1.1 汽车振动基础知识
1.1.1 振动的基本概念
振动是指系统中运动量位移、速度、加速度等的振荡现象。具体而言，振动是相对已知的参考系，系统中一个随时间变化的运动量与其平均量相比，时大时小交替变化的现象。振动存在于自然界的各个方面，例如汽车、火车等交通工具在行驶过程中由路面不平引起的振动，锻压机械工作时产生的振动，建筑物受风作用产生的振动，地球内部压力变化产生的振动（地震）等。在许多情况下振动是有害的，影响机械设备的工作性能和寿命，产生有损于建筑物的动载荷和不利于工作的噪声，影响交通工具的乘坐舒适性。对于精密加工机械来说，很小的振动都会影响产品的质量和性能。因此，对于大多数振动来说，都应该将其振动量控制在允许的范围内。
汽车作为一个复杂的振动系统，内部各零部件都具有不同的固有频率。其在行驶过程中因路面不平、车速和运动方向的变化，车轮、发动机和传动系统的不平衡等各种外部和内部的激振作用而产生整车或局部的振动。这些振动使得汽车的动力学性能得不到充分发挥，损坏汽车的零部件，影响货物运载安全性，缩短汽车寿命，同时影响汽车的通过性、操纵稳定性。特别是容易使驾驶人产生疲劳，严重影响汽车的安全性。
【课堂小讨论】
车辆的平顺性是在车辆行驶过程中保持驾驶人所处的振动环境具有一定舒适度的性能。对于商用车来说，路面不平等因素会在车辆行驶时引发振动，不仅会加速车辆零部件磨损，还会影响驾乘人员的舒适度和身体健康。因此，减少车辆的振动并保证车辆的平顺性，是提高车辆舒适性的重要解决方案。如果驾驶人长时间处于不舒服的车辆振动环境中，严重的会引发职业病，对驾驶人脊柱以及身体各个器官都有不良影响。
汽车的振动问题可用图1-1所示的振动系统框图来描述。对于汽车而言，振动系统可以是汽车中的某个零件、某个部件、某个子系统或整车系统，如曲轴、悬架、发动机悬置、传动系统、轮胎、人体座椅以及整车等。从振动理论来说，图1-1中的振动系统表示研究对象的振动特性，输入（或激励）表示初始干扰和激励等内外界因素对系统的作用，输出（或响应）是表示系统在输入或外界激励作用下的动态响应。汽车振动学就是要分析系统、激励和响应三者之间的关系，探讨系统各参数对振动响应的影响，提出控制振动的方法。
图1-1 振动系统框图
根据图1-1，可把振动问题归纳为以下几类：
1）响应分析：已知输入和系统的参数，求系统的响应。通过对系统振动位移、振动速度和振动加速度响应的分析，判断系统是否满足强度、刚度、振动的要求。
2）动态设计：已知系统的激励，设计合理的系统参数，满足预定要求的动态响应。
3）系统识别：在已知输入和输出的情况下求系统参数，对已有的系统进行激振，测得激振下的响应，然后识别系统的结构参数。
4）环境预测：已知系统的输出和系统的参数，确定系统的输入，以判别系统的环境特性。