仪表板设计规范初版0413.docx
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仪表板设计规范初版0413
Q/JT
江苏金坛汽车工业有限公司企业标准
Q/JTT00.0XX—2017
仪表板设计规范简介
2017-04-30发布
2017-05-10实施
江苏金坛汽车工业有限公司发布
前 言
本标准依据GB/T1.1-2009给出的规则起草。
本标准由江苏金坛汽车工业有限公司产品中心提出。
本标准由江苏金坛汽车工业有限公司产品中心技术开发三部归口。
本标准由江苏金坛汽车工业有限公司产品中心技术开发四部起草。
本标准主要起草人：
本标准于2017年4月首次发布；
仪表板设计规范简介
一、简要说明
1.1简述现代轿车的仪表板总成一般分成两部分，一部分是指方向盘前的仪表板和仪表罩及平台，另一部分是指司机旁通道上的副仪表板。
其中仪表板是安装指示器的主体，集中了全车的监察仪表，通过它们揭示出发动机的转速、油压、水温和燃油的储量，灯光和发电机的工作状态，车辆的现时速度和里程积累。
有些仪表还设有变速档位指示，计时钟，环境温度表，路面倾斜表和地面高度表等。
按照现时流行的款式，现代轿车多数将空调，音响等设备的控制部件安装在副仪表板上，以方便驾驶者的操作，同时也显得整车布局紧凑合理。
仪表板总成在车厢里处于中心的位置，非常引人注目，它的任何疵点都会令人感到浑身不舒服，因此汽车制造商是非常重视轿车仪表板总成的制作水平，从制作工艺上可以表现出制造公司的设计与工艺水平，从装饰风格上可以表现出这个国家或地区的文化传统。
一种成功的轿车仪表板总成，既要融入轿车的整体，体现出它是轿车不可分割的一部分；又要体现出轿车的个性，使人看到仪表板就会想到车子的形象。
仪表板简称IP（Instrumentpanel）,是汽车内饰的重要组成部分。
1.2设计该产品的目的
由于仪表板的特殊位置，处于正副驾驶员的前方，在整个坐舱系统占用了很大的空间和视野，所以设计好该产品对于提高整车内饰质量有很直接有效的作用。
仪表板的面积很大，故对造型的影响起了举足轻重的作用，对于新车型的开发，从实用新型方面来讲，对造型提出了较高的要求；仪表板的外面装有仪表和各类操纵件，里面装有空调等各类车身附件，对空间和结构的要求都很复杂，在设计中应特别精心，对于仪表板的布置和结构设计尤其要考虑充分，校核全面；仪表板的设计要充分考虑到人机工程学，主要为仪表板上各种开关件及杂物盒、点烟器等的布置要尽量满足人体工程学的要求，既要美观，又要方便实用；仪表板需要满足国家强检项目，主要是除霜的要求，前方视野的要求和燃烧特性要求，除霜对空调和仪表板同时提出要求，并借助CAE分析及样件制作来满足条件，前方视野对方向盘、仪表板等同时提出要求，要求在造型和总布置阶段就对视野校核完整，关于燃烧特性及气味性等其他要求，我们必须在仪表板的材料上下功夫，争取在相应价位的车上采用物美价廉的材料。
总之，一款较好的仪表板可以使人无论从感观还是使用上对整车的满意度提高许多。
1.3适用范围
该设计规范适用于金坛汽车所有仪表板总成，包括注塑仪表板、吸塑仪表板、搪塑仪表板及麻纤维仪表板。
二、仪表板设计流程
仪表板的设计可分为前期的效果图造型设计、早期的油泥造型设计以及总布置设计、工程结构分析直至最后的结构设计。
1、产品定义
根据对标车的状态，确认我们所要开发的仪表板技术状态。
采用什么工艺（注塑、吸塑、搪塑等）、状态（气囊状态、材料、厚度、）
2、定义MOD件、COP件；
3、技术标准（内部凸出物、汽车风窗玻璃除霜、除雾系统的性能要求及试验方法等）；
4、油泥造型（基本委外；但工程技术人员基本不参与造型的美观效果评论）；
5、提供第一版CAS面（工程自主设计）
（一）大致的分块
（二）法规（内部突出物）、总布置校核、人机工程以及
一些从经验得出的尺寸
法规：
主要是内部突出物法规（GB11552）
（三）间隙、面差
（四）主、副仪表板的拔膜方向、做断面分析
（五）对曲面大致评价，不能出现空洞，缺件少件；
（六）对所提的问题进行评审（2—3次）
6、评审结果要对造型修改调整的反馈给造型公司，对油泥调整；
7、对新一版的造型做工程正向设计（第一版数据）；时间大概1个半月时间。
（要求：
从外面看就相当与完整的数据，只是缺少详细的细节部分,如：
加强筋、详细的安装结构等）
结构工程设计需要考虑：
（一）按照定义面差和间隙来做数据；（如果有问题，协商解决重新定义）
（二）做数据之前首先要定义每个零部件的模具方向；
（其实在做断面时就要基本定义的）
（三）确定零部件的皮纹样板，来定义拔模角度；（因皮纹不一样，所涉及定义的的拔模角度不一样3°、5°、7°等）
（四）设计时应选用常用的标准件；
（五）零部件之间不允许出现干涉现象；
（六）分型线的保持连续；
（七）零件的强度；
（八）设计定位；（重要）
（九）安装的可靠性、安装顺序（装配流程）；
8、对第一版数据进行全方面的评审；
9、按评审的结果对数据的修改；（包括主要断面的修改）
10、进行第二版的设计修改；（再评审再修改）
11、数据基本冻结；
12、快塑样件制作（验证数据）；
13、根据装车的问题修改数据；
14、制作2D图纸。
三、仪表板主要零部件设计的注意事项
1、除霜管道、通风管道、出风口设计事项首先风口设计之前，要做风道设计。
第一步应该是风量分配。
这里用横截面积表示。
一般吹面风道进风面积最小16000平方毫米，每个风口平均各4000。
除霜风到进风面积8000平方毫米。
两个侧除霜各占2000，前风挡除霜口占4000。
两个侧除霜口的位置，通常在总布置的时候，先用眼椭圆及后视镜位置，计算出需要侧窗上需要除霜的区域。
然后根据此区域和出风方向大概计算出除霜口的位置。
所以设计时尽考虑对称设计，通风管少走弯路，少设计成直角。
尽可能截面是圆的。
这些确定好之后，就要进行CFD分析，然后根据分析结果微调每个风口的位置和叶片角度。
这是个多次反复过程。
直到满足最初确定的目标值为止。
当然，一切计算机模拟都只是个参考，最终结果，
还要靠实验。
一般空调开发完成后，都要做台架试验，确定除霜效果。
当然这也是模拟的。
最最真实的，就是等整车出来后，做环模试验。
国标中规定的是ABA’三个，但是除霜区域应偏向驾驶员一侧如下图:
（具体规定详见GB11556-1994汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求及试验方法）
2、无缝气囊
对于乘员侧模块的安装位置建议如下：
1）气囊模块中平面Y坐标和乘员座椅H点Y坐标一致。
;（2者的Y向可以在20mm范围内）
2）仪表板上H型撕裂线的位置我们建议是在与我们模块中间对应的对称线上。
最好是往下偏差控制在5mm之内（红色线为中心线，蓝色线为下偏5mm位置）
无缝气囊的形式目前常用的有”H”和”U”（主要是取决于气
囊位置与前风挡玻璃的距离）U形：
FE-1/2GC-1NL-1气囊托架与仪表板主要是振动摩擦焊接的形式，设计的过盈量为1-1.5mm。
硬塑仪表板采用的是激光弱化搪塑仪表板采用的是冷刀、热刀弱化
四、零件系统的功能要求
仪表板除了装饰美观，需要实现的功能有：
在仪表板上合理的布置仪表、各类开关按钮等电器件，能尽量满足人机工程学的要求，既要美观，又要方便实用。
在仪表板上合理的布置空调出风口，优化空调风道设计，使空调出风尽量流畅，配合空调满足对驾驶室内升温、降温的要求。
在仪表板上合理的布置除霜风口，优化除霜风道，要求满足国家强检标准GB11556。
承载副驾驶安全气囊。
当气囊爆破时，仪表板不应当破裂或有碎片飞出对人体造成伤害。
储物功能。
在仪表板上合理的布置各种手套箱、杂物箱，以方便驾驶员取放票据或者其他物品。
在仪表板上合理的布置烟灰缸及点烟器，以方便前排人员点烟、弹灰等；烟灰缸盒体应方便取出及安装。
在仪表板或者副仪表板上实现放水杯的功能。
安装其他附件，比如前机盖拉手，以实现前机盖的开启等。
五、人机工程及法规要求设计
汽车的视野性
汽车仪表的可视范围（对驾驶员的双眼而言）应全部得到满足，不得被方向盘所遮挡；
驾驶员观察仪表的视角（即通过仪表平面的中心点和眼椭圆中心点的连线与仪表平面的夹角）,应尽可能接近90°的要求，同时，也要近可能使驾驶员的视线处于最佳下视角（30°）范围内。
仪表板的目视距离，可参考美国HenryDreyfus的推荐值，即最大视距为711mm,最佳视距为550mm。
另外，还可参考英国默雷尔推家的视距计算公式：
D＝（1.2-1.5）L
式中：
D-----最佳读取距离
L-----仪表板外廓长度
在实际布置时，上述各参数的确定并不是孤立的，需要通过综合平衡，进行协调之后来确定
汽车标准对各类汽车的盲区都有规定，对汽车的下视角也有一定的要求，为此，仪表板整体布局时，在确定仪表位置及仪表罩高度时，应保证其不得越过下视角的边界线。
防止仪表盘玻璃和仪表罩的反光
光线来自前风挡玻璃及侧窗玻璃，照射到仪表盘、仪表罩框、风窗玻璃及门窗支柱上，然后在反射出来。
为此，在确定仪表位置及其框罩时，要校核光线的入射角，以避免反射光线与眼椭圆相交，造成驾驶的炫目现象。
某些汽车，特别是一些轿车的仪表板，设计师想要赋予仪表板一些华贵感，采用若
干镀铬件。
但是镀铬件过于耀眼的亮线、亮点会分散驾驶的视力，甚至使驾驶炫目，影响驾驶的安全性，因此一定要特别谨慎。
近代新型仪表板的设计思想，已完全由人机工程学所导致。
因此，仪表板的装饰性必须服从于实用性。
操作件的可及范围
按1975年颁布的ISO3958《道路汽车－轿车－驾驶员手控作用区》中规定的方法，可绘制出各种工况时男、女驾驶员的手动范围。
该法是目前许多国家行之有效的方法。
操作件按重要度配置
汽车各种控制开关的位置，按人机工程学的要求，应尽可能安排在唾手可得之处。
所以，近代新型轿车的控制开关已形成了围绕转向盘周围的“卫星式”操作系统。
日本有关法规规定，各种灯光在刮水器等控制开关应布置在以方向盘中心为原点的左右各500mm的范围内。
汽车用的控制开关有多种型式，如旋转选位开关。
肘节式开关、手推式开关、翘板式开关等。
其中以手推式开关（键盘式开关）位最流行的开关，它操作迅速、准确，而且按钮的造型可设计成缓冲垫式，既美观，又可保证驾驶员的安全。
开关的布置分区情况：
（图示见1.4零件构成图）
A区：
驾驶员与副驾驶员的共用区域。
布置驾驶员和副驾驶员座位都能操作的开关，主
要是附件方面的，如收音机、暖风机。
时钟等开关，不要布置与行驶相关的重要开关。
但是，像危险警报开关之类的在高速公路上使用频繁，以及又紧急操作必要的开关，有
时也布置在A区域。
B区：
驾驶员座位操作区，必要时副驾驶员座位也可操作。
最好不要将与行驶状态直接
相关的开关布置在此区域。
一般将与刮水器相关的开关布置在此区域。
C区：
只有在驾驶员座位可操作的区域。
布置与行驶直接相关，而副驾驶员操作不到的开关。
一般将点火开关、信号开关以及电动后视镜的开关布置在此区域。
D区：
A、B、C以外的区域。
一般将车门玻璃升降操作开关布置在各自的车门上，在各自的座椅上布置其各部位调整开关。
除霜格栅的布置
为满足国家强检标准GB11556对除霜性能的要求，在仪表板上布置格栅时可以参照
以下方法：
A.除霜出风方向与前风挡玻璃的夹角一般设计为30度（对应到前风挡的距离45－80mm），调整范围比较大，可以从15度到65度，但是对应的距离也相应增大（见图示）
B．除霜中心沿出风方向做出的线与前风挡的交点最好落在B区下边缘与A区下边缘之间，如果满足不了，至少要到A区下边缘。
C.当完成所有内饰模型的表面数据和风道的数据后，可以对除霜效果进行CAE分析，如果按照A、B步骤做出的除霜效果不满意，可以对格栅位置或者叶片方向进行调整至除霜效果良好。
D.快速成型样件验证，在试制样车的时候进行试验验证。
六、零件装配设计
1）一体注塑成型塑料仪表板本体
这种结构普通车采用较多，其质量小。
设计的自由度达、工艺简单、易对冲击时能量吸收采取对策。
使用的塑料为PP复合材料、ASG及改性PPO等。
可用钣金加强梁支撑，也可以不用。
2）发泡成型仪表板本体
这种结构主要是从安全吸能考虑，也给认一种柔软的感觉，主要用于高档轿车。
由骨架、发泡层、表皮等组成。
骨架用钢板、塑料注塑件。
纤维板。
硬纸板等制成。
表皮用ABS与PVC符合膜吸塑成型或用搪塑成型，起软化作用的发泡层多用聚氨酯材料。
3）仪表板上的安装件
仪表板上安装件甚多，除仪表、操作件外，还有收放机或CD机等电气件，杂物箱、烟灰缸、通风口等，最近不少车还安装有GPS卫星导航系统等。
这里只介绍杂物箱、烟灰盒、通风口的结构。
（1）杂物箱（手套箱）
杂物箱大小的确定要考虑收储检车证件、装备手册及使用说明书的可能性，也可考虑装盒式磁带和地图册等。
从结构上划分为有装在仪表板上的折斗式和整体开闭的箱筒式两种型式，两种型式大都采用塑料成型结构（PP、ABS等），也有在折斗式杂物箱外表面覆盖衬垫材料的型式。
在结构方面，碰撞时，即使乘员与杂物箱发生二次碰撞，也不应使乘员受到伤害，并且即使周边变形、损坏，杂物箱也不应自行打开；车辆碰撞时会产生惯性力，仅在此惯性力的作用下，杂物箱不应打开。
杂物箱应有锁机构。
铰链可用折页式。
拉出臂式，注塑仪表板多为直接注出薄膜式的铰链。
（2）烟灰盒
要求烟灰盒使用方便，有一定的容量，不允许烟灰飞散或掉出，以避免发生火灾。
在驾驶员座位附件布置时，要注意不与各种驾驶驾驶操纵发生干涉。
烟灰盒多用酚醛系列或尿素系列的耐热性好的树脂制造。
熄火栅盒表面装饰板做成一体，以保证装配精度。
固定部分多以钢板冲压制造。
烟灰盒用钢板制造时，要装用聚酰胺等有润滑性的树脂做导轨，或者使用钢球，以便于开闭和减少噪声。
现在的轿车一般都采用阻尼式烟灰盒，里面装有点烟器，内置烟缸（可取出）。
阻尼式烟灰盒具有开启关闭方便，噪声小、寿命长等优点，已广泛应用。
（3）通风口
外部气流导入车内的方法有两种，一种是靠行驶后的动压导流，另一种是靠鼓风机进行强制导流。
动压导流是通过车身上部的开口将外部气流导入车身的上部，通过前围孔进入导风管，经仪表板吹入车室内；强制导流是通过鼓风机把外部气流通过车身下面的孔吸入车内，经通风管由仪表板进风口吹进室内。
通风口的设计必须考虑大小、位置、方向、数量等。
漏在外面的通风格栅有多个，前部有暖风出风格栅（前风挡除霜），后部有暖风和冷气出口，侧面有吹门窗的出口（侧窗除霜），下部有暖风吹脚风口。
向后的暖风和冷气出口格栅是应能改变出风角度的，多采用球座型或叶片可上、下左右拨动的形式。
（4）副仪表板结构设计
副仪表板原是轿车上的一简单部件，主要是遮挡安装在地板通道上的换档杆和制动手柄，后来发展成大型部件，构成仪表板的一部分，将开关、收音机、立体音响、空调控制器。
小件物品存放盒等布置于其上。
后部为可座位扶手使用的带盖的杂物箱，有的车进而将后座用烟灰盒、开关、出风口等安装在其后端。
副仪表板板有布置在左、右前座椅中间或于仪表板连接在一起两种型式。
为了给驾驶员提供驾驶信息和实现操纵自动化，增加了不少显示和操纵仪表，加之为确保驾驶员有良好的视认性和方便性，这些仪表等机能部件都布置在驾驶员的周围。
这样，原来的仪表板在驾驶员的这一边就布置不下了。
如果将其向助手座一侧的仪表板方向发展，则驾驶员的视认性就会变坏。
于是，便逐渐的将副仪表板位置转移到驾驶员近旁的变速杆附近。
有的车已经与仪表板连成一体。
另外，即使是一种车型，由于机械变速器和自动变速器的差异，以及选装件有无的不同，副仪表板有多种类型的装备。
副仪表板使用的材料有PP，ABS等，有时为了显示豪华感，表面进行软化处理。
作为软化结构的副仪表板，其骨架一般为钢板或塑料，表皮为PVC，两者之间为发泡聚氨酯，也有直接包贴PVC表皮的。
七、关于材料选择
首先仪表板本体要有足够的刚性，一般来说弹性模量在1900MPa以上。
因为在仪表板本体上面有很多安装件，如通风口、烟灰缸、手套箱、杂物箱等；
仪表板本体要有足够的韧性，一般来说冲击强度≥18KJ/㎡。
因为在发生一些碰撞时仪表板本体需要吸收一定的能量；
高温稳定性，能承受110℃的高温，在110℃/24h条件下，仪表板本体不发生变形、翘曲以及影响外观表面的现象出现；
低温稳定性，能在-40℃/24h条件下，仪表板本体不出现翘曲、轮廓和曲面歪斜以及影响外观表面的现象出现；
耐光照色牢度性能，用氙灯照射5个周期，要求灰度等级≥4，表面不能有影响外观的现象发生，不能有增塑剂渗出；
气味性必须满足要求，根据车的不同档次气味等级分别小于4，小于3.5；
气雾冷凝值、有机物散发、甲醛含量等必须满足要求.
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