206.1 文献标志码:A 文章编号:1674-2192(2009)01-0065-04
Research on the Autom ob ile Sm oothness Exper i m en t
System Ba sed on V i rtua l I n strum en t
S UN Xie -sheng 1
,L I Shu -m in 2
,W E N M ao -lu 1
,ZHAO Xin -shun
1
(1.Aut omobile Trans port Command Depart m ent ,Acade my of M ilitary Trans portati on,Tianjin 300161,China;
2.Foreign Depart m ent,Acade my of M ilitary Trans portati on,Tianjin 300161,China )
Abstract:This paper devel op s “Aut omobile S moothness Experi m ent Syste m ”by Lab V I E W and realizes the test functi on of aut omobile’s going s moothly thr ough experi m ent system s oft w are design ,hard ware design and experi m ent verificati on .Keywords:virtual instru ment;Lab V I E W;s moothness
收稿日期:2008-06-08;修回日期:2008-08-16.
作者简介:孙协胜(1978— ),男,硕士,讲师.
汽车在道路上行驶时,会因路面凹凸不平而产生振动。汽车平顺性试验就是评价汽车因振动使乘客感到不舒服或疲劳程度的试验[1]
。汽车平顺性传统的试验方法通常是测量振动加速度值,然后由平顺性信号记录仪和分析仪处理试验数据,获得汽车平顺性指标。由于所有的数据采集、处理和显示任务都由设备内部的单片机系统来完成,单片机系统本身的硬件功能的局限性决定了测试不可能获得大量的试验数据和精确的测试结果。90年代以来,虚拟仪器技术以其优越的性价比和灵活快捷的构建方式得到广泛的研究和应用。结合这一技术,本文以Lab V I E W 为软件平台
开发汽车平顺性试验系统,克服了传统模拟仪器完全由生产厂商在产品出厂前定义好特定的功能,避免了传统仪器体积庞大,功能单一,价格昂贵,开放性差等缺点。
虚拟仪器是电子技术、计算机技术和测控技术相结合的产物,它以计算机为平台,充分利用计算机丰富的软硬件资源来完成传统仪器的数据采集、处理和结果显示等功能。它借助专用的仪器硬件作为数据采集设备,可以实现大量、多向的数据采集;采用通用计算机作为数据处理和结果显示的平台,可以利用各种复杂的数学算法进行信号的后续处理。
第11卷 第1期2009年1月
军事交通学院学报
Journal of Acade my of M ilitary Trans portati on
Vol .11 No .1January 2009
1 平顺性试验的评价指标及要求
[2]
汽车行驶时,会因路面不平而产生振动。汽车平顺性试验就是评价汽车因振动使驾驶员和乘客感到不舒适或疲劳程度的试验,汽车行驶平顺性是汽车基本性能指标之一。
以前评价指标对人体的评价,用疲劳-降低功效界限T fd 、降低舒适界限T cd 以及加权加速度均方根值σw 等指标;对货车车厢振动的评价,用加速度均方根值σr .m.s 和加速度功率谱密度函数。现在,为符合国际标准新的发展趋势,对人体的评价,仅采用加权加速度均方根值σw ;对货车车厢振动的评价,仍用加速度均方根值σr .m.s 和加速度功率谱密度函数。
测量参数主要是汽车加速度及速度。处理系统按照标准G B /T4970-1996的要求经过计算得到1/3倍频程加速度均方根值和1/3倍频程总的加速度加权均方根值并进行比较。
2 汽车平顺性试验系统设计
汽车平顺性试验系统的原理是通过传感器从
汽车有关部位采集信号,这些信号经调理后,由数据采集硬件进行采集,然后将信号送往主机,在相应软件支持下,通过键盘操作完成车辆各参数设置和性能测试,测试结果由屏幕显示或由打印机打印输出。其总体结构框图如图1所示
。
图1 系统总体结构框图
2.1 系统硬件设计
在系统硬件设计中,选用SG1410座垫型三向
加速度传感器和LC -1100非接触式光电速度传感器;在数据采集卡的选择过程中,选用N I 公司的DAQCard -6024E 数据采集卡,该采集卡不仅能够满足平顺性数据采集速度和精度要求,而且能够满足其他性能测试的要求,为今后的系统扩
展和完善做了充分的准备。
2.1.1 电荷放大电路设计
根据所用压电传感器鉴定证书,结合振动信
号的特点,我们设计了电荷放大电路[3]
,如图2所示。从传感器来的电荷通过电容C 1转换成电压,它等于传感器容抗加上运放输入容抗,噪声增益是HC 1/C T ,放大器的低频带宽决定于R 1C 1或R
1(1+R 2/R 3)的值,补偿时间常数为1/R 5C 3。
图2 电荷放大电路原理图
2.1.2 速度信号放大电路设计
在测速过程中,当速度在0.5～250km /h 时,其输出信号频率范围可达30～18000Hz ,其频率跨度达3个数量级,且信噪比低,信号波形杂乱。因此这种信号必须由前置调理电路处理后方能为微机系统所使用。
虽然信号在传感器内部已经经过了一次前置放大,但是为了能够进行后续处理,仍需要对传感
器输出的信号再次放大。为了有效地抑制加在放大电路中的干扰信号,本系统采用具有高阻抗、低噪声、低飘移的集成运算放大器构成放大电路。设计电路如图3所示。
图3 速度信号放大电路原理图
该放大电路是由两级联式反向放大器组成。
放大电路总增益(A V T )等于第1级增益(A V 1)乘第
6
6 军 事 交 通 学 院 学 报第11卷 第1期
2级增益(A V 2),即
A V T +A V 1×A V 2=(-R 2R 1
)×(-R 5R 4
)=
R 2R 1
×
R 5R 4
2.2 系统软件设计
系统软件开发工具选用的是N I 公司的图形化编程语言Lab V I E W [4]
,它是N I 公司以虚拟仪器概念为基础开发的。Lab V I E W 为用户提供了简单、直观、易学的图形编程法,是把复杂、繁琐、费时的语言编程简化成为菜单或图标提示的方法选择功能,并用线条把各种功能连接起来的简单图形编程方式。Lab V I E W 为编程、查错、调试提供了简单、方便、完整的环境和工具,所以用户只要花很少的时间就可以把设想变为现实。
2.2.1 主程序层用户界面设计
[5-6]
用户界面是主程序层的重要组成部分,是用户对程序进行控制的桥梁。Lab V IE W 提供了多种工具用于前面板的有效设计。用户界面的设计不应当仅仅是满足试验功能的需要,而且要尽量使用户界面友好、人性化。主程序层用户界面前面板如图4所示
。
图4 汽车平顺性随机输入行驶试验前面板界面左侧设计为图形显示窗口,上显示窗口
可以显示振动信号时域波形,下显示窗口显示振动信号的自功率谱。
界面右侧上半部分设计为操作按钮,包括:“设置测量参数”、“开始测试”、“停止测试”、“显示测试结果”、“存储测试数据”、“生成测试报表”和“退出测试”等。
界面右侧下半部分是汽车平顺性随机输入行驶试验的结果框,是试验数据显示窗口。通过对原始信号的实时分析,得到加速度均方根、降低舒适界限和等效均值等数据。2.2.2 各功能模块
根据主界面的操作按钮的功能,本文设计了
各功能子模块。具体包括:数据采集子模块、数据存储子模块、数据回放子模块、报表生成子模块、打印子模块等。数据分析处理子模块,包括“悬挂系统固有频率与阻尼比测定试验”数据分析、“汽车平顺性随机输入行驶试验”数据分析等。软件的信号采集部分采用快捷菜单的采集助手来实现,只需要对照硬件做好各个选项的设置即可以方便快捷的完成信号的采集、输出。采集模块的
软件流程图如图5所示。
图5 采集模块流程图
本文以“汽车平顺性随机输入行驶试验”数据
分析模块做具体说明。
在“汽车平顺性随机输入行驶试验”中,首先对信号进行低通滤波处理,使用巴特沃斯(
B utter 2worth )
滤波器,设置滤波器采样率为1000Hz ,数字滤波截止频率为100Hz ,滤波阶次为5。
对信号进行加窗(Hanning )
处理后,进行自
功率谱
运算,得到自功率谱密度函数曲线。
7
62009年1月孙协胜等:基于虚拟仪器的汽车平顺性试验系统
根据相关公式,计算出加速度均方根、等效均
值和降低舒适界限数值。系统框图如图6所示
。
图6 随机输入行驶试验数据分析系统框图
2.3 结果与分析
在验证平顺性指标时,主要考虑加权加速度
均方根值,根据G B/T4970-1996中列出的相关计
算公式,计算出加速度均方根值。
通过试验数据分析,该车司机座椅的加权加
速度均方根值为0.5630m/s2,小于0.7079m/s2
的限值;等效均值为115.0dB,小于117.0dB的
限值;降低舒适界限值为1.665h,大于1.0h的限
值。从所得数值与限值比较可知:该车符合标准
要求。
3 结论
1)基于Lab V I E W开发汽车平顺性试验系统
基本实现了了传统测试仪器的功能,与传统测试
仪器相比较,提高了开放性,增强了功能性,性价
比也更高。
2)用户可以根据实际情况添加新的功能模
块,以便实现更多的试验分析功能。
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(编辑:关立哲)
86 军 事 交 通 学 院 学 报第11卷 第1期
第6章汽车行驶平顺性检测 6.1 行驶平顺性的评价指标及影响因素 知识目标 1.理解汽车行驶平顺性的评价指标 2.掌握汽车通过性影响因素。 能力目标 会对车辆的平顺性做出正确的评价 导入案例 有些人乘坐化油器普通桑塔纳轿车会感到头晕、呕吐现象；为什么？其主要原因是与汽车的行驶性能与平顺性能有关，即与地面因素有关也与底盘的固有频率有关，普通桑塔纳的固有振动频率与行使的平顺性要求不合适，也即是底盘的设计存在的因素。 6.1.1 汽车行驶平顺性的评价指标 汽车在行驶时对路面不平度的隔振特性，称为汽车行驶平顺性。汽车是由几个具有固有振动频率的系统组成，这些系统包括各车轮和各弹性元件及悬架弹簧等组成；它们之间互相有一定程度的联系。汽车在不平路面上行驶时，会激起汽车的振动；当这种振动达到一定程度时，使乘员感到疲劳和不舒服，或使货物损坏。同时还会引起汽车增加附加载荷，加速汽车有关零件的磨损，缩短汽车的使用寿命。所以，汽车行驶平顺性就是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定的舒适性能；对载货汽车还包括保持货物完好的性能。 汽车行驶平顺性的评价与人体对汽车行驶振动密切相关，它不但受汽车振动频率与强度、振动作用的方向和时间影响；而且又受人的心理、生理状态的影响。所以评价和衡量汽车行驶平顺性是非常困难和复杂的。常用的汽车平顺性评价指标有两种：客观物理量的评价指标和主观感觉评价。 1.汽车行驶平顺性客观物理量评价 ⑴振动加速度振动加速度对平顺性影响很大。人体在不同的振动频率下，能承受的加速度不同。振动的强度采用加速度均方根值表示。国际标准协会提出的ISO2631标准是根据人体对不同方向、不同频率、不同振动强度机械振动的反应制定出三个评定界限，它们分别是： 舒适性降低界限：超过此界限会降低舒适性。 疲劳——工效降低极限：降低工作效率的界限，此界限与保持工作效率有关。 暴露极限：该极限为人体可以承受振动量的上限。 ⑵我国试行标准我国参照ISO2631制订了GB／T4970—1985、GB T5902—1986标准评价汽车行驶平顺性。GB/T4970—1985规定以疲劳——工效降低界限和舒适性降低界限为人体承受振动能力的主要评价指标。其中，轿车和客车用舒适性降低界限评价，货车用疲劳——工效降低界限，并对检测条件和车速做出相应规定。GB／T5902—1986规定以坐垫上和座椅底部地板振动加速度的最大值作为评价指标。 ⑶用车身的固有振动频率评价固有振动频率是指弹性系统由于偶然的干扰而离开
汽车平顺性脉冲输入试验标准
作者: 日期: 2
汽车平顺性脉冲输入试验规范 2012-12-20 发布2012-12-25 实施
本标准编写格式符合 GB/T 1.1-2009标准规定。 修 订 情 况
汽车平顺性脉冲输入试验规范 1. 范围 本标准为汽车平顺性脉冲输入试验提供依据。 本标准适用于公司设计、生产的整车产品，其它可参照执行。 2. 引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12534 汽车道路试验方法通则； GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法 3. 试验条件 3.1试验道路应平直，长度足够按要要求稳定车速； 3.2试验仪器采样频率不低于200Hz。 3.3其它试验条件满足GB/T 12534《汽车道路试验方法通则》与GB/T 4970-2009《汽车平顺性试验方法》的要求。 4. 试验内容与方法 4.1制作一个三角形凸块，形状尺寸如图所示： H:轿车及MPV为40mm城市型SUV（X5）为60mm越野车（X6、X8、X9）为80mm B:按需而定，但必须大于轮宽。 也可用其它形状凸块，如路政常用的减速坎，试验报告中需绘制其截面图。 4.2加速度传感器布置在驾驶员座椅、后排座椅上及这些座椅底部的地坂上。 4.3将凸块放置在试验道路中间并与车辆行驶方向垂直。试验时汽车以规定车速匀速通过凸块。在汽车通过凸块前50m应稳住车速，在汽车前轮到达凸块前开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后停止 记录。 4.4 试验车速为10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h，每种车速进行8 次试验。 5. 试验数据处理 5.1用最大的（绝对值）加速度响应azmax与车速v的关系曲线即车速特性azmax—v评价。 5.2取8次试验数据的算术平均值为该车速的试验结果，将结果计入表1中：
汽车平顺性道路行驶试验报告 一、试验目的和任务 1、学习与该试验有关的数字信号采集和处理的知识。 2、对汽车相应部位振动信号进行采集，并对信号进行处理，作出对被试验车辆平顺性的评价。 3、根据主观感觉的舒适性来评价被检车辆的平顺性，同时，通过试验发现它们在平顺性方面存在的问题，探索产生问题的原因，为汽车平顺性设计提供改进措施。 二、试验内容和条件 1.试验内容 （1）随机输入行驶试验：测定汽车在随机不平路面上行驶时的振动对乘员及货物的影响，评价试验车辆平顺性。试验时，汽车在稳速段内以规定的车速稳定行驶，然后以该稳定车速匀速地驶过试验路段，记录各测量点的加速度时间历程（样本记录长度不小于3min）和平均行驶车速。 （2）脉冲输入行驶试验：测定汽车行驶单凸块时的，对乘员及货物的冲击响应，评价试验车辆平顺性。试验车速分别为10、20、30、40、50、60 km/h，每种车速的试验次数不少于8次。当汽车行驶到距凸块50m远时车速应稳定在试验车速上，而后以稳定的车速驶过凸块，同时用磁带记录仪记录汽车振动的全过程，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。测试系统应适宜于冲击测量，其性能应稳定、可靠，频响范围为0.1～100Hz，其中加速度传感器的量程不得小于10g。 2.试验条件 （1）根据试验内容和国标GB/T 4970-1996、GB/T 5902-86要求，本次试验在沥青路面上进行，路面平直、干燥，纵坡不大于1%，长度不小于3km，两端有30～50m扥稳速段，风速不大于5m/s。 （2）汽车各总成、部件、附件及附属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全，并在规定的位置上，调整状况应符合该车技术条件的规定，轮胎气压符合汽车技术条件的规定，误差不超过±10 kPa。 （3）测试部位的乘员应全身放松，两手自由地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿势不变，乘员不靠在靠背上。 三、试验仪器和试验装置 1. 试验车辆：某型号轿车 整车质量 1930 kg。 相应轴载质量：前轴 1062 kg；后轴 868 kg。 悬架型式: 前轴麦弗逊式独立悬架后轴扭力梁式拖曳臂悬架 轮胎型式和轮胎气压 前轮 255/45 R19 104Y x1 ,2.1bar 后轮255/45 R19 104Y x1 ,2.1bar 轴距3122mm
基于越野路面谱汽车行驶平顺性建模与仿真 1 引言 汽车的行驶平顺性就是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境中具有一定 舒适度的性能，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能，它是评价现代汽车的重要性能指标之一。随着汽车工业的发展，如何改善汽车行驶平顺性，已经成为汽车设计者十分关注的问题。 汽车行驶时,路面的不平度会引起汽车的振动。当这种振动达到一定程度时，将使乘客感到不舒适和疲劳、或使运载的货物损坏，汽车行驶平顺性正是根据乘座者的舒适度来评价汽车性能的，又可称为乘座舒适性。汽车是一个复杂的多质量振动系统，其车身通过车架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通过弹性轮胎与道路接触，其他如发动机、驾驶室等，也是以橡皮垫固定于车架。在激振力作用下，如道路不平而引起的冲击和加速、减速时的惯性力，以及发动机与传动轴振动等，系统将发生复杂的振动，对乘员的生理反取决于行驶平顺性，而被迫降低行车速度，因而使汽车的平均技术速度减低，运输生产应和所运货物的完整性，均会产生不利的影响。在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影响不大，主要率下降。其次，振动产生的动载荷，加速了零件的磨损，乃至引起损坏，降低了汽车使用寿命。此外，振动还引起能量的消耗，使燃料经济性变坏。因此，减少汽车本身的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车的运输生产率、燃料经济性、使用寿命和工作可靠性等。 1.1研究的意义 中国作为发展中国家，在过去的20多年里，国民经济持续、健康、快速发展，汽车工业也取得了跨越式的发展，我国的汽车生产能力也得很大的提高。近几年来，我国私人汽车拥有量快速增长，道路的建设，汽车行驶里程越来越远，乘客乘坐时间越来越长，汽车的行驶平顺性更加受到生产厂家及用户的关注。私人汽车拥有量快速增长,道路的建设，汽车行驶里程越来越远，乘客乘坐时间越来越长，汽车的行驶平顺性更加受到生产厂家及用户的关注。 舒适的振动环境，对于乘员，不仅在行驶过程中很重要，而且可以保证乘员到达目的地后，以良好的状态投入工作。对于载货汽车来说，平顺性影响着货物保持完好的程度。因而如何最大限度地降低汽车在行驶过程中产生的振动，甚至更进一步利用振动来为我所用是一项十分有价值和意义的工作，而有关振动在汽车领域的研究更是
可编辑 汽车平顺性脉冲输入试验规范
前言本标准编写格式符合GB/T 1.1-2009标准规定。
汽车平顺性脉冲输入试验规范 1.范围 本标准为汽车平顺性脉冲输入试验提供依据。 本标准适用于公司设计、生产的整车产品，其它可参照执行。 2.引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 12534 汽车道路试验方法通则； GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法 3.试验条件 3.1 试验道路应平直，长度足够按要要求稳定车速； 3.2 试验仪器采样频率不低于200Hz。 3.3 其它试验条件满足GB/T 12534 《汽车道路试验方法通则》与GB/T 4970-2009《汽车平顺性试验方法》的要求。 4.试验内容与方法 4.1 制作一个三角形凸块，形状尺寸如图所示： H：轿车及MPV为40mm，城市型SUV(X5)为60mm，越野车（X6、X8、X9）为80mm； B：按需而定，但必须大于轮宽。 也可用其它形状凸块，如路政常用的减速坎，试验报告中需绘制其截面图。 4.2 加速度传感器布置在驾驶员座椅、后排座椅上及这些座椅底部的地坂上。 4.3 将凸块放置在试验道路中间并与车辆行驶方向垂直。试验时汽车以规定车速匀速通过凸块。在汽车通过凸块前50m应稳住车速，在汽车前轮到达凸块前开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后停止记录。 4.4 试验车速为10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h，每种车速进行8次试验。 5.试验数据处理 5.1 用最大的（绝对值）加速度响应azmax与车速v的关系曲线即车速特性azmax—v评价。 5.2 取8次试验数据的算术平均值为该车速的试验结果，将结果计入表1中： 表 1
第六章汽车行驶的平顺性 6.1 平顺性的评价 汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，能保证乘员不会因车身振动而引起不舒服和疲劳的感觉，以及保持所运货物完整无损的性能。由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，又称为乘坐舒适性。 汽车作为一个复杂的多质量振动系统，其车身通过悬架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通过弹性轮胎与道路接触，其它如发动机、驾驶室等也是以橡胶垫固定于车架上。在激振力作用(如道路不平而引起的冲击和加速、减速时的惯性力等)以及发动机振动与传动轴等振动时，系统将发生复杂的振动。这种振动对乘员的生理反应和所运货物的完整性，均会产生不利的影响；乘员也会因为必须调整身体姿势，加剧产生疲劳的趋势。 车身振动频率较低，共振区通常在低频范围内。为了保证汽车具有良好的平顺性，应使引起车身共振的行驶速度尽可能地远离汽车行驶的常用速度。在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影响不大，主要取决于行驶平顺性，而被迫降低汽车行车速度。其次，振动产生的动载荷，会加速零件磨损乃至引起损坏。此外，振动还会消耗能量，使燃料经济性变坏。因此，减少汽车本身的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车的运输生产率、燃料经济性、使用寿命和工作可靠性等。 汽车行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应及对保持货物完整性的影响来制订的，并用振动的物理量，如频率、振幅、加速度、加速度变化率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评价汽车的行驶平顺性。试验表明，为了保持汽车具有良好的行驶平顺性，车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时，身体上、下运动的频率。它约为60～85次/ 分(1H Z ～1.6H Z )，振动加速度极限值为0.2～0.3g。为了保证所运输货物的
汽车平顺性实验 实验目的 研究车身与车轮双质量系统的振动。 实验内容 模拟分析车身与车轮双质量系统在路面输入下汽车悬架动挠度21z z -和车身加速度 a 的变化趋势。 双质量系统振动的运动方程： ....221221....1121121()()0 ()()()0 t m z C z z K z z m z C z z K z z K z q +-+-=+-+-+-= 设..1212[]T x z z z z = 则.......1212[]T x z z z z = 设.. 221[]T y z z z =- 其中21z z -为动挠度，..2z 为车身加速度 列出状态方程如.x Ax Bu y Cx Du ??=+?=+?? 12..111111.2222200100000100t t z z K K K C C x q K m m m m z m K K C C z m m m m ????????????? ???????+?--?=+??????????????????--?????????? ? 111 00201022222z z y q K K C C z m m m m z ???-?????????=+??????--?????????? 在matlab 中建立m 文件，输入如下程序：
m1=24; m2=240; K=9475; Kt=85270; C=754; A1=[0 0 1 0 0 0 0 1 -(K+Kt)/m1 K/m1 -C/m1 C/m1 K/m2 -K/m2 C/m2 -C/m2]; B1=[0 0 Kt/m1 0]'; C1=[-1 1 0 0 K/m2 -K/m2 C/m2 -C/m2]; D1=[0 0]'; 保存并运行。 打开simulink建立如下模型：
第6章汽车的平顺性 学习目标 通过本章的学习，要求掌握汽车行驶平顺性的评价指标和人体对振动反应的感觉界限；掌握汽车振动系统的简化方法，并能正确分析车身振动的单质量系统模型；了解汽车通过性的影响因素。 汽车行驶平顺性，是指汽车在一般行驶速度范围内行驶时，避免因汽车在行驶过程中所产生的振动和冲击，使人感到不舒服、疲劳，甚至损害健康，或者使货物损坏的性能。由于行驶平顺性主要是根据乘员的舒适程度来评价，所以又称为乘坐舒适性。 汽车是一个复杂的多质量振动系统，其车身通过悬架的弹性元件与车桥连接，而车桥又通过弹性轮胎与道路接触，其他如发动机、驾驶室等，也是以橡皮垫固定于车架上。由于道路不平而引起的冲击和加速、减速时的惯性力，以及发动机与传动轴振动等产生的激振力作用于车辆系统，将使系统发生复杂的振动，对乘员的生理反应和所运货物的完整性，均会产生不利的影响。在坏路上，汽车的允许行驶速度受动力性的影响不大，主要取决于行驶平顺性；而因坏路被迫降低行车速度，因而使汽车的平均技术速度减低，运输生产率下降。其次，振动产生的动载荷，加速了零件的磨损，乃至引起损坏，降低了汽车的使用寿命。此外，振动还引起能量的消耗，使燃料经济性变差。因此，减少汽车本身的振动，不仅关系到乘坐的舒适和所运货物的完整，而且关系到汽车的运输生产率、燃料经济性、使用寿命和工作可靠性等方面。 6.1节人体对振动的反应和平顺性的评价 6.1.1 汽车行驶平顺性的评价指标 汽车行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应，以及对保持货物完整性的影响制定的，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。试验表明，为了保持汽车具有良好的行驶平顺性，车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时，身体上、下运动的频率，它约为60～80次／min(1～1.6Hz),振动加速度的极限值为0.2g～0.3g。为了保证运输货物的完整性，车身振动加速度也不宜过大。如果车身加速度达到1g,没有经固定的货物，就有可能离开车厢底板。所以，车身振动加速度的极限值应低于0.6g～0.7g。 6.1.2 人体对振动的反应 70年代，国际标准化组织（ISO）在综合大量有关人体全身振动的研究工作和文献的基础上，订出了国际标准IS02631—1978E《人体承受全身振动的评价指南》，这样在人承受全身振动的评价方面才有了国际通用性标准。该标准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感觉界限。它们分别是暴露极限、疲劳降低工作效率界限和舒适降低界限。 6.1.2.1 暴露极限
汽车行驶的平顺性和通过性评价 授 课 课程名称 汽车使用性能与检测技术 第 15 讲 班 级 章 第十章 汽车平顺性和通 汽车行驶的平顺性和通过性评 学时 2 节 过性 课题 价 本 讲 主 汽车行驶的平顺性；汽车行驶的通过性 要 内 容 本 讲 知识点： 教 能力点： 掌握汽车行驶的平顺性、 学 汽车行驶的 通过性的定义及评价指标 能分析汽车行驶的平顺性、通过性的影响因素。 目 的 教 汽车行驶的平顺性、汽车行驶的通过性的定义及评价指标 学 重 点 教 汽车行驶的平顺性、汽车行驶的通过性的影响因素 学 难 点 教 学 方 法 导入、讲授、演示、多媒体 及 手 段 课 1、什么叫汽车行驶平顺性？ 外 2、如何评价人体对振动的反应？ 作 3、影响行驶平顺性的主要因素有哪些？业 4、汽车哪些几何参数与通过性有关？ 本讲主要教学内容 由 一、汽车的行驶平顺性 汽
车 1、定义 夜 间汽车的平顺性是指汽车行驶时对不平路面的隔震特性。汽车是由包括车轮、悬架弹行簧及弹性减震坐垫等，具有固有振动特性弹性元件组成，这些弹性元件可缓和不平路面驶 状对汽车的冲击，使乘员舒适和减少货物损伤。但路面不平激起的震动达到一定程度时， 态会使乘员感到不适和疲劳或使运载的货物损坏，车轮载荷的波动还影响地面与车轮间的 导 入附着性能，影响到汽车的操纵稳定性。汽车在行驶过程中由于路面不平的冲击，会造成本汽车的振动，使乘客感到疲劳和不舒适，货物损坏。为防止上述现象的发生，不得不降 讲 内低车速。同时振动还会影响汽车的使用寿命。汽车在行驶中对路面不平的降震程度，称容为汽车的行驶平顺性。 2、汽车行驶平顺性的评价指标 通常用客车和轿车采用 " 舒适降低界限 "车速特性。当汽车速度超过此界限时，就会降低乘坐舒适性，使人感到疲劳不舒服。该界限值越高，说明平顺性越好。货车采用" 疲劳 --降低工效界限 "车速特性。汽车车身的固有频率也可作为平顺性的评价指标。从 重 舒适性出发，车身的固有频率在600 赫兹～ 850 赫兹的范围内较好。 点 高速汽车尤其是轿车要求具有优良的行驶平顺性。轮胎的弹性、性能优越的悬挂装介 置、座椅的降震性能以及尽量小的非悬挂质量，都可以提高汽车的行驶平顺性。 绍 目前常用的三种评价汽车行驶平顺性的方法是“1／ 3 倍频带分别评价法”、“总加权汽 值评价法”和“1／ 2 总加权值评价法”。 车 汽车行驶平顺性的物理评价 前 1）暴露极限 照 当人体承受的震动强度在这个极限以下，能保持人的健康和安全。这个极限值 灯 常作为人体能够承受震动量的上限。 检 2）疲劳减低工作效率界限 测 当驾驶员承受的震动在此界限以下，能保证正常驾驶，不致太疲劳以致工作效 的 率降低。 目 3）舒适最低界限 的 在此界限之下时，成员能在车上进行吃、读、写等动作。 和 二、汽车的通过性 要 通过性是指车辆通过一定情况路况的能力。通过能力强的车子，可以轻松翻越坡度 求
汽车平顺性试验 一、 平顺性试验的主要内容 平顺性试验主要包括以下几方面内容：汽车悬挂系统的刚度、阻尼和惯性参数的测定，悬挂系统部分固有频率（偏频）和阻尼比的测定，汽车振动系统的频率响应函数的测定，在实际随机输入路面上的平顺性试验。 1）汽车悬挂系统的刚度、阻尼和惯性参数的测定 通过测定轮胎、悬架、座垫的弹性特性（载荷与变形的关系曲线），可以求出在规定载荷下轮胎、悬架、座垫的刚度。由加、卸载曲线包围的面积可以确定这些元件的阻尼。此外，还要测量悬挂（车身）质量m 2、非悬挂（车轮）质量m 1、车身质量分配系数 等振动系统惯性方面的参数。 2) 汽车振动系统的频率响应函数的测定 在实际随机输入的路面上或在电液振动台上，给车轮0.5～30 Hz 范围的振动输入，记录车轴、车身、座垫上各测点的振动响应，然后由数据统计分析仪或测试计算机记录处理得到悬架、座垫各环节的频率响应函数。 3）在实际随机随机输入路面上的平顺性试验 随机输入试验是评定汽车平顺性的最主要的试验。这个试验按照GB/T 4970-2009《汽车平顺性试验方法》进行。随机输入试验主要以总加权加速度均方根值 v a 来评价，车厢底板及车轴上采用该处的加速度均方根值来评价。 二、 平顺性试验数据的采集和处理 1) 平顺性试验测试系统的组成 平顺性试验要采集大量随机振动信号，然后以微机为主体配以采样、模数转换以及各种软、硬件的数据处理系统，进行平顺性评价及频率响应函数的处理。 2) 数据处理系统 数据处理系统引进快速傅里叶变换（FFT ），采用相应的软件快速、精确地进行各种数据处理。测试计算机软件将记录的信号a(t)进行快速傅里叶变换得到复振幅A k, ,由A k 与其共轭复数A k * 计算自功率谱，再按W(f)频率加权计算加权自功率谱，最后总加权加速度均方根值a v ，这一系列运算和处理均可在测试计算机的软件中完成，并形成最终的试验报告。 三、 数据处理 用“AutoTest 数据采集与分析系统“打开测得的平顺性试验数据，如图所示
汽车平顺性测试系统方案 一、系统概述 本系统主机核心部件全部采用美国国家仪器公司（NI）产品，通过USB2.0与PC相连，8路 同步采集通道，24位的采样精度和良好的低频响应特性，确保能完整采集到人体乘坐时的敏感振动信号和车内噪声信号。8槽USB机箱扩展性好，可扩展现有采集通道至32通道或其他NI C系列的信号采集模块，完成更多信号的采集测试要求，用户还可以通过NI LabVIEW软件平台进行二次开发，定制自己的测试功能。 本系统的采集、分析软件为全中文界面，融入了本土人员的使用习惯和国家标准规定的测试流程，简单易用。可以自动完成基于1/3倍频程的功率谱密度加权计算，以及获取各轴向的加速度加权均方根值、总加权加速度到均方根值、等效均值等各参数，具有时域、频域分析功能，并能生成统计表格及描绘曲线。能根据国家标准进行数据分析和报告生成，测试曲线和结果可以发往WORD模板和EXCEL软件。 系统中配置了一个单槽的USB插槽，可以进行便携式的平顺性测试，利用笔记本计算机的USB总线完成供电，不需要额外连接电源，非常方便。 通过系统中的声音传感器，用户还可以进行车内的噪声测试，便于进行NVH分析和自定义测试。 二、系统构成
三、采集系统介绍 系统参数： 输入通道数：8通道（可扩展至32路） 模数转换精度：24位 采样速率： 2 kS/s~50kS/s 动态范围：102dB 传感器供电电流： 2.2mA，支持ICP传感器 内置抗混叠滤波器 接头形式：BNC 每通道间隔离：-100 dB at 1 kHz 输入延时：12.8 / fs （≤25 kS/s）；9.8 / fs（> 25 kS/s） 精度（0 to 60 °C)：0.1dB 温度系数：0.001 dB/°C 通道间匹配：增益0.07dB，相位fin ? 0.077° + 0.067°(fin in kHz) 输入阻抗：>300KΩ 数据接口：USB2.0 系统硬件介绍：
汽车平顺性试验 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
汽车平顺性道路行驶试验报告 一、试验目的和任务 1、学习与该试验有关的数字信号采集和处理的知识。 2、对汽车相应部位振动信号进行采集，并对信号进行处理，作出对被试验车辆平顺性的评价。 3、根据主观感觉的舒适性来评价被检车辆的平顺性，同时，通过试验发现它们在平顺性方面存在的问题，探索产生问题的原因，为汽车平顺性设计提供改进措施。 二、试验内容和条件 1.试验内容 （1）随机输入行驶试验：测定汽车在随机不平路面上行驶时的振动对乘员及货物的影响，评价试验车辆平顺性。试验时，汽车在稳速段内以规定的车速稳定行驶，然后以该稳定车速匀速地驶过试验路段，记录各测量点的加速度时间历程（样本记录长度不小于3min）和平均行驶车速。 （2）脉冲输入行驶试验：测定汽车行驶单凸块时的，对乘员及货物的冲击响应，评价试验车辆平顺性。试验车速分别为10、20、30、40、50、60 km/h，每种车速的试验次数不少于8次。当汽车行驶到距凸块50m远时车速应稳定在试验车速上，而后以稳定的车速驶过凸块，同时用磁带记录仪记录汽车振动的全过程，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。测试系统应适宜于冲击测量，其性能应稳定、可靠，频响范围为～100Hz，其中加速度传感器的量程不得小于10g。 2.试验条件
（1）根据试验内容和国标GB/T 4970-1996、GB/T 5902-86要求，本次试验在沥青路面上进行，路面平直、干燥，纵坡不大于1%，长度不小于3km，两端有30～50m 扥稳速段，风速不大于5m/s。 （2）汽车各总成、部件、附件及附属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全，并在规定的位置上，调整状况应符合该车技术条件的规定，轮胎气压符合汽车技术条件的规定，误差不超过±10 kPa。 （3）测试部位的乘员应全身放松，两手自由地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿势不变，乘员不靠在靠背上。 三、试验仪器和试验装置 1. 试验车辆：某型号轿车 整车质量 1930 kg。 相应轴载质量：前轴 1062 kg；后轴 868 kg。 悬架型式: 前轴麦弗逊式独立悬架后轴扭力梁式拖曳臂悬架 轮胎型式和轮胎气压 前轮 255/45 R19 104Y x1 , 后轮255/45 R19 104Y x1 , 轴距3122mm 座椅型式:双排座椅 2. 人体参数：人体质量65kg身高 175cm 乘坐姿势的描述: 测试部位的乘员应全身放松，两手自由地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿势不变。一般乘员不靠在靠背上。
汽车平顺性随机输入试验标准
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汽车平顺性随机输入试验规范 2012-12-20发布2012-12-25实施
前言 本标准编写格式符合GB/T 1.1-2009标准规定。 修 修订记录修改人起草人审批人批准人生效日期订 情 况
汽车平顺性随机输入试验规范 1.范围 本标准为汽车平顺性随机输入试验提供依据。 本标准适用于公司设计、生产的整车产品，其它可参照执行。 2.引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 12534 汽车道路试验方法通则； GB/T 4970-2009 汽车平顺性试验方法 3.试验条件 3.1 试验道路应平直，纵坡不大于l％，路面干燥，不平度应均匀无突变，长度不小于3km，两端应有30～50m的稳速段。优选路面为沥青路，在定远试验场选用性能路上的水泥路面。 3.2 风速≤5m／s。 3.3 汽车各总成、部件、附件及附属装置（包括随车工具与备胎）必须按规定装备齐全，并装在规 定的位置上。调整状况应符合该车技术条件的规定。 3.4 轮胎气压应符合汽车技术条件的规定，误差不超过±10 kPa。 3.5 汽车的载荷均为空载，根据需要可增作半载或满载。载荷物均匀分布且固定牢靠，试验过程中 不得晃动和颠离，亦不应因潮湿、散失等情况而改变其质量。 3.6 非测试部位的载荷应为身高1．70±0．05m、体重为65±5kg的自然人；测试部位的载荷应符合GB/T 12534中表1的有关规定。 3.7 测试部位的乘员应全身放松，两手自然地放在大腿上，其中驾驶员的两手自然地置于方向盘 上，在试验过程中应保持乘坐姿式不变。一般情况，乘员自然地靠在靠背上，否则应注明。3.8 试验车速至少有包括大于常用车速、小于常用车速以及常用车速在内的三种车速。试验时，应 使用常用档位。一般情况下，手动档车辆选用四档40-120km/h的车速，自动档的车辆选用D 档40-120km/h的车速。车速偏差为试验车速的±4％。 3.9 其它试验条件满足GB/T 12534 《汽车道路试验方法通则》与GB/T 4970-2009《汽车平顺性试验方法》的要求。 4.试验内容与方法 4.1 加速度传感器安装在左侧前排和后排左侧座椅上；安装在座椅上的加速度传感器应能测三个方向的振动，以测量垂直振动(即Z轴向的直线振动）、横向振动（即左右方向Y轴向和前后方向X轴向的直线振动）的加速度时间历程。传感器应与人体紧密接触，并且在人体与座椅间放入一个安装传感器的垫盘。 4.2 试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以规定的车速匀速驶过试验路段。在进入试验路段时启动测试仪器以测量各测试部位的加速度时间历程，同时测量通过试验路段的时间以计算平均车速。 4.3 样本记录长度不短于3min
汽车振动系统本身和路面输入的复杂性决定了影响汽车平顺性的因素很多。下面从结构与使用两个因素做出分析。 (一)结构因索 汽车是一个由多质量组成的复杂振动系统，为便于分析，需要进行简化。一般情况下，汽车可视为由彼此相联系的悬架质量和非悬架质最所组成。悬架质量M主要由悬架弹簧上的车身、车架及其上的总成所组成。非悬架质最m主要由悬架弹簧下的车轮和车轴组成，由此形成由车身和车轮组成的双质最振动系统，如图I一13所示。而且实际上从振动角度看，由于存在前、后车轮两个路面输入。这就决定汽车有垂直和俯仰两个自由度振动，从而导致汽车纵轴线上任一点的垂直振动不同。下面定性分析结构因索对汽车平顺性的影响。 (1)悬架弹性的影响。悬架弹性对车身振动频率起着决定性的作用。悬架上的载荷与其变型之间的关系称为弹型元件的弹性特性。如果悬架的刚度是常数，则其变形与所受载荷成正比，这种悬架称为线性悬架，一般钢板弹簧、螺旋弹簧悬架均属此类。采用线性悬架的汽车往往不能满足汽车平顺性的要求，使用中．汽车的有效载荷变化较大(特别是公共汽车和载货汽车)，会出现空载时振动频率较高或满载振动频率较低的现象。为了改善这种情况，现代汽车多采用非线性悬架(也称变剐度悬架)，即其刚度可随栽荷的变化而变化。如采用空气弹簧、空气液力弹簧和橡胶弹簧等具有非线性特性的弹性元件，或增设副簧、复合弹簧。 (2)悬架阻尼的影响。为了衰减车身的自由振动并抑制车身和车轮的共振，以减小车身的垂直振动加速度和车轮的振幅(防止车轮跳离地面)，悬架系统中应具有适当的阻尼。悬架的阻尼主要来自于减振器、钢板弹簧叶片和轮胎变形时橡胶分子间的摩擦等。钢板弹簧悬架系统中的干摩擦较大，而且钢板弹簧叶片数目越多，摩擦越大，故有的汽车采用钢板弹簧悬架时可以不装减振器，但弹簧摩擦阻尼的数值很不稳定．钢板生锈阻力力过大，不易控制。而采用其他内摩擦很小的弹性元件(如螺旋弹簧、扭杆弹簧等)的悬架，必须采用减振器，以吸收振动能量而使振动迅速衰减。为使减振器阻尼效果好，又不传递大的冲击力，常把压缩行程的阻力和伸张行程的阻力取的不同。压缩行程取较小的相对阻尼系数，在伸张行程取较大的相对阻尼系数。有的减振器压缩时无阻尼而只在伸张行程时有阻尼，具有这种阻尼特性的减振器称为单向作用减振器。而在压缩、伸张两行程中均有阻尼作用的减振器称为双向作用减振器。 采用减振器不仅可以提高汽车的平顺性，而且还可以增加悬架的角刚度，改善车轮与道路的接触情况。防止车轮跳离地面，因而能改善汽车的稳定性、提高汽车的行驶安全性。改善减振器的性能对提高汽车在不平道路上的行驶速度有很好的作用。悬架系统的干摩擦可使悬架的弹性部分或全部被锁住，使汽车只在轮胎上发生振动，因而增加振动频率且使路面冲击容易传给车身。为减少钢板弹簧叶片叫的摩擦，叶片间应加润滑脂或摩擦村垫，结构上采用少片弹簧。 （3）主动悬架与半主动悬架。一般悬架由弹簧和减振器组成，其特性参数(悬架刚度K 和阻尼系数c)是在一定条件下进行优化确定的。这种悬架的特性参数一旦选定便无法更改，称为被动悬架。其缺点是不能适应使用工况(如载荷变化引起的悬架质量变化，车速和路况所决定的路面输入等)的变化进行控制调整．无法满足汽车较高性能的要求。 利用电控技术与随动液压技术的主动悬架和半主动悬架能较好地改善汽车的平顺性。如图1—14所示为车身与车轮两个自由度主动悬架或半主动悬架模型。主动悬架一般用液压缸作为主动力发生器，代替悬架的弹簧和减振器，由外部高压液体提供能源，用传感器测量系统运动的状态信号，反馈到电控单元，然后由电控单元发出指令控制力发生器，产生主动控制力作用于振动系统，构成闭环控制。半主动悬架的核心部分是采用可调阻尼减振器，其控制逻辑有的和主动悬架类似，是闭环的，也有根据车速等参数进行开环控制的，它消耗的全部能量只用来驱动控制阀，顾能耗低。
课程设计说明书 课程名称汽车理论 设计题目汽车动力性与平顺性研究 专业 设计人 学号 指导教师 学院 时间：
一、专业课程设计任务书 要求：本次计算设计以小组为单位进行，每组计算两种车型(大型车、小型车)。先通过手工计算并绘图（选取5-8个特征点），然后计算机编程实现并绘图，并打印计算说明书和程序。答辩时应交上查阅资料，计算草稿，设计说明书。具体设计要求如下： 1.汽车动力性经济性分析计算 通过查阅收集有关资料，计算分析给定型号汽车的动力性能及燃油经济性，并绘出该车型的发动机外特性曲线，驱动力——行驶阻力平衡图，动力特性图，百公里油耗曲线等。根据计算结果和实际情况，分析该车型发动机参数和底盘性能参数匹配是否合理，并提出修改意见。 2.汽车平均技术速度的分析计算 通过计算给定型号汽车在假设给定路面上行驶的平均技术速度来分析该车型在实际运行中的应用。 3.参数 有的车型参数不完整，请查阅相关资料或用经验公式计算选取，并经手动计算分析后修正获得。 4.说明书 全班统一设计格式（封面、目录、版式。具体参照毕业设计说明书格式—见校园网）； 说明书内容包括：任务书、目录、各车型参数分析、计算、图表、结论、设计体会等。
二.车辆数据 车型三：东风EQ1090E载货汽车 一、发动机EQ6100-1（附表一） Nmax=99kw(相应转速3000r/min) Mmax=353N.m(相应转速1400r/min) 二、整车参数： 1.尺寸参数：全长L=6910mm，全宽B=2470mm，全高H=2455mm，轴距L1=3950mm,前轮距B1=1810mm，后轮距B2=1800mm. 2.重量参数（附表二） 3.性能参数： 变速箱传动比i1=7.31,i2=4.31,i3=2.45,i4=1.54,i5=1,i倒=7.66。主减速器比io=6.33。车轮：9.00-20。 三、使用数据： 滚动阻力系数f=0.03； 道路阻力系数：强度计算用Φ=1 性能计算用Φ=0.8 空气阻力系数：Cd=0.8； 迎风面积：A=0.78X宽X高； 传动系效率：η=0.9 表一：发动机参数
附录A （规范性附录） 平顺性评价指标的计算 驾驶舒适性采用振动剂量值来评价，振动剂量值VDV （单位m/s 1.75 ）按下式计算[GB/T 4970-2009 附录AA.1.2]： 1 4 4w 0VDV ()d T a t t ?? =???? ? 式中： w ()a t —— 加权加速度时间历程，单位为米每二次方秒（m/s 2）； T —— 作用时间（从踩下制动踏板到车辆停止时间段） ，单位为秒（s ）。 其中，加权加速度时间历程w ()a t 由加速度时间历程通过符合表A.1和表A.2规定的频率加权滤波网络得到。 表A.1 纵向不同测点的倍频带的加权系数 表A.2 1/3倍频带的主要加权系数
附录B （规范性附录） 试验记录表 试验车辆整车整备质量 kg 动力蓄电池类型 表B.1 起步阶段试验 试验日期试验场地天气气压 kPa 风向风速 m/s 气温℃跑道坡度 % 轮胎规格轮胎气压，前 kPa 后 kPa 蓄电池荷电状态（开始）加载质量试验员 表B.2 加速/减速阶段试验 试验日期试验场地天气气压 kPa 风向风速 m/s 气温℃跑道坡度 % 轮胎规格轮胎气压，前 kPa 后 kPa 蓄电池荷电状态（开始）加载质量试验员 表B.3 模式切换阶段试验 试验日期试验场地天气气压 kPa 风向风速 m/s 气温℃跑道坡度 % 轮胎规格轮胎气压，前 kPa 后 kPa 蓄电池荷电状态（开始）加载质量试验员 驾驶员性别体重身高 表B.4 制动阶段试验
风向风速 m/s 气温℃跑道坡度 % 轮胎规格轮胎气压，前 kPa 后 kPa 蓄电池荷电状态（开始）加载质量试验员
GBT49701996汽车平顺性随机输人行驶试验方法 汽车平顺性随机输人行驶试验方法代替GB 4970-85 Method of random input running test -Automotive ride comfort 1 主题内容与适用范畴 本标准规定了汽车平顺性随机输入行驶试验方法。 本标准适用于各种类型汽车。 2 引用标准 GB／T 13441 人体全身振动环境的测量规范 GB／T 12534 汽车道路试验方法通则 GB 7031 车辆振动输入路面平度表示方法 3 试验条件 3．1道路 试验道路应平直，纵坡不大于l％，路面干燥，不平度应平均无突变，长度不小于3km，两端应有30～50m的稳速段。 试验道路包括两种： a. 沥青路，其路面等级应符合GB 7031规定的B级路面； b. 砂石路，其路面等级应符合GB 7031规定的C级路面； 砂石路为越野车、矿用自卸车优选路面，沥青路为其余类型汽车优选路面。3．2风速 不大于5m／s。 3．3汽车技术状况
3．3．1汽车各总成、部件、附件及附属装置（包括随车工具与备胎）必须 按规定装备齐全，并装在规定的位置上。调整状况应符合该车技术条件的规定。 3．3．2轮胎气压应符合汽车技术条件的规定，误差不超过±10 kPa。 3．4汽车的载荷 汽车的载荷均为额定最大装载质量，依照需要可增作半载或空载。载荷物 平均分布且固定牢靠，试验过程中不得晃动和颠离，亦不应因潮湿、散失等情形 而改变其质量。 3．5人一椅系统的载荷 3．5．1非测试部位的载荷应为身高1．70±0．05m、体重为65±5kg的自然人。 3．5．2测试部位的载荷应符合GB/T 12534中表1的有关规定。 3．6人的乘坐姿势 测试部位的乘员应全身放松，两手自然地放在大腿上，其中驾驶员的两手 自然地置于方向盘上，在试验过程中应保持乘坐姿式不变。一样情形，乘员自然 地靠在靠背上，否则应注明。 3．7试验车速 试验车速至少有包括大于常用车速、小于常用车速以及常用车速在内的三 种车速。试验时，应使用常用档位。 3．7．1沥青路 a.?轿车：40，50，60，70，80，90，100 km／h，常用车速为70 km／h； b．其它类型汽车：40，50，60，70，80 km /h，常用车速为60 km／h。 3．7．2砂石路 a.?轿车：40，50，60，70 km／h，常用车速为60 km／h ； b．其它类型汽车：30，40，50，60 km/h，常用车速为50 km/h。
汽车行驶平顺性试验 姓名：XXX 专业：车辆工程 指导教师：XXX 2013/6/12
第1章绪论 在全球经济高速发展的今天，汽车已经成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。随着人们生活水平的提高和汽车工业的迅速发展，汽车在行驶过程中的操纵性能和乘坐舒适性已越来越受到人们的重视。为了满足人们对汽车性能日益苛刻的要求，优异的操纵稳定性和平顺性已经成为各汽车制造者共同追求的目标。本文主要研究目前国内外汽车平顺性的主要评价方法。 1．2汽车行驶平顺性的国内外研究概况 汽车的行驶平顺性研究已有几十年的历史，许许多多的专家学者为此付出了大量的努力，取得了很大进展。目前，汽车平顺性研究的主要方法可分为试验方法与理论方法如图(1．2)所示。
试验方法包括室外道路试验、试验场试验和室内模拟试验，而理论研究是力求建立能完全反映客观实际的动力学仿真模型，通过计算得到振动的基本规律，求解出行驶平顺性分析所需要的振动响应量，并将其进行数据处理，与相应的行驶平顺性评价指标相比较，从而预测和分析汽车行驶平顺性。与试验相比，理论研究不受试验条件的限制，在缩短研究周期，节约研究开发费用，指导产品的优化设计和预测新产品的性能等方面具有明显的优势，各国的工程技术人员在理论方法方面做了大量的研究。
1．3．1汽车行驶平顺性评价方法研究 评价汽车平顺性的优劣，离不开评价方法。汽车行驶平顺性的评价方法，通常根据人体对振动的生理反应及对保持货物完整性的影响制订，并用振动的物理量，如频率、振幅、加速度、加速度变化率等作为行驶平顺性的评价指标。31。国际标准化组织在综合大量有关人体全身振动的研究工作和文献资料的基础上，颁布出国际标准IS02631《人承受振动的评价指南》，它所使用的1／3倍频带评价方法、总加权值评价方法等被普遍采用，国际标准化组织也在不断地进行修改和完善评价标准。我国等效地采用IS02631，制定了相应的国家标准，如GB／T13442《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价标准》，GB4970《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》等。由于平顺性评价涉及到人的感觉，而人的感觉又是一个主观因素，所以评价起来就非常复杂。根据优化准则和目标函数选择不同，总结出不同的评价方法和准则，其中较有影响的是Dieckman的K系数法，Janeway准则，但是这两种评价方法的试验是以振动台上的正弦振动作为输入，与实际路面输入相差较大，因而难以用它们较为真实地评价承受随机振动的汽车行驶平顺性；Pradko和Lee提出的吸收功率法，“吸收功率”为一数量值，输入给人体各方向的吸收功率可以直接相加；Griffin教授的“总体乘坐值法”(1986)，该法较为全面，适用场合较广：日本国营铁道推荐的“乘坐舒适性系数法”；美国宇航局莱利研究中心提出的“单一不舒适性指数法”等。 1．3．2路面不平度统计特性的研究 汽车的主要激励来自于路面，路谱的研究是进行汽车平顺性研究的重要基础工作。国内目前采用的是国际标准协会在文件Is0／TCl08／Sc2N67中提出的“路面不平度表示方法草案”和长春汽车研究所起草制定的“车辆振动输入一地面平度表示方法”两个标准，均以用幂函数形式表示的路面功率谱密度来描述路面特性。这两个标准可以反映实际路面的一般状况，但有待进一步完善。在路面特性方面开展的研究主要有：提出了多种比较接近真实路面的道路谱表示方法，特别是各种不同路面对四轮汽车输入谱矩阵；按路面不平度谱特性建设试验道路，目前我国利用计算机模拟方法已设计和建造了海南、襄樊等道路试验场，长春汽车研究所还研制成功具有国际先进水平的双迹真实路形计。