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摘要：本文首先论述了汽车车身总布置在汽车设计中的重要性，阐述了在整车设计过程中考虑的车辆的视野性，舒适性，方便性的要求。通过对标杆车的驾驶员前方直接视野和间接视野校核来论证汽车设计中车身总布置设计理论的应用。驾驶舒适性和上下车方便性更是从人机方面来对车辆的各方面性能进行校核。
关键词：总布置；视野性；上下车方便性；人机工程学
1、概述
车身总布置设计是围绕人机工程学原理并充分考虑到制造工艺、材料特性、安全特性，在满足车身造型的要求下，对各种机构、电器设备、车身内饰总成和部件（仪表板、座椅、操纵机构等）的所在位置，以及车身室内空间大小和车身主要技术参数进行设计、确定的过程，其目的就是要使车辆在有限的车身外形尺寸内布置所有的总成，机构，并获得最大的室内空间，提高产品的市场竞争力。
2、车身总布置中的性能要求
空间是车身总布置设计的一个重要方面，对于卡车设计空间则包括驾驶室内部空间和货箱空间，驾驶室内部空间必须以人为中心，重点应该放在确定室内空间大小和人体的活动空间上，以改善乘坐舒适性和提高产品的适用性。下面就某轻型货车进行车身总布置设计时利用人机工程学知识对驾驶员视野性，上下车方便性，驾驶员操作性进行分析和校核。
2.1驾驶员视野性
汽车的视野是指驾驶员处于正常驾驶位置时，眼睛和头部在正常活动范围内直接或借助辅助设备所能看到的范围。它的视野常分为直接视野和间接视野，直接视野是指从前风窗玻璃及侧风窗玻璃所能看到的范围以及车内仪表板部分。直接视野是汽车运动中最重要的视野，决定它好坏的是前风窗玻璃的面积、A柱的大小位置、仪表板的位置及驾驶员座椅的位置。间接视野是靠后视镜获得的部分，它与后视镜的形状和安装位置有很大关系，影响超车、制动和转弯行驶。
2.1.1直接视野要求及校核方法
（1）上下视野校核
具体校核方法如下：在过V1，V2点的Y平面内，过V1点且与风窗玻璃上边缘黑边相切的直线与过V1点的水平线形成的夹角即为上视野角，过V2点且与内饰及玻璃下边缘黑边相切的直线与过V2点的水平线形成的夹角即为下视野角，如图1所示。上下视野必须满足在满载状态下，前方12m可视高度为5m，经过校核，样车前方12m处可视高度为5.4m，满足要求。
（2）前180°视野校核
GB11562-94要求在驾驶员前视野180°范围内，在通过V1的水平面下方和通过V2的三个平面（三个平面都和水平面向下成4°夹角，其中一个平面垂直于Y基准平面，另两个平面垂直于X基准平面）上方的范围内，除了A柱、三角窗分隔条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍.
由图2可知，只有上车把手位于基准面以上，以下校核上车把手对视野的影响。
由图3可知上车拉手位于基准面以内的部分全部位于A柱视野障碍之内，对驾驶员视野没有影响，满足视野的法规要求。
（3）使用遮阳板时的前视野校核
使用遮阳板时对前视野的要求有以下三点：
①遮阳板处在竖直最下位置时，其下边缘和V1点的连线应位于V1点水平线向下呈2°角的直线上方。
②遮阳板处在竖直最下位置时，其下边缘和V2点的连线应位于V2点水平线向上呈5°角的下方。
③遮阳板处在收起状态（最后极限位置），应不影响驾驶员的前方视野。
由图4可知：此车型满足以上①和③要求的法规，不满足在竖直最下位置时，遮阳板下边缘在V2点仰角5°的范围，但②所要求的标准为行业推荐性标准，建议后期设计时可以参考，但不强制性要求。
（4）A柱障碍角校核
根据GB11562要求：A柱是指位于V点前68mm处横向铅垂平面以前的任何车顶支撑（不透明的零件），如门框、风窗玻璃镶条、支撑附件等；汽车不得有两根以上A柱，每根A柱双目障碍角不得超过6°。若两柱相对汽车纵向铅垂面是对称的，则右柱不需要再测量。通常用V1，V2 两点表示V点的不同位置。
P点：指驾驶员眼睛高度上的头部中心点，通常以P1，P2两点表示驾驶员水平观察物体时P点的不同位置。
E点：指驾驶员眼睛的中心（简称“眼点”），E1，E2（E3，E4）如图5所示分别为头部中心点P在P1（P2）位置时的左右两只眼点，它们用于评价A柱视野障碍，
S1截面：从Pm点向前做与水平面向上成2°的平面，该平面与A柱相交的最前点为玻璃
黑边的边缘处的交点，过该点做水平截面S1。
S2截面：从Pm点向前作与水平面向下成5°的平面，该平面与A柱相交的最前点为玻璃黑边的边缘处的交点，过该点做水平截面S2。
由图6可知，样车驾驶员侧A柱障碍角为3.41°，乘员侧A柱障碍角为1.31°，均远小于GB11562所要求的6°，说明A柱对前方直接视野影响较小。
结论：此车的上下视野，前方180°视野，A柱障碍角均满足法规要求，且视野較好，只有遮阳板在竖直位置时，不满足遮阳板下边缘在V2点仰角5°的范围内，但此标准为行业推荐性标准，建议后期设计时仅供参考。
2.1.2间接接视野要求及校核方法
间接视野校核方法：首先做过眼点做关于后视镜边缘的入射线，尽量多的做出镜面周边入射直线，其次做出其反射线，反射线包围的区域即为视野区域，因欧标ECE R46较GB15084严格，所以以下校核均采用欧标。
（1）主外后视镜要求及校核方法
外后视镜视野范围：驾驶员借助外后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为4m的视野区域，其右侧，以与汽车纵向基准面的平面平行，且切过车辆左边最外侧点的平面为基准，并从驾驶员的眼点后20000mm处延伸至地平线。此外，驾驶员借助外后视镜还必须能看见宽度为1000mm，并从驾驶员的眼点后4000mm处与上述区域相接的视野区域。右外后视镜视野范围与左外后视镜对称，如图7所示 （2）广角后视镜及前下视镜要求和校核方法
广角后视镜视野范围：驾驶员借助广角后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为15m的视野区域，其右侧，以与汽车纵向基准面的平面平行，且切过车辆左边最外侧点的平面为基准，并从驾驶员的眼点后10m处延伸至地平线。此外，驾驶员借助外后视镜还必须能看见宽度为4.5m，并从驾驶员的眼点后1.5m处与上述区域相接的视野区域。右广角后视镜视野范围与左广角后视镜对称，如图9所示。
前下视镜视野范围：其视野必须能够让司机至少看见公路的平坦的水平部分，该部分界定如下：后方：经由车辆的驾驶室的前部最外点的横向垂直面；前方：车辆前方2000mm处的一个横向垂直面；左方：平行于车辆纵向对称面并经过驾驶员侧的车辆的最外侧的点的纵向垂直平面；右方：平行于车辆纵向对称面并经过距离乘员侧的车辆的最外侧的点2000mm的纵向垂直平面；圆角部分如图10。
（3）内后视镜要求及校核方法
内后视镜视野必须能让驾驶员看到集中于车辆垂直中纵面的公路上至少20m宽的平坦水平部分，并从驾驶室员眼点后方60m处延伸到水平面。如图12所示。
2.2上下车方便性
上下车方便性是汽车车身总布置设计中必须考虑的重要因素之一。整车的布置设计必须满足乘员上下车方便性的要求。通过对人体生理和汽车结构相互关系的研究，可以得到人体的上下车方便性的角度和相关尺寸范围。
在校核载货汽车的上下车方便性问题时，首先要考虑车门洞的高度，车门洞的宽度，上、下部通道宽度，第一阶踏板离地面的距离，车门的开度角，R点与门洞间的间隙等。下面的表1给出了载货汽车的各种影响上下车方便性的因素以及相对位置的推荐值。
结论：由表1可知看出，，我们可以看到样车的各种影响上下车方便性的尺寸除了一级踏板离门槛高度不满足推荐值，其余的尺寸都符合推荐值要求。但这项参数对上下车方便性比较重要且为欧标70/387/EEC强制法规，会影响车辆的上下车方便，因此这类问题在新车设计时必须避免。
2.3驾驶员操作性
驾驶员操作性主要是通过人机工程学建立假人模型进行模拟驾驶员进行操纵车辆时的状态，如图14为样车95%人体模型
通过UG软件中的总布置设计工具包里面可以直接生成驾驶员的手伸及界面，样车手伸及界面如图15所示。
由图15和16可知，某车型灯光及电器开关均在驾驶员指尖触点范围内，收音机调节旋钮组合开关，空调调节旋钮均在驾驶员三指旋握范围内，变速操纵机构，驻车制动机构均在驾驶员满手抓握范围内，所以驾驶员的手操纵件基本都在手伸及范围内。
3 总结
本文综述目前卡车车身总布置设计中的各种影响驾驶员视野、上下车方便性及操纵方便性的因素及举例讲解具体的校核方法。视野的优劣影响驾驶员观察路面情况的全面与否，也影響驾驶员驾驶时的心情，且国家法规对汽车的视野性要求全为强制性标准，因此分析卡车的视野性是非常重要的部分之一。上下车方便性是考虑汽车上车是否方便的一个指标，如何才能让驾驶员及乘员上下车较舒适也成为目前车身总布置设计的重点。驾驶员对汽车的操作性作为汽车的最基本功能之一，汽车操纵舒适性也越来越受到客户的重视。
参考文献：
[1]王望予 《汽车设计》 机械工业出版社
[2]毛恩荣 张红 《车辆人机工程学》 北京理工大学出版社
关键词：总布置；视野性；上下车方便性；人机工程学
1、概述
车身总布置设计是围绕人机工程学原理并充分考虑到制造工艺、材料特性、安全特性，在满足车身造型的要求下，对各种机构、电器设备、车身内饰总成和部件（仪表板、座椅、操纵机构等）的所在位置，以及车身室内空间大小和车身主要技术参数进行设计、确定的过程，其目的就是要使车辆在有限的车身外形尺寸内布置所有的总成，机构，并获得最大的室内空间，提高产品的市场竞争力。
2、车身总布置中的性能要求
空间是车身总布置设计的一个重要方面，对于卡车设计空间则包括驾驶室内部空间和货箱空间，驾驶室内部空间必须以人为中心，重点应该放在确定室内空间大小和人体的活动空间上，以改善乘坐舒适性和提高产品的适用性。下面就某轻型货车进行车身总布置设计时利用人机工程学知识对驾驶员视野性，上下车方便性，驾驶员操作性进行分析和校核。
2.1驾驶员视野性
汽车的视野是指驾驶员处于正常驾驶位置时，眼睛和头部在正常活动范围内直接或借助辅助设备所能看到的范围。它的视野常分为直接视野和间接视野，直接视野是指从前风窗玻璃及侧风窗玻璃所能看到的范围以及车内仪表板部分。直接视野是汽车运动中最重要的视野，决定它好坏的是前风窗玻璃的面积、A柱的大小位置、仪表板的位置及驾驶员座椅的位置。间接视野是靠后视镜获得的部分，它与后视镜的形状和安装位置有很大关系，影响超车、制动和转弯行驶。
2.1.1直接视野要求及校核方法
（1）上下视野校核
具体校核方法如下：在过V1，V2点的Y平面内，过V1点且与风窗玻璃上边缘黑边相切的直线与过V1点的水平线形成的夹角即为上视野角，过V2点且与内饰及玻璃下边缘黑边相切的直线与过V2点的水平线形成的夹角即为下视野角，如图1所示。上下视野必须满足在满载状态下，前方12m可视高度为5m，经过校核，样车前方12m处可视高度为5.4m，满足要求。
（2）前180°视野校核
GB11562-94要求在驾驶员前视野180°范围内，在通过V1的水平面下方和通过V2的三个平面（三个平面都和水平面向下成4°夹角，其中一个平面垂直于Y基准平面，另两个平面垂直于X基准平面）上方的范围内，除了A柱、三角窗分隔条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它障碍.
由图2可知，只有上车把手位于基准面以上，以下校核上车把手对视野的影响。
由图3可知上车拉手位于基准面以内的部分全部位于A柱视野障碍之内，对驾驶员视野没有影响，满足视野的法规要求。
（3）使用遮阳板时的前视野校核
使用遮阳板时对前视野的要求有以下三点：
①遮阳板处在竖直最下位置时，其下边缘和V1点的连线应位于V1点水平线向下呈2°角的直线上方。
②遮阳板处在竖直最下位置时，其下边缘和V2点的连线应位于V2点水平线向上呈5°角的下方。
③遮阳板处在收起状态（最后极限位置），应不影响驾驶员的前方视野。
由图4可知：此车型满足以上①和③要求的法规，不满足在竖直最下位置时，遮阳板下边缘在V2点仰角5°的范围，但②所要求的标准为行业推荐性标准，建议后期设计时可以参考，但不强制性要求。
（4）A柱障碍角校核
根据GB11562要求：A柱是指位于V点前68mm处横向铅垂平面以前的任何车顶支撑（不透明的零件），如门框、风窗玻璃镶条、支撑附件等；汽车不得有两根以上A柱，每根A柱双目障碍角不得超过6°。若两柱相对汽车纵向铅垂面是对称的，则右柱不需要再测量。通常用V1，V2 两点表示V点的不同位置。
P点：指驾驶员眼睛高度上的头部中心点，通常以P1，P2两点表示驾驶员水平观察物体时P点的不同位置。
E点：指驾驶员眼睛的中心（简称“眼点”），E1，E2（E3，E4）如图5所示分别为头部中心点P在P1（P2）位置时的左右两只眼点，它们用于评价A柱视野障碍，
S1截面：从Pm点向前做与水平面向上成2°的平面，该平面与A柱相交的最前点为玻璃
黑边的边缘处的交点，过该点做水平截面S1。
S2截面：从Pm点向前作与水平面向下成5°的平面，该平面与A柱相交的最前点为玻璃黑边的边缘处的交点，过该点做水平截面S2。
由图6可知，样车驾驶员侧A柱障碍角为3.41°，乘员侧A柱障碍角为1.31°，均远小于GB11562所要求的6°，说明A柱对前方直接视野影响较小。
结论：此车的上下视野，前方180°视野，A柱障碍角均满足法规要求，且视野較好，只有遮阳板在竖直位置时，不满足遮阳板下边缘在V2点仰角5°的范围内，但此标准为行业推荐性标准，建议后期设计时仅供参考。
2.1.2间接接视野要求及校核方法
间接视野校核方法：首先做过眼点做关于后视镜边缘的入射线，尽量多的做出镜面周边入射直线，其次做出其反射线，反射线包围的区域即为视野区域，因欧标ECE R46较GB15084严格，所以以下校核均采用欧标。
（1）主外后视镜要求及校核方法
外后视镜视野范围：驾驶员借助外后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为4m的视野区域，其右侧，以与汽车纵向基准面的平面平行，且切过车辆左边最外侧点的平面为基准，并从驾驶员的眼点后20000mm处延伸至地平线。此外，驾驶员借助外后视镜还必须能看见宽度为1000mm，并从驾驶员的眼点后4000mm处与上述区域相接的视野区域。右外后视镜视野范围与左外后视镜对称，如图7所示 （2）广角后视镜及前下视镜要求和校核方法
广角后视镜视野范围：驾驶员借助广角后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为15m的视野区域，其右侧，以与汽车纵向基准面的平面平行，且切过车辆左边最外侧点的平面为基准，并从驾驶员的眼点后10m处延伸至地平线。此外，驾驶员借助外后视镜还必须能看见宽度为4.5m，并从驾驶员的眼点后1.5m处与上述区域相接的视野区域。右广角后视镜视野范围与左广角后视镜对称，如图9所示。
前下视镜视野范围：其视野必须能够让司机至少看见公路的平坦的水平部分，该部分界定如下：后方：经由车辆的驾驶室的前部最外点的横向垂直面；前方：车辆前方2000mm处的一个横向垂直面；左方：平行于车辆纵向对称面并经过驾驶员侧的车辆的最外侧的点的纵向垂直平面；右方：平行于车辆纵向对称面并经过距离乘员侧的车辆的最外侧的点2000mm的纵向垂直平面；圆角部分如图10。
（3）内后视镜要求及校核方法
内后视镜视野必须能让驾驶员看到集中于车辆垂直中纵面的公路上至少20m宽的平坦水平部分，并从驾驶室员眼点后方60m处延伸到水平面。如图12所示。
2.2上下车方便性
上下车方便性是汽车车身总布置设计中必须考虑的重要因素之一。整车的布置设计必须满足乘员上下车方便性的要求。通过对人体生理和汽车结构相互关系的研究，可以得到人体的上下车方便性的角度和相关尺寸范围。
在校核载货汽车的上下车方便性问题时，首先要考虑车门洞的高度，车门洞的宽度，上、下部通道宽度，第一阶踏板离地面的距离，车门的开度角，R点与门洞间的间隙等。下面的表1给出了载货汽车的各种影响上下车方便性的因素以及相对位置的推荐值。
结论：由表1可知看出，，我们可以看到样车的各种影响上下车方便性的尺寸除了一级踏板离门槛高度不满足推荐值，其余的尺寸都符合推荐值要求。但这项参数对上下车方便性比较重要且为欧标70/387/EEC强制法规，会影响车辆的上下车方便，因此这类问题在新车设计时必须避免。
2.3驾驶员操作性
驾驶员操作性主要是通过人机工程学建立假人模型进行模拟驾驶员进行操纵车辆时的状态，如图14为样车95%人体模型
通过UG软件中的总布置设计工具包里面可以直接生成驾驶员的手伸及界面，样车手伸及界面如图15所示。
由图15和16可知，某车型灯光及电器开关均在驾驶员指尖触点范围内，收音机调节旋钮组合开关，空调调节旋钮均在驾驶员三指旋握范围内，变速操纵机构，驻车制动机构均在驾驶员满手抓握范围内，所以驾驶员的手操纵件基本都在手伸及范围内。
3 总结
本文综述目前卡车车身总布置设计中的各种影响驾驶员视野、上下车方便性及操纵方便性的因素及举例讲解具体的校核方法。视野的优劣影响驾驶员观察路面情况的全面与否，也影響驾驶员驾驶时的心情，且国家法规对汽车的视野性要求全为强制性标准，因此分析卡车的视野性是非常重要的部分之一。上下车方便性是考虑汽车上车是否方便的一个指标，如何才能让驾驶员及乘员上下车较舒适也成为目前车身总布置设计的重点。驾驶员对汽车的操作性作为汽车的最基本功能之一，汽车操纵舒适性也越来越受到客户的重视。
参考文献：
[1]王望予 《汽车设计》 机械工业出版社
[2]毛恩荣 张红 《车辆人机工程学》 北京理工大学出版社