汽车人机工程-总布置.ppt

1 总布置概述 任务不确定 不知如何下手 过程中思路变化 工作重复 总布置的步骤 总布置的技术技巧是什么 总布置做到何种程度 与部件设计的关系如何协调沟通 总布置如何控制性能 用什么方法控制 问题 3 现在 4 历史 1886 KarlBenz BenzPatent Motorwagen HenryFord 1909 FordModelT stateoftheart Panhard 1891 TractionAvant 1933 Citro n 1900 1930 1950 1960 1980 2000 5 6 相关名词 VehicleLayout 整车总布置 总体布置 VehiclePackage 整车集成 目标明确目标市场 目标用户 目标售价 目标车型 包括技术目标 其他目标设计思想DesignPhilosophy的确立 多方案方案可能是排他的也可能是互补的 有约束技术的 经济的 法规的 环境的 部件货源 供应商 设计原则DesignCriteria的确立 总布置设计的特征 Handlingpackage Performancepackage Trimpackage Safetypackage 7 8 车身承载型式 9 总布置设计如何开展 10 汽车开发的过程 产品开发过程 产品开发阶段 概念选择阶段 批准阶段 项目样车阶段 试装阶段 投产阶段 改进阶段 概念选择阶段 反馈 评估和纠正措施 主要关键点 汽车开发的过程 汽车总布置设计概论 什么是汽车什么是汽车总布置设计汽车工程师和设计师与汽车总布置设计的关系如何进行汽车的总布置设计范例 1 什么是汽车 1 1汽车是功能序列的组合1 1 1价值工程对产品 汽车 的定义功能定义 动词 名词基本功能和辅助功能使用功能和美观功能必要功能和不必要功能以起重臂为例起重汽车 带起重臂的载重汽车 普通载重汽车 普通汽车1 1 2汽车的功能序列 功能树状图并列关系和上下关系 目的和手段关系 1 1 3功能的量化和评价功能和性能的关系 可以直接量化的功能评分量化的功能 主观评价N维功能评价曲线 曲面 向量的模及在平分轴上的投影 单个功能可接受的最低界限1 1 性价比功能 技术 和价格 经济 的关系 汽车是空间序列的组合1 汽车占据的空间 汽车的外部轮廓占据的空间 构成外部轮廓的构件运动到最外极限位置所扫过的空间1 总布置设计时汽车零部件占据的空间 汽车占据的空间 设计控制离地间隙面除去的空间 4汽车的设计质量状态确定有关的汽车质量 以便在统一的的静止状态条件下比较与地面有关的尺寸和汽车的姿态 汽车制图和 或建模在汽车处于设计质量状态下进行 厂定最大质量状态 整备质量状态 部分载荷质量状态汽车的设计质量状态是重要信息 在指令性文件中颁布 5车轮位置TirePosition及车轮运动空间 设计位置 车轮中心的坐标 在产品项目描述书中颁布 整备质量状态时的位置 板簧伸直状态 FS 时的车轮位置 上跳限位装置铁碰铁位置 缓冲块压缩2 3时的位置 全下跳位置 下限位 减震器全伸长 厂定最大质量状态时的位置 转向轮最大内 外转角状态时的位置 整体桥斜跳状态时的位置 整体桥在钢板弹簧状态 制动或驱动 时的位置车轮运动空间是车轮处在所有位置 包括上述位置的中间位置 由轮胎自由状态的外轮廓所形成的包络面围成的空间 6整车姿态 俯冲姿态DiveAttitude 铁碰铁姿态Metal MetalAttitude 加速姿态AccelerationAtitude 7设计控制离地间隙线 面 GroundClearanceLine表示特定零部件所处的空间必须高于所限制范围的一组平面及 或曲面 8汽车零部件的静止占据空间及运动占据空间 汽车零部件占据空间必须由安装加以实现空间序列的组成部分 安装与被安装安装结构及尺寸 可拆卸安装与不可拆卸安装 连接件及安装拆卸工具2什么是汽车总布置2 汽车总布置设计是以给定约束为条件 设定汽车的空间并在该空间内提供并协调汽车的功能 确定直接在汽车上安装的零部件的位置和安装 连接 的设计工作 汽车总布置的构成及任务 总体总布置设计Package 整车 系统总布置设计Layout 整车 全车总成 全部系统安装图 或安装数模 的总和整车是构成汽车全部零部件的总和及对此总和的技术文件表达 全部零部件与表达这些零部件的技术文件存在一一对应的关系 表达不得重复也不得遗漏 在此定义下 整车是实体 总体是视角 一实一虚 什么是汽车总布置3 1总布置设计的特征 目标明确目标市场 目标用户 目标售价 目标车型 包括技术目标 其他目标 设计思想DesignPhilosophy的确立 多方案方案可能是排他的也可能是互补的 有约束技术的 经济的 法规的 环境的 部件货源 供应商 政治的设计原则DesignCriteria的确立3 2系列化设计车型型谱及选装组合4汽车工程师和设计师与总布置设计的关系4 1总体总布置设计与系统总布置设计的关系全车总成与系统安装的关系全车总成 安装图 00级 直接装车的 零部件图 01 最后级零部件图 构成表达整车技术文件的路径00级零部件必须在安装图 或数模 的环境下完成全部细节设计4 2所有汽车工程师和设计师都应该是总布置设计的参与者4 3汽车设计的矩阵式工作方式 5如何进行总布置设计5 总布置设计的三段式程序5 汽车参数的确定汽车设计不是从零开始市场报告市场调研以前的设计积累对比车型CompetitiveVehicle的分析评价文献 报告 样本等信息的搜集计算对比计算的重要性设计说明书及计算书5 汽车的分类 法规性分类GB T15089 2001 代替1994 与ECER E 3等效 增加了G类车美国FMVSS 小客车 大客车 多用途汽车 MPV 卡车 越野汽车军用汽车 设计性分类SAEJ1100汽车尺寸 为统一汽车空间尺寸的比较进行分类 其他分类术语及定义GB T3730 1 2001 市场的分类 5 4设计工作的步骤先整体 后局部 再细节产品项目描述书 控制文件唯一性启动性动态性 受控内容 文件化控制5 5设计验证验证的必要性验证的方法 整体的 局部的 可行驶的 不可行驶的 MULE验证 客观测试及主观评价工装参与验证 21 总布置设计开发流程与实例分析 汽车开发是一项非常复杂的过程 需要有高效的开发流程对开发过程进行控制 汽车产品开发过程和影响因素如下图 22 造型趋势研究 产品战略阶段 典型产品技术平台分析 典型产品技术参数对比分析 典型产品空间布置和人机工程对比分析 标杆样车选定 产品目标确定 产品平台规划 产品可行性技术方案确定 预研草总布置 可行性研究评审 技术协议签订 市场可行性研究 技术可行性分析 2D效果图控制要求发放 相当于设计任务书 23 2D效果图 概念选择阶段 零部件选型 整车硬点 人机工程 空间布置 运动校核 法规分析 性能分析 预研总布置 建议取消 概念选择阶段总布置评审 产品技术描述书发放 项目启动 基型车数据采集及分析 基型车车身结构断面图 1 4油泥模型 1 4油泥模型评审 造型控制边界评审 基型车试验 基型车逆向 概念选择阶段总布置 基型车CAE模型搭建 基型车CAE分析 待与产品车对比 造型控制边界制作 造型结果检查 造型结果检查评审 造型结果检查 造型结果检查评审 项目描述书发放 草总布置 1 2 24 CAS面制作 批准阶段 交付评审 电子样车装配 检查 完成 批准阶段总布置 零部件设计 油泥模型冻结评审 批准阶段总布置评审 SE设计 分专业设计评审 相关零部件CAE模型搭建 与基型车对比 造型结果检查 造型结果检查评审 CLASS面制作 1 1油泥模型 DFMEA 整车及零部件CAE分析 造型结果检查 造型检查评审 造型结果检查 造型检查评审 Mule车装配 粗标定试验 供应商介入 零部件选型 整车硬点 人机工程 空间布置 运动校核 法规分析 性能分析 更加深入的 3 电子样车装配 检查 启动 25 工艺验证 项目样车阶段 技术支持 样车试制 设计修改 设计冻结 设计冻结评审 生产线验证 设计验证 主观评价 整车性能试验 标定试验 整车可靠耐久性试验 法规试验 零部件制造 样车试验 整车认证 整车技术条件 工艺文件 售后文件 生产 市场技术服务 APQP控制 PPAP控制 零部件认证 机舱布置分类 机舱布置 划分 FF 发动机横置 FR 发动机纵置 机舱布置流程 概念设计 硬点设计 工程设计 电子样车 总体设计阶段 校核阶段 试验验证 项目管理 机舱 碰撞安全B 电子样车C 空间布置A 整车间隙检查 机盖 碰撞溃缩量 前保 最小离地间隙 轮胎跳动空间 整车外廓尺寸 悬置 冷却系 变速器 分动器 传动轴 溃缩空间 发动机 造型 输出 横梁 发动机周边静态间隙 发动机装配间隙 排气系 进气系 悬架 转向 前大灯 发动机周边动态间隙 机舱视野 维修性 输入 整体概括 机舱 碰撞安全B 电子样车C 空间布置A 整车间隙检查 机盖 碰撞溃缩量 前保 最小离地间隙 轮胎跳动空间 整车外廓尺寸 悬置 冷却系 变速器 分动器 传动轴 溃缩空间 发动机 造型 输出 横梁 发动机周边静态间隙 发动机装配间隙 排气系 进气系 悬架 转向 前大灯 发动机周边动态间隙 机舱视野 维修性 输入 机舱布置关联性 机舱 碰撞安全B 电子样车C 空间布置A 整车间隙检查 机盖 碰撞溃缩量 前保 最小离地间隙 轮胎跳动空间 整车外廓尺寸 悬置 冷却系 变速器 分动器 传动轴 溃缩空间 发动机 造型 输出 横梁 发动机周边静态间隙 发动机装配间隙 排气系 进气系 悬架 转向 前大灯 发动机周边动态间隙 机舱视野 维修性 输入 机舱布置关联性 机舱 碰撞安全B 电子样车C 空间布置A 整车间隙检查 机盖 碰撞溃缩量 前保 最小离地间隙 轮胎跳动空间 整车外廓尺寸 悬置 冷却系 变速器 分动器 传动轴 溃缩空间 发动机 造型 输出 横梁 发动机周边静态间隙 发动机装配间隙 排气系 进气系 悬架 转向 前大灯 发动机周边动态间隙 机舱视野 维修性 输入 机舱布置关联性 机舱 碰撞安全B 电子样车C 空间布置A 整车间隙检查 机盖 碰撞溃缩量 前保 最小离地间隙 轮胎跳动空间 整车外廓尺寸 悬置 冷却系 变速器 分动器 传动轴 溃缩空间 发动机 造型 输出 横梁 发动机周边静态间隙 发动机装配间隙 排气系 进气系 悬架 转向 前大灯 发动机周边动态间隙 机舱视野 维修性 输入 机舱布置关联性 输入 项目输入 标杆参考车 尺寸目标性能目标碰撞目标造型目标系统目标 发动机位置变速器位置前围位置悬架 转向位置轮胎位置其它机舱部件位置 布置输入条件 空间布置 轮胎 发动机四大系统 转向 传动轴 变速器 发动机 横梁 发动机倾角 润滑 爬坡 空间 发动机布置位置 间隙 发动机最小离地间隙 最小离地间隙润滑性周边间隙 最小离地间隙与发动机最小距离 进风量 出风量发动机振动进气效率防热害 电器元件 悬架 电瓶大灯电控元件 与悬架关系跳动空间 周边间隙最大转角 周边间隙跳动行程 周边间隙传动轴夹角 空间布置 碰撞安全 前保 溃缩空间 机盖与机舱内部硬件距离机盖本身变形量 机盖 前保内部部件间隙吸能结构前保本身变形量前保高度 部件间隙可变性空间不可变性空间部件移动空间 碰撞安全 输出 1 机舱布置报告 2 电子样车 发动机变速器冷却系统进气系统燃油系统悬置排气系统电器元件 整车集成间隙检查DMU工程碰撞安全检查 输出 概念设计 总布置设计 工程设计 主观评价 设计阶段 校核阶段 验证阶段 项目管理 时间流程 车身布置分类 整车 人机工程B GB ECEC 空间布置A 输入 整车标准检查 乘降性 视野可视性 室内居住性 座椅 安全带 手刹制动 踏板 换挡杆 转向盘 车身尺寸 操作性 仪表 后视镜 输出 整体概括 整车 人机工程B GB ECEC 空间布置A 输入 整车标准检查 乘降性 视野可视性 室内居住性 座椅 安全带 手刹制动 踏板 换挡杆 转向盘 车身尺寸 操作性 仪表 后视镜 输出 布置关联性 整车 人机工程B GB ECEC 空间布置A 输入 整车标准检查 乘降性 视野可视性 室内居住性 座椅 安全带 手刹制动 踏板 换挡杆 转向盘 车身尺寸 操作性 仪表 后视镜 输出 布置关联性 整车 人机工程B GB ECEC 空间布置A 输入 整车标准检查 乘降性 视野可视性 室内居住性 座椅 安全带 手刹制动 踏板 换挡杆 转向盘 车身尺寸 操作性 仪表 后视镜 输出 布置关联性 整车 人机工程B GB ECEC 空间布置A 输入 整车标准检查 乘降性 视野可视性 室内居住性 座椅 安全带 手刹制动 踏板 换挡杆 转向盘 车身尺寸 操作性 仪表 后视镜 输出 布置关联性 整车 人机工程B GB ECEC 空间布置A 输入 整车标准检查 乘降性 视野可视性 室内居住性 座椅 安全带 手刹制动 踏板 换挡杆 转向盘 车身尺寸 操作性 仪表 后视镜 输出 布置关联性 整车 输入 项目输入 竞争车测量 造型目标尺寸目标技术目标性能目标重量目标 前后轮心位置前后R点位置车身主要尺寸人机工程主要尺寸 空间 操作力 输入 空间布置A 换挡杆 踏板 手刹制动 安全带 座椅 车身尺寸 转向盘 长 宽 高 门洞尺寸 ABC柱宽度轴距 前 后悬地面线 座椅滑动行程座椅滑动倾角操作手柄 转向盘前后位置转向盘角度转向盘直径转向盘与踏板距离 踏板高度踏板间距踏板之间的落差踏板与人体的关系 仪表 后视镜 盲区反光性 操作舒适性操作力 操作舒适性操作力 后视野分析内视镜操作分析 安装固定点强度佩戴区域 车身空间布置 人机工程B 居住性 乘降性 视野 可视性 换挡机构位置 操纵力手刹制动操纵机构位置 操纵力仪表板按钮布置 操作性 门洞尺寸门框高度坐垫通过性门开度 人体关节舒适角度座椅位置 形状 行程前后座位的距离内部空间 肩 肘 臀 头腿部空间 膝部空间仪表板 门板造型 前视野后视野侧视野仪表 按钮可视性除霜 除雾 人机工程 备注 后边知识点详细介绍 标准检查C 与造型相关EEC 10项GB 10项 系统控制EEC 27项GB 22项 整车碰撞EEC 4项GB 3项 机动车辆牵引装置机动车辆及其挂车加热系统机动车及挂车的机械联接装置可回收再生利用性空调系统 行人保护 标准法规检查 输出 4 总布置图 1 车身总布置报告 2 造型标准符合性分析报告 系统描述视野分析舒适性分析操作性分析内部空间分析上下车方便性分析 内饰造型符合性外表面造型符合性 3 整车R点的确定报告 输出 初步总布置 整车R点确定 初定人机硬点参考车测量 初步定义参考车人机硬点如表1所示 驾驶员人体坐姿分析前排驾驶员人体坐姿角度如表2和图2所示 人机硬点在X方向上的尺寸分析如表3和图3所示 人机硬点Y方向分析 驾驶员 人机硬点在Y方向上的尺寸分析如表4和图4所示 人机硬点Z方向分析驾驶员人机硬点Z方向尺寸分析如表6 图6 1 图6 2所示 上下车方便性分析上下车方便性尺寸如表7 图7所示 直接视野分析参考样车直接前视野和直接后视野如下表所示 EuroNCAPProtocolsPresentation 行人保护行人保护碰撞试验试验规定 AdultHeadform成人头型Freeflighttest自由冲击试验Mass质量4 8kg 165mmImpactAngle碰撞角度65 ImpactSpeed速度40km h1500WAL 2100WAL LowerLegform下腿型Freeflighttest自由冲击试验Mass质量13 4kgImpactSpeed速度40km hBumperReferenceLine保险杠基准线 ChildHeadform头痛头型Freeflighttest自由冲击试验Mass质量2 5kg 130mmImpactAngle碰撞角度50 ImpactSpeed速度40km h1000WAL 1500WAL UpperLegform上腿型Guidedtest引导冲击试验Testparameters实验参数f BLEH BL Mass质量10 5 17 5kgImpactAngle碰撞角度10 46 ImpactSpeed速度20 40km hBonnetLeadingEdge发动机盖前缘基准线 Page59 ChildHeadformresults儿童头型结果 C2A C2B C3A C2C C2D C3C C3D C3B C4A C5C C5D C4B C4B b C5A C5A a C5B b C5B L2AY 4mm L3BY 420mm L1BY 325mm L1AY 420mm Movingtheoilcanofsteeringwheelsystem20mmforward Page60 PossiblePunctuationAccordingEuroNCAP afternominatingareas 根据欧洲NCAP可能得分标识 指定区域之后 C2AHIC 1532 1 C2B bcd HIC 1056 0 C3A acd HIC 997 C3BHIC 1028 5 C4BHIC 915 3 C5BHIC 1659 6 C5A acd HIC 843 L1ATibia 294 41Shear 3 79Knee 15 52 L1B b Tibia 133 20Shear 3 16Knee 7 94 L2ATibia 87 62Shear 1 78Knee 4 24 L3BTibia 294 41Shear 3 79