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1、 学习学习目标目标 1.1.掌握轿车车身总布置设计的主要内容和基本方法；掌握轿车车身总布置设计的主要内容和基本方法； 2.2.了解人机工程学在车身布置设计中的应用；了解人机工程学在车身布置设计中的应用； 3.3.了解人体结构特点与感知特性；了解人体结构特点与感知特性； 4.4.掌握基于统计学的车身内部布置工具；掌握基于统计学的车身内部布置工具； 5.5.轿车车室内部布置设计方法。轿车车室内部布置设计方法。 学习学习要求要求 知识要点能力要求相关知识 车身总布置设计的 主要内容 1.了解车身总布置设计的性能要求 2.掌握车身总布置设计的主要设计内容和方法 整车总布置、车身总布置 汽车人机工程学
2、1.了解汽车人机工程学的定义、研究内容和研究方 法 2.了解汽车人机工程学中的人体基本特点 人-机-环境、人体基本尺寸、 百分位 人机工程辅助设计 工具 1.掌握常用的汽车人机工程设计辅助工具的定义、 功能和应用 2.了解数字化人体模型技术的特点、功能和应用 H点装置、眼椭圆、头廓包络 、手伸及界面、数字化人体模 型 车室内部布置设计 1.掌握利用人机辅助工具进行车室内部布置和人机 界面设计的方法 2.了解目前常用的车身布置设计软件RAMSIS的特 点及功能 人体适宜坐姿、设计H点、人 机界面、RAMSIS 4.1车身总布置要求车身总布置要求 人机工程学人机工程学: 运用生理学、心理学及社会学
3、等方面的科学知识，通过对运用生理学、心理学及社会学等方面的科学知识，通过对 人体尺寸和操纵范围、人的视觉和光的效应、听觉信息的传递和噪声干人体尺寸和操纵范围、人的视觉和光的效应、听觉信息的传递和噪声干 扰、人体对环境的适应性等的研究，以求从主观和客观上使汽车的各种扰、人体对环境的适应性等的研究，以求从主观和客观上使汽车的各种 性能更好地适应人们生理和心理上的要求，得出合理的“产品功能尺寸性能更好地适应人们生理和心理上的要求，得出合理的“产品功能尺寸 ”。简单地说，人机工程学是描述塑造适宜于人的工作场所的科学，其”。简单地说，人机工程学是描述塑造适宜于人的工作场所的科学，其 基本要求是操纵方便。
4、基本要求是操纵方便。 4.1 4.1 车身总布置要求车身总布置要求 车身总布置设计是在整车总布置的基础上进行的。整车总布置包括：汽车的总体定车身总布置设计是在整车总布置的基础上进行的。整车总布置包括：汽车的总体定 位、整车质量、轴荷分配范围、基本尺寸（长、宽、高、轴距、轮距等）、乘员空位、整车质量、轴荷分配范围、基本尺寸（长、宽、高、轴距、轮距等）、乘员空 间、行李箱容积、整车基本构造（两厢式还是三厢式、乘员数、座椅排数，以及动间、行李箱容积、整车基本构造（两厢式还是三厢式、乘员数、座椅排数，以及动 力总成、传动系、制动系、转向系、前后桥、车轮轮廓尺寸等）、驱动方式和发动力总成、传动系、制动系
5、、转向系、前后桥、车轮轮廓尺寸等）、驱动方式和发动 机布置形式，以及结构强度、刚度和整车的性能要求等。机布置形式，以及结构强度、刚度和整车的性能要求等。 设计内容设计内容 前排座椅的布置；前排座椅的布置； 做眼椭圆，确定视野范围；做眼椭圆，确定视野范围； 视野校核；视野校核； 确定方向盘的位置；确定方向盘的位置； 确定仪表盘的位置；确定仪表盘的位置； 确定各种操纵杆件的位置；确定各种操纵杆件的位置； 后排座椅的布置；后排座椅的布置； 地板布置；地板布置； 前围板、前围上盖板部件的布置；前围板、前围上盖板部件的布置； 后围板的布置；后围板的布置； 顶盖及前、后风窗的位置确定；顶盖及前、后风窗的位
6、置确定； 车身宽度和室内宽度的确定；车身宽度和室内宽度的确定； 油箱和备胎的布置。油箱和备胎的布置。 乘座安全舒适、乘座安全舒适、 操纵方便等操纵方便等 良好的空气动良好的空气动 力学特性、良力学特性、良 好的经济性和好的经济性和 行驶稳定性行驶稳定性 良好的密封、良好的密封、 隔热、隔声隔热、隔声 方便维修方便维修 和保养和保养 轻质轻质 易制造易制造 确定必装件确定必装件 和选装件和选装件 有限的外形有限的外形 无限的空间无限的空间 满足国际国内满足国际国内 各个相关法规各个相关法规 系列化、通用化系列化、通用化 （一）车身总布置的设计原则（一）车身总布置的设计原则 乘坐舒适性乘坐舒适性
7、影响舒适性的各个因素，但是舒适性最终还是靠人的感觉主观评价的影响舒适性的各个因素，但是舒适性最终还是靠人的感觉主观评价的 。 1.1.车身总布置的性能要求车身总布置的性能要求 密封性、隔热性、防振性及隔音性密封性、隔热性、防振性及隔音性 通过淋水试验和通过淋水试验和 扬灰试验扬灰试验 隔绝传入车内的隔绝传入车内的 振动，防止车身振动，防止车身 自身的振动自身的振动 尽量减少或隔绝车尽量减少或隔绝车 室内、外的热量交室内、外的热量交 换换 车内噪音不得高于车内噪音不得高于 75dB 操纵稳定性操纵稳定性 各种操纵杆件应易于分辨，防止误操作各种操纵杆件应易于分辨，防止误操作 仪表显示清晰、明显，布
8、置合理，不反光，不刺眼仪表显示清晰、明显，布置合理，不反光，不刺眼 遮阳板与后视镜等附件应固定牢靠，调整方便遮阳板与后视镜等附件应固定牢靠，调整方便 各类仪表、信号器及报警器等应集中布置，并有明显区别各类仪表、信号器及报警器等应集中布置，并有明显区别 5.1 车身总布置的原则和内容 视野性视野性 座椅的布置位置座椅的布置位置 和高度和高度 立柱的结构立柱的结构 车窗尺寸、形状车窗尺寸、形状 和布置位置和布置位置 坐垫与靠背的坐垫与靠背的 倾角倾角 翼子板形状翼子板形状 发动机罩的高度发动机罩的高度 视野性视野性 确定车身造型确定车身造型 车身承载形式车身承载形式 乘坐与操纵空间乘坐与操纵空间
9、车内外尺寸车内外尺寸 轿车车身总布置设计内容轿车车身总布置设计内容 发动机和传动系等发动机和传动系等 总成、机构位置总成、机构位置 2.2.车身总布置设计的主要内容车身总布置设计的主要内容 在车身总布置设计时，需考虑各总成尺寸、布置位置和人体生理需在车身总布置设计时，需考虑各总成尺寸、布置位置和人体生理需 求。求。 对车身内外形、发动机舱、前后围、地板、车窗、内饰总成和部件（仪对车身内外形、发动机舱、前后围、地板、车窗、内饰总成和部件（仪 表板、座椅和操纵机构等），以及备胎、燃油箱和排气系统等进行尺寸表板、座椅和操纵机构等），以及备胎、燃油箱和排气系统等进行尺寸 控制和布局。控制和布局。 主要
10、参数主要参数: :前、后悬长度、前后风窗位置和角度、发动机罩高度、地前、后悬长度、前后风窗位置和角度、发动机罩高度、地 板平面高度、前围板位置、座椅布置、内部空间控制尺寸、方向盘位置板平面高度、前围板位置、座椅布置、内部空间控制尺寸、方向盘位置 角度、操纵机构和踏板的相互位置。角度、操纵机构和踏板的相互位置。 （1）动力总成的布置）动力总成的布置 1）发动机总布置设计）发动机总布置设计 在进行轿车车身布置时，首先必须确定车身及动力总成相对于前轮轴线的位在进行轿车车身布置时，首先必须确定车身及动力总成相对于前轮轴线的位 置。置。 动力总成相对于前轮轴线的位置影响：离地间隙值、轴荷分配、前悬架和转
11、动力总成相对于前轮轴线的位置影响：离地间隙值、轴荷分配、前悬架和转 向系的布置、发动机罩高度、传动轴夹角的极限值向系的布置、发动机罩高度、传动轴夹角的极限值(一般为一般为34）。）。 2）传动系的布置）传动系的布置(对于对于FR布置形式布置形式) 对于对于FF式和式和RR式轿车，由于底板下部无需传动轴，因此可降低地板式轿车，由于底板下部无需传动轴，因此可降低地板 高度，有利于座椅布置和提高舒适性。对于高度，有利于座椅布置和提高舒适性。对于FR布置形式，为了尽量布置形式，为了尽量 降低地板高度以提高乘坐舒适性，就要尽量减小由于传动轴通过地降低地板高度以提高乘坐舒适性，就要尽量减小由于传动轴通过地
12、 板下部所需的地板凸包的高度，通常在垂直平面上将传动轴呈板下部所需的地板凸包的高度，通常在垂直平面上将传动轴呈U形形 布置。布置。 U形布置的传动轴 （a）单根万向传动轴（b）装有中间支承的双根万向传动轴 （2）发动机舱和前、后围布置）发动机舱和前、后围布置 发动机舱需要根据发动机、变速器、排气系统、散热器和蓄电池等的发动机舱需要根据发动机、变速器、排气系统、散热器和蓄电池等的 尺寸和布置来确定其空间，并据此进行结构设计。尺寸和布置来确定其空间，并据此进行结构设计。 前围板将发动机舱与驾驶室隔开。在前围上部固定前风窗玻璃，驾驶前围板将发动机舱与驾驶室隔开。在前围上部固定前风窗玻璃，驾驶 室内侧
13、安装仪表板，外侧支撑发动机罩，安装刮水器。室内侧安装仪表板，外侧支撑发动机罩，安装刮水器。 对于三厢轿车，利用后围将车室内与行李箱隔开。对于三厢轿车，利用后围将车室内与行李箱隔开。 （3）轮罩外形尺寸的确定和踏板的布置）轮罩外形尺寸的确定和踏板的布置 作前轮转向跳动图和后轮跳动图，可以确定前后轮罩的空间大小和作前轮转向跳动图和后轮跳动图，可以确定前后轮罩的空间大小和 形状。车轮跳动图需要根据车轮跳动的极限位置和最大转向角来求形状。车轮跳动图需要根据车轮跳动的极限位置和最大转向角来求 作。作。 为了绘制转向轮轮罩表面，应先确定车轮跳动到极限位置（规定为了绘制转向轮轮罩表面，应先确定车轮跳动到极限
14、位置（规定 橡胶缓冲块压缩约为自由高度的橡胶缓冲块压缩约为自由高度的2/3，对于只在良好道路上行驶的，对于只在良好道路上行驶的 轿车，允许缓冲块仅压缩为自由高度的轿车，允许缓冲块仅压缩为自由高度的1/3）和最大转向角时所占）和最大转向角时所占 有的空间。有的空间。 1）轮罩外形对乘坐空间的影响）轮罩外形对乘坐空间的影响 设计要求：外形小巧紧凑、内部宽敞舒适。要贯彻“寸土必争设计要求：外形小巧紧凑、内部宽敞舒适。要贯彻“寸土必争 ”的原则。”的原则。 2）踏板的布置方法）踏板的布置方法 踏板布置所需空间受凸包外廓和车身内侧壁宽度的限制。踏板布置所需空间受凸包外廓和车身内侧壁宽度的限制。 （4）行
15、李箱、燃油箱和备胎的布置）行李箱、燃油箱和备胎的布置 (a）燃油箱和备胎位于）燃油箱和备胎位于 行李箱下面行李箱下面 (b）燃油箱在后排座后面）燃油箱在后排座后面 ，备胎紧贴行李箱侧，备胎紧贴行李箱侧 壁壁 (c）燃油箱在后桥前方）燃油箱在后桥前方 ，备胎在行李箱下，备胎在行李箱下 方方 (d）燃油箱在后桥后方）燃油箱在后桥后方 ，备胎在行李箱下，备胎在行李箱下 面面 发动机前置前轮驱动轿车的燃油箱布置方案发动机前置前轮驱动轿车的燃油箱布置方案 4.2 车身布置设计中的人机工程学车身布置设计中的人机工程学 汽车人机工程学：汽车人机工程学：运用生理学、心理学及社会学等方面的科学知运用生理学、心理
16、学及社会学等方面的科学知 识，通过对人体尺寸和操纵范围、人的视觉和光的效应、听觉信识，通过对人体尺寸和操纵范围、人的视觉和光的效应、听觉信 息的传递和噪声干扰、人体对环境的适应性等的研究，以求从主息的传递和噪声干扰、人体对环境的适应性等的研究，以求从主 观和客观上使汽车的各种性能更好地适应人们生理和心理上的要观和客观上使汽车的各种性能更好地适应人们生理和心理上的要 求，得出合理的“产品功能尺寸”求，得出合理的“产品功能尺寸” 。 4.3 车身内部人机设计辅助工具车身内部人机设计辅助工具 （一）（一）H点装置点装置 H点装置（点装置（H Piont Device）是车身布置和测量的重要工具，对于进行驾驶室）是车身布置和测量的重要工具，对于进行驾驶室 人机工程学设计和参数测量、辅助进行驾驶室内部基准点的定位具有重要意人机工程学设计和参数测量、辅助进行驾驶室内部基准点的定位具有重要意 义。义。 Oscar型三维H点人体模型 1. H点测量装置点测量装置 1.鞋鞋 2.鞋固定装置鞋固定装置 3.小腿部小腿部 4.大腿部大腿部 5.
