1.汽车舒适性能概述

汽车的舒适性是指行驶中的汽车对其乘员身心影响程度的评价。舒适性的好坏，主要取决于行驶平顺性、噪声、空气调节和居住性等因素。

舒适性参数表达的就是在使用汽车时能享受到汽车的一些舒适功能。作为人的主观感受，谁都愿意坐在一辆宁静、舒适、功能齐备而且拥有宽大空间的汽车里。比方说，汽车座椅有手动调节的有电动调节的，很显然，电动调节的更方便舒适；电动座椅中有4方向调节的，有6方向调节的，那么6方向调节的当然舒适性更强。

现代汽车的发展趋势是向自动化方向发展、向拥有较多舒适性的方向发展。另外，汽车车厢内装饰的材料选择也决定着汽车的舒适性能。

2.汽车舒适性能的主要评价指标

衡量一辆汽车的舒适性可以从以下五方面来分析。

（1）车身的尺寸及内部空间大小 主要指标：前排内部高度、前排内部宽度、后排内部宽度、后排内部高度、相邻座位的间距、车顶形式等。

（2）汽车行驶的平顺性 汽车行驶的平顺性是指保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动和冲击环境在一定舒适度范围内的性能。因此，平顺性主要根据乘员主观感觉的舒适程度来评价。对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。行驶平顺性既是决定汽车舒适程度最主要的方面，它本身也是评价汽车性能的主要指标。

汽车的平顺性可由图5-3所示的“路面—车—人”系统的框图来分析。振动系统由轮胎、悬架、座椅等弹性、阻尼元件与悬架、非悬架质量构成，路面不平度和车速为该系统的“输入”条件。该“输入”条件经过振动系统的传递，得到了系统的“输出”结果——由悬架系统或进一步经座椅传至人体的加速度。此加速度通过人体对振动的反应——舒适性程度来评价汽车的平顺性。

汽车行驶平顺性也不是孤立地影响驾驶操控，它的好坏不仅影响到驾驶人、乘员的疲劳强度、舒适性及货物的安全可靠运输，而且还影响到汽车的其他使用性能。如果汽车的平顺性能差，驾驶人就会因车辆的强烈振动而被迫降低汽车的行驶速度，使汽车的平均车速与运输生产率下降；在被迫降低车速后，汽车的发动机不可能在最合适的转速下工作，将导致汽车的燃料经济性变坏；振动在汽车上产生动载荷，加速零件的磨损，由于动载荷而产生的交变应力会造成构件的疲劳破坏。这些情况都严重影响着汽车的使用寿命。汽车振动时，车轮与路面之间的接地力的波动会影响它们的附着效果，也关系到汽车的操纵稳定性及通过性，影响到人的生命安全。因此，作为平顺性的评价指标，通常还要考虑车轮与路面的动载和悬架弹簧的动挠度。此外，振动产生噪声，噪声也影响乘坐的舒适性。

图5-3 “路面—车—人”系统框图

1）汽车平顺性的评价指标。在综合大量资料基础上，国际标准化组织ISO提出了ISO 2631《人体承受全身振动的评价指南》。该标准用加速度均方根值给出了在中心频率1～80Hz振动频率范围内人体对振动反应的三种不同的感觉界限。我国参照ISO 2631制定了国家标准《汽车平顺性随机输入行驶试验方法》和《客车平顺性评价指标及极限》。

ISO 2631用加速度均方根值给出了人体在1～80Hz振动频率范围内对振动反应的三个不同感觉界限：舒适—降低界限T_CD、疲劳—工效降低界限T_FD和暴露极限。

舒适—降低界限T_CD与保持乘员舒适有关。在此极限内，人体对所承受的振动环境主观感觉良好，并能顺利完成吃、读、写等动作。

疲劳—工效降低界限T_FD与保持工作效率有关。当驾驶人承受振动在此极限内时，能保持正常地驾驶状态而不感到疲惫。

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，将保持身体健康或安全。

2）影响平顺性的汽车结构因素(www.daowen.com)

①阻尼系统的阻尼。为了衰减车身自由振动和抑制车身、车轮的共振，以减小车身的垂直振动加速度和车轮的振幅（减小车轮对地面压力的变化，防止车轮跳离地面），悬架系统中应具有适当的阻尼。

在悬架系统中，引起振动衰减的阻尼来源很多。例如，在有相对运动的摩擦副中，轮胎变形时橡胶分子间产生摩擦，或在系统中设减振器等。各种悬架结构中，钢板弹簧悬架系统的干摩擦最大，钢板弹簧叶片数目越多，摩擦越大。所以，有的汽车采用钢板弹簧悬架时，可以不装减振器，但阻尼力的数值很不稳定，钢板生锈后阻力过大，不易控制。而采用其他内摩擦很小的弹性元件（如单片钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等）的悬架，必须使用减振器，以吸收振动能量，使振动迅速得到衰减。

减振器可提高汽车行驶平顺性，增加悬架的角刚度，改善车轮与道路的接触条件，防止车轮离开路面，因而可改善汽车的稳定性，提高汽车的行驶安全性。改进减振器的性能，对提高汽车在不平道路上的行驶速度有很大的作用。

悬架系统的干摩擦可使悬架的弹性元件部分或全部被锁住，使汽车只在轮胎上发生振动，因而增加振动频率，使路面冲击容易传给车身。

②轮胎。轮胎对行驶平顺性的影响取决于轮胎的径向刚度、轮胎的附着能力以及轮胎内摩擦所引起的阻尼作用。为了提高汽车行驶平顺性，轮胎径向刚度应尽可能减小，减少轮胎径向刚度，可使悬架换算刚度减小10%～15%。在采用足够软的悬架的情况下，在相当大的行驶速度范围内，低频共振的可能性完全可以消除，但轮胎刚度过低，会增加车轮的侧向稳定性，同时，还会使滚动阻力增加，轮胎寿命降低。附着能力较强的轮胎可使汽车的高频共振振动减小。有研究显示，轮胎内摩擦所引起的适当阻尼，有利于汽车的行驶平顺性能的提高。

③悬架质量。车身振动主要是以自振频率进行的振动，即由于车身偏离平衡位置时所积蓄的能量所产生的振动。为了研究汽车在纵向垂直平面内的自由振动，将汽车的悬架质量M分解为由无质量的刚性杆互相连接的前轴上的质量M₁、后轴上的质量M₂以及质心C上的质量M₃的三个集中质量。

可见，当质心上的质量M₃=0时，前、后轴上的集中质量M₁、M₂的垂直方向运动相互独立。

减少公共汽车和载货汽车的悬架质量，会导致车身振动的低频加速度增加，会大大降低行驶平顺性。在此情况下，应采用等挠度悬架，使悬架刚度随悬架质量的减小而减小。

座位的布置对行驶平顺性也有很大影响。试验表明：座位接近车身的中部，其振动最小。因此，可用座位到汽车质心距离与汽车质心到前（后）轴的距离之比评价座位的舒适性。该比值越小，车身振动对乘客的影响越小。

对载货汽车和公共汽车，座位在高度上的布置也很重要。为了减小水平纵向振动的振幅，座位在高度与汽车质量中心间的距离应该尽量减小。

弹簧座椅刚度的选择要适当，防止因乘客在座位上的振动频率与车身的振动频率重合而发生共振。对于具有较硬悬架的汽车，可采用较软的坐垫。对于具有较软悬架的汽车，可采用较硬的坐垫。

④非悬架质量。减小非悬架质量可降低车身的振动频率，提高车轮的振动频率。这样就使低频共振与高频共振区域的振动减小，而将高频共振移向更高的行驶速度，对行驶平顺性有利。

其次，减小非悬架质量，还将引起高频振动的相对阻尼系数增加，因而减振器所吸收的能量减少，工作条件可以获得改善。另外，非悬架质量可因悬架导向装置形式而改变，采用独立悬架，可使非悬架质量减小。

总之，影响汽车行驶平顺性的结构参数很多，且其关系错综复杂，必须对这些参数进行综合分析，以便正确选择参数，提高汽车行驶的平顺性。

（3）车厢内装备的自动化程度 定速巡航系统、座椅调节记忆位置组数、遥控行李箱盖、前灯自动清洗功能、前后电动窗防夹手功能、后视镜电动调节、空调控制方式、GPS导航系统、车内灯光关闭延时、车内中控锁、前后电动窗、泊车辅助系统、天窗开合方式、座椅调节形式、转向盘调节形式、动力助力转向等。

（4）车厢内功能型舒适性能装备 车载电视、车载冰箱、后窗遮阳帘、衣物挂钩、车载电话、后座中央扶手、车内电源、HUD抬头数字显示、前照灯高度手动调节、杯架数、车外温度显示、遮阳镜化装板、后座空调、前座中央扶手、视频系统、仪表板灯亮度可调、前后座头枕、前/后排座椅加热、前/后排座椅腰部支撑调节、座椅通风功能、多功能转向盘、空调系统、外循环空气滤清器、扬声器数量、主机功能、座椅调节功能、座椅按摩功能、前照灯类型及其拓展功能等。

（5）内部装饰的材质及工艺