Ваша машина меня потрясла!

Самая дискомфортная езда на моей памяти - "перемещение" внутри ТРЭКОЛа, несущегося со скоростью 50 км/ч по ухабам, где Нива еле ползет 🤢. Не нужно никаких самолетов и ракет: невесомость на заднем сиденье - обеспечена! Главное - держаться за ручку, иначе станешь мячом для пинг-понга.

Современные автомобили, кончено, гораздо комфортнее, но даже про них то и дело пишут, что подвеска "жестковата". Вот на днях покатался пассажиром на якобы "жестком" Tenet T7! И вы знаете, да, было некомфортно! Но мы же с вами инженеры, а инженер не может позволить себе оценочное суждение! Для оценки есть метрики!

При прочих равных комфорт равномерного движения определяется:

🔺 тем как, спроектирована подвеска
🔺 какие выбраны шины
🔺 какие заложены жесткости сайлентблоков
🔺 как настроены амортизаторы
🔺 какая конструкция сидений и т.д.,

А влияют эти параметры прежде всего на процесс передачи вибраций, которые возникают в контакте шины с дороги, и гасятся/усиливаются в деталях шасси и кузова по пути от колеса до жёпки.

Ну а какие вибрации допустимы, и как их измерять описано в ГОСТ 31191.1-2004 / ISO 2631-1:1997 "Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования" и ГОСТ ISO 10326-1—2024 "Лабораторный метод оценки вибрации сидений транспортных средств. Часть 1. Общие требования". (См. Картинку 1️⃣).

Главное коротко:

🔺оценивается некое совокупное корректированное среднеквадратичное виброускорение
🔺критерий - попадание в диапазон, соответствующий ощущению комфорта - от "не ощущается" до крайней степени дискомфорта
🔺определено для сидячего, стоячего и лежачего положений
🔺учитывает невосприимчивость человека к определенным диапазонам частот
🔺одна из стандартный точек измерения - поверхность сидения

В нарушение ГОСТ ИСО 8041-2006 "Воздействие вибрации на человека. Средства измерений" я конечно же не удержался и замерил вибрации с помощью обычного смартфона, лежащего рядом на сиденье, благо встроенный датчик измеряет с частотой 454 Гц! 😎

Стандарты допускают разные типы обработки сигналов и среднеквадратичного значения, но в случае если есть только запись сырого, некорректированного сигнала от времени, алгоритм обработки следующий (Картинка 2️⃣):

1️⃣ Превращаем сырой сигнал в спектр (АЧХ, плотность вероятности возникновения вибраций с определенной частотой) с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) - можно сделать в AmeSim, или банальном Excel.

2️⃣ Фильтруем спектр. Фильтрация нужна потому что человек воспринимает дискомфорт от разных частот по разному. Фильтр аж 4-х ступенчатый:

🔺 фильтр низких частот |Hl (p)
🔺 фильтр низких частот |Hp (p)|
🔺 Переходная передаточная функция (пропорциональная ускорению на низких частотах и скорости на высоких частотах) |Ht (p)|
🔺 Ступенчатая передаточная функция (ступенчато возрастающая со скоростью приблизительно 6 дБ на октаву и пропорциональная первой производной от ускорения) |Hs (p)|

Для вертикального ускорения по z и горизонтальных ускорений x и y фильтры - разные.

3️⃣ Вычисляем среднеквадратичное значение корректированных вибраций для каждой оси и общее СКЗ a v, которое сравниваем с табличкой диапазонов для разной степени комфорта.

У меня получилось a v = 0.712 м/c² - которое лежит в диапазоне "приемлемое ощущение дискомфорта" 😰

Круто, что цифры получились похожими, но интересно же сравнить! Для этого, на том же участке дороги, замерил виброускорения на Belgee X70. Получилась интересная картина 3️⃣!

🔺У Belgee a v = 0.478 м/c² - которое лежит в диапазоне "легкое ощущение дискомфорта" - значит не показалось 🕺
🔺 Не будут утверждать наверняка, но по АЧХ вертикальных виброускорений можно предположить причину: конструкция шасси и подрамников Belgee лучше демпфирует колебания, - начиная с собственной частоты колебания кузова на пружинах подвески (≈ 1 Гц), заканчивая типовыми диапазонами колебаний неподрессорки на сайлентблоках (10 - 15 Гц) и верхних частот структурных колебаний (скорее всего подрамников > 20 Гц)
🔺 У Belgee явные проблемы с балансировкой колес 😂