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1、人机工程的应用人机工程的应用1. 轿车内部空间尺寸和座位轮廓尺寸轿车内部空间尺寸是以座椅为中心进行的，此阶段的主要工作任务是确定如图 1 所示尺寸。具体确定内容如下：（1）确定前、后 R 点的位置及前 R 点的调节范围。（2）确定头部空间尺寸 H61、H63(这 2 个尺寸与造型风格密切相关，需与造型人员反复协商确定)。（3）确定前座乘坐空间(L34、H30)。一般情况下，在开发平台选定后，踏板作为平台一部分不宜变化。这 2 个尺寸主要与前座的位置及外形有关。（4）确定后座舒适性尺寸(L48、L5l、H31)，这几个尺寸决定了后座乘员的坐姿角。（5）横向空间尺寸 W3、W4、W10、W11、W
2、42、W43。这几个尺寸的确定应以侧围和车门为参考。一般来讲，除非特别需要，否则车门结构不宜作太大的变化。后座空间尺寸因车型级别不同而有很大不同，如决定坐姿的关键尺寸L48、L51，级别越高，相应尺寸愈大。应该指出的是，在我国，后座设计应该侧重考虑成年人的要求，空间尺寸不应太小。根据中国人体尺寸的研究的推荐，L51、L48、H61 应分别大于 900 mm、50 mm、945 mm。横向空间尺寸主要取决于车型级别，级别越高，车体越宽。2. 驾驶员视野设计驾驶员视野直接影响汽车主动安全性，是整车总布置及造型设计要始终关注的基本方面。驾驶员视野设计主要包括以下几个方面：直接前方地面视野、交通灯视野
3、、A 柱障碍角、外后视镜视野、直接后方视野及间接后方视野、仪表板视野。（1）直接前方视野：从驾驶员眼睛中心点作一条与发动机舱盖相切的直线，与设计地面线相交，其交点与前保险杠最前端的纵向距离越小越好，一般希望小于 5m，见图 2。（2）交通灯视野：要求汽车在停车线 lm 以外能方便看到交通灯最上面的红灯，不能被车顶或其它零件所遮盖(内后视镜除外)。见图 2 所示。（3）A 柱障碍角和外后视镜视野参见国标 GB1156294 和 GB1508494。（4）直接后方、间接后方视野：直接后方视野主要与倒车性能有关。求作方法是从驾驶员眼睛中心点作一条与后挡风玻璃透明部分最下沿(或衣帽架最上沿、行李箱盖)
4、相切的直线，并与设计地面线相交，交点与保险杠最后段的距离越小越好(一般要求小于 20m)。间接后方视野即是内后视镜视野。关于后视镜视野，世界上有很多不同的规定，其中瑞典的规定最为严格，它要求眼点 20m 以后 7m 宽范围内可见。（5）仪表板视野指的是由于转向盘而造成的驾驶员对于仪表板上指示装置的视野障碍。根据人机工程要求，这些指示装置应该在女子 5 百分位和男子 95 百分位的视野范围之内。其中，影响视野上限的为转向盘轮缘，影响视野下限的为转向盘中央盖板或转向盘柱上沿，见图 3 所示。只要转向盘、转向柱、仪表板的CAD 数据及眼点位置已知，就可以很方便求出；由于中国人体的特殊性， 上眼点位置
5、同 SAE(与眼椭圆相切)，下眼点取 V2（见国标 GB1156294） 。影响仪表板视野的关键因素是转向盘的位置及大小；转向盘位置越高，视野范围越大，反之则越小；转向盘内径越大，视野范围也越大。现代轿车的转向盘多设计成高度及纵向可调的，这样在进行人机工程设计时，要更多地考虑极限位置的仪表盘的可见性。3. 驾驶员操纵方便性驾驶员操纵方便性主要有 3 个方面：脚踏板(油门踏板、离合器踏板、制动踏板)的位置和活动空间；手操纵杆(换挡杆、手制动杆、车门玻璃升降杆)；驾驶舱内服务元件(空调、收音机、转向开关、灯光开关等)。由此可见，影响操纵方便性的主要因素为座椅位置及调节范围、脚踏板相对于座椅的距离、
6、手操纵件相对于座椅及中央通道的距离、服务元件与驾驶员座椅间的距离。（1）脚踏板位置根据人机工程学的要求确定脚操纵空间的大小，从而检验踏板位置的合理性是总布置设计的一个重要工作。踏板位置布置的原则，是在尽量不改动踏板的前提下使其满足人体工程学的要求。需要指出的是：所有轿车的踏板位置或大小没有太大的区别，即驾驶室基本遵循相同的设计原则；由于受平台结构的限制，有些尺寸可能不完全满足人机工程学的要求，但如没有特殊要求，一般不改动踏板结构，可以通过改变座椅位置或其它车身零件的方法使其满足设计要求。（2）手操纵件设计操纵杆时应保证：换挡杆无论在什么挡位，对于 5 百分位的女子和 95百分位的男子，都应该很
7、方便地触及。应该注意的是换挡杆拉到最前面时离副仪表板的最小距离(一般要求大于 50mm)。不管在任何位置，希望换挡杆与左、右座椅及前面乘员的身体(主要是大腿)保持足够的间隙(希望大于 50 mm)。（3）设计手制动杆时应考虑：手制动杆方便触及，驾驶员在拉手制动杆时不与任何其它的车身部件干涉。应注意手制动杆前端(制动时)至换挡杆拉到最后时的最小距离(一般要求大于 30 mm)、手制动杆与中央通道的垂直距离和纵向距离(一般要求大于 40 mm)、手制动杆前端宽度(一般要求大于 25mm)。（4）车门把手及玻璃升降器：车门把手及玻璃升降器的位置从理论上讲应该位于男子 95 百分位及女子 5 百分位人
8、体手伸及界面的公共范围。在设计中应注意以下 2 点：车门内开扳手周围应该有足够的空间以方便手的操纵；车门把手长宽设计也应考虑人机工程学的要求。（5）驾驶舱内服务元件：轿车内服务元件一般包括空调、收音机、转向开关及大灯开关、手套箱甚至电动玻璃升降装置等，这些功能元件应在驾驶员手伸及界面内。4. 上下车方便性影响上下车方便性的结构主要是车门、座椅及车门槛。（1）对于前座上下车方便性(图 4)，H130、H74、HY1(R 点到前车门上沿的垂直距离)、L18、LXl(前车门 X 方向最大开度)、LX2(前车门对角最小距离)起着最关键的作用，是在造型时要密切关注的问题。另外，不管车型大小，前门上下车的
9、尺寸以驾驶员的要求为中心目的，它们大小大致相当。L18450 mm，H130150 mm，HY1750 mm。（2）对于后座上下车方便性，H131、HY2（R 点到后车门上沿的垂直距离)、L19、LX3(后车门 X 方向最大开度)起有直接的影响，造型时必须给予仔细考虑。一般而言，高度方向的上下车尺寸不因车型级别而异；而长度方向的尺寸则因车型的级别的不同有不同的要求，级别越高，尺寸应越大。L19250 mm、H131750mm。现代轿车设计强调以人为中心，安全性、舒适性一直是轿车设计的主题和追求的目标。而舒适性、安全性直接与人相关，所以研究人机工程学在汽车上的应用越来越受到重视，美国、日本、德国等国在这一工程方面作了许多有益的探索，有许多理论和实践研究成果。目前，我们的轿车车型主要以国外引进为主，在引进吸收国外汽车技术的时候，我们经常可以注意到整车设计的某些方面特别是内部尺寸并不符合中国人的需要。如何吸收国外先进技术并加以改进以适合中国国情，是摆在我国轿车设计人员面前的一个问题。个人认为，首先应做好以下 2 个方面的基础工作。（1）掌握人体尺寸的测量数据，其中不但包括静态尺寸，还需包括动态尺寸;不但要划分年龄及高矮，还需区分人体特征，如胖瘦、腿长短等;以此为基础，进行统计分析，建立标准的中国人体模型数据库。（2）对中国人的活动能力大小进行研究，其中最关键的是手操纵力、脚操纵力等。
