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引言

圖(tú)1 特斯拉Model S的(dí)自適應懸(xuán)架（圖片來自網(wǎng)絡）

影響汽(qì)車乘坐舒適性(xìng)的因素(sù)有(yǒu)很多
，包括汽車(chē)的平(píng)順性(xìng)，車內噪聲(shēng)，空(kōng)氣(qì)調節性能(néng)，乘(chéng)坐環境(jìng)及(jí)駕駛操(cāo)作性能(néng)等(děng)。

汽車平順(shùn)性（Ride comfort）是現(xiàn)代(dài)高速(sù)度(dù)，高舒(shū)適性車(chē)輛的一項主(zhǔ)要(yào)性(xìng)能(néng)指標
，駕，乘人員的舒(shū)適與(yǔ)否
，乃(nǎi)至(zhì)影響因(yīn)疲(pí)勞駕(jià)駛(shǐ)而產(chǎn)生(shēng)的安(ān)全(quán)問(wèn)題。因(yīn)此如何評價汽(qì)車(chē)的平順性
，成為(wéi)一項很重要(yào)的工作。

什麼(mó)是汽(qì)車平順(shùn)性
？

汽(qì)車(chē)平順性
，是指汽(qì)車(chē)在一(yī)般行駛速度(dù)範(fàn)圍(wéi)內(nèi)行駛時(shí)
，避免因汽車在(zài)行駛過(guò)程中(zhōng)所產生的振(zhèn)動(dòng)和衝擊
，使(shǐ)人感(gǎn)到不舒服，疲(pí)勞(láo)
，甚至損害(hài)健康(kāng)
，或(huò)者使(shǐ)貨物(wù)損壞(huài)的(dí)性能(néng)。平(píng)順(shùn)性(xìng)是評價(jià)汽(qì)車乘坐(zuò)舒(shū)適(shì)性(xìng)的(dí)主要內(nèi)容(róng)之一(yī)。

汽(qì)車行(háng)駛(shǐ)時
，由(yóu)於(yú)路麵(miàn)不(bù)平而激(jī)起汽車的振(zhèn)動。振(zhèn)動影(yǐng)響人的舒適，工(gōng)作(zuò)效率和身(shēn)體(tǐ)健康
，並影(yǐng)響(xiǎng)所運(yùn)貨(huò)物的完好(hǎo)；振動還(huán)在汽車(chē)上產生(shēng)動(dòng)載荷
，加速(sù)度(dù)零件磨損
，從(cóng)而導致(zhì)疲(pí)勞(láo)失效(xiào)。因此減(jiǎn)少(shǎo)汽(qì)車(chē)振動是汽車(chē)平(píng)順性(xìng)研(yán)究的主(zhǔ)要問題。

研究平順性(xìng)主要(yào)目的就是(shì)控製汽(qì)車振動係(xì)統(tǒng)的(dí)動(dòng)態(tài)特性(xìng)
，在特定(dìng)工況下(xià)的“輸入"
，讓振動(dòng)的(dí)“輸出"不超過給定的(dí)界限即可：

圖2 汽車(chē)振動係統(tǒng)的動態特性研究

如(rú)何評(píng)價(jià)汽車(chē)的(dí)平順(shùn)性
？

• 評價標準的(dí)由(yóu)來

  
  

自(zì)從1974年國際標(biāo)準(zhǔn)化組(zǔ)織正式(shì)公(gōng)布(bù)國(guó)際(jì)標(biāo)準ISO2631《關於(yú)人體承受全身振(zhèn)動的評(píng)價指南》以來
，許多國家汽(qì)車行業參照這(zhè)個標準來zhiding汽(qì)車平順性(xìng)的評價(jià)方法。在實(shí)際各種不(bù)同的振動(dòng)環境中(zhōng)應(yīng)用ISO2631進行評價(jià)
，發現它(tā)的適用範(fàn)圍(wéi)存(cún)在一(yī)定局限(xiàn)性
，隨著(zhuó)有關(guān)振動對人體影響(xiǎng)研究(jiū)工(gōng)作(zuò)的(dí)深(shēn)入
，該(gāi)標準(zhǔn)也(yě)一直在進行補(bǔ)充(chōng)和修(xiū)訂。

其中(zhōng)的總體乘(chéng)坐(zuò)值(zhí)法(fǎ)標準(zhǔn)中規(guī)定了(liǎo)圖(tú)3所示的人體(tǐ)坐姿受(shòu)振模型
，需(xū)考慮(lǜ)座椅(yǐ)支撐(chēng)麵，座椅靠背處(chǔ)，支撐(chēng)腳(jiǎo)處(chǔ)的(dí)綫(xiàn)振(zhèn)動(dòng)和(hé)角(jiǎo)振動(dòng)共計3個輸入點12個(gè)軸向的(dí)振動。

圖(tú)3 人(rén)體振動(dòng)受振模(mó)型(xíng)

在綜(zōng)合(hé)了(liǎo)大(dà)量關於人(rén)體振動(dòng)研(yán)究(jiū)成(chéng)果的基(jī)礎(chǔ)上
，國際標準(zhǔn)化(huà)組織於1997年公(gōng)布(bù)了ISO2631-1:1997《機械振(zhèn)動與衝擊(jī)人體(tǐ)暴露於整體(tǐ)振(zhèn)動的(dí)評價第(dì)1部(bù)分：一般要求(qiú)》。實(shí)踐證明
，它(tā)能(néng)更(gēng)高的符(fú)合(hé)實際(jì)
，所以我國的GB/T 4970-2009標(biāo)準(zhǔn)就是(shì)據(jù)此參照進(jìn)行修訂。此外(wài)工程機械座椅(yǐ)舒適(shì)性標(biāo)準GB/T8419-2007（ISO7096）等(děng)也是來源於標(biāo)準ISO2631。（推(tuī)薦閱(yuè)讀(dú)：工程機械座椅(yǐ)舒適(shì)性(xìng)標(biāo)準(zhǔn)ISO 7096更新啦(lā)
，快(kuài)來看(kàn)看(kàn)吧(bā)；農業輪式(shì)拖(tuō)拉(lā)機(jī) 駕(jià)駛員(yuán)座椅 振動舒(shū)適性(xìng)的評估(gū)；工業(yè)車輛(liàng)  駕駛(shǐ)員座(zuò)椅 乘坐舒適性試驗(yàn)室(shì)評估(gū)）

• 評價的方(fāng)式和(hé)方法(fǎ)

  
  

汽車(chē)平(píng)順(shùn)性的主要(yào)內容就是汽車振動係統(tǒng)的(dí)動(dòng)態特性
，而汽(qì)車的(dí)振動極(jí)其復雜(zá)
，小編僅從實用(yòng)的角(jiǎo)度(dù)出(chū)發
，聊(liáo)一聊平順性的評(píng)價(jià)方法(fǎ)。

汽車平順性評(píng)價方(fāng)法(fǎ)大致(zhì)可分(fēn)為(wéi)主觀評價和(hé)客觀評價(jià)法(fǎ)
，而且(qiě)都是基於人體(tǐ)對於汽車振動(dòng)的(dí)反(fǎn)應(yīng)做出的評(píng)價(jià)。

a) 主觀評(píng)價法：依(yī)靠(kào)評價人(rén)員乘坐的主觀感覺(jué)進行評價(jià)
，主(zhǔ)要考慮(lǜ)人的(dí)因素。由有經驗(yàn)的(dí)駕駛員和(hé)乘客(kè)組(zǔ)成(chéng)的專(zhuān)門小組
，按(àn)預定方式駕駛或乘(chéng)坐(zuò)一組車輛(liàng)來主觀評價行(háng)駛平順性的水平或特征(zhēng)；然後完(wán)成相應(yīng)的主觀評(píng)價表
，最後(hòu)綜(zōng)合(hé)確定(dìng)車輛的(dí)乘坐舒(shū)適(shì)性。

由於(yú)主(zhǔ)觀(guān)評(píng)價方法上(shàng)有(yǒu)很多(duō)因(yīn)素(sù)影(yǐng)響(xiǎng)
，譬如經(jīng)驗，對振(zhèn)動(dòng)感(gǎn)覺(jué)多樣化，采(cǎi)樣偏差等(děng)人(rén)為因素
，得到(dào)的數據(jù)存在差(chà)異；因此僅僅能作為描述性的語言(yán)來(lái)表示
，不容易對(duì)平(píng)順(shùn)性評(píng)價(jià)進行(háng)量(liáng)化。

b) 客(kè)觀(guān)評(píng)價(jià)法(fǎ)：是借(jiè)助於儀(yí)器設(shè)備分析係統來完成(chéng)試(shì)驗數據的采(cǎi)集(jí)，記(jì)錄(lù)和處(chǔ)理(lǐ)
，通過(guò)得(dé)到(dào)相(xiāng)關(guān)的(dí)分析(xī)值與(yǔ)對應(yīng)的國(guó)標相比(bǐ)較
，作(zuò)出(chū)客觀評價(jià)
，得到依(yī)據標準(zhǔn)的量(liáng)化(huà)結果。

目前(qián)
，依(yī)照國(guó)標GB/T 4970-2009汽車平(píng)順性試(shì)驗方(fāng)法
，規(guī)定了(liǎo)汽車在脈(mài)衝(chōng)輸入行駛(shǐ)和(hé)隨機(jī)輸入(rù)行駛工況下的平順(shùn)性(xìng)試驗標(biāo)準(zhǔn)
，該(gāi)標(biāo)準適(shì)用的(dí)頻率範(fàn)圍是(shì)0.5～80 Hz：

☆ 脈衝輸入(rù)行(háng)駛的評價方(fāng)法

當(dāng)振動波形峰(fēng)值係(xì)數(shù)<9時
，使用(yòng)基(jī)本評價(jià)方(fāng)法
，即使用加(jiā)速度響應(yīng)與車(chē)速的關(guān)係特性(xìng)來(lái)評價；當峰(fēng)值(zhí)係數(shù)>9時
，使用輔(fǔ)助(zhù)評價方(fāng)法(fǎ)
，即使用振(zhèn)動(dòng)劑量值（Vibration Dose Value,VDV）評(píng)價。

峰值(zhí)係(xì)數(shù)是加(jiā)權加(jiā)速度(dù)時間歷程的峰(fēng)值(zhí)與加權加(jiā)速度均(jūn)方(fāng)根(gēn)的比值(zhí)。振(zhèn)動(dòng)劑量值評(píng)價主要(yào)針對瞬態振動(dòng)或間(jiān)歇性瞬態(tài)振動
，適用於越(yuè)野路(lù)況下的(dí)平順性評價
，這種(zhǒng)方法(fǎ)對振動峰值的變(biàn)化比普通的均方根(gēn)評價方法更(gēng)為(wéi)敏感(gǎn)。

☆ 隨機(jī)輸(shū)入行駛的(dí)評(píng)價方法

根據(jù)需要
，隨機輸入行(háng)駛的(dí)平(píng)順(shùn)性(xìng)可用常用車(chē)速的評(píng)價指標
，用綜(zōng)合總(zǒng)加權(quán)加速度均(jūn)方(fāng)根值來表示。下表表(biǎo)示總加權加速度(dù)均(jūn)方根值與人的主觀(guān)感受之(zhī)間的關(guān)係：

汽(qì)車行(háng)駛(shǐ)平(píng)順性(xìng)的評價方法(fǎ)
，通(tōng)常是(shì)根據(jù)人(rén)體對振動(dòng)的生理(lǐ)反應(yīng)及對保(bǎo)持貨物完(wán)整性(xìng)的影響(xiǎng)來(lái)製訂(dìng)的(dí)
，並用振動的(dí)物(wù)理量(liáng)
，如頻(pín)率，振幅，加速(sù)度(dù)，加(jiā)速度變化(huà)率等(děng)作為(wéi)行駛平(píng)順(shùn)性的評(píng)價指標。

目前
，常用汽車車身振(zhèn)動(dòng)的固(gù)有頻率和(hé)振(zhèn)動加速度評價汽車的(dí)行(háng)駛平順(shùn)性(xìng)。試驗表明(míng)
，為了(liǎo)保持(chí)汽車具(jù)有良(liáng)好(hǎo)的行駛平(píng)順性
，車(chē)身振動(dòng)的固有(yǒu)頻(pín)率(shuài)應為人體(tǐ)所(suǒ)習(xí)慣的步(bù)行(háng)時(shí)
，身(shēn)體上下運(yùn)動的(dí)頻率(shuài)；約(yuē)為60~85次/分（1Hz~1.6Hz）
，振動(dòng)加速(sù)度(dù)極限值(zhí)為0.2~0.3g。為了(liǎo)保(bǎo)證(zhèng)所(suǒ)運輸(shū)貨物(wù)的完(wán)整性(xìng)
，車身振動(dòng)加速度也不(bù)宜(yí)過大(dà)。如果(guǒ)車身加速度(dù)達到1g
，未經(jīng)固(gù)定(dìng)的(dí)貨物(wù)就有(yǒu)可能離開車(chē)廂底板。所(suǒ)以
，車(chē)身(shēn)加(jiā)速度的(dí)極限(xiàn)值(zhí)應(yīng)低(dī)於0.6~0.7g。

平順(shùn)性計(jì)算(suàn)應(yīng)用(yòng)舉例(lì)

依照國標GB/T 4970-2009汽(qì)車(chē)平順(shùn)性(xìng)試驗方(fāng)法(fǎ)
，朗德公(gōng)司自主(zhǔ)研發(fā)的ATOM軟件(jiàn)搭(dā)載(zǎi)了(liǎo)汽車平(píng)順性計算(suàn)方法
，支持(chí)汽車在(zài)脈衝輸入行駛(shǐ)和(hé)隨機輸(shū)入(rù)行(háng)駛工況下進(jìn)行平順性(xìng)試驗(yàn)分析(xī)（如圖4）：

圖4 參照國(guó)標(biāo)GBT 4970-2009

例(lì)如
，某車行駛速(sù)度在(zài)40kph，隨機輸(shū)入(rù)行(háng)駛(shǐ)工況下
，使用平順性試驗專(zhuān)用的座(zuò)墊式(shì)加速(sù)度傳(chuán)感器（圖5）分(fēn)別布置在主駕(jià)座(zuò)椅(yǐ)椅(yǐ)墊(diàn)上方，座椅靠(kào)背(bèi)處(chǔ)以(yǐ)及(jí)腳部地板(bǎn)3個位置(zhì)（圖6）

圖(tú)5 PCB座墊式傳感(gǎn)器

圖(tú)6 傳感(gǎn)器布置測(cè)點

利用ATOM測試(shì)係統(tǒng)直接(jiē)獲取時域數(shù)據(jù)
，依(yī)據(jù)標準得(dé)到(dào)計算(suàn)結果(guǒ)（圖7）
，包(bāo)括(kuò)總加權(quán)加速度(dù)均(jūn)方(fāng)根(gēn)值(zhí)（圖8）：

圖(tú)7 隨(suí)機(jī)輸入(rù)行(háng)駛(shǐ)測(cè)試

圖8 總(zǒng)加權均方根值結果

ATOM不僅(jǐn)能夠(gòu)對(duì)平(píng)順性(xìng)試驗數(shù)據按(àn)照國家(jiā)標準進(jìn)行處(chǔ)理
，直接得到(dào)計算結(jié)果
，而(ér)且輸(shū)出(chū)試(shì)驗(yàn)報(bào)告方(fāng)便
，極大提(tí)高了(liǎo)平(píng)順(shùn)性試(shì)驗的效(xiào)率(shuài)。

小(xiǎo)結(jié)

汽車(chē)平順(shùn)性(xìng)是影(yǐng)響汽(qì)車(chē)舒(shū)適性(xìng)的重要因(yīn)素之(zhī)一
，而舒(shū)適(shì)性又是與(yǔ)使用者聯係最為密切的(dí)性能(néng)
，良好(hǎo)的(dí)汽車舒適性能(néng)保證(zhèng)駕駛(shǐ)者的平穩情(qíng)緒，快速(sù)的(dí)反應速度(dù)
，進而(ér)保證(zhèng)行(háng)車的安全(quán)；同時(shí)
，也會有利於汽(qì)車的(dí)使用年(nián)限。

對於汽車廠(chǎng)商(shāng)
，無(wú)論是原有車(chē)型(xíng)的(dí)改進(jìn)還是(shì)新車型的研(yán)發
，都應(yīng)充(chōng)分重視汽車(chē)的平(píng)順(shùn)性等影(yǐng)響舒適性的(dí)因素(sù)。這不(bù)僅(jǐn)能(néng)提升(shēng)駕，乘人員的(dí)用(yòng)車體驗
，還能提(tí)高自身產(chǎn)品(pǐn)的(dí)競爭(zhēng)力及品(pǐn)牌(pái)形(xíng)象(xiàng)！

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