整车部设计手册H点设计人机布置分析.docx
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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。
1.1Ｈ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。
ﻩ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
⑴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。
⑵ 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。
⑶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。
1．1.3.５H30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θ
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θ由以下方程确定:
θ＝78．9６－０.15z－0.０１7３ｚ2 方程１
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+0．9０33８7z－0.０02255１8z2 方程２
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＋0．672３１６z-0.０0１9553z2 方程３
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。
1.１.5H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
1.1.6H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+2＊（１１０－１3０）ｍm。
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Ａ级车此类宽度较小，依次类推B、C、D、E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＋2＊６0mm。
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Ａ级车此类宽度较小,依次类推B、C、D、Ｅ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）——Ｈ点到顶棚内饰距离（与竖直面8ｄeg夹角）＋２54mｍ。
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１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W２７大于50mｍ。
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
⑴ 仪表眩目：
仪表发光点不能通过风挡玻璃反射在9９%眼椭圆+４0mm的区域内。
⑵车门玻璃眩目:
车内发光点不能通过车门玻璃反射在9９%眼椭圆+４０ｍｍ的区域内
⑶前方视野：
能看到前方1２ｍ远处5m高的路示牌；同常情况下可以看到前方8－９米处的地面。
⑷ 仪表视野舒适性：
仪表位于驾驶员视野舒适区域内
图２ 人眼视线舒适区域
1.2.3操作性分析
CＤ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。
⑴其中CD操作、空调面板操作、四门控制操作、仪表台按钮操作根据SＡＥＪ287文件制作手控保络线。
⑵ 变速器换档手柄操作区
图３变速器换档手柄舒适区
⑶ 前车门操作区
图4 前门操作舒适区
⑷ 后门操作区
图５后门操作舒适区
⑸ 下部操作区域
图6 坐垫下方随座椅移动控制器的手控界线
图７ 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
（６）发动机盖开启操作区域
图8发动机盖开启
⑺ 后背箱盖开启操作区域
图9后背箱盖开启
⑻侧门开启操作区域
图10 侧门开启角度
⑼头上部控制区域
图11头部上部手控舒适区
1.2.4舒适性分析
⑴ 座椅舒适性分析，主要包括座椅的坐垫深度（48０－550mｍ）,坐垫宽度（３５0-55０mm），座椅靠背角度（设计值20-２7ｄｅｇ），坐垫压缩量（２0－4０mm）,靠垫压缩量（１０-2５ｍm）
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
⑵ 人体坐姿。
图1２ 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°E:
肩部点 85°C：
肘关节 ２5°P:
腕关节 8０°M:
指关节 １７0°腿部空间
头部空间
臀部角度
膝关节
紧凑型轿车
10５５
9７0
９0°－9５°
1１5°－1２0°
小型轿车
１065
970
９5°
125°
中型轿车
１07５
９7５
９５°-100°
1２5°－130°
大型轿车
1０８5
97５-９８0
１０0°
130°
⑵俯首舒适区域
图１3外俯首舒适区域
图14内扶手舒适区域
通常情况下内扶手高度可低于外扶手高度２5mm。
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