CATIA某型电动汽车-悬架系统设计(4)
为了评价汽车平顺性的好坏，振幅、频率、加速度、加速度变化率这些可以描述振动的参数被引入。现有的各种评价方法都是依照人体对振动的感受和物品的完整度这两方面制定的。
车身振动的固有频率和振动加速度是当前应用最广泛的两种评价汽车平顺性的方法。研究表明，若想取得较好的行驶平顺性，就要使车身振动的固有频率在1Hz～1.6Hz的范围内，这个频率范围也是人体在正常行走时身体晃动的频率范围。此外，振动加速度也要低于人体感受的敏感区，不能超过3～4m/ [6]。
所以在设计与优化汽车性能的过程中，要将车身振动固有频率和车身振动加速度一起作为评价汽车行驶平顺性的必要指标。这样才能比较科学合理的评价平顺性，二者缺一不可。
1） 、悬架弹性特性对汽车行驶平顺性的影响
实际中，汽车是具有多质量、多自由度的比较复杂的振动系统，计算与分析都较为困难，因此我们为车身建立一个较为近似的单自由度的振动模型。车身作为一个整体质量在弹性元件上振动，振动的固有频率为n。n可以通过下面的公式得出：
（2-1）
其中，g——重力加速度，g=9810mm/s；
c——悬架刚度，N/mm； G——簧载重量，N。
又有G/C=f(f——重量G作用下的悬架的静挠度，mm)，那么可以得出：
(2-2)
联系公式(2-1)和(2-2)可以看出：车身振动的固有频率n，由簧载重量G、悬架刚度c或悬架静挠度f决定；而这种力和变形(G= f)的关系曲线称为悬架的弹性特性[7]。从图中可以得出结论：刚度小的悬架具有较低的振动频率能获得比较好的平顺性，但是刚度小的悬架在相同负载下变形较大。变形较大的悬架可能会导致车轴与车架发生撞击。所以悬架的刚度不能太小也不能太大，应在合适的范围内，就现代乘用车而言，悬架的静挠度 与动挠度 相加应该不少于160mm。
如图2-1所示，非线性弹性的悬架在满载荷附近的行程内具有较小的刚度且曲线较为平稳、变化率小，所以汽车能获得良好的平顺性；远离满载的行程内，刚度较大且变化率也大，此时的悬架能消耗更多的功，还能尽可能避免车轴与车架发生碰撞，抑制行驶中各种侧倾、点头、后仰等现象，改善汽车操作稳定性与平顺性[8]。因而我们应选用分线性弹性特性的悬架。
图2-1 弹性特性曲线
a——线性弹性特性 b——非线性弹性特性
2）、悬架系统中的阻尼对汽车行驶平顺性的影响 悬架系统中弹性元件只能够缓和冲击并不能减振，如果没有减振器的话，振动将会持续很长时间。因而必须具有一个阻尼合适的减振器通过其随着车身和车架振动过程中产生的阻尼力把车身以及车架的振动能转化为热能不断散去，消耗振动的动能，从而衰减振动。
实验显示，减振器的阻尼力F表达为：
(2-3)
公式中： k为减振器阻尼系数； V为减振器活塞相对缸筒的运动速度。