引言

圖1 特斯拉Model S的自適應(yīng)懸架（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

影響汽車乘坐舒適性的因素有很多，包括汽車的平順性、車內(nèi)噪聲、空氣調(diào)節(jié)性能、乘坐環(huán)境及駕駛操作性能等。

汽車平順性（Ride comfort）是現(xiàn)代高速度、高舒適性車輛的一項主要性能指標，駕、乘人員的舒適與否，乃至影響因疲勞駕駛而產(chǎn)生的安全問題。因此如何評價汽車的平順性，成為一項很重要的工作。

什么是汽車平順性？

汽車平順性，是指汽車在一般行駛速度范圍內(nèi)行駛時，避免因汽車在行駛過程中所產(chǎn)生的振動和沖擊，使人感到不舒服、疲勞，甚至損害健康，或者使貨物損壞的性能。平順性是評價汽車乘坐舒適性的主要內(nèi)容之一。

汽車行駛時，由于路面不平而激起汽車的振動。振動影響人的舒適、工作效率和身體健康，并影響所運貨物的完好；振動還在汽車上產(chǎn)生動載荷，加速度零件磨損，從而導(dǎo)致疲勞失效。因此減少汽車振動是汽車平順性研究的主要問題。

研究平順性主要目的就是控制汽車振動系統(tǒng)的動態(tài)特性，在特定工況下的“輸入"，讓振動的“輸出"不超過給定的界限即可：

圖2 汽車振動系統(tǒng)的動態(tài)特性研究

如何評價汽車的平順性？

• 評價標準的由來

  
  

自從1974年國際標準化組織正式公布國際標準ISO2631《關(guān)于人體承受全身振動的評價指南》以來，許多國家汽車行業(yè)參照這個標準來zhiding汽車平順性的評價方法。在實際各種不同的振動環(huán)境中應(yīng)用ISO2631進行評價，發(fā)現(xiàn)它的適用范圍存在一定局限性，隨著有關(guān)振動對人體影響研究工作的深入，該標準也一直在進行補充和修訂。

其中的總體乘坐值法標準中規(guī)定了圖3所示的人體坐姿受振模型，需考慮座椅支撐面、座椅靠背處、支撐腳處的線振動和角振動共計3個輸入點12個軸向的振動。

圖3 人體振動受振模型

在綜合了大量關(guān)于人體振動研究成果的基礎(chǔ)上，國際標準化組織于1997年公布了ISO2631-1:1997《機械振動與沖擊人體暴露于整體振動的評價第1部分：一般要求》。實踐證明，它能更高的符合實際，所以我國的GB/T 4970-2009標準就是據(jù)此參照進行修訂。此外工程機械座椅舒適性標準GB/T8419-2007（ISO7096）等也是來源于標準ISO2631。（推薦閱讀：工程機械座椅舒適性標準ISO 7096更新啦，快來看看吧；農(nóng)業(yè)輪式拖拉機 駕駛員座椅 振動舒適性的評估；工業(yè)車輛  駕駛員座椅 乘坐舒適性試驗室評估）

• 評價的方式和方法

  
  

汽車平順性的主要內(nèi)容就是汽車振動系統(tǒng)的動態(tài)特性，而汽車的振動極其復(fù)雜，小編僅從實用的角度出發(fā)，聊一聊平順性的評價方法。

汽車平順性評價方法大致可分為主觀評價和客觀評價法，而且都是基于人體對于汽車振動的反應(yīng)做出的評價。

a) 主觀評價法：依靠評價人員乘坐的主觀感覺進行評價，主要考慮人的因素。由有經(jīng)驗的駕駛員和乘客組成的專門小組，按預(yù)定方式駕駛或乘坐一組車輛來主觀評價行駛平順性的水平或特征；然后完成相應(yīng)的主觀評價表，最后綜合確定車輛的乘坐舒適性。

由于主觀評價方法上有很多因素影響，譬如經(jīng)驗、對振動感覺多樣化、采樣偏差等人為因素，得到的數(shù)據(jù)存在差異；因此僅僅能作為描述性的語言來表示，不容易對平順性評價進行量化。

b) 客觀評價法：是借助于儀器設(shè)備分析系統(tǒng)來完成試驗數(shù)據(jù)的采集、記錄和處理，通過得到相關(guān)的分析值與對應(yīng)的國標相比較，作出客觀評價，得到依據(jù)標準的量化結(jié)果。

目前，依照國標GB/T 4970-2009汽車平順性試驗方法，規(guī)定了汽車在脈沖輸入行駛和隨機輸入行駛工況下的平順性試驗標準，該標準適用的頻率范圍是0.5～80 Hz：

☆ 脈沖輸入行駛的評價方法

當振動波形峰值系數(shù)<9時，使用基本評價方法，即使用加速度響應(yīng)與車速的關(guān)系特性來評價；當峰值系數(shù)>9時，使用輔助評價方法，即使用振動劑量值（Vibration Dose Value,VDV）評價。

峰值系數(shù)是加權(quán)加速度時間歷程的峰值與加權(quán)加速度均方根的比值。振動劑量值評價主要針對瞬態(tài)振動或間歇性瞬態(tài)振動，適用于越野路況下的平順性評價，這種方法對振動峰值的變化比普通的均方根評價方法更為敏感。

☆ 隨機輸入行駛的評價方法

根據(jù)需要，隨機輸入行駛的平順性可用常用車速的評價指標，用綜合總加權(quán)加速度均方根值來表示。下表表示總加權(quán)加速度均方根值與人的主觀感受之間的關(guān)系：

汽車行駛平順性的評價方法，通常是根據(jù)人體對振動的生理反應(yīng)及對保持貨物完整性的影響來制訂的，并用振動的物理量，如頻率、振幅、加速度、加速度變化率等作為行駛平順性的評價指標。

目前，常用汽車車身振動的固有頻率和振動加速度評價汽車的行駛平順性。試驗表明，為了保持汽車具有良好的行駛平順性，車身振動的固有頻率應(yīng)為人體所習(xí)慣的步行時，身體上下運動的頻率；約為60~85次/分（1Hz~1.6Hz），振動加速度極限值為0.2~0.3g。為了保證所運輸貨物的完整性，車身振動加速度也不宜過大。如果車身加速度達到1g，未經(jīng)固定的貨物就有可能離開車廂底板。所以，車身加速度的極限值應(yīng)低于0.6~0.7g。

平順性計算應(yīng)用舉例

依照國標GB/T 4970-2009汽車平順性試驗方法，朗德公司自主研發(fā)的ATOM軟件搭載了汽車平順性計算方法，支持汽車在脈沖輸入行駛和隨機輸入行駛工況下進行平順性試驗分析（如圖4）：

圖4 參照國標GBT 4970-2009

例如，某車行駛速度在40kph、隨機輸入行駛工況下，使用平順性試驗專用的座墊式加速度傳感器（圖5）分別布置在主駕座椅椅墊上方、座椅靠背處以及腳部地板3個位置（圖6）

圖5 PCB座墊式傳感器

圖6 傳感器布置測點

利用ATOM測試系統(tǒng)直接獲取時域數(shù)據(jù)，依據(jù)標準得到計算結(jié)果（圖7），包括總加權(quán)加速度均方根值（圖8）：

圖7 隨機輸入行駛測試

圖8 總加權(quán)均方根值結(jié)果

ATOM不僅能夠?qū)ζ巾樞栽囼灁?shù)據(jù)按照國家標準進行處理，直接得到計算結(jié)果，而且輸出試驗報告方便，極大提高了平順性試驗的效率。

小結(jié)

汽車平順性是影響汽車舒適性的重要因素之一，而舒適性又是與使用者聯(lián)系最為密切的性能，良好的汽車舒適性能保證駕駛者的平穩(wěn)情緒、快速的反應(yīng)速度，進而保證行車的安全；同時，也會有利于汽車的使用年限。

對于汽車廠商，無論是原有車型的改進還是新車型的研發(fā)，都應(yīng)充分重視汽車的平順性等影響舒適性的因素。這不僅能提升駕、乘人員的用車體驗，還能提高自身產(chǎn)品的競爭力及品牌形象！

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