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哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術學院畢業(yè)設計（論文） 摘 要 論文通過對國內外幾款車型的總布置數據積累和分析，結合現有車型的實際布置經驗，對車身內部布置的基本原則、過程、方法及人機工程學在車身內部布置中的應用進行總結和研究。通過運用車身總布置工具如人體模型、眼橢圓、頭廓包絡線及頭廓包絡面、駕駛員手伸及界面等，討論了人機工程與駕駛員視野、乘坐舒適性、安全性、操縱性、上下方便性之間的關系，然后將上述理論應用于新車內部布置設計的實際過程，從新車設計的具體要求出發(fā)，結合人機工程學的方法較好的完成了新車型車身內部布置。最后運用車身總布置工具對整車視野、室內空間及操縱性如人體舒適性、風窗玻璃刮掃區(qū)域、A柱障礙角及儀表視野等進行了校核并分析。 關鍵詞：車身總布置工具；人機工程學 Abstract The thesis，through always assigning the data to accumulate and analyze to several domestic and international styles，the reality of combining the existing style is assigned experience， summarize to the basic principle， course， method and application in assigning within the automobile body of man-machine engineering that assign within the automobile body and research. Through use automobile body assign tool such as dummy always， eyes oval， head wide bag hold in place with a net line and head wide bag hold surface， driver hand stretch and interface，etc. in place with a net，visual field of discussion ergonomic and driver， taking the comfortableness，security， handling，relation among upper and lower conveniences，then apply theory described above to the new car's fixing up the real course designed，proceed from concrete requirement that the new car is designed，assign within the completion new style automobile body with better method to combine man-machine engineering. Use the automobile body to always assign the tool to the visual field of completed car finally，indoor space and person who handle if human comfortableness， wind windowpane blow，sweep area，A column obstacle corner and instrument visual field，etc. check the analysis of combining. Keyword: The automobile body is always assigned the tool ；Man-machine engineering 22 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第1章 緒論 1 1.1 課題的提出 1 1.2 人機工程學在轎車車身內部布置上的應用 1 1.3 本文研究內容 2 1.4 本章小結 3 第2章基于人機工程學的轎車車身內部布置工具 4 2.1 人體模型 4 2.2 眼橢圓 5 2.3 乘員及駕駛員的頭廓包絡線（面） 7 2.4 本章小結 10 第3章 車身內部布置方法的應用 11 3.1 轎車車身內部總布置設計過程 11 3.2 人體模型的布置過程 12 3.3 后視鏡和儀表盤布置要求 12 第4章 轎車車身設計硬點及應用 14 4.1 設計硬點的意義 14 4.2 人體姿態(tài)舒適性相關的主要硬點的確定 14 4.3 人體乘坐空間主要硬點尺寸 16 4.4 車身布置主要硬點 16 4.5 本章小結 18 結 論 20 致 謝 21 參考文獻 22 第1章 緒論 1.1 課題的提出 轎車車身內部布置是轎車概念設計階段中最關鍵部分，轎車車身內部布置的特點是需要確定的內部布置參數和車身硬點數目繁多，空間關系和約束條件復雜，實現方法和評價指標沒有明確的法規(guī)和標準，這使得設計方案具有多解性、經驗性和綜合性的特點。 目前人機工程學在轎車車身內部布置中的應用日趨廣泛和成熟。利用人機工程學原理進行車身設計可以滿足現代轎車駕駛操縱性、乘坐舒適性、上下車方便性等方面的要求。人機工程學以人(駕駛員、乘客)為中心，在布置設計方面從人體的生理、心理和人體的運動規(guī)律出發(fā)，研究布置方面如何適應人的需要，能夠設計出一個操縱方便、舒適安全的駕駛環(huán)境和乘坐環(huán)境，因此結合人體工程學進行車身內部布置設計，認真詳細地對車身內部布置設計方法進行總結和歸納，成為現代轎車企業(yè)成功研發(fā)新車型的關鍵。 我國的大部分轎車行業(yè)已經從過去傳統(tǒng)落后的設計制造方法過渡到了現代以數字化設計為主的時代，并在流程中引入了強度校核、碰撞模擬以及運動仿真等。但大部分的CAD軟件由于設計和開發(fā)手段相對落后等各方面原因的限制沒有真正發(fā)掘CAD巨大潛力以提高設計開發(fā)效率。 現在國內外很多轎車制造業(yè)內部已經在AUTOCAD、CATIA、UG等軟件平臺上開發(fā)了車身總布置系統(tǒng)，并形成了一套完整的轎車車身內部布置理論和方法。但依然存在著盲目使用國外的SAE、ISO等標準進行車身室內布置，沒有一套完整的適合國內轎車車身設計的標準。我國的人機工程學正處于初始發(fā)展階段，目前只做了一些基礎性工作如對人體尺寸的測量統(tǒng)計和分析。因此我國的人體工程學研究還有待于更加進一步的深入和發(fā)展。 本論文依據人機工程學原理，結合相關資料和教材，介紹了轎車內部布置的基本要求和步驟，對轎車的內部布置設計提供參考，并具有一定的意義。 1.2 人機工程學在轎車車身內部布置上的應用 在內部布置設計過程中，重點工作是確定決定車型技術水平和造型風格的總布置尺寸。在內部布置方案的確定過程中，必須以滿足人機工程要求為原則把乘坐舒適性、安全性、操作方便性、上下車方便性等作為主要因素考慮。 人體工程設計的基本要求是操縱方便和舒適性，即盡最大可能的滿足不同身材和姿勢的駕駛者對操縱件的手足伸及性與姿勢舒適性以及視野性的要求。人機工程設計主要借助于SAE的方法和工具。在轎車設計中的應用有如下幾方面： 1．上下車方便性； a車門開度角、車門通道尺寸 b車門框口尺寸 c車門的高度、寬度和厚度尺寸 d乘員入座后手伸及關門把手的尺寸 2．車內部空間尺寸和座椅輪廓尺寸 a前、后H點的位置及前H點的調節(jié)范圍 b頭部空間尺寸 c前、后排座乘坐空間 d后座舒適性尺寸 3．駕駛員視野設計 a直接前方地面視野 b交通燈視野 c A柱障礙角 d外后視鏡視野 e儀表板視野 4．駛員操縱方便性 a腳踏板（油門踏板、制動踏板）的位置和活動空間 b手操縱桿（換擋桿、手制動桿） c駕駛艙內服務元件（空調、收音機、轉向開關、燈光開關等） 1.3 本文研究內容 深入研究了車身內部布置工具的基本原理、相關標準、設計參考值及評價指標等，包括百分位的選擇、H點的確定與座椅調節(jié)范圍、操縱方便性、眼橢圓、汽車內部空間尺寸確定、上下車方便性、視野設計。并進行了實際車型的應用設計。從新車設計的具體要求出發(fā)，結合人機工程學的方法較好的完成了新車型車身內部布置。運用車身總布置工具對整車視野、室內空間及操縱性如人體舒適性、風窗玻璃刮掃區(qū)域、A柱障礙角及儀表視野等進行了校核并分析。最后，在實際工作過程中，學會運用人機工程學進行簡單的轎車內部布置，對于人機工程設計、轎車內部布置設計有一定的指導意義。 1.4 本章小結 本章對車身內部布置設計方法及內容、人體工程學在轎車車身內部布置的應用作了簡要的敘述，最后對本課題的主要內容和意義做了闡述。 第2章 基于人機工程學的轎車車身內部布置工具 在轎車設計中，車身內部布置應當能夠滿足駕駛員和乘員的乘坐舒適性、操縱性、行車安全性、視野性的要求。為了達到以上性能，SAE、ISO等設計標準定義了轎車駕駛員的眼睛、頭部、肢體上與車身布置有關的人體特征點。駕駛員以正常駕駛姿勢入座后，測取人體特征點，經統(tǒng)計處理后，便可得到各種百分位身材男女駕駛員的人體特征點分布圖形。這些圖形稱為車身內部布置設計工具。它們包括眼橢圓、頭廓包絡線（面）、手伸及界面等。除人體模型外，其他設計工具都是駕駛員人體特征點(轎車駕駛員的眼睛、頭部、胯部上一些與車身設計有關的特殊點)在車身坐標系中的分布圖形，這些分布圖形已經被做成現成的樣板以供內部布置使用，所以本章主要介紹人體模型、眼橢圓、乘員及駕駛員的頭廓包絡線（面）。 2.1 人體模型 以人體參數為基礎建立的人體模型是描述人體形態(tài)特征和力學特征的有效工具，是研究、分析、評價、人機系統(tǒng)不可缺少的輔助手段。用于車身設計的H點人體模型是轎車車身內部布置的重要工具之一。利用人體模型可以進行乘舒適性校核，可以檢查踏板、方向盤、座椅等部件布置的合理性。對于轎車內部空間如頭部空間、膝部空間、肩部空間、肘部空間等都要用人體模型來檢查。 中國人體模型：中國人體模型分為四個身高等級，分別為女子第5百分位，男子第5百分位(相當于女子第50百分位)，男子第50百分位(相當于女子第95百分位)，男子第95百分位。 按照不同的用途來分類包括：二維桿系人體模型、二維平面人體模型、三維人體模型，如下列圖所示： 圖2-1二維桿系人體示意圖 圖2-2二維平面人體示意圖 圖2-3三維人體模型示意圖 2.2 眼橢圓 轎車駕駛員眼橢圓是指不同身材的駕駛員按自己的意愿將座椅調整到適意位置并以正常的駕駛姿勢入座后，他們的眼睛位置在車身坐標系中的統(tǒng)計分布圖形。由于統(tǒng)計分布圖形呈橢圓狀，因此被稱為駕駛員眼橢圓。駕駛員眼橢圓的確立為研究轎車視野性能提供了科學的視野原點基準。眼橢圓的中心位置、長短軸的長度和方向，與車輛類型、SgRP（H）點位置、座椅水平調節(jié)量、駕駛員比例都有關系，如圖2-4所示： 圖2-4三維眼橢圓示意圖 適合中國人的A類車、可調節(jié)座椅眼橢圓尺寸根據中國人體數據（男女比例為1：1；男子平均身高為1710毫米，女子平均身高為1580毫米）計算，可以得到適合中國人的A類車、可調節(jié)座椅眼橢圓尺寸，參見表2-1。 表2-1適合中國人的A類車可調節(jié)座椅眼橢圓尺寸 百分位 TL23/mm 長軸Lx/mm 短軸Ly/mm 豎軸Lz/mm 95th 1-133 >133 173.8 206.4 60.3 60.3 93.4 93.4 99th 1-133 >133 242.1 287.1 85.3 85.3 132.1 132.1 眼橢圓在車身坐標系下按以下方式定位： 函數關系表達式： β=12° X=664mm+0.587(L6)—0.176(H30)—12.5t Y=W20±32.5mm Z=638mm+H30 其中： L6：方向盤中心到PRP(踩點)的X方向上的距離； W20：座椅中心平面的Y坐標； H30 ：SgRP與AHP(踵點)在z方向上的高度差； t：變速器類型(1：手動、有離合器踏板；O：自動、沒有離合器踏板)。 側視圖中與眼橢圓中心坐標布置相關的因素見圖2-5： 圖2-5側視圖中與眼橢圓中心坐標布置相關的因素 眼橢圓的應用 眼橢圓是轎車視野設計的基礎，但只有與視線（切線）一起使用方有意義。以駕駛員前方下視野設計為例，進一步說明應用眼橢圓進行視野設計的原理。如圖2-6若要駕駛員前下視野不被發(fā)動機罩、前風窗下邊緣、儀表板上邊緣或轉向盤上緣所阻擋，并能看到車頭前方一定距離d以外的路面，通常的做法是：在側視圖上，從地面上距離車頭d處的一點Pd作95百分位眼橢圓的下切線Ld，則眼睛位置落在切線Ld上方的概率是95%。如果使發(fā)動機罩、前風窗下邊緣、儀表板上邊緣和轉向盤上緣都在切線Ld的下方，就能以95%的概率保證駕駛員的眼睛不被上述物體遮擋而能看到Pd點前方的路面，從而滿足上述視野要求。以SAE眼橢圓為理論依據，可進行如下視野設計內容：內外視鏡布置，駕駛員前方視野的設計和校核，車身A、B、C柱盲區(qū)的計算，儀表板上可視區(qū)的確定，刮水器布置和刮掃區(qū)域校核，以及遮陽帶位置的確定等。 圖2—6 利用眼橢圓進行駕駛員前方視野設計的原理 本畢業(yè)設計眼橢圓的定位尺寸記算： β=12° X=664mm+0.587(L6)-0.176(H30)-12.5t =664mm+0.587×535mm- 0.176×299 mm-12.5×0 =975mm Y=W20±32.5mm=350mm±32.5mm=382.5mm/317.5mm Z=638mm+H30=638mm+299mm=945mm 2.3 乘員及駕駛員的頭廓包絡線（面） 平均頭廓線是由美國工程師協(xié)會SAE根據第50百分位身材的男女駕駛員及乘員頭部特征點，在車身坐標系中的位置統(tǒng)計而得出的兩條圓?。▊纫晥D、后視圖），用于表示乘坐狀態(tài)下的頭部外廓線。如圖2-7所示： 圖2-7 SAE平均推薦頭廓線 圖2-7中的坐標軸X、Y、Z是頭廓線的自身坐標系，眼橢圓樣板上的自身坐標系與頭廓線樣板上的自身坐標系是同一坐標系。這是因為頭廓包絡線是以眼橢圓為軌跡而形成。 頭廓包絡線是指不同百分位的駕駛員和乘員在乘坐狀態(tài)下頭廓的包絡線。將頭廓線樣板上的眼點沿著眼橢圓樣板上的上半部眼橢圓運動，并保持兩樣板上的自身坐標系平行，描繪出頭廓線運動時的包絡線便是頭廓包絡線（圖2－8）。頭廓包絡線分為兩種形式一種為座椅可調節(jié)式的頭廓包絡線，另一種為座椅不可調節(jié)式的頭廓包絡線。前者適合駕駛員的頭部位置和頭頂空間的設計，后者適合于后排乘員的頭部位置和頭頂空間的設計。 圖2－8側視圖中頭廓包絡線與眼橢圓的關系 考慮三維空間時，當將頭廓線樣板上的眼點沿著眼橢球運動，描繪出頭廓線運動時的包絡線便形成了三維頭廓包絡面?？紤]到駕駛員隨轎車的振動，推薦頭廓包絡線形成的面以頭廓包絡面中心為基準向車外偏23毫米，駕駛員頭廓包絡面形狀確定可表2-2示： 表2-2三維駕駛員頭廓包絡面數據 三維頭廓包絡面按如下方式定位： （1） 首先按照前述步驟確定眼橢圓中心，按表2-3對頭廓包絡面進行初步定位： 表2-3三維駕駛員頭廓包絡面中心與眼橢圓關系 座椅行程（TL23） Xh Yh Zh >133mm 90.6 0 52.6 ≤133mm 89.5 0 45.9 0 85.4 0 42.0 （2）然后按下述公式分別求出可調節(jié)座椅和不可調節(jié)座椅的頭廓包絡線中心(圖2－9)： 可調節(jié)座椅： β=12° X=664mm+0.587(L6)–0.176(H30)–12.5t+Xh Y=W20 Z=638mm+H30+Zh 不可調節(jié)座椅：X=640mmsinδ+X Y=W20 Z=640mmsinδ+Zh 式中：Xh和Zh從表2-3中確定選?。籐6方向盤中心到PRP(踩點)的X方向上的距離；W20座椅中心平面的Y坐標；H30 SgRP與AHP(踵點)在z方向上的高度差；t變速器類型(1：手動、有離合器踏板；0：自動、沒有離合器踏板)。頭廓包絡線主要用于確定駕駛員和乘員的頭部空間，以便校核或設計頂蓋高度和寬度。SAE為此定義了兩個關鍵尺寸H61、H63，分別為前排座椅有效頭部空間尺寸和后排座椅有效頭部空間尺寸。根據有效頭部空間（經驗值H61介于900～950mm之間，H63比H61略小20mm）和頂蓋內飾板厚度經驗值15～25mm）以及頂蓋造型，就可以由外向至內的確定H點高度，也可以進行由內至外的頂蓋高度設計。 頭廓包絡線側視圖 頭廓包絡線后視圖 不可調節(jié)座椅 頭廓包絡面?zhèn)纫晥D 頭廓包絡面后視圖 可調節(jié)座椅 圖2－9頭廓包絡線與頭廓包絡面 本設計采用可調節(jié)座椅，頭廓包絡線中心定位尺寸為： β=12° X=664mm+0.587(L6)–0.176(H30)–12.5t+Xh =644mm+0.587×535mm-0.176×299mm-12.5×0+90.6 =1040mm Y=W20=350mm Z=638mm+H30+Zh =638mm+299mm+52.6 =989.6mm 2.4 本章小結 本章詳細的敘述了最新版的轎車內部布置中常用的布置工具的概念、建立方法、定位及應用，主要有人體模型、眼橢圓、頭廓包絡線等。對于轎車舒適性檢驗、車身內部空間的設計與校核、駕駛室內操縱件的布置、視野設計與校核等都要借助于這些設計工具來進行。 第3章 車身內部布置方法的應用 3.1 轎車車身內部總布置設計過程 轎車車身內部布置是根據各總成型式和整車性能的要求，確定車身內部尺寸，駕駛員與乘客的操縱與乘坐空間，駕駛室各種部件和附件位置參數，以滿足相關的各項性能及法規(guī)要求，并協(xié)調各種性能指標之間的矛盾，實現總體優(yōu)化的布置過程；轎車車身內部布置可以理解為在滿足一定約束條件下，對其進行方案布置優(yōu)化的設計過程。需確保駕駛員與乘員的舒適性、上下車方便性、安全性，以及駕駛員的操縱方便性、視野性等。它涉及到人機工程學、統(tǒng)計學等學科，體現的“以人為中心”的人-機-環(huán)境和諧的設計思想。 轎車車身內部布置過程如下： 1、深入理解整車總布置方案，熟悉底盤、電氣系統(tǒng)的結構特點，對競爭車 型相關數據進行三坐標測量、總結和歸納，初步確定所設計車型與人機相關數據的目標值。 2、根據已搭建的底盤平臺、地板、前隔板和通風罩板的位置初步確定踏板組、方向盤的中心位置及角度等參數。 3、運用踏板組和地板的相對關系，確定踵點的位置；進行二維人體模型初步布置、建立車身內部布置工具包括眼橢圓、三維頭廓包絡面和手伸界面等。 4、調用SAE5%成年女性和95%成年男性人體模型，由SAE推薦的適意線或 區(qū)域法來確定SgRP點位置及座椅調節(jié)行程（上下和前后）、靠背角等相關尺寸。 5、根據SgRP點位置調用頭廓包絡線及眼橢圓，結合內部空間控制尺寸，確定頭部空間尺寸H61和H63、前后排乘坐空間、橫向空間尺寸、頂蓋的位置。以及完成對車身內部寬度的確定；再根據眼橢圓確定視野，從而定出前后 風窗的傾角；調出手伸及界面等設計布置工具設計儀表盤的斷面形狀、儀表盤平面角度及操縱件的布置。 6、針對以上布置進行綜合分析、協(xié)調和優(yōu)化，驗證是否滿足已設定的目標值和布置的合理性。 3.2 人體模型的布置過程 通常情況下，人體布置一般采用二維與三維相結合的布置方法，所以本文采取如下布置過程： 1、選擇適宜的人體樣板，包括百分位和比例等。本設計采用95%成年男性人體樣板，比例采用1：5。 2、畫出加速踏板位置、地板線(先以水平線代表)，確定出踵點的位置。方法是運用以加速踏板中心為圓點，以203mm為半徑的圓與地毯上表面的交點即為踵點。注意確定踵點時要考慮地毯的厚度和壓縮量（一般40%）。 3、按選定的人體模型樣板以踵點為布置基準，將人體駕駛姿勢擺放在車身布置圖上，使人體的軀干和上、下肢處于最佳的活動范圍和角度關系。 4、SAE5%成年女性和95%成年男性人體模型，由SAE推薦的適意線或區(qū)域法來確定SgRP點位置及座椅調節(jié)行程（上下和前后）、靠背角等相關尺寸，考慮座椅靠背的壓縮量與厚度等因素，確定出前座艙的最后設計界限。 5、比較百分位人體布置的各關系角度變化和坐姿位置變化情況，由此確定各H點位置和座椅調節(jié)行程是否合適。 6、分析在加速踏板的全程運動中，人體姿勢的變化情況。 7、畫出百分位人體布置的腿部輪廓線，供設計伸腿空間用。 8、后排座人體布置方法與上述類似，只是一般布置95％百分位人體即可，著重考慮擱腳位置、姿勢和腿部空間。 3.3 后視鏡和儀表盤布置要求 1、內外后視鏡的布置 應該充分考慮人眼的視野特性，以盡量靠近駕駛員直前視線為宜。人機工程學推薦后視鏡在水平方向的位置應該處于駕駛員直前視線左右各60°范圍內，在垂直方向的位置應該處于駕駛員直前視線上下各45°范圍內。為避免車后交通信息頻繁的映入駕駛員眼內而干擾其注意力，造成駕駛員工作緊張，上述角度可以適當減小。對于左后視鏡，一般推薦鏡中心與左眼點連線(或左眼橢圓切線)與駕駛員直前視線的夾角不大于55°。一般駕駛員對右后視鏡的觀察次數遠少于左后視鏡，可以允許駕駛員偶爾強制轉動眼睛和頭部來觀察右側后視鏡。故本設計考慮到駕駛員的疲勞問題，選取鏡中心與左眼點連線與駕駛員直前視線的夾角為45°。 2、方向盤和儀表盤的視野性布置 方向盤主要考慮方向盤平面與水平面的夾角（經驗數據：15°～30°）、 方向盤下緣與座椅上表面距離（（經驗數據：170～200）、在儀表板上形成的盲區(qū)最小并具有合適的操舵力特性。儀表板特征盲區(qū)參照ADR18和SAE J94等標準求作，本設計方向盤平面與水平面的夾角為22°。 儀表盤布置方法和經驗數據總結如下： (1)、儀表盤的中心點確定：將方向盤中心和眼橢圓中心點連線，按標準視距推薦值（最佳視距550mm、最大視距711 mm）確定。注意儀表盤的中心點和眼橢圓中心點的連線與水平線的夾角應該在30°范圍內?？紤]駕駛員能夠清晰的看見儀表的指示信號，本設計方向盤中心和眼橢圓中心點連線距離為700mm，儀表盤的中心點和眼橢圓中心點的連線與水平線的夾角為22°。 (2)、儀表盤平面確定：方向盤中心和眼橢圓中心點連線與儀表盤平面的夾角應在90°±10°范圍內，儀表盤平面與水平面夾角應在60°～75°范圍內。選取方向盤中心和眼橢圓中心點連線與儀表盤平面的夾角為75°，儀表盤平面與水平面夾角為68°。 第4章 轎車車身設計硬點及應用 4.1 設計硬點的意義 設計硬點是總布置設計過程中，為保證零部件之間的協(xié)調和裝配關系，及造型風格要求所確定的控制點(或坐標)，控制線，控制面及控制結構的總稱,俗稱設計硬點，轎車車身總布置實際上是確定車身各部分之間的硬點關系，硬點是轎車零部件設計和選型，附件設計及車身設計的最重要的各項目組公共認可的尺度和設計原則。這是使項目組分而不亂，并行設計的重要方法。一般確定后不要輕易調整，如需調整設計硬點，需得到所有子項目組認可或協(xié)商.常用的設計硬點包括整車尺寸參數如輪距、軸距；底盤及零和控制點等等。轎車車身內部的各種硬點之間的約束數目眾多，關系復雜，評價指標模糊。其中很多硬點的確定是依靠設計者的經驗而確定。因此在設計一種車型時，硬點尺寸對于設計有很大的幫助意義。 車身硬點的代號、定義、測量方法： 代號采用大寫英文字母+數字的形式，如H30；其中大寫英文字母和數字的含義如下： W—寬度方向的尺寸； H—高度方向的尺寸； L—長度方向的尺寸； PD—乘員分配尺寸； SD—座椅面方向尺寸； PL—踏板長度； PW—踏板寬度PH—踏板的高度； TL—H點長度位置和行程TH—H點高度位置和行程 1-99：內部空間尺寸 100-199：外部空間尺寸 4.2 人體姿態(tài)舒適性相關的主要硬點的確定 SgRP：座椅參考點，是指座椅上的一個設計參考點，它是座椅制造廠規(guī)定的設計基準點。它表征當第95百分位的人體模型按規(guī)定擺放在座椅上時（按規(guī)定的靠背角、座椅的最后、最下位置），實際H點應與座椅參考點重合；在SAE中對應L31、W20和H70三個硬點尺寸。 實際H點：是指當H點三維人體模型按規(guī)定步驟安放在轎車座椅中時，人體模型上左右H點標記連接線的中點，可以比較真實地模擬出駕駛員以正常駕駛姿勢入座后的實際的H點位置。 設計H點：是指在轎車總布置時的設計基準點，表示的是第95百分位的男子人體模型在最后位置時的胯點，最前設計H點表示的是第5百分位的女子人體模型在最前位置時的胯點。由最前和最后設計H點便可以求得座椅的水平行程和垂直升程 D點：臀部輪廓的最低點； BOF：在側視圖上，過AHP點作人體樣板鞋底的切線，在該切線上離AHP點203mm的點； AHP：加速踏板踵點，是指加速踏板未壓縮時，人體模型的踵點在被壓塌的地板覆蓋件上的點。 AFP：加速踏板平面； PHP：乘客踵點； 人體舒適生理角度范圍參見圖4-1 A1—10°～30°;A2—10°～45°; A3—80°～120°; A6—85°～110°; A7—170°～190° 圖4-1舒適駕駛姿勢下的人體生理角度范圍 由于駕駛員舒適駕駛姿勢隨車型的不同而變化，各自選擇舒適姿勢下的關節(jié)角度有較大的差別。對于轎車靠背角A1最大不超過33°，最舒適為28°； 人體軀干與大腿夾角A4以105°為宜，110°～115°最理想；肘角A3以105°為宜；膝角A5在112°～118°為好；腳角A6(踏平面與小腿間夾角)最小為87°，最大不超過130°。 本設計考慮駕駛員舒服性要求，選取A1=25°A4=95°A5=117°A6=87° 4.3 人體乘坐空間主要硬點尺寸 人體乘坐空間硬點主要包括：H30、H31、H61、H63、H5、H10、L53、L50、L3、L34、L51，表4-1是應用人機工程學的某新車車身總布置中的重要參數： 表4-1轎車乘客艙內部舒適性尺寸總結（長度方向）單位：mm 考慮駕駛室空間要盡可能寬敞，本設計主要硬點尺寸取值：H30=299mm、H31=304mm、H61-1=992mm、H61-2=920mm、L51=833mm、L34=1030mm、L53=805mm。 4.4 車身布置主要硬點 整車總布置主要硬點（如圖4-2）是車身總布置的前提條件和重要參數： DECK POINT：指尾箱蓋和后擋風玻璃內表面連接處在Y零平面處最高點； COWL POINT：是指在Y零平面處，發(fā)動機罩和擋風玻璃內表面連接處最高點； L126：在Y零平面上，從COWL點到最前端的縱向距離（不含保險杠及裝飾件）； L123：從COWL點到DECK點的縱向距離； L129：在車輛的Y零平面上，從COWL點到最后端點的縱向距離； L104-前懸；L103-整車長度；L101-軸距；H101-車高；L105-后懸； 圖4-2整車總布置尺寸示意圖 轎車總長L103是軸距L101、前懸L104和后懸L105的和。它們之間有下述關系：L103＝L101／C。式中，C為比例系數，其值在0.52～0.66之間。發(fā)動機前置前輪驅動轎車的C值為0.62～0.66，發(fā)動機后置后輪驅動轎車的C值約為0.52～0.56。 轎車寬度尺寸一方面由乘員必需的室內寬度和車門厚度來決定，另一方面應保證能布置下發(fā)動機、車架、懸架、轉向系和車輪等。轎車總寬W103與車輛總長L103之間有下述近似關系：W103＝(L103／3)＋(195±60)mm。后座乘三人的轎車，W103不應小于1410mm。室內長度與軸距之間存在下述近似關系：室內長度＝(L101／3)＋(980±50)mm。室內寬度與輪距和全寬之間存在下述近似關系：室內寬度＝（3／4)×全寬＋(100±80)mm。 在進行寬度方向布置設計時，用到整車寬度方向的硬點包括W3、W4、W5、W6、W101、W102、W103。表4-2為不同風格轎車寬度方向尺寸： 表4-2轎車乘客艙內部舒適性尺寸總結（寬度方向） 本設計為考慮駕駛室的空間尺寸要寬敞，選取數值如下： L104=945mm、L103=4950mm、L101=2915mm、H101=1557mm、L105=1090mm、W3=1380mm、W4=1460mm、W101=1499mm、W102=1500mm、W103=1740mm、W10=1440mm、W20=350mm 車身布置中以下硬點必須在總布置草圖中給出： 圖4-3車身布置硬點示意圖 表4-3車身布置主要硬點 4.5 本章小結 本章重點論述了轎車車身內部布置的過程、方法以及總布置應考慮的問題。并給出了車身硬點的概念，結合具體車型實例總結了車身硬點的分布范圍和尺寸范圍?？傊嚿韮炔坎贾檬腔诠δ芎图s束的方案尋求最優(yōu)的過程。通過對幾款同型車的總布置數據硬點分析，運用車身總布置工具討論了人機工程尺寸與駕駛員視野、乘坐舒適性、安全性、操縱性、上下輕便性之間的關系，對人體尺寸，人體舒適駕駛姿勢與布置，駕駛員眼橢圓及其在車身總布置設計中的應用如風窗玻璃刮掃區(qū)域、A柱障礙角及儀表視野等做了具體分析和設計方法的總結，對于新車型設計具有重要的指導意義。 結 論 轎車車身內部布置設計是經驗和原理方法的結合。車身內部布置是在考慮整車形式、車身與底盤的關系、以及總布置和造型傳遞給車身內部布置的一些約束條件下，進行車室內部布置，是基于功能和約束的方案尋求最優(yōu)的過程。一個與眾不同的駕駛空間：開闊的視野，舒適的座椅布置，布置緊湊的儀表以及伸手可及的操作元件，能給人充分的心理滿足和安全感。 轎車車身內部布置一般采用“以人為中心”的設計思想，必須確保駕駛員與乘員的舒適性、居住性、上下車方便性、安全性，以及駕駛員的操縱方便性、視野性等。在滿足以上性能要求的前提下，要盡量減小整車質量，減小外形尺寸，增大內室空間。同時還要考慮各個總成的協(xié)調關系。因此，轎車車身內部布置可以理解為是一個在滿足一定約束條件下，對內部部件進行布置優(yōu)化的方案設計過程，它涉及到人機工程學、統(tǒng)計學等學科，體現的是“以人為中心”的人-機-環(huán)境和諧的設計思想。 本文運用車身內部布置設計的方法，詳細的闡述了車身內部布置基本原理及過程。包括：駕駛員座椅位置的確定、后排座椅位置的定位、儀表板的截面及儀表的布置、方向盤的布置、前后風窗的傾角、頂蓋高度的控制尺寸等。利用適意座椅參考位置與其影響因素——座墊傾角、座椅高度、方向盤到拇趾參考點的水平距離。建立起理論的基石，更好的理解設計方法的原理。 本文利用基于車身內部布置工具，結合各種車型的有關布置數據的統(tǒng)計，運用具體數據詳細地對車身內部布置進行了探討。由于各方面的原因，本課題還有一些不完善的地方有待于進一步改進?？偨Y如下：轎車車身內部布置是一個實踐過程，需要在總布置實驗室和借助先進的工具反復協(xié)調，而不是僅僅在計算機上就可以完成的；另外，車身內部布置方法還需要進一步深入，吸收及應用國外最新的車身內部布置方法。 致 謝 值此論文完成之即，我非常高興，同時也感到壓力很大，在幾年的學習過程中，深深體會到在知識爆炸的年代，知識的無邊無際。在撰寫論文的過程中，我常有在大海中航行的感覺，感覺到知識的欠缺和方向的迷失，而令我難忘的是鄭德林教授、席振鵬老師和孫鳳霞老師給我的指導和幫助，他們就像舵手一樣，指導我在知識的海洋中向著指定的目標前進。從開題到大綱的編寫，最后到作圖和每一個部分的撰寫，每個部分都是在老師們的精心指導和幫助下完成的，沒有他們的諄諄教誨和嚴格的要求，我不可能順利地完成畢業(yè)設計，他們治學嚴謹，工作認真、勤奮，對學生誨人不倦，給我留下了終生難忘的印象。我只有以我的努力工作和勤奮學習來報答恩師。 感謝所有關心、支持和幫助我的老師和同學們！ 參考文獻 [1]黃金陵、黃天澤，《轎車車身結構與設計》機械工業(yè)出版社，2002年10月第一版 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