侯桂芳

重型車(chē)空氣懸掛座椅動(dòng)態(tài)舒適性研究

侯桂芳

（北京福田戴姆勒汽車(chē)有限公司技術(shù)中心，北京 101400）

駕駛員座椅動(dòng)態(tài)舒適性是重型卡車(chē)用戶(hù)感知的一個(gè)重要性能指標(biāo)，對(duì)座椅動(dòng)態(tài)舒適性能進(jìn)行改進(jìn)與實(shí)踐，可以提高座椅乘坐舒適性能，緩解駕駛疲勞。通過(guò)對(duì)空氣懸掛座椅的減振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理及舒適性研究，并在改善座椅動(dòng)態(tài)舒適性方面加以實(shí)踐，探索空氣懸掛座椅動(dòng)態(tài)舒適性研究思路和方法，積累重型卡車(chē)座椅舒適性能設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

空氣懸掛座椅；動(dòng)態(tài)舒適性；重型車(chē)

駕駛員座椅是汽車(chē)上重要的功能件與安全件，它不僅提供支承，保護(hù)乘員、給駕駛員可靠的定位，并提供舒適的位置。重型卡車(chē)因其道路工況及長(zhǎng)途運(yùn)輸環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)座椅的舒適性要求越來(lái)越高。因此重型卡車(chē)座椅設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，舒適性設(shè)計(jì)更為重要。國(guó)內(nèi)重型車(chē)已廣泛應(yīng)用機(jī)械懸掛座椅，而主機(jī)廠(chǎng)對(duì)空氣懸掛座椅舒適性研究與匹配僅處于起步階段。針對(duì)空氣懸掛座椅動(dòng)態(tài)舒適性進(jìn)行頻響測(cè)試、參數(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)車(chē)驗(yàn)證，探索重型卡車(chē)空氣懸掛座椅動(dòng)態(tài)舒適性研究模式。

1　空氣懸掛座椅減振系統(tǒng)及工作原理

1.1空氣懸掛座椅概述

空氣懸掛座椅除了具備座椅整體前后調(diào)節(jié)、座墊傾角調(diào)節(jié)、靠背角度調(diào)節(jié)等功能以外，還具有座椅整體高度調(diào)節(jié)，這種高度調(diào)節(jié)是通過(guò)空氣彈簧與筒式阻尼器構(gòu)成的減振系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同體重的駕駛員自適應(yīng)控制，衰減振動(dòng)，提高乘坐舒適性。

1.2空氣懸掛座椅減振系統(tǒng)構(gòu)成

空氣懸掛座椅減振系統(tǒng)（見(jiàn)圖1），主要組成零件為:1-固定支架總成；2-浮動(dòng)支架總成；3-阻尼器；4-控制閥；5-行程控制塊；6-空氣彈簧；7-內(nèi)外交叉臂總成；8-鎖止機(jī)構(gòu)。

其中，空氣彈簧、阻尼器的一端與固定支架總成聯(lián)接，另一端與浮動(dòng)支架相連；控制閥安裝在交叉臂的內(nèi)臂上，行程控制塊一端與交叉臂軸相連，另一點(diǎn)與交叉臂外臂相連。

1.3工作原理

空氣彈簧是在由橡膠氣囊包圍的密閉容器中充入壓縮氣體，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈簧作用。

1.3.1高度調(diào)節(jié)原理

由于氣體的壓縮特性，空氣彈簧工作時(shí)，氣囊內(nèi)充入的壓縮氣體形成一個(gè)氣柱。隨著彈簧上載荷量的增加，彈簧的高度下降，腔內(nèi)容積變小而氣壓增大，氣囊外徑變大，氣柱有效承載面積增大，使得彈簧剛度增大，此時(shí)彈簧承載力增大；反之，載荷量減小時(shí)，彈簧高度上升，腔內(nèi)容積變大而氣壓下降，氣囊外徑變小，氣柱有效承載面積減小，彈簧剛度減小，承載力降低?？諝鈴椈稍谄溆行谐虄?nèi)，彈簧的高度、腔內(nèi)容積、氣壓和承載能力隨著振動(dòng)載荷的變化實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的柔性傳遞［1］。

空氣彈簧與氣體控制閥配合使用，氣控閥根據(jù)載荷變化而調(diào)節(jié)空氣彈簧的充氣和排氣，使得空氣彈簧高度始終保持不變。氣控制閥流量特性見(jiàn)圖2。改變充放點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)彈簧剛度調(diào)節(jié)。

1.3.2減振原理

汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于路面工況變化，振動(dòng)傳遞到座椅上，空氣彈簧會(huì)產(chǎn)生上下振動(dòng)，氣控閥則處于上下擺動(dòng)，壓縮內(nèi)部空氣，形成彈性力，因此阻尼器發(fā)揮其阻尼作用，產(chǎn)生振動(dòng)衰減，使氣控閥在振幅很小，甚至靜態(tài)載荷變化較小的情況下不起作用。

空氣懸掛座椅其懸架由座椅、海綿提供，有效剛度和阻尼不容易分析，簡(jiǎn)化人—座椅系統(tǒng)力學(xué)模型為圖3所示。座椅上乘員的垂直振動(dòng)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的單體有阻尼運(yùn)動(dòng)［2］。減振系統(tǒng)中存在空氣彈簧與液壓阻尼器，系統(tǒng)剛度呈非線(xiàn)性彈性特性，有阻尼振動(dòng)，能夠消散來(lái)自地面的沖擊能量，起到振動(dòng)衰減作用，提供良好的乘坐舒適性。

2　空氣懸掛座椅動(dòng)態(tài)舒適性理論研究

2.1汽車(chē)座椅的舒適性

汽車(chē)行駛過(guò)程中，對(duì)于路面不平度引起的振動(dòng)，主要有輪胎、懸架和座椅3個(gè)減振環(huán)節(jié)。降低胎壓，減少輪胎垂直剛度，有利于汽車(chē)行駛平順性；但會(huì)影響輪胎使用壽命。對(duì)于懸架系統(tǒng)來(lái)講，適當(dāng)降低懸架剛度，增加阻尼，雖有利于提升汽車(chē)行駛平順性；但卻會(huì)影響操縱和制動(dòng)穩(wěn)定性。相比之下，座椅動(dòng)態(tài)參數(shù)的改變對(duì)汽車(chē)整車(chē)的使用性能沒(méi)有影響，而方便易行。因此，座椅動(dòng)態(tài)性能的改善對(duì)提高汽車(chē)乘坐舒適性有重要意義［3］。

汽車(chē)座椅舒適性設(shè)計(jì)主要包括靜態(tài)舒適性、動(dòng)態(tài)舒適性（又稱(chēng)振動(dòng)舒適性）以及操作舒適性三方面內(nèi)容［4］。靜態(tài)特性主要與座椅結(jié)構(gòu)尺寸、合棉密度、面料質(zhì)量、調(diào)節(jié)特性有關(guān)；振動(dòng)舒適性即座椅傳遞特性與系統(tǒng)固有頻率、阻尼比、阻尼系數(shù)及傳遞率有關(guān)；操作舒適性是駕駛過(guò)程中，為完成駕駛動(dòng)作所表現(xiàn)出的舒適特性。

重型車(chē)主機(jī)廠(chǎng)，由于產(chǎn)品平臺(tái)及駕駛室空間布局的確定，對(duì)座椅舒適性的改進(jìn)研究，關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)舒適性研究。

2.2汽車(chē)座椅動(dòng)態(tài)舒適性

座椅的動(dòng)態(tài)舒適性主要與座椅的振動(dòng)特性有關(guān)，是指人體處于振動(dòng)環(huán)境中所感受到主觀(guān)上的相對(duì)舒適程度。

人體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，不同姿態(tài)、不同器官所表現(xiàn)的振動(dòng)特性各不相同：立姿狀態(tài)，人體共振頻率在5-12 Hz；臥姿狀態(tài)，人體共振頻率在3-4 Hz；坐姿狀態(tài)，人體共振頻率在4-6 Hz。胸腹共振頻率在4-8 Hz，頭、頸共振頻率在20-30 Hz。由此可見(jiàn)，人體的振動(dòng)響應(yīng)分布在低頻30 Hz以下。研究表明：4-8 Hz是人體對(duì)振動(dòng)的敏感區(qū)域，此時(shí)身體部分區(qū)域易產(chǎn)生共振，隨著頻率增高，敏感度下降。因此，進(jìn)行汽車(chē)和座椅動(dòng)態(tài)舒適性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)這些區(qū)域。另外，座椅、靠背、地板三個(gè)支撐面中，座椅與人體接觸表面垂直方向的振動(dòng)對(duì)人體的影響很大，占70%。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)舒適性設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)把坐墊的垂直振動(dòng)研究放在首位。

2.3汽車(chē)座椅動(dòng)態(tài)舒適性評(píng)價(jià)

國(guó)外有學(xué)者認(rèn)為［5］，對(duì)汽車(chē)振動(dòng)舒適性評(píng)價(jià)的影響因素有三個(gè)：客觀(guān)生理學(xué)因素；主觀(guān)心理學(xué)因素；評(píng)價(jià)者的差異。人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)可分為兩個(gè)過(guò)程［6］：一是振動(dòng)傳遞到人體后引起的人體各部位振動(dòng)響應(yīng)；另一過(guò)程是由于人體的振動(dòng)響應(yīng)而引起的生理反應(yīng)。第一過(guò)程對(duì)應(yīng)客觀(guān)物理評(píng)價(jià)，第二個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)主觀(guān)感受評(píng)價(jià)。顯然，把這兩個(gè)過(guò)程結(jié)合起來(lái)便使物理上的客觀(guān)指標(biāo)與主觀(guān)感受聯(lián)系在一起，這樣就可以量化人體的動(dòng)態(tài)舒適性。但從目前的研究看，兩種評(píng)價(jià)方法還不能很好吻合。

目前常用ISO 2631-1：1997（E）標(biāo)準(zhǔn)的基本評(píng)價(jià)方法——加權(quán)加速度均方根值來(lái)評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)人體舒適和健康的影響。通過(guò)座椅、靠背處加權(quán)加速度均方根值aw及加權(quán)振級(jí)Law與人的主觀(guān)感覺(jué)關(guān)系見(jiàn)表1［7］。

表1Law和aw與人的主觀(guān)感覺(jué)之間的關(guān)系

由表1可見(jiàn)，當(dāng)座椅a＞1.6 m/s2時(shí)，人體就有不舒適的感覺(jué)。

2.4座椅頻響特性

座椅頻響特性是人椅響應(yīng)振幅值與人椅輸入振幅值之間的比值，即傳遞率，反應(yīng)座椅的傳遞特性。合理選擇振動(dòng)參數(shù)，力圖減少傳到人體的振動(dòng)加速度，并盡量避免傳遞人最敏感的頻率的振動(dòng)。對(duì)汽車(chē)而言，垂直振動(dòng)對(duì)舒適性的影響最大，而對(duì)振動(dòng)影響最大的因素是振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比。

2.4.1固有頻率

物體做自由振動(dòng)時(shí)，其位移隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，又稱(chēng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。與系統(tǒng)的固有特性有關(guān)，稱(chēng)為固有頻率或者固有周期［8］。

設(shè)計(jì)時(shí)避開(kāi)椅面垂直軸向頻率加權(quán)函數(shù)最敏感頻率范圍4～12.5 Hz處于減振區(qū)。按“人體-座椅”單自由度系統(tǒng)來(lái)考慮，其固有頻率ω≤4 Hz/2 ≈3 Hz。選擇固有頻率時(shí)還要避開(kāi)與車(chē)身部分固有頻率重合，防止傳至人體的加速度響應(yīng)譜出現(xiàn)突出的尖峰。車(chē)身部分的固有頻率一般在1.2～2 Hz，于是人—椅系統(tǒng)固有頻率要選在3 Hz附近［7］。對(duì)于商用車(chē)座椅，考慮人體的減振及泡沫成型座墊的影響，人—椅系統(tǒng)固有頻率選擇3～4 Hz。配合適當(dāng)?shù)淖枘岜龋钥梢员ＷC4～12.5 Hz處于減振區(qū)。

2.4.2 阻尼比

阻尼比是粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比。

座椅有阻尼后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減振動(dòng)，用阻尼比ξ（又稱(chēng)為相對(duì)阻尼系數(shù)）的大小來(lái)評(píng)定振動(dòng)衰減的快慢程度。

式中：F-壓縮復(fù)原力；v-速度。

減振器在卸載閥打開(kāi)之前，阻尼器中的壓縮復(fù)原阻力F與減振器振動(dòng)速度v之間成線(xiàn)性關(guān)系。其比值即阻尼系數(shù)。這個(gè)指標(biāo)反映道路工況對(duì)舒適性的影響。

式（2）表明，減振器的阻尼作用在與不同剛度C和不同簧載質(zhì)量m的座椅系統(tǒng)匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果。ξ值大，振動(dòng)衰減快，同時(shí)又能將較大的地面沖擊力傳到人體，相反，ξ值小，效果相反。通常情況下，壓縮行程相對(duì)阻尼系數(shù)為伸張行程的（0.25～0.5）。［7］對(duì)于商用卡車(chē)座椅系統(tǒng)，因行駛路面條件較差，ξ值應(yīng)取稍大些，ξS＞0.3；配合高阻尼發(fā)泡材料座墊，其阻尼比可達(dá)0.3～0.4［8］。

座椅系統(tǒng)減振過(guò)程影響因素很多，傳統(tǒng)意義上的公式無(wú)法精確計(jì)算出準(zhǔn)確的阻尼系數(shù)。因此，借用頻響特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的最大傳遞率或白帶噪聲半頻寬，粗略計(jì)算阻尼比。

式中：A-最大傳遞率。

2.4.3隔振率與傳遞率的關(guān)系

隔振率是座墊系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)的衰減特性。

3　空氣懸掛座椅動(dòng)態(tài)舒適性改善實(shí)踐

圍繞ETX車(chē)座椅舒適性提升項(xiàng)目，重點(diǎn)對(duì)座椅動(dòng)態(tài)舒適性進(jìn)行改進(jìn)，解決低速共振問(wèn)題。核心工作有三方面。

3.1座椅動(dòng)態(tài)舒適性現(xiàn)狀研究

3.1.1頻響特性

選取同類(lèi)型產(chǎn)品的空氣懸掛座椅，與待改進(jìn)的座椅（5#椅）一起進(jìn)行頻響測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2，特性曲線(xiàn)見(jiàn)圖4至圖8。

表2　標(biāo)桿座椅頻響測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

由表2數(shù)據(jù)可見(jiàn)，3#與4#椅阻尼可調(diào)。 4#椅傳遞率最小，可達(dá)1.24%；其固有頻率也極低，在2.23～3.17 Hz。5#椅的問(wèn)題在于固有頻率與傳遞率都偏高。

從圖4-8座椅特性曲線(xiàn)分析，2#與4#椅在4-8 Hz區(qū)間，振動(dòng)衰減效果最好，峰值出現(xiàn)在4 Hz以下，對(duì)人的感覺(jué)影響，4#椅比2#更有優(yōu)勢(shì)。因此，參考4#椅的性能參數(shù)，作為改善目標(biāo)。

3.1.2阻尼器示功特性測(cè)試

座椅減振系統(tǒng)采用的是液壓筒式阻尼器，它對(duì)速度反應(yīng)靈敏。利用其對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力，耗減運(yùn)動(dòng)能量并吸能達(dá)到減振目的。其示功特性就是壓縮力、復(fù)原力與位移的關(guān)系曲線(xiàn)見(jiàn)圖9：

針對(duì)上述5款座椅的減振器，在20℃溫度下，測(cè)試不同速度點(diǎn)（0.131、0.262）m/s壓縮、復(fù)原力。結(jié)果見(jiàn)表3：

表3　阻尼器參數(shù)對(duì)比

3.1.3空氣彈簧剛度測(cè)試

（1） 靜剛度試驗(yàn)

空氣彈簧分別在不同充氣壓力條件下，氣囊按標(biāo)準(zhǔn)高度以10 mm/min的速度加載-25～25 mm過(guò)程中測(cè)試變形量-負(fù)荷關(guān)系曲線(xiàn)圖10、變形量-內(nèi)壓曲線(xiàn)圖11。圖示以0.7 MPa以例。

研究表明，空氣彈簧的剛度隨初始充氣壓力增大而減小，其有效承載面積隨彈簧的不斷受壓而逐漸增大。

（2） 動(dòng)剛度試驗(yàn)

空氣彈簧在動(dòng)態(tài)條件下：充氣內(nèi)壓以0.1 MPa遞增，至最大工作充氣壓力，氣囊在標(biāo)準(zhǔn)高度，不同振幅（±2 mm、±4 mm、±6 mm），頻率0.5～15 Hz受迫試驗(yàn)，空氣彈簧動(dòng)態(tài)彈簧特性曲線(xiàn)見(jiàn)圖12：

圖12為0.7 MPa內(nèi)壓條件下的動(dòng)態(tài)剛性曲線(xiàn)，表明空氣彈簧其動(dòng)態(tài)剛度非線(xiàn)性關(guān)系，隨著頻率增加，剛度變化不明顯；相同頻率，隨著振幅增高，其動(dòng)剛度略有增高。

3.2座椅動(dòng)態(tài)舒適性參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)各款座椅的主觀(guān)評(píng)價(jià)及客觀(guān)性能測(cè)試數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)座椅動(dòng)態(tài)舒適性能參數(shù)。

3.2.1固有頻率確定

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)及對(duì)比分析，設(shè)定座椅固有頻率為3.0～3.5 Hz。

3.2.2阻尼比確定

根據(jù)測(cè)試的最大傳遞率，按公式（4），計(jì)算出平均阻尼比ξ=0.4～0.44。

3.2.3系統(tǒng)剛度確定

座椅系統(tǒng)固有頻率設(shè)定后，參考中國(guó)人與加拿大95百分位人群標(biāo)準(zhǔn)體重，再加上座椅升降器的質(zhì)量，設(shè)定簧載質(zhì)量范圍87～114 kg，按公式3-1計(jì)算出座椅系統(tǒng)動(dòng)剛度范圍：31～55 N/m。

由于國(guó)內(nèi)空氣彈簧供應(yīng)商生產(chǎn)狀況，無(wú)法根據(jù)設(shè)定參數(shù)單獨(dú)加工制作空氣彈簧樣件，因此，座椅動(dòng)態(tài)舒適性改進(jìn)研究是維持空氣彈簧現(xiàn)有狀態(tài)，不作改進(jìn)。

3.2.4阻尼器參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)表3數(shù)據(jù)，再結(jié)合示功圖曲線(xiàn)進(jìn)行圓整，優(yōu)選出7組數(shù)據(jù)，用于樣件生產(chǎn)。

3.3整車(chē)平順性測(cè)試

阻尼器參數(shù)改進(jìn)后，隨座椅在整車(chē)上按實(shí)際道路譜進(jìn)行平順性測(cè)試，準(zhǔn)確獲取改進(jìn)效果。>

3.3.1試驗(yàn)方案策劃

選擇交通部試驗(yàn)場(chǎng)長(zhǎng)直路、組合路面試驗(yàn)跑道，采用空載、滿(mǎn)載試驗(yàn)方法，完成牽引車(chē)6×4全浮四氣囊懸置車(chē)身座椅、自卸車(chē)8×4全浮四螺簧懸置車(chē)身動(dòng)態(tài)舒適性驗(yàn)證檢測(cè)。

兩款座椅分別為：（1）原結(jié)構(gòu)；（2）匹配改進(jìn)阻尼器的座椅。

9組阻尼器：7組驗(yàn)證件、1組原件、1組可變阻尼器。分別在牽引車(chē)及自卸車(chē)、空載、一級(jí)路面或普通路面、車(chē)速40～80 km/h，測(cè)試座墊、靠背、地板處加速度加權(quán)均方根值a（m/s2）、振動(dòng)等級(jí)等效均值Leg（dB）、隔振率及偏頻，優(yōu)選出減振性能最好的2組，1組做滿(mǎn)載工況測(cè)試，另1組備用。

3.3.2測(cè)試結(jié)果

（1）駕駛員座椅處總加權(quán)加速度

牽引車(chē)空載測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖13，4-1組減振器組合座椅響應(yīng)幅值最佳為1.563 m/s2，相比原阻尼器座椅測(cè)試數(shù)據(jù)1.868 m/s2，下降16.3%。乘坐舒適性明顯提高。

自卸車(chē)空載測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖14，6-1組減振器表現(xiàn)最佳，4-1組次之。仍以4-1組數(shù)據(jù)與對(duì)椅對(duì)比，響應(yīng)幅值下降16.9%。

圖15可見(jiàn)，當(dāng)牽引車(chē)處于滿(mǎn)載且車(chē)速提至50 km/h，響應(yīng)幅值增加很多，且隔振率變差。

（2）駕駛員處加速度振動(dòng)級(jí)

試驗(yàn)結(jié)果，駕駛員處加速度振動(dòng)級(jí)表現(xiàn)與加權(quán)加速度表現(xiàn)一致。圖16所示為牽引車(chē)空載工況測(cè)試振動(dòng)級(jí)，與座椅總加權(quán)加速度表現(xiàn)一致， 4-1組減振器所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)級(jí)依舊最佳。圖17為自卸車(chē)座椅加速度振動(dòng)級(jí)測(cè)試結(jié)果。

（3）座椅垂直隔振率測(cè)試

從圖18可見(jiàn)，車(chē)速60 km/h以下時(shí)，隔振率提高幅度比較平穩(wěn)，車(chē)速大于60 km/h以后，隔振效果明顯。

（4）駕駛員座椅固有頻率測(cè)試

通過(guò)整車(chē)平順性試驗(yàn)，同時(shí)采集了各座椅的固有頻率，見(jiàn)表4：

表4　座椅與10組減振器組合下座椅偏頻實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，牽引車(chē)工況座椅固有頻率略高于自卸車(chē)，阻尼比相應(yīng)低于自卸車(chē)，從而獲得良好的舒適感，與振動(dòng)理論吻合。而且實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)參數(shù)范圍之內(nèi)，改進(jìn)研究效果明顯。

4　體會(huì)

（1）本文的研究思路和方法可以為重型卡車(chē)主機(jī)廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)人員研究座椅舒適性提供參考。

（2）整車(chē)道路試驗(yàn)，可以準(zhǔn)確獲取座椅、車(chē)身地板的頻響特性參數(shù)。但這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，投入費(fèi)用高、周期長(zhǎng)，因此建議主機(jī)廠(chǎng)采集整車(chē)、地板譜，為今后設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、質(zhì)量改進(jìn)，節(jié)省成本，縮短周期。

（3）研究和改善座椅的動(dòng)態(tài)性能，對(duì)提高汽車(chē)乘坐舒適性有重要意義。動(dòng)態(tài)特性就是振動(dòng)傳遞特性，核心因素是系統(tǒng)阻尼比；系統(tǒng)剛度由系統(tǒng)固有頻率、簧載質(zhì)量決定。二者合理匹配，反映到功能元?dú)饧?，就是空氣彈簧與阻尼器的匹配。

（4）對(duì)于重型車(chē)座椅阻尼器參數(shù)設(shè)計(jì)，推薦選取壓縮力為復(fù)原力FY= （0.85～1.2） FS。

（5）座椅設(shè)計(jì)時(shí)，避開(kāi)椅面垂直軸向頻率加權(quán)函數(shù)最敏感頻率范圍4～12.5 Hz。還要規(guī)避車(chē)身懸架系統(tǒng)頻率，防止共振。重型卡車(chē)座椅固有頻率推薦2.9～3.5 Hz。

（6）對(duì)于使用于城際之間路況良好的車(chē)型，建議選擇低阻尼比，加速傳遞高頻振動(dòng)；而對(duì)于工程礦區(qū)作業(yè)的車(chē)輛，建議選擇相對(duì)高的阻尼比，減少振動(dòng)的傳遞。

致謝

本文的研究工作，得到了北京理工大學(xué)李惠彬老師技術(shù)指導(dǎo)；清華大學(xué)汽車(chē)研究所的協(xié)作和大力支持，在此表示衷心感謝。

［1］李敬東.汽車(chē)懸架空氣彈簧匹配技術(shù)研究：［江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文］［D］.鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué)，2007，6-8.

［2］John C.Dixon著，李惠彬等譯.減振器手冊(cè)［M］. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［3］任金東.汽車(chē)人機(jī)工程學(xué)［M］.北京:北京大學(xué)出版社，2010.

［4］劉建中，鈴木近等.汽車(chē)乘坐舒適性主觀(guān)評(píng)價(jià)模型的構(gòu)筑［J］.汽車(chē)技術(shù)，1994，9.

［5］S. Habsburg， What Really Connects in Seating Comfort- Studies of Correlates of Static Seat Comfort，SAE， Paper770247.

［6］Ken Kanijo， Evaluation of Seat Comfort， SAE， Paper 820761.

［7］余志生.汽車(chē)?yán)碚?第5版［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

［8］王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì) 第4版［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

［9］中華人民共和國(guó)汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).QC/T 55-汽車(chē)座椅動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化出版社，1993.

專(zhuān)家推薦

汪振曉：

座椅設(shè)計(jì)師主要研究方向是安全性， 安全性的重點(diǎn)是滿(mǎn)足座椅的強(qiáng)度檢測(cè)要求， 特別是重型車(chē)的舒適性認(rèn)識(shí)僅僅停留在滿(mǎn)足法規(guī)上，由于空氣懸掛座椅近幾年才開(kāi)始裝在一些重型車(chē)上，但這種座椅的動(dòng)態(tài)舒適性的研究還是空白。作者對(duì)重型車(chē)空氣懸架座椅動(dòng)態(tài)舒適性的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)作了有益的探索， 為座椅專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師和舒適性研究人員提供參考。

Research on the Dynamic Comfort of the Air Suspension Seat for Heavy Truck

HOU Gui-fang
（R&D Center， Beijing Foton Daimler Automotive Co.，Ltd， Beijing 101400， China）

The driver's seat dynamic comfort is an important performance index of the heavy truck user's perception. To improve the dynamic comfort seat， we can reduce driving fatigue and improve the ride comfort. Through researching the air suspension seat vibration system's structure， principle and comfortable performance theory， and practicing it in improving dynamic comfort seat， we explore the air suspension seat dynamic comfort research ideas and methods， accumulate the experience of designing heavy truck seat dynamic comfort performance.

air suspension seat； dynamic comfort； heavy truck

U463.83+6

A

1005-2550（2015）02-0037-07

10.3969/j.issn.1005-2550.2015.02.009

2014-08-10