汽車設(shè)計中的人機工程學(xué)

戴旭東 曹海燕

(常州工學(xué)院 213000，建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 213000)

汽車設(shè)計中的人機工程學(xué)

戴旭東1曹海燕2

(常州工學(xué)院 213000，建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 213000)

從卡爾.本茨發(fā)明的三輪汽車開始到現(xiàn)代各式各樣的汽車，汽車的設(shè)計理念發(fā)生了翻天覆地的變化。各大汽車制造商為了滿足更多汽車消費者的需求，越來越重視人機工程學(xué)在汽車上的應(yīng)用。本文就人機工程學(xué)在現(xiàn)代汽車上的應(yīng)用做出了研究。

人機工程學(xué)；汽車設(shè)計；應(yīng)用

最初汽車設(shè)計只是為了和馬車分開，從人畜運輸發(fā)展到如今的內(nèi)燃機汽車。隨后設(shè)計師們?yōu)榱藵M足人們的需求，逐漸意識到對汽車進(jìn)行總體設(shè)計的重要性。無論是汽車的外形設(shè)計，內(nèi)部設(shè)計還是安全系統(tǒng)設(shè)計，都考慮到了人機工程學(xué)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用。

1 汽車外部設(shè)計

不同的人對于汽車外形的要求是不同的。設(shè)計師們根據(jù)汽車的用途、汽車的種類以及不盡相同的審美觀，設(shè)計出了各式各樣的汽車。汽車車身外形的設(shè)計與汽車的經(jīng)濟性能有著很大的關(guān)系。汽車外形的流線性越好，汽車在行駛時空氣阻力越小，油耗越低。

2 汽車內(nèi)部設(shè)計

汽車內(nèi)部設(shè)計包括了駕駛員座椅、方向盤、中控臺等設(shè)計。在對汽車座椅進(jìn)行設(shè)計時要充分考慮與脊柱壓力之間的關(guān)系。人機工程學(xué)指出正確的體位可以減少駕駛員的駕駛疲勞。

汽車設(shè)計師們在對駕駛員座椅進(jìn)行設(shè)計時，需要充分考慮各種人的需求，所以現(xiàn)在座椅都可以進(jìn)行手動或電動多向調(diào)節(jié)。在某些高級汽車上，設(shè)計師們還增設(shè)了記憶功能。駕駛員可以將最合適的座椅位置設(shè)置成專用模式。

現(xiàn)代汽車座椅還采用了高頭枕設(shè)計。高頭枕設(shè)計高出的一部分主要是為了增加頭枕對汽車車頂變形支撐力，頭枕上下方向的鎖止強度要高。因為在汽車車頂變形中瞬間壓力很大，頭枕必須能起到緩沖能量作用。

汽車方向盤的設(shè)計也充分運用了人機工程學(xué)的原理?，F(xiàn)代汽車上的方向盤可以進(jìn)行多向調(diào)節(jié)，與汽車座椅完美結(jié)合，可以滿足不同體形駕駛員的需求?，F(xiàn)在的方向盤綜合了若干功能：影音控制鍵、藍(lán)牙免提鍵、定速巡航鍵等等。駕駛員可以在手不離開方向盤的情況下，完成相應(yīng)的操作，避免在駕駛過程中因為注意力不集中而發(fā)生事故。

現(xiàn)代汽車中控臺的設(shè)計也是人機工程學(xué)應(yīng)用的完美體現(xiàn)[1]。雖然中控臺的功能比較繁多，但是操作非常簡單明了，符合人機工程學(xué)中的按功能進(jìn)行組合排列原則，降低了誤操作的可能性。

3 安全系統(tǒng)設(shè)計

汽車的安全性能對于駕駛員和乘客都是非常重要的。現(xiàn)在絕大多數(shù)汽車都具備的安全帶、安全氣囊、防抱死系統(tǒng)、電子穩(wěn)定系統(tǒng)，電子助力轉(zhuǎn)向等等。汽車預(yù)緊式安全帶保證車輛在發(fā)生交通事故時人們的身體一直與座椅保持接觸狀態(tài)，這樣就防止了因身體的過度前傾而使身體受傷害。除了安全帶之外，汽車上還安裝了安全氣囊。安全氣囊可以在一定的環(huán)境下引爆，減少汽車在發(fā)生碰撞時因巨大的慣性對乘員造成傷害。據(jù)統(tǒng)計表明，交通事故中，頭部受傷占66%左右，使用安全氣囊后，頭部受傷率可減少30%～50%，面部受傷率可減少70%～80%。

現(xiàn)代汽車上基本都安裝了防抱死系統(tǒng)、電子穩(wěn)定系統(tǒng)和電子助力裝置[2]。防抱死系統(tǒng)可以保證汽車在任何路面上緊急制動時，自動控制和調(diào)節(jié)汽車車輪的制動力，防止車輪完全抱死，獲得最大的制動力。電子穩(wěn)定系統(tǒng)在汽車高速行駛的情況下，保證汽車行駛的穩(wěn)定性。電子穩(wěn)定系統(tǒng)是汽車的主動安全系統(tǒng)，通過主動干預(yù)對某個車輪施加一定的制動力，在汽車出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足和過度轉(zhuǎn)向的情況下仍然能夠保證穩(wěn)定的行駛狀態(tài)。電子助力裝置可以使得駕駛員在汽車低速行駛時轉(zhuǎn)向輕便、靈活；在高速行駛時增加轉(zhuǎn)向操縱力，使駕駛員的手感增強。

人機工程學(xué)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)越來越多。隨著科技的進(jìn)步以及人們生活水平的提高，許多先進(jìn)的技術(shù)（如：計算機輔助設(shè)計、虛擬設(shè)計以及人工智能系統(tǒng)）在汽車上都已經(jīng)逐漸被應(yīng)用。在未來汽車在操縱性能、燃油經(jīng)濟性、可靠性等方面都將得到更大的提升，人—車—環(huán)境間的關(guān)系將變得更加融洽。

[1]丁玉蘭.人機工程學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，2005.

[2]樂玉漢.轎車車身設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2000.

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戴旭東（1988—），男，助教，本科，研究方向為汽車檢修。

曹海燕（1989—），女，助教，本科，研究方向為汽車檢修。