整車部設(shè)計(jì)手冊-H點(diǎn)設(shè)計(jì)、人機(jī)布置分析.doc

H點(diǎn)設(shè)計(jì)、人機(jī)布置分析汽車H點(diǎn)是與操作方便性及坐姿舒適性相關(guān)的車內(nèi)尺寸的基準(zhǔn)點(diǎn)，駕駛員以正常姿勢入座后，其體重的大部分通過臀部由座椅和坐墊制成，一部分通過腳作用于汽車地板上。在汽車的這種特定的約束坐姿下，駕駛員在操作時(shí)省去上部的活動必然是繞通過H點(diǎn)的轉(zhuǎn)動。并且H點(diǎn)是確定眼橢圓的基準(zhǔn)點(diǎn)，汽車H點(diǎn)還影響駕駛員的手控界面，并且是許多法規(guī)項(xiàng)目的基準(zhǔn)，也是汽車部分操作性和舒適性設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，所以正確的確立H點(diǎn)對整車設(shè)計(jì)十分重要。1.1 H點(diǎn)設(shè)計(jì)1.1.1 與H點(diǎn)設(shè)計(jì)相關(guān)尺寸：a. H點(diǎn)b. H點(diǎn)高度（H30）c. 方向盤直徑（W9）d. 加速器跟點(diǎn)（AHP）e. 座椅參考點(diǎn)（SgRP）1.1.2 汽車的分類A類車輛H點(diǎn)高度（H30）小于405mm，方向盤直徑（W9）小于450mm。此類汽車包括乘用車、多用乘用車和輕型客車。B類車輛H點(diǎn)高度（H30）在405mm和530mm之間，方向盤直徑（W9）在450mm和560mm之間。此類車輛包括中型、重型卡車和公共汽車。1.1.3 H點(diǎn)的設(shè)定1.1.3.1 初選汽車H點(diǎn)的高度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初定一個(gè)H點(diǎn)的高度。初定H點(diǎn)方法 首先建立整車坐標(biāo)系，通常情況下，X與車身縱向相同的水平面，0點(diǎn)為前輪中心從車頭到車尾方向?yàn)閄軸正向；Y與X水平垂直，通常選擇車身下橫梁比較平整的面，Y向O面為車身對稱中心面，向右為正，向左為負(fù)；Z向垂直于XY面，向上為正，向下為負(fù)。 確定前輪心的X值和Z值。前輪心基本與X方向0點(diǎn)坐標(biāo)一致，Z向可近似于Z軸0點(diǎn)一致。 確定防火墻的位置。輪心確定后，需按車型定義選擇相應(yīng)的輪胎型號，得出輪胎半徑，通常情況下，前置前驅(qū)的車型，防火墻位置在前輪后部相切的位置，前置后驅(qū)車型應(yīng)考慮發(fā)動機(jī)縱置占用的空間和變速器占用的空間，這樣既可估算出防火墻的位置。此外，車輛的級別和動力總成大小，以及動力總成布置形式位置對防火墻的確定都有一定的影響，這些因素在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮。1.1.3.4 踵點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)的確定防火墻位置確定、輪胎大小確，在這兩項(xiàng)基礎(chǔ)上基本就可以大概確定踵點(diǎn)和加速踏板的位置。1.1.3.5 H30的確定H30為駕駛員踵點(diǎn)到H點(diǎn)的高度，H30需根具車輛種類的不同確定，主要有轎車類、SUV類、跑車類，跑車H30值較小，SUV較大，轎車類在跑車和SUV之間。1.1.3.6 確定踏平面角踏板平面和水平地板面的夾角，是人體模型幾何的一個(gè)函數(shù)95百分點(diǎn)腿部聯(lián)結(jié)和87足部角，H點(diǎn)在95百分點(diǎn)，選擇座椅位置曲線在規(guī)定H點(diǎn)高度（H30）上。踏板平面角由以下方程確定：78.960.15z0.0173z2 方程足點(diǎn)在足點(diǎn)與人體模型鞋子底部相切的直線上一點(diǎn)，距離加速器跟點(diǎn)203mm踏板平面在側(cè)視方向?yàn)橐粭l與加速器踏板相切的直線，并表現(xiàn)了二維人體模型的鞋子的底部。1.1.4 A類車輛的定位程序A類車輛布置工具參考線二維側(cè)視曲線，定義水平參考點(diǎn)作為H點(diǎn)高度的函數(shù)到哪個(gè)駕駛員工作空間布置工具可以在汽車內(nèi)定位。線適當(dāng)?shù)膮⒖脊ぷ骺臻g來布置男女比例為1：1的駕駛員人群。參考線可以由以下方程確定：X793.70.903387z0.00225518z2 方程在此：x是水平參考位置，以mm為單位，在布置球和足部參考之后；z是H點(diǎn)高度，以mm為單位，在布置腳跟參考點(diǎn)（H30）的上方。百分點(diǎn)選擇座椅位置曲線一條二維的側(cè)視曲線，表示了在足點(diǎn)參考后的駕駛員選擇座椅位置作為汽車H點(diǎn)高度的一個(gè)函數(shù)，適合95百分點(diǎn)布置。曲線可以由以下方程確定：x95913.70.672316z0.0019553z2 方程在此：x是足點(diǎn)后95百分點(diǎn)H點(diǎn)的位置，單位為mm，z是加速器跟點(diǎn)上（H30）上H點(diǎn)的高度，單位為mm。1.1. 點(diǎn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)供參考H點(diǎn)位置轎車 車中心至H點(diǎn)緊湊型轎車 315小轎車 335中型轎車 365大型轎車 3801.1.H點(diǎn)的約束H點(diǎn)并不是獨(dú)立存在的一個(gè)點(diǎn)，H點(diǎn)與駕駛員踵點(diǎn)、方向盤中心點(diǎn)互相也有聯(lián)系，這3個(gè)點(diǎn)相互聯(lián)系有相互制約，主要關(guān)系到乘員的駕駛舒適性和前方視野。1.2 人機(jī)布置分析人機(jī)布置分析包括駕駛員駕駛舒適性，駕駛操作性，后排乘員乘坐舒適性，乘員進(jìn)出方便性、內(nèi)部空間分析等等，1.2.1 主要內(nèi)部空間分析包括：肩部空間（W3）通常情況下前排肩部空間由駕駛員坐墊寬度副駕駛坐墊寬度副儀表臺（乘員部分）寬度（）。坐墊的寬度和副儀表臺的寬度按整車定義確定，同時(shí)參考整車寬度確定此值。主要按車型級別確定適合的尺寸，例如級車此類寬度較小，依次類推、等車型尺寸不同程度增加。此后排肩部寬度與前排定義基本相同。臀部空間（W5）通常情況下前排肩部空間由駕駛員坐墊寬度副駕駛坐墊寬度副儀表臺（乘員部分）寬度。坐墊的寬度和副儀表臺的寬度按整車定義確定，同時(shí)參考整車寬度確定此值。主要按車型級別確定適合的尺寸，例如級車此類寬度較小，依次類推、等車型尺寸不同程度增加。此后排肩部寬度與前排定義基本相同。一些較特殊的設(shè)計(jì)，后排乘員布置在兩輪中間，則臀部空間為白車身輪罩距離減去內(nèi)飾厚度。頭部空間（H61）點(diǎn)到頂棚內(nèi)飾距離（與豎直面夾角）。轎 車頭部空間緊湊型轎車920-1000小型轎車950中型轎車960大型轎車970進(jìn)入高度-前：從前H點(diǎn)X平面至H點(diǎn)位置上方裝飾車身開啟處的垂直尺寸。進(jìn)入高度-后：從后H點(diǎn)至H點(diǎn)前方330mm的一個(gè)截面上部裝飾車身開啟處的垂直尺寸。圖進(jìn)入高度進(jìn)入高度-前：770-800mm進(jìn)入高度-后：760-810mm出口高度-后：710-780mm 頭部側(cè)向空間（W27、W35）根據(jù)車型不同具體確定，通常情況下大于。 前后乘員H點(diǎn)距離（L50）要考慮座椅靠背空間與后排乘員的乘坐姿態(tài)，通常情況下小型車。此參數(shù)較小，尺寸大的車較大，也有個(gè)別特蘇車型，主要一產(chǎn)品定義為主要設(shè)計(jì)參考。1.2.2 視野分析儀表眩目：儀表發(fā)光點(diǎn)不能通過風(fēng)擋玻璃反射在眼橢圓的區(qū)域內(nèi)。車門玻璃眩目：車內(nèi)發(fā)光點(diǎn)不能通過車門玻璃反射在眼橢圓的區(qū)域內(nèi)前方視野：能看到前方遠(yuǎn)處高的路示牌；同常情況下可以看到前方米處的地面。儀表視野舒適性：儀表位于駕駛員視野舒適區(qū)域內(nèi)圖人眼視線舒適區(qū)域1.2.3 操作性分析操作、空調(diào)面板操作、四門控制操作、儀表臺按鈕操作、變速器換檔桿操作、駐車制動操作、頭上部操作區(qū)、下部控制操作區(qū)、發(fā)動機(jī)蓋操作區(qū)、后背箱蓋操作區(qū)等。其中操作、空調(diào)面板操作、四門控制操作、儀表臺按鈕操作根據(jù)文件制作手控保絡(luò)線。變速器換檔手柄操作區(qū)圖變速器換檔手柄舒適區(qū)前車門操作區(qū)圖前門操作舒適區(qū)后門操作區(qū)圖后門操作舒適區(qū)下部操作區(qū)域圖坐墊下方隨座椅移動控制器的手控界線圖坐墊下方安裝在車門或地板上而且不隨座椅移動控制器的手控界線（）發(fā)動機(jī)蓋開啟操作區(qū)域圖發(fā)動機(jī)蓋開啟后背箱蓋開啟操作區(qū)域圖后背箱蓋開啟側(cè)門開啟操作區(qū)域圖側(cè)門開啟角度頭上部控制區(qū)域圖頭部上部手控舒適區(qū)1.2.4 舒適性分析座椅舒適性分析，主要包括座椅的坐墊深度（），坐墊寬度（），座椅靠背角度（設(shè)計(jì)值），坐墊壓縮量（），靠墊壓縮量（）座椅劃軌行程：轎車 座椅調(diào)節(jié)軌距(mm)微型轎車 160-180小轎車 180-200中型轎車 200大型轎車 200人體坐姿。圖人機(jī)角度示意圖-95%美國男性-5%美國女性舒適角度 最佳角度H: 胯點(diǎn) 20A130 25G: 膝關(guān)節(jié) 95A2110 95CH:踝關(guān)節(jié) 95A3135 125E:肩部點(diǎn) 85A4110 87C:肘關(guān)節(jié) 25A560P:腕關(guān)節(jié) 80