乘用车手套箱设计要点剖析

1、轻型汽车技术 2（X）X 9）总241技术纵横25乘用车手套箱设计要点剖析朱瑶洁I王建2（1.延锋伟世通汽车饰件系统有限公司技术中心2.上海交通大学机械系统与掠动国家鱼点实验室）摘要本文对乘用车手套箱组件设计中以种设计要点进行了归纳与剖析.，文中首先论述当 前乘用车内饰件设计的发展趙势与主要特点 将各种设计要点归纳为功能要求、人机要 求和安全要求三大类别，并分别结合设计实例进行详细论述 本文总结的各设计要点的 提出，基于深入的理论研究并结合广泛的实践经脸，对乘用车手套箱设计有极高的指导 作用，并对同类其他车辆内饰件设计具有一定参考价值一关键词:汽车内饰 手套箱 结构设计造型设计 1994-20

2、09 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 轻型汽车技术 2（X）X 9）总241技术纵横25 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 轻型汽车技术 2（X）X 9）总241技术纵横25引言由于受国际经济环境影响更大，汽车出口成为 金融危机波及最大的领域之一乜面对国际金融危 机.进一步提升门主创新能力.提升行业国际竞争 力.寻找新济增长点已成为我国振兴汽乍I 业、

3、増 强实体经济根基的亜要举措随若技术的进步和牛活方式的改变.用门对车 的要求远不限于载看乘客从A地驶向B地这么简 单,汽车的内部空间应该成为舒服家庭环境的延伸 I,这恿味汽车内饰的设汁忖标是使其具冇和家庭 环境同样的功能性与舒适性舒适程度和设计水平 也正是大多数人决定购买汽车的两大首要因素“储 物设计是内饰设计中域亜要的课题之一,物品的多 样性、储物空间的矣观舒.込性以及储物功能件的安 全性都越来越成为人们不断追求的H标.同时也对 设计考提出了更高的要求，手套箱作为汽车内饰中具有储物功能的主要 零件之一，通常置于副铭驶的膝部前方（如图1）. 故其对于汽车内饰的棉体感观效果至关朿要本文 系统列举

4、了手套箱的设计过程要索，结合购车考对 汽车内饰储物的要求，以更好的满足消费者的需要 为hl标.将于套箱结构与造型中的诸多设计要点归 纳为功能要求、人机要求和安全要求三大类展开阐 述图1仪表板爆炸图I功能要求11储物功能储物是手套箱必须具备的最皋本功能:提供一 定空间用于放置驾驶员及其他乘员的各种小物品， 如书刊、手册、电筒、饮料等。储物需要具冇一定的 容积耍求，不同的整乍厂针对不同的车熨对此都冇 不同的要求。为方便驾驶员取放物品，手套箱必须具备一定 的开口尺寸但还需保证开启后不能侵占乘员的腿 部活动空间（如图2）这两点要求彼此矛陌又相互 制约.对手套箱的开启角度和外门尺寸等结构参数 提出很高的

5、设计要求。图2手套箱开启示意图12人性化功能随着用户需求的持续增加以及各种技术的不 断进步，越来越多新颖的人性化功能也逐渐纳入手 套箱设计之中jH前在许多中高档乍上.均配冇手套箱内部照 明灯,方便驾驶员在夜间取放物品照明结构需要从 灯光照射区域规划、灯具线束布局、固定及走向等方 面进行综合冇虑。某些高档牟辆还为手套箱配备了保温装置较 为流行的设计是将手套箱内腔与牢调风道接通并 且开闭町控 这种保温设汁对乎套箱的密闭性提出 了更高要求。2人机要求在汽车设计中，仪农板是人机交互最为密切的 部件，而于套箱是仪衣板中与人连接最紧密的冬件 之一。所谓的人机关系其内涵主要包括“机宜人” 和“人适机”两个方

6、血。机宜人方血，主要是指机 器系统设计尽量满足使用者的体格、生理、心理、审 美和价值观等各方而要求对手套箱而育人机关 系主要包括启闭过程舒适性（手感）、物品取放便捷 性、适型美观性以及振动静音性（行驶中不发出任 何异响）O21启闭舒适性手套箱开启和关闭过程都应保持部件运动顺 畅，并且能让使用者在关闭时冇明显到位感（如锁 扣声）。许多整乍厂对手套箱的开启力和关闭力祁 冇明确要求，并纳入设汁验证不核内容 具体来说, 在手套箱锁Hi机构的设计中锁钩结构、锁S-的运 动轨迹及搭接就、锁内弹性尤件总刚度及把手空间 等都会对启闭舒适性起决定性作用。22取物便捷性按照总体结构分类手套箱通常分为冇斗取和 无斗

7、型两种容积形式（如图二图4所示）。图3有斗型手套箱图4无斗型手套箱从图中不难看出，有斗型手套箱通常由于开启 后町视区域较大.物件存取顺畅便捷 然而,无斗型图5手套箱可视区域 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 26技术纵横轻型汽车技术 2（M）X 9）总241于套箱为了使容积最大化通常都会设计得比较深. 开启肩的町视区域相对较小.取物时反而不如带卜 型方便，如图5所示。23造型美观性对于购乍者来说，内饰造型美观性是购买意向 的决定因素之一。手套箱关闭时的外形，是从槪

8、念造型、零件分块 等初始设il阶段就需要亜点芳虑的。其总体造型趋 势和与周边零件的分块.决定了于套箱与邻接件的 间隙与面差等参数。对于手套箱来说，美观要求不仅仅是闭合态外 观，开启状态的次级町见区域外观也盂兼顾，一因此. 缓冲橡胶垫、阻尼器及照明灯布局和锁齐1形状设计 都需仔细斟酌.24振动静音性近年來.乍辆内部噪声的高低已经成为消费者 评价车辆棉体质就的朿要“可听性“指标 同时驾 驶和乘坐过程中所受到的振动和冲击也备受关注. 它们是舒适性的体现之一叭内饰件的噪音一振动一冲击”（NoiseV i）ra tion Slwk. NVH）分析町确定组件结构ft然频率进 行预测与评佔入通常NVH指标要

9、求组件口身具有 较高的门然频率，与乍a的基频相距较远，以使外界 激励状态下不易发牛共撮通常是将手套箱装配在 仪表板上再对整个如舱系统进行检测对手 套箱而占，材料选取、口身结构刚度优化都会对整个 仪表板甚至座舱系统的NH结果产牛影响。3安全要求31材料特性要求手套箱组件本身应貝备一定的刚度与强度，当 与乘客膝部发牛碰撞时，既不能由于强度太弱发牛 碎裂而伤害乘客.也不能因刚度过强而无法在撞击 时吸收冲击能量。因此，手套箱应采用合适的吸能材 料.并巳仪表板在手套箱背后会配备吸能结构或金 属吸能支架特殊的匸作环境（经常日晒、震动、温差竽）对 手套箱表皮的老化性能（热老化和光老化）、热性 能、拉伸性能、

10、冲击性能等均提出了较高要求叫32内部凸出物要求汽车内部凸出物应符合相应的法规，因其安装 部位不同各门的要求也不尽相同一般要采用分区 检査法叫参考国家标准GB 11552-1999“轿车内部凸出 物 J，手套箱组件处于前排朋倚“ H”点之前、仪衣 板水平线以卜的乘员舱内部构件分区，相应的于套 箱凸出物应满足下列耍求：L保证支架没有凸起的棱边；2外观面高废山不小于2Sn表面边缘圆角 半往不小于3加nr应采用吸能材料覆盖或制成，并 按照标准所述方法进行检验；1外观面若不满足第2条要求，则应符合标准 规定的向前纵向水平力冲击实验要求；4若手套箱安装在刚性支架上,且III低于肖氏 硬度5（）度的软性材料

11、制成该刚性支架应满足标 准规定的刚度要求。33其它要求除上述i殳计要点外，还冇一些常规的垄本要求 必须满足，如行驶过程中手套箱门不能随意开启、 气鎂爆破时手套箱门锁不能失效等车辆及人员安全是整个内饰系统设计中最为 币要的因素之一因此相关的于套箱安全设计要素 冇赖干设计经验的积累及大就的实验验证。4结论与展望甚于深入的理论研究并结合广泛的实践经验， 本文对汽车手套箱设计中的设计要点进行了系统 的川纳与剖析根据汽乍内饰件设计的发展趋势与 特点从功能性、美观性及安全性三个方而详细阐 述手套箱设计中必须考虑的因素，并对多个设计实 例进行分析，本文总结的各设il要点，不仅对乘用 乍于套箱设计冇极高的指导

12、作用还对同类其他乍 辆内饰件设计具有一定参考价值.随着科学技术的进步以及用门盂求的增氏，手 套箱的功能也随着内饰设计理念的提升而不断扩 展 高性能、轻质就、易操作、安全町靠、智能、环保、 美观实用将是手套箱未来发展的主要方向。相信在 不久的将来越來越多个性化、人性化、多样化的创 意设计将会融入手套箱之中，如外面板上的液晶 屏、内置小冰箱、可折叠宠物盒等等。参考文献I胡兴军.金融风憑为我国汽车产业预备了 “挑战”与“机遇”的双刃剑轻型汽车技术，2（X）9(1)5592李虹玉.最新内饰开发0轻型汽车技术， 2(X)132-343许鸿德未来汽车仪表板设计趁势皿轻型 汽车技术，200936-374钟志

13、坚.汽车内饰)轻型汽车技术，1997(5) 15-1K5王宏雁，王晓翔.汽车仪表板前人机设计皿 汽车研究与开发，1996(14-76柳长立汽车仪表板发展的七大趋势汽 车与配件，199X(720-217 K P Lan, K Behdii.ux W L C kJioni A matrhl and g；uige diickness vnsirivity ；makFsis on die N VH and craKvorhiiess of ail tino tkTe hstnineti t p；uiel Mipport|j 1 hi)-W alkvl Snucniv 2003 41： 1005-101

14、X8王意芳，董晓红，张立平等汽车仪表板表 皮专用材料皿现代塑料加工应用，2(X)1 13 42-449 Sandip PattJ Nom Kakamh Tan Ellis De vebpneii t of a sh到2010年大约90%的福特汽车(包括轻別卡车)将装备标准电动转向系统取代液斥转向。北美底盘总匚程师AHJammoul说：“这种转变町使燃油经济性提高3%5% ,取决于车辆和发动机的 尺寸，相当于每加仑行驶0.4- 1英里福特li前正从Delphi和TRW Automotive公司采购电动转向系统.而Valeo公司提供停乍辅助模块停车系统利用位于汽车前角的传感器来确定停车空间是否够一辆车摆放 如果空间够大,驾驶员激活停 车装置，并把车置丁倒车状态，驾驶员町以完全让手离开方向盘利用加速器和刹车将汽车移进停车位，系统 引导苴口身至停车位。由于电动转向系统冇两个要素是液斥系统不具待的一不需人力介入操作就町以移动转向机构的电动 机和告诉电动机方向盘该转动多大的电控模块,所以停车辅助成为可能，3月12日在福待迪尔伯恩试验场对该系统做了示范试验：停伍辅助系统将成为任选件出现在2010年款Lincoln MKS轿乍、Lincoln