任务六舒适性ppt课件.ppt

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1、任务六舒适性汽车性能与检测技术汽车性能与检测技术教材出版社 2012.01任务六任务六 汽车的舒适性检测汽车的舒适性检测学习目标了解振动对行驶平顺性的影响以及人体对振动的反应理解平顺性的评价方法正确分析影响汽车行驶平顺性的因素 了解汽车空调性能的内容理解汽车乘坐环境与驾驶操作性能对汽车舒适性的影响 任务描述任务描述随着人们生活水平的提高，人们对汽车性能的要求除在动力动力性、经济性、安全性性、经济性、安全性方面之外，在车辆的舒适性、可靠性、舒适性、可靠性、耐久性耐久性和安全性安全性等方面的要求也越来越高。本任务从汽车平顺性、汽车空气调节性能、汽车乘坐环境和驾驶操作性能四个方面进行了具体分析，并针

2、对每一方面都提出了具体的评价指标，影响因素及实验方法。 相关知识相关知识 汽车舒适性是指为乘员提供舒适、愉快的乘坐环境、货物的安全运输和方便汽车舒适性是指为乘员提供舒适、愉快的乘坐环境、货物的安全运输和方便安全的操作条件的性能。汽车舒适性包括：汽车平顺性、汽车噪声、汽车空安全的操作条件的性能。汽车舒适性包括：汽车平顺性、汽车噪声、汽车空气调节性能、汽车乘坐环境及驾驶操作性能等；它是现代高速、高效率汽车气调节性能、汽车乘坐环境及驾驶操作性能等；它是现代高速、高效率汽车的一个主要性能。的一个主要性能。 汽车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舒适度汽车平顺性就是保持汽车在行驶过

3、程中乘员所处的振动环境具有一定舒适度的性能。的性能。 对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。 汽车空气调节性能是指对车内空气的温度、湿度和粉尘浓度实现控制调节，汽车空气调节性能是指对车内空气的温度、湿度和粉尘浓度实现控制调节，使车室内空气经常保持使乘员舒适的状态。汽车空调是改善工作条件、提高使车室内空气经常保持使乘员舒适的状态。汽车空调是改善工作条件、提高工作效率的重要手段。工作效率的重要手段。 汽车乘坐环境及驾驶操作性能是指乘坐空间大小、座椅及操纵件的布置、车汽车乘坐环境及驾驶操作性能是指乘坐空间大小、座椅及操纵件的布置、车内装饰、仪表信号设备的易辨认性

4、等。内装饰、仪表信号设备的易辨认性等。 一.汽车平顺性汽车平顺性 （一）汽车振动及传递行驶中的汽车是个复杂的“振动系统”，振动主要是由行驶路面的凹凸不平、高速旋转的轮胎和传动轴以及发动机的扭矩变化而激发的。因路面、轮胎产生的振动，先传到悬架，受悬架自身的振动特性影响后再传给车身，通过车身传到乘客的脚部，同时通过坐椅传给乘客的臀部和背部，还通过转向系，以方向盘抖动的形式传到驾驶员手部。因发动机、传动系产生的振动，通过支承发动机、变速器和传动轴的缓冲橡胶块，经衰减后传给车身，再经上述途径传到人体各个部位。（二）人体对振动的反应机械振动对人体的影响，取决于振动的频率、强度、作频率、强度、作用方向和持

5、续时间用方向和持续时间，而且每个人的心理与身体素质不同，对振动的敏感程度有很大差异。研究汽车平顺性实际上要解决两方面的问题：研究汽车平顺性实际上要解决两方面的问题： 如何避免汽车这个“振动系统”的共振现象； 使“振动系统”输出的振动频率避开人体敏感的范围，振动加速度不超过人体所能承受的强度。（三）汽车行驶平顺性的评价指标汽车行驶平顺性的评价方法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。平顺性评价指标 国

6、际标准化组织国际标准化组织ISO提出了提出了IS0 2631-1：1997人体受全身振动影响的评人体受全身振动影响的评估估。该标准用加速度均方根值给出了在中心频率。该标准用加速度均方根值给出了在中心频率180Hz振动频率范围内振动频率范围内人体对振动反应的三种不同的感觉界限。人体对振动反应的三种不同的感觉界限。 IS0 263-1用加速度均方根值给出了人体在用加速度均方根值给出了人体在180Hz振动频率范围内对振动反振动频率范围内对振动反应的三个不同感觉界限：舒适一降低界限应的三个不同感觉界限：舒适一降低界限TCD、疲劳一工效降低界限、疲劳一工效降低界限TFD和和暴露极限。暴露极限。 舒适一降

7、低界限舒适一降低界限TCD与保持舒适有关。在此极限内，人体对所暴露的振动环与保持舒适有关。在此极限内，人体对所暴露的振动环境主观感觉良好，并能顺利完成吃、读、写等动作。境主观感觉良好，并能顺利完成吃、读、写等动作。 疲劳一工效降低界限疲劳一工效降低界限TFD与保持工作效率有关。当驾驶员承受振动在此极限与保持工作效率有关。当驾驶员承受振动在此极限内时，能正常地进行驾驶。内时，能正常地进行驾驶。 暴露极限通常作为人体可以承受振动量的上限。当人体承受的振动强度在这暴露极限通常作为人体可以承受振动量的上限。当人体承受的振动强度在这个极限之内，将保持健康或安全。个极限之内，将保持健康或安全。三个界限只是

8、振动加速度容许值不同三个界限只是振动加速度容许值不同。“暴露极限”值为“疲劳工效降低界限”的2倍(增加6dB)；“舒适一降低界限”为“疲劳一工效降低界限”的1/3. 15(降低10dB)。各个界限容许加速度值随频率的变化趋势完全相同各个界限容许加速度值随频率的变化趋势完全相同。一般可以用“疲劳一工效降低界限TFD和“降低舒适界限”TCD为人体承受振动能力的主要评价指标；以TFD和TCD与车速的关系曲线车速特性来评价汽车的平顺性。其中轿车和客车用“降低舒适界限”车速特性TCD-V来评价，货车用“疲劳一工效降低界限”车速特性TD-v来评价。 由图可知：人体最敏感的频率范围，对于垂直振动为48Hz;

9、对于水平振动为12Hz。在2.8Hz以下，同样的暴露时间，水平振动加速度容许值低于垂直振动。频率在2. 8Hz以上则相反。IS0 263-1人体对振动反应的疲劳一工效降低界限人体对振动反应的疲劳一工效降低界限国家标准对行驶平顺性的评价方法GB/T 49702009汽车平顺性试验方法规定，用平顺性随机输入行驶试验测定汽车在随机不平的路面上行驶时振动对乘员及货物的影响来评价汽车的平顺性。该标准以加权加速度均方根值作为人体振动评价指标。B/T 49702009汽车平顺性试验方法规定，采用单凸块作为脉冲输入，让汽车驶过规定尺寸单凸块，对乘员（或驾驶员）人体及脚部地板处的振动用加权加速度均方根测定坐垫上

10、和坐椅底部地板加速度的最大值作为评价指标。 QC/T 474-2011客车平顺性评价指标及限值用测点位置垂直振动的 等效均值Leq来评价客车平顺性。 式中：Leq-等效均值(dB)； -一定测量时间内的加权加速度均方根(m/s2)。 610log20weqLdBw（四）平顺性的影响因素 悬架结构、轮胎、悬挂质量和非悬挂质量是影响汽车平顺性的重要因素。1.1.悬架结构悬架结构 悬架结构主要指弹性元件、导向装置与减振装置，其中弹性元件与悬架系统的阻尼对平顺性影响较大。2.2.轮胎轮胎 轮胎对行驶平顺性的影响取决于轮胎的径向刚度、轮胎的展平能力以及轮胎内摩擦所引起的阻尼作用。3.3.坐椅坐椅4.4.

11、非悬挂质量非悬挂质量2、汽车空气调节性能、汽车空气调节性能汽车空气调节性能是影响汽车舒适性的重要因素之一。汽车空气调节包括制冷、采暖、通风、除霜、空气净化等内容。其特点为：l 换气量大；l 快速制冷和快速采暖能力；l 汽车前窗玻璃应具有除霜功能；l 在提高汽车空气调节性能的同时，强调不降低或少降低汽车动力性，并尽可能地减少燃油消耗；l 追求运行可靠、操作自动化、低制造成本、维修简便。（一）汽车空气调节评价 对汽车空气调节性能的评价通常是乘员和驾驶员对车室内的温度、湿度、空气流速、空气压力、气味、空气洁净度，甚至包括噪声和振动等指标的感受和反映来决定的。现对汽车空气调节性能的评价简述如下：1人体

12、的温度感觉人体的温度感觉不适指数、人体的热特性。2舒适的空气调节参数舒适的空气调节参数车室温度、空气湿度、气流速度、车内换气 。3PMV和和PPD指标指标1.1.人体的温度感觉人体的温度感觉 不适指数不适指数 当对温度进行感性评价时，常用“不适指数”这个指标。它是通过温度与湿度的关系，得出适宜与否的评价。 不适指数（气温湿球温度）0.4240.6 该指数如果超过80，则对大多数人来说是不适的。 人体的热特性人体的热特性人体的放热约有80是通过皮肤进行的。 手、脚较头部和胸部等处要求有更高的温度。2.舒适的空气调节参数舒适的空气调节参数 车室温度 一般认为控制车室内温度在2230较舒适，人们在冬

13、季比春季更喜欢室温高一点。但对夏季高温时室温不宜太低，以防温差太大导致感冒。气流不宜直接吹向人体。 空气湿度 在一般情况下，人体每小时释放25g汗水，出汗量随环境温度升高而增加。皮肤的舒适感与环境的蒸汽压力和湿度有关。如果车室太干燥，乘员将非常难受。相对湿度一般应在3070左右，其具体值应根据当地环境湿度、季节、太阳辐射、乘员身体状况调节。 气流速度 人对静止空气的感觉和运动汽车空气的感觉是不一样的。当环境温度低于人体皮肤温度时，若增加室温，则同时也应增加气流速度，这样才能使人有舒适感。在炎热的夏季，下吹气流对身体更舒适，吹向脑部的气流可达3m/s，但臂部和喉部最好别直吹，面部特别是眼部也别用

14、高速气流直吹。头部气流温度应比胸部气流湿度低7。 车内换气 人体吸入的氧气将有30变成二氧化碳而排出，如果车内换气不良，就会使二氧化碳浓度上升。二氧化碳浓度般应控制在0.1以下。因此必须保证每位乘员有2030m3/h的换气量。同时还应考虑吸烟、道路上污染、尘埃等侵入车厢内而必须增加的通风换气量。 再者，人呼吸会有大量水蒸气排出，使车内湿度上升夏天感到闷热，冬天会使车窗结霜。因此防止车内湿度上升也是换气的重要任务。除此之外，换气还有这样两个功效：吸入车外冷空气、使室内温度下降；室内有适量的风在流动，提高了乘员的舒适感。3.PMV和和PPD指标指标 根据热舒适理论，国际标准化组织在大量试验调查研究

15、的基础上，制订了ISO 77301984“适中热环境的PMV和PPD指标的计算及热舒适条件的规范”。 该标准用于分析室内环境的热舒适性时，提出六个要素。其中四个与环境有关，即：空气的干球温度、室内的平均辐射温度、空气中水蒸气分压力、空气的相对流动速度。另外两个要素与人有关，即：人体的新陈代谢率和服装的热阻值。 该标准使用热舒适PMVPPD指标体系。PMV( Predicted Mean Vote)为平均预测数。它表示大多数人对环境热感觉的表决的平均预测数。它是利用热平衡原理，收集被测对象的热感觉表决票后，求得PMV，从计算关系式看出，PMV是上述六要素的函数。 PPD(Predicted Pe

16、rcentage of Dissatisfied)为对热环境表示不满意的百分比的预测数。 PPD与与PMV指标之间的数量关系指标之间的数量关系客车空调系统的性能分为四级：A级、B级、C级和D级。A级要求最高，B级、C级和D级要求依次降低。3、 汽车乘坐环境与驾驶操作性能汽车乘坐环境与驾驶操作性能汽车乘坐环境是指活动空间、内部设备、脚踏板高度、车门及通道宽度等；汽车驾驶操作性能是指驾驶操作的轻便性和各种信息的接受能力等。本节讨论的主要内容：本节讨论的主要内容：n 与人体工程学有关的知识n 汽车方面的影响因素 （一）与人体工程学有关的知识（一）与人体工程学有关的知识 汽车舒适性研究中，往往需要进行

17、许多项有关人体的基础数据测量。 百分位是人体工程学中常用的一个谱，它表示人体的某项基础数据对于使用对象中有百分之多少的人可适用。这是人体工程学中一条基本的设计原则。 目前人体基础数据标准均以百分位形式公布，这种表达方式已在国际上通用。 车室设计用具性图形车室设计用具性图形驾驶员眼椭圆(图中D)，头廓包络线(图中E)，左右膝包络线(图中C和B)，H点位置线(图中A)，胃部包络线(图中F) 汽车驾驶员的手伸及界面汽车驾驶员的手伸及界面 2H点人体模 H点是人体身躯与大腿的连接点，即胯点(Hip Point)，汽车理论中常称它为H点。H点人体模型是一种用来确定汽车车身的实际H点位置的人体模型。我国采

18、用的H点人体模型各部分的质量下表。H点的人体模型点的人体模型 H点人体模型各部分的质量点人体模型各部分的质量 汽车的实际H点是指当H点三维人体模型按规定步骤安放在汽车座椅中时，人体模型上左右两H点标记连线的中点。它表示驾驶员或乘员入座后胯点关节中点在车身中的实际位置。汽车实际H点在汽车舒适性中有重要作用。(1)汽车实际H点是与操作方便性及坐姿舒适性相关的车内尺寸的基准点。(2)汽车实际H点是确定眼椭圆在车身中位置的基准点。(3)汽车实际H点的位置影响到驾驶员的手伸及界面。3.足蹬力及手操舵力坐姿时用足蹬踏板，足蹬力大小与坐姿、足位、踏板与座椅间的距离等因素有关。坐姿时驾驶员双手对方向盘的手操舵

19、力与方向盘倾角有密切的关系。方向盘倾角越小，手操舵力越大。但可以转动方向盘的角度值也变小，此时对应的座椅靠背也比较垂直，驾驶员坐姿相应地也比较平直。另外，方向盘倾角的加大对安全气垫的装设提供有利条件。4.人体的疲劳人体的疲劳脉搏和心律增高精神疲劳。腰痛（二）汽车方面的影响因素改善汽车乘坐环境与驾驶操作性能，主要应考虑:p必要的活动空间；p舒适的乘坐(操作)姿势；p较强的信息接受能力。四、悬架装置工作性能的诊断标准四、悬架装置工作性能的诊断标准GB18565-2001营运车辆综合性能要求和检验方法中规定：对于最大设计车速100km/h、轴载质量1500kg的载客汽车，应用悬架检测台按规定的方法进

20、行检测悬架特性，受检车辆的车轮在受外界激励振动下测得的吸收率，即被测汽车共振时的最小动态车轮垂直载荷与静态车轮垂直载荷的百分比值(又称车轮接地性指数)，应不小于40%，同轴左右轮吸收率之差不得大于15%。 知识拓展知识拓展悬架装置检测台的工作原理悬架装置检测台的工作原理跌落式悬架装置检测台 测试中，先通过举升装置将汽车升起一定高度，然后突然松开支撑机构，车辆落下产生自由振动。用测量装置测量车体振幅或者用压力传感器测量车轮对台面的冲击压力，对振幅或压力分析处理后，评价汽车悬架装置的工作性能。共振式悬架装置检测台 通过试验台的电动机、偏心轮、蓄能飞轮和弹簧组成的激振器，迫使试验台台面及其上被检汽车

21、悬架装置产生振动。在开机数秒后断开电机电源，从而由蓄能飞轮产生扫频激振。由于电机的频率比车轮固有频率高，因此蓄能飞轮逐渐降速的扫频激振过程总可以扫到车轮固有振动频率处，从而使台面汽车系统产生共振。通过检测激振后振动衰减过程中力或位移的振动曲线，求出频率和衰减特性，便可判断悬架装置减振器的工作性能。共振式悬架检测台共振式悬架检测台1-蓄能飞轮；2-电动机；3-偏心轮；4-激振弹簧；5-台面；6-测量装置 测力式和测位移式悬架检测台结构 a)测位移式；b)测力式1、6-车轮；2-位移传感器；3-偏心轮；4-力传感器；5-偏心轴2共振式悬架装置检测台的结构共振式悬架装置检测台的结构 共振式悬架装置检

22、测台一般由机械部分和电子电器控制部分组成。 (1)机械部分机械部分 共振式悬架检测台单轮支承结构简图1-支承台面；2-上摆臂；3-中摆臂；4-下摆臂；5-激振弹簧；6-驱动电机；7-偏心惯性结构 (2)电子电器控制部分 共振式悬架装置检测台电子电器控制部分，主要由微机、传感器、A/D转换器、电磁继电器及控制软件等组成。控制软件是悬架装置试验台电子电器控制部分与机械部分联系的桥梁。软件不仅实现对悬架装置试验台测试过程的控制，同时也对悬架装置试验台所采集的数据进行分析和处理，并最终将检测结果显示和打印出来。 任务实施任务实施一、用检测台检测悬架特性的方法一、用检测台检测悬架特性的方法汽车轮胎规格、

23、气压应符合规定值，车辆空载，不乘人。将车辆每轴车轮驶上悬架检测台，使轮胎位于台面的中央位置，驾驶员离车。启动检测台，使激振器迫使汽车悬挂产生振动，使振动频率增加至超过振荡的共振频率。在共振点过后，将激振源关断，振动频率减少，并将通过共振点。记录衰减振动曲线，纵坐标为动态轮荷，横坐标为时间，测量共振时动态轮荷。计算并显示动态轮荷与静态轮荷的百分比及其同轴左右轮百分比的差值。二、检测结果分析二、检测结果分析 经过检测，若悬架装置不符合标准要求，主要原因如下：对于非独立悬架系统对于非独立悬架系统钢板弹簧折断；钢板弹簧弹力过小或刚度不一致；钢板弹簧销、衬套和吊耳磨损过甚；螺栓松动或折断（或钢板弹簧第一

24、片折断）时，会由于车辆移位歪斜，导致汽车跑偏。对于独立悬架系统对于独立悬架系统 独立悬架系统主要由螺旋弹簧、上下摆臂、横向稳定杆及减振器等组成，该系统的铰接点多，对于独立悬挂的汽车，车轮接地性能状态差的原因：螺旋弹簧弹力不足；稳定杆变形；上、下摆臂变形；各铰接点磨损、松旷；减振器失效。三、注意事项三、注意事项1)超出试验台额定载荷的汽车，禁止驶上悬架台。2)不要在悬架台上停放车辆和堆积杂物，严禁做空载试验。3)不要让脏的车辆直接检测，特别是轮胎和底盘部分粘有较多泥土的情况。应首先清洗并待滴水较少时进行检测。4)雨天检测前必须为车辆除水，滴水较少时才能检测。5)严禁悬架台中进水，保持传感器干燥，以保证传感器正常工作。6)为保证测试精度，传感器必须预热30min。本任务结束本任务结束