車輛駕乘舒適性研究

劉伯堂

摘 要 隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，電子技術(shù)在汽車上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。提高汽車駕乘舒適性，既是駕駛員、乘員的需要，也是汽車制造廠家的追求。本文闡述了汽車駕乘舒適性的含義，介紹了提高舒適性的人機(jī)工程的設(shè)計(jì)要求，并對(duì)汽車舒適性的未來(lái)提出展望。

關(guān)鍵詞 汽車發(fā)展 座椅設(shè)計(jì) 懸掛系統(tǒng) 舒適性

中圖分類號(hào)：TH273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1汽車駕乘舒適性分析

《汽車安全性與舒適性系統(tǒng)》一書(shū)中指出：汽車舒適性系統(tǒng)可以放松駕駛員的心情，且不易疲勞，還可以減輕駕駛員的頻繁操縱，為駕駛員提供舒適的環(huán)境，使駕駛員專注于道路交通。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)影響車輛駕乘舒適性的主要是“人-車-路”三個(gè)方面，但是不論車輛如何設(shè)計(jì)、道路如何設(shè)計(jì)，車輛舒適性最后都是通過(guò)“人”這個(gè)主體反映出來(lái)的，那么人又是有生理和心理兩個(gè)方面的感受。其中，總結(jié)得出汽車“駕駛”舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)有：坐姿舒適性（坐面形式及尺寸合理性、坐墊材料舒適性、座椅調(diào)節(jié)性），操作方便性（方向盤、變速桿、離合踏板、制動(dòng)動(dòng)踏板、加速踏板），車內(nèi)空間（腿部空間、方向盤與駕駛員空間、頂部空間），內(nèi)部作業(yè)環(huán)境（振動(dòng)、噪聲、溫度與濕度、照明與色彩）；汽車“乘坐”舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)有：空間布局，座椅設(shè)計(jì)，車內(nèi)環(huán)境，車速，試聽(tīng)娛樂(lè)設(shè)備等。車輛舒適性的研究已經(jīng)逐漸成為一門專門學(xué)科，其中“駕”和“乘”兩方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)互有交叉，五花八門，總結(jié)上述內(nèi)容，本文對(duì)提高舒適性的研究從座椅設(shè)計(jì)、空間設(shè)計(jì)、車內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)、懸架系統(tǒng)這四方面展開(kāi)進(jìn)行論述。

2人機(jī)工程設(shè)計(jì)研究

2.1座椅設(shè)計(jì)

座椅是汽車的主要功能件之一。座椅的舒適性在車輛的個(gè)性化設(shè)計(jì)中非常重要，同時(shí)也是保障車輛安全性能的一部分。設(shè)計(jì)合理的汽車座椅能為駕乘人員提供安全、舒適、便于操縱和不易疲勞的駕乘感受。汽車技術(shù)的飛速發(fā)展和人們對(duì)汽車各方面性能要求的提高，對(duì)汽車座椅的要求也在不斷提高。

（1）安全。設(shè)計(jì)時(shí)首先要絕對(duì)保證駕乘者的安全，這就要求座椅要有足夠的強(qiáng)度，在發(fā)生碰撞撞時(shí)，座椅不會(huì)或可以減輕對(duì)駕乘者造成傷害，并能起到一定的保護(hù)作用。

（2）操縱方便。設(shè)計(jì)的座椅還需操縱方便，調(diào)整手柄和按鈕的布置必須在駕乘者伸手可及的位置，并符合常人的習(xí)慣且操縱力量適中。

（3）乘坐舒適。設(shè)計(jì)的座椅必須能使駕乘者保持良好的坐姿，使其脊柱自然彎曲，保證合理的體壓分布并使其肌肉松弛，上體通向大腿的血管不受壓迫，血液循環(huán)正常；并具有腰椎依托感、腰背部貼和感和側(cè)向穩(wěn)定感。能有效隔離或衰減路面不平產(chǎn)生的振動(dòng)，滿滿足大多數(shù)駕乘者坐姿舒適性的要求。

2.2空間設(shè)計(jì)

為從結(jié)構(gòu)上改善轎車的乘坐舒適性，需精心設(shè)計(jì)轎車結(jié)構(gòu)及其造型。在總體上不增加外廓尺寸的情況下，盡量增加內(nèi)部空間一一即寬大的駕駛室和乘坐空間。為了保證高工作效率和減輕人的疲勞，顯示裝置的空間位置應(yīng)使操作者不必運(yùn)動(dòng)頭部和眼晴，更不需移動(dòng)身體位置就能看清全部?jī)x表。操縱裝置的設(shè)計(jì)必須充分考慮人體的體形、尺度、生理特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)特征和心理特性、以及人的體力和能力的限度，使所設(shè)計(jì)的操縱裝置達(dá)到高度的宜人化。對(duì)顯示裝置與操縱裝置的空間布局，視覺(jué)信號(hào)到操作動(dòng)作的連貫性應(yīng)進(jìn)行充分的考慮。如當(dāng)信號(hào)燈的含義與某種操作響應(yīng)相聯(lián)系時(shí)，必須考慮它與操縱器和操作響應(yīng)的協(xié)調(diào)關(guān)系。

2.3車內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)

由于轎車的室內(nèi)空間小，密封性好，若通風(fēng)不足將導(dǎo)致車內(nèi)CO2濃度增加，氧氣濃度降低。有關(guān)研究表明，CO2濃度超過(guò)2%將導(dǎo)致人感到輕度頭痛和呼吸困難，超過(guò)3%將嚴(yán)重影響乘員的舒適性。特別是空調(diào)轎車，若空調(diào)系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)的通風(fēng)方式，車內(nèi)的空氣與車外不流通，則在中、長(zhǎng)途行駛時(shí)必然導(dǎo)致車內(nèi)供氧不足，加速乘員的不適反應(yīng)。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)轎車車身內(nèi)部的自然通風(fēng)是提高轎車乘員舒適性的有效途徑之一。對(duì)于空調(diào)轎車，則應(yīng)選用外循環(huán)式的空調(diào)系統(tǒng)，這樣雖然要增加空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷，但能保證乘員的供氧需要。

2.4懸架系統(tǒng)

懸架系統(tǒng)作用是將車輪所受的各種力和力矩傳遞給車架和車身并能吸收、緩和路面?zhèn)鱽?lái)的振動(dòng)和沖擊，減少駕駛室內(nèi)噪聲，增加乘員的舒適性，以及保持汽車良好的操作性和平穩(wěn)的行駛性。所以汽車懸架系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性都有較大的影響。在懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能做到既能使行駛平順性（即乘坐舒適性）達(dá)到令人滿意的程度，又能使其操縱穩(wěn)定性（即行駛安全性性）也達(dá)到最佳的狀態(tài)。然而，這兩個(gè)要求在懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中往往是矛盾的。為了克服傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架系統(tǒng)對(duì)其性能改善的限制，在現(xiàn)代汽車中主要采用和發(fā)展新型的電子控制懸架系統(tǒng)（屬于主動(dòng)懸架系統(tǒng)）。

電子控制懸架系統(tǒng)可以根據(jù)不同的路面條件，不同的載重質(zhì)量，不同的行駛速度等，來(lái)控制懸架系統(tǒng)的剛度、調(diào)節(jié)減振器的阻尼力大小甚至可以調(diào)整車身高度，從而使車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性在各種行駛條件下達(dá)到最佳的組合。

3車輛舒適性展望

隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的高速發(fā)展，汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全性、操縱性、舒適性和娛樂(lè)性得到了極大的提高，特別是各種先進(jìn)電子裝置在汽車上被廣泛應(yīng)用，使汽車的駕駛操作變得更簡(jiǎn)易可靠乘坐更舒適安全，智能化程度越來(lái)越高。汽車不僅是人們出行的可靠交通工具，還正變成人際交往中流動(dòng)的辦公室和舒適的休閑娛樂(lè)室，成為人們社會(huì)活動(dòng)的重要場(chǎng)所。

參考文獻(xiàn)

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