整车部设计手册-H点设计、人机布置分析

H 点设计 人机布置分析 汽车 H 点是与操作方便性及坐姿舒适性相关的车内尺寸的基准点 驾驶员以正常姿势入座后 其体重的大部分通过臀部由座椅和坐垫制成 一部分通过脚作用于汽车地板上 在汽车的这种特定 的约束坐姿下 驾驶员在操作时省去上部的活动必然是绕通过 H 点的转动 并且 H 点是确定眼椭 圆的基准点 汽车 H 点还影响驾驶员的手控界面 并且是许多法规项目的基准 也是汽车部分操 作性和舒适性设计的基准 所以正确的确立 H 点对整车设计十分重要 1 1 H 点设计 1 1 1 与 H 点设计相关尺寸 a H 点 b H 点高度 H30 c 方向盘直径 W9 d 加速器跟点 AHP e 座椅参考点 SgRP 1 1 2汽车的分类 A 类车辆 H 点高度 H30 小于 405mm 方向盘直径 W9 小于 450mm 此类汽车包括乘 用车 多用乘用车和轻型客车 B 类车辆 H 点高度 H30 在 405mm 和 530mm 之间 方向盘直径 W9 在 450mm 和 560mm 之 间 此类车辆包括中型 重型卡车和公共汽车 1 1 3 H 点的设定 1 1 3 1 初选汽车 H 点的高度 根据经验初定一个 H 点的高度 初定 H 点方法 首先建立整车坐标系 通常情况下 X 与车身纵向相同的水平面 0 点为前轮中心从车头 到车尾方向为 X 轴正向 Y 与 X 水平垂直 通常选择车身下横梁比较平整的面 Y 向 O 面为车身对 称中心面 向右为正 向左为负 Z 向垂直于 XY 面 向上为正 向下为负 确定前轮心的 X 值和 Z 值 前轮心基本与 X 方向 0 点坐标一致 Z 向可近似于 Z 轴 0 点一 致 确定防火墙的位置 轮心确定后 需按车型定义选择相应的轮胎型号 得出轮胎半径 通 常情况下 前置前驱的车型 防火墙位置在前轮后部相切的位置 前置后驱车型应考虑发动机纵置 占用的空间和变速器占用的空间 这样既可估算出防火墙的位置 此外 车辆的级别和动力总成大 小 以及动力总成布置形式位置对防火墙的确定都有一定的影响 这些因素在设计时应充分考虑 1 1 3 4 踵点基准点的确定 防火墙位置确定 轮胎大小确 在这两项基础上基本就可以大概确定踵点和加速踏板的位置 1 1 3 5 H30 的确定 H30 为驾驶员踵点到 H 点的高度 H30 需根具车辆种类的不同确定 主要有轿车类 SUV 类 跑车类 跑车 H30 值较小 SUV 较大 轿车类在跑车和 SUV 之间 1 1 3 6 确定踏平面角 踏板平面和水平地板面的夹角 是人体模型几何的一个函数 95 百分点腿部联结和 87 足部角 H 点在 95 百分点 选择座椅位置曲线在规定 H 点高度 H30 上 踏板平面角 由以 下方程确定 78 96 0 15z 0 0173z2 方程 足点 在足点与人体模型鞋子底部相切的直线上一点 距离加速器跟点 203mm 踏板平面 在侧视方向为一条与加速器踏板相切的直线 并表现了二维人体模型的鞋子的底 部 1 1 4 A 类车辆的定位程序 A 类车辆布置工具参考线 二维侧视曲线 定义水平参考点作为 H 点高度的函数到哪个驾驶 员工作空间布置工具可以在汽车内定位 线适当的参考工作空间来布置男女比例为 1 1 的驾驶员 人群 参考线可以由以下方程确定 X 793 7 0 z 0 z2 方程 在此 x 是水平参考位置 以 mm 为单位 在布置球和足部参考之后 z 是 H 点高度 以 mm 为单位 在布置脚跟参考点 H30 的上方 百分点选择座椅位置曲线 一条二维的侧视曲线 表示了在足点参考后的驾驶员选择座椅位 置作为汽车 H 点高度的一个函数 适合 95 百分点布置 曲线可以由以下方程确定 x95 913 7 0 z 0 z2 方程 在此 x 是足点后 95 百分点 H 点的位置 单位为 mm z 是加速器跟点上 H30 上 H 点的高度 单 位为 mm 1 1 点的设计经验数据供参考 H 点位置 轿车 车中心至 H 点 紧凑型轿车 315 小轿车 335 中型轿车 365 大型轿车 380 1 1 H 点的约束 H 点并不是独立存在的一个点 H 点与驾驶员踵点 方向盘中心点互相也有联系 这 3 个点相 互联系有相互制约 主要关系到乘员的驾驶舒适性和前方视野 1 2 人机布置分析 人机布置分析包括驾驶员驾驶舒适性 驾驶操作性 后排乘员乘坐舒适性 乘员进出方便性 内部空间分析等等 1 2 1 主要内部空间分析 包括 肩部空间 W3 通常情况下前排肩部空间由驾驶员坐垫宽度 副驾驶坐垫宽度 副仪表台 乘员部分 宽度 坐垫的宽度和副仪表台的宽度按整车定义确定 同时参考整车宽度确定此值 主要按车型级别确定适合的尺寸 例如 级车此类宽度较小 依次类 推 等车型尺寸不同程度增加 此后排肩部宽度与前排定义基本相同 臀部空间 W5 通常情况下前排肩部空间由驾驶员坐垫宽度 副驾驶坐垫宽度 副仪表台 乘员部分 宽度 坐垫的宽度和副仪表台的宽度按整车定义确定 同时参考整车 宽度确定此值 主要按车型级别确定适合的尺寸 例如 级车此类宽度较小 依次类推 等车型尺寸不同程度增加 此后排肩部宽度与前排定义基本相同 一些较特殊的设 计 后排乘员布置在两轮中间 则臀部空间为白车身轮罩距离减去内饰厚度 头部空间 H61 点到顶棚内饰距离 与竖直面 夹角 轿 车头部空间 紧凑型轿车 920 1000 小型轿车 950 中型轿车 960 大型轿车 970 进入高度 前 从前 H 点 X 平面至 H 点位置上方装饰车身开启处的垂直尺寸 进入高度 后 从后 H 点至 H 点前方 330mm 的一个截面上部装饰车身开启处的垂直尺寸 图 进入高度 进入高度 前 770 800mm 进入高度 后 760 810mm 出口高度 后 710 780mm 头部侧向空间 W27 W35 根据车型不同具体确定 通常情况下 大于 前后乘员 H 点距离 L50 要考虑座椅靠背空间与后排乘员的乘坐姿态 通常情况下小型 车 此参数较小 尺寸大的车较大 也有个别特苏车型 主要一产品定义为主要设计参考 1 2 2视野分析 仪表眩目 仪表发光点不能通过风挡玻璃反射在 眼椭圆 的区域内 车门玻璃眩目 车内发光点不能通过车门玻璃反射在 眼椭圆 的区域内 前方视野 能看到前方 远处 高的路示牌 同常情况下可以看到前方 米处 的地面 仪表视野舒适性 仪表位于驾驶员视野舒适区域内 图 人眼视线舒适区域 1 2 3操作性分析 操作 空调面板操作 四门控制操作 仪表台按钮操作 变速器换档杆操作 驻车制动操 作 头上部操作区 下部控制操作区 发动机盖操作区 后背箱盖操作区等 其中 操作 空调面板操作 四门控制操作 仪表台按钮操作根据 文件 制作手控保络线 变速器换档手柄操作区 图 变速器换档手柄舒适区 前车门操作区 图 前门操作舒适区 后门操作区 图 后门操作舒适区 下部操作区域 图 坐垫下方随座椅移动控制器的手控界线 图 坐垫下方安装在车门或地板上而且不随座椅移动控制器的手控界线 发动机盖开启操作区域 图 发动机盖开启 后背箱盖开启操作区域 图 后背箱盖开启 侧门开启操作区域 图 侧门开启角度 头上部控制区域 图 头部上部手控舒适区 1 2 4舒适性分析 座椅舒适性分析 主要包括座椅的坐垫深度 坐垫宽度 座椅靠背角度 设计值 坐垫压缩量 靠垫压缩量 座椅划轨行程 轿车 座椅调节轨距 mm 微型轿车 160 180 小轿车 180 200 中型轿车 200 大型轿车 200 人体坐姿 图 人机角度示意图 95 美国男性 5 美国女性 舒适角度 最佳角度 H 胯点 20 A1 30 25 G 膝关节 95 A2 110 95 CH 踝关节 95 A3 135 125 E 肩部点 85 A4 110 87 C 肘关节 25 A5 60 P 腕关节 80 A6 165 M 指