某型軍用越野汽車駕駛室高原適應性設計

姬虎艷，王占魁，尹華安，李志棟

（1.陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200；2.中交西安筑路機械有限公司，陜西 西安 710200）

前言

駕駛室作為汽車重要部件，其舒適性不論是民車還是軍車都在持續(xù)改進提升中，并且為保證舒適性根據(jù)地域區(qū)別配置均不同。高原地貌特征復雜，具有空氣稀薄、氣壓低、含氧量少、光照充足、輻射量大、氣溫較低、日均溫差大、寒冷、干燥、風力大等特點。因此不能將常規(guī)駕駛室配置直接應用到高原環(huán)境中，如何有效的提高駕駛室在高原的舒適性尤為重要。

1 高原環(huán)境特征

1.1 海拔高度及大氣壓力

以格拉線為例，海拔高度大于2800米，4000米以上海拔高度占總路線79%，最高海拔高度為唐古拉山口5100米。大氣壓力隨海拔高度上升而降低，其含氧量也隨之減少。含氧量隨海拔高度變化見表1所示。

表1 海拔高度一大氣壓力一含氧量對照表

1.2 環(huán)境溫度

查中央氣象臺近 20年該線路區(qū)間各主要站點城市環(huán)境溫度，最低溫度為-42.5℃(唐古拉)，最高溫度為 30℃(拉薩)，全年最大溫差為 65℃(那曲)。全線路區(qū)間每日早晚溫差較大，多數(shù)區(qū)域超過15℃。

1.3 強紫外線

紫外線在太陽光中僅占 3%，但高原空氣稀薄光照強，大氣層對紫外線折射減少，導致高原紫外線很強，在海拔3500米地區(qū)紫外線為平原地區(qū)的三倍以上，過量的紫外線照射還會誘發(fā)人體皮膚癌變。

2 駕駛室技術要求

駕駛室視野要求滿足作業(yè)時后部10m處的3.4m視野區(qū)域；配置高原溫度變化的溫度調(diào)節(jié)裝置以及保溫隔熱裝置；上裝設備、操控臺、作業(yè)指控顯示終端等布置；防止內(nèi)飾和操作人員紫外線損傷措施；針對高原大氣中氧氣含量低等高原作業(yè)環(huán)境下的舒適性設計。

3 駕駛室高原適應性設計

3.1 后視鏡的設計

GB15084-2006對后視鏡要求駕駛員借助它必須能看見車左側10000mm處寬度至少為2500m的視野區(qū)域，其右側駛員借助它必須能在水平路面上看見 4000mm處一段寬度為750mm區(qū)域和30000mm處為寬度為3500mm的視野區(qū)域，見下圖1陰影部分。GB是以后視鏡左右兩側可視點最內(nèi)側之間距離為基準規(guī)定，則逆向在滿足視野的情況下設計后視鏡支架并選取寬視野后視鏡，使后視鏡左右兩側鏡子之間距離大于3400mm，即在后視鏡安裝位置可視范圍已經(jīng)大于3400mm，完全滿足后部上裝作業(yè)的視野區(qū)域。

圖1 后視鏡視野分析圖

3.2 溫度調(diào)節(jié)裝置與保溫隔熱設計

3.2.1 空調(diào)裝置

頂置空調(diào)由于安裝位置設置熱循環(huán)好，制冷效果好、安裝和維修方便被多數(shù)軍用越野車采用。安裝頂置空調(diào)需要增加300mm整車高度，山地伴隨橋車上裝有旋轉平臺在駕駛室頂部轉過，整車高度必須滿足≦3120±30mm，無法安裝頂置空調(diào)；內(nèi)置空調(diào)由于上裝設備、各類儀表、控制器、線束、風道等空間占用無法安裝；最終采用壁掛式空調(diào)裝置滿足制冷需求。為使壁掛空調(diào)在越野路況下安全牢固的使用，在駕駛室后圍骨架處加焊螺母板進行安裝，既保證制冷效果又不會對內(nèi)部其它部件安裝操作帶來不便（見圖2）。

3.2.2 空氣燃油加熱器

行車時利用發(fā)動機冷卻水余熱采暖，當停車作業(yè)或外部溫度較低時則無法滿足駕乘人員需要，因此增加燃油空氣加熱器。加熱器布置布置于駕駛員后部地板上（見圖2），行車或停車時均可進行燃燒油箱內(nèi)的油加熱駕駛室內(nèi)部空氣，快速提高駕駛室內(nèi)部溫度。

圖2 空調(diào)、上裝設備、加熱器與制氧機布置

3.2.3 隔熱保溫設計

為了有效保證車身內(nèi)飾隔音、隔熱的效果，在地板與發(fā)動機罩上鋪設隔熱墊車身頂部、兩側及后圍鋪設隔音板。采用噴泡的方式，在車身頂部、兩側及后圍造型內(nèi)部噴涂硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，減小車身內(nèi)部與外界熱交換。從而有效地提高車體的隔熱、保溫和密封性能，同時聚氨酯泡沫還具有防止車身腐蝕、減小車體振動、降低車內(nèi)噪聲、質(zhì)量輕、隔熱、回彈性好、舒適性好、低溫性能好、耐用、安全性和吸振性較高等特點，在提升隔熱隔音同時對重量改變可以忽略不計。

3.3 上裝設備及顯示器的布置

特殊設備安裝于副駕駛員上方駕駛室頂蓋外板上，給上裝預留更大空間。由于副駕駛雙人座椅占用空間較大，操作臺裝于發(fā)動機罩后部，充分利用駕駛室有限空間（見圖2）。作業(yè)顯示終端安裝于副駕駛前儀表板上，通過在儀表板內(nèi)部預埋固定鋼板，并改變儀表臺安裝面傾斜角度，使坐在副駕駛位置操作人員在此位置操作方便舒適，見圖3。

圖3 顯示屏安裝位置

3.4 防紫外線措施

車內(nèi)人員需要一定的可見光來保證駕乘的視覺通透性，但強紫外線會對人眼、皮膚造成傷害以及加速車內(nèi)飾老化。在駕駛室風窗玻璃、側窗玻璃與車門玻璃處粘貼威固車膜。車膜能過濾部分眩光，減弱可見光的強度；使人的眼睛更舒服，有助于改善車主視野，確保駕駛安全。夜間行車時還能把后面來車大燈照射在反光鏡的強烈眩光反射減弱，使眼睛舒服。高品質(zhì)的車膜可以阻隔99%以上的紫外線，不僅能有效防止車內(nèi)的人被過量的紫外線照射灼傷皮膚，還能保護車內(nèi)音響以及其它內(nèi)飾不會被快速老化。此外，車膜還有一定的隔熱率和防爆性能，隔熱率一般在40%～70%之間，優(yōu)質(zhì)防爆膜本身有很強的韌性，其上的強力膠能將破碎的玻璃緊緊粘在一起，避免事故發(fā)生時飛濺的玻璃碎片對乘客產(chǎn)生二次傷害，并且其抗沖擊性能很強。

3.5 制氧機裝置

空氣中含氧量隨大氣壓力降低而減少，人的正常需氧量為每立方米 252.1g～271.5g。查看表 1中數(shù)據(jù)可知在海拔4000米處，含氧量為每立方米182.1g，遠低于正常所需最低值。過度缺氧會使人意識模糊甚至死亡，偶爾缺氧不可怕，但是長時間處于缺氧狀態(tài)人根本無法正常工作。因此，在駕駛室內(nèi)部安裝制氧機是對生命的一重保障，能保證在惡劣的缺氧環(huán)境中正常工作。制氧機安裝于駕駛室右后地板，通過預埋在地板上加強板加固連接，此位置距駕駛室乘員較近，使用方便。

4 結束語

經(jīng)過對駕駛室高原適應性設計更改，試驗車在高原地區(qū)進過兩年的各項試驗驗證效果良好，正樣車也在后續(xù)的作業(yè)中表現(xiàn)良好。汽車行業(yè)在不斷的高速發(fā)展中，軍車作為重要的戰(zhàn)略儲備物資，更要不斷學習消化國際先進開發(fā)技術，充分運用現(xiàn)代設計方法與技術進行綜合設計，提升競爭力。

[1] 王洪峰.高原用機車柴油機的技術研究[J],內(nèi)燃機與動力裝,2016(4):14-16.

[2] 裴凱東.基于人機工程學對重型車輛駕駛室的設計與研究[D],山西:中北大學,2015.

[3] GB15084-2006汽車駕駛員前方視野要求及測量方法.

[4] 劉偉,乘用車乘坐舒適性綜合評價技術研究,長安大學,2012.