汽车座椅的力学模型设计.pdfVIP

维普资讯 靠瞳简 尝趱麴 刘 自侠 (天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心) 摘 要 汽车座椅支承驾乘人员的质量，缓和和衰减由车身传来的冲击和振动，给驾驶员提供良好的工作环境， 为乘客创造舒适和安全的乘坐环境。通过设计变刚度弹簧，调整振动参数 ，从而克服人体最敏感的振动频率，减 小了乘客晕车的比率。 关键词 汽车座椅 振动频率 振动参数 振动传递 弹簧刚度 引言 m——座椅与人的质量。 顾客驾乘的舒适性是汽车的一大卖点。顾客晕 另一个是阻尼系统数 Ii} 车的比率 占27％左右，支配人的舒适性的因素大体 可分为外因和内因两类。外因主要指出外界噪声、 气味、视觉 、周围环境和路面状况等；内因则指人的 式中： 相对阻尼系数。 精神状态、身体素质和经历等。其中振动频率是引 1．2 座椅的传递特性 起晕车的最主要因素。在不同振动频率下，人的忍 o= = =上 受能力不同。人最敏感的频率范围为：对于垂直振 x t主)x‘ 琵 动是4~8Hz；对于水平振动在 2Hz以下。因此如何 式中： 激振圆频率； 尽可能减少在此频率范围的振动时间是最主要 目 一 臂部加速度； 标。 — — 车身地板垂直加速度； 1 座椅的振动参数选择 分析汽车的振动系统，主要减振环节有 3个， 即轮胎、悬架和座椅，它们构成一个串联系统。降低 轮胎和悬架的刚度 ，虽可改变舒适性 ，但改动余地 不大，会降低汽车的承载能力和制动稳定性。因此 改变座椅的振动参数对于改善舒适性有特殊作用。 1．1 座椅的振动参数 汽车座椅的振动参数主要有两个，一个是刚度 C，它决定了座椅的固有 圆频率 = 、／ 式中： 座椅刚度 ； 11 维普资讯 — — 放大因数(。传递率)； 与其在同一时间段内引起的共振，从而起到很好的 21T——激振频率 。 减振效果 。 传递率与激振频率关系曲线见图1。 现有两种方案来实现座椅刚度的可变性。 一 是在座椅内安装可变刚度 c弹簧，如图2所 示，可变刚度C弹簧是由直径逐渐变大的钢丝绕成 《 的弹簧。这种方案使得座椅的固有频率能在 2-3Hz ＼ 范围内随时变化，当激振频率 to与其接近时，振幅 |I 增大，而使弹簧的压缩增大，一旦压缩到一定程度， 其座椅的刚度增大，使其 固有频率变化，错开激 ／。 I． 振频率。这种弹簧座椅制作成本低，缺点是其刚度 ＼ ＼ 是连续变化的，不能快速错开激振频率。 图 1 人在座椅上