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机电技术2 0 1 2 年2 月后视镜布置与视野安全性分析赵云唐如亚陈华杰(福州大学机械工程及自动化学院，福建福州3 5 0 0 0 2)摘要：后视镜属于汽车重要安全件，是驾驶员获得间接视野最重要的途径之一，在进行布置设计时必须考虑视野是否符合法规要求，是否能够满足使用要求。文章探讨了后视野中眼点的确定方法，利用U G 软件进行后视镜布置和视野校核，使其满足法规及人机要求。关键词：后视镜；间接视野；法规；安全性校核中图分类号：U 4 6 3 文献标识码：A 文章编号：1 6 7 2-4 8 0 1(2 0 1 2)0 1 0 9 0 0 5随着汽车开始进入普通百姓家庭，汽车在人提高，而且对改进汽车安全性和提高汽车产品质们日常生活中扮演着越来越重要的角色，汽车安量都有较高的实用价值。妻曹茎篓兰至譬曼成室耄竺掌蚕全竺要萋霎竺釜l 有关汽车视野安全性法规车发展的三大问题。而这三大问题之中汽车安全1一“。-r”。2“一7 地是最重要、最根本的问题。大众对汽车的安全性由于后视镜在汽车行驶安全中所处的位置举要求也越来越高，越来越重视。汽车安全分为主足轻重，世界上主要汽车生产国或地区都明确出动安全、被动安全、事故发生后的安全性。而主台了相应的强制性标准或法规，来充分保证汽车动安全包含了汽车视野、汽车灯光、驾驶操作性、视野性能的优良。例如美国联邦机动车安全法规操纵稳定性、汽车制动性、汽车轮胎和轮辋等。(F M V S S)，轿车后视镜应为驾驶员提供从垂直于汽车视野安全在整个主动安全性中具有非常重要驾驶员一侧车辆最宽点的延伸至地面的相切纵平的地位，直接影响到汽车的行驶安全性、乘坐舒面，在驾驶员眼点后方1 0 61 1 1，从相切平面向外适性和操作方便性。汽车在行驶过程中，大部分延伸2 4 4m 的范围。欧共体和经济委员会的信息是靠视觉得到的，确保良好的视野是预防(E E C，E C E)提出，驾驶员一侧的外后视镜应能使汽车事故的必要条件。一般情况下，按视野获得驾驶员看到一段宽2 5m，并且平坦的水平路面，方式的不同可分为直接视野和间接视野，直接视其右边以与汽车纵向垂直中心平面平行，且与汽野是指驾驶员在驾驶状态时，直接透过前挡风玻车左边最外侧一点相切面为界限，并从驾驶员眼璃、车门玻璃和后窗玻璃，所能直接、清晰地看点1 0m 处起延伸至地平线的区域。副驾驶员一侧到道路范围的大小；间接视野即是指驾驶员通过的外后视镜应能使驾驶员看到宽3 5m，而且平坦内外后视镜观测到的车辆后方情况的清晰图像，的水平路面，其左边以与汽车纵向垂直中心平面图像所反映的范围就是所得到的视野。所以后视平行，且与汽车右边最外侧一点相切面为界限，镜是驾驶员间接视野的重要保证之一，因而后视并从驾驶员眼点3 0 m 处起延伸至地平线的区域。、镜的合理布置和设计是提高汽车主动安全性的重另外，从通过驾驶员眼点的垂直平面41 1 1 处起，要条件，是汽车车身总布置设计过程中一个重要驾驶员借助外后视镜，还要能看见宽度大于O 7 5环节【l】。m 的路面，并且对于总质量小于2 0 0 0k g 及M l本文介绍后视镜的总体布置设计，探讨后视和N l 类汽车，其左边与汽车的纵向垂直中心平野中眼点的确定方法，利用U G 软件作为图形支撑面平行，且与汽车右边最外侧相切，并从驾驶员环境，依据G B 和S A E 相关标准，进行后视镜布的眼点后6 0m 处起延伸至地平线的范围。澳大利置和视野安全性校核，使汽车开发过程中车身设亚设计法规(A D R)贝J J 规定，轿车外后视镜应让驾计参数和视野设计、校核数据能够实现共享，进而驶员观测到从垂直与驾驶员一侧车辆最宽点的相可迅速、高效、精确地对汽车视野有关参数进行切纵平面的一条线延伸至地平线，在驾驶员眼后设计和校核，从而提高设计精度、缩短产品开发方1 0 6 m 处，从相切平面向外延伸2 4 4 m 的区域。周期，这不仅可以促进我国汽车车身设计水平的我国于2 0 0 6 年在G B l 5 0 8 4 2 0 0 6 汽车后视作者简奔：赵云(1 9 5 7 一)，男，副教授，研究方向：汽车零部件数字化设计、汽车电子技术。第1 期赵云等：后视镜布置与视野安全性分析9 1镜的性能和安装要求标准中对M 1、N l、M 2、N 2 类汽车左右外后视镜和内视镜的视野进行了详细的规定，且是强制性的。1)内后视镜(I 类)，必须让驾驶员借助内后视镜在水平路面上看见一段宽度至少2 0m 的视野区域，其中心平面为汽车纵向基准面，并从驾驶员的眼点后6 0m 处延伸至地平线。在测量上述后视镜时，允许头枕、遮阳板、后视窗刮水器、加热元件、S 3 类制动车灯，或车身构建(如：纵向基准面附近对开门的后窗立柱等部件)遮挡部分视野，但当遮挡部分投影在与汽车纵向基准面垂直的铅垂面上时，其总和应占所有规定视野的1 5 以下。遮挡程度是在头枕处于最低位置，遮阳薯t 图l 内后视镜视域2)主外后视镜(I I、I l I 类)：在水平路面上看见一段宽度至少2 5m 的视野区域，其右侧，以与汽车纵向基准面的平面平行，且与车辆左边最外侧一点相切的平面为基准，并从驾驶员眼点后1 0m 处延伸至地平线(见图2 及表1)2 1。右外后视镜，对于M l 类和最大质量不超过2 0 0 0k g 的N 1 类车辆，其驾驶员借助外后视镜必须能在水平路面上看到一段宽度至少为4m 的视野区域，其左侧，以与汽车纵向基准的平面平行，且与车辆右边最外侧一点相切的平面为基准。并从驾驶员的眼点后2 0 m 处延伸至地平线(见图2及表1)“j。2 后视镜布置2 1 眼椭圆的概念并量I ts l 隧缓黝r 1 7、lL l鲋l钿f；缓彩钐勿彩钐彩彩缓黝左外后视镜，必须让驾驶员借助外后视镜图2 主外后视镜视域表l 后视镜校核数据对比眼椭圆是由美国汽车工程师协会车身工程委员人体模型分会提出的术语，并被国际标准化组织I S 0 所采用，变成标准I S 0 4 5 1 3 道路车辆一视野性能一一关于驾驶员眼睛位置眼椭圆的确定方法。眼椭圆即是用来描述汽车驾驶员以正常驾驶姿态就坐在座椅上时，眼睛在车身坐标中的活动范围。由于驾驶员的身体、坐姿及驾驶习惯等方面的差异，所有汽车驾驶员的眼睛位置不可能是某同一固定点，而是呈某种形态的曲线。通过对数以千计的男女驾驶员进行实测与统计分析，得出汽车驾驶员的眼睛位置分布范围呈椭圆形的结论(如图3)【3 1。图3 眼椭圆机电技术眼椭圆代表了汽车驾驶员枉正常驾驶操作时眼睛位置的分布范围，I f 分为第9 0 百分位、第9 5j T 分位厦第9 9r 1 分位等几种投影图，分别代表某某百分比驾驶员眼睛位茸。眼椭嘲本身包络线的周边有无数划分眼睛忸置的平面所形成，因此有P 9 5 的眼睛住F 血的一删而(1 0 0 一P)的眼睛则在另侧。例如，菜一侧视图 投影为直线的平面与第9 5 百分位眼椭圆L 缘相切，说明有9 5 的驾驶员眼睛位置在此线下方，而5 的驾驶员眼睛在此线上方，如图3 所示。反之，某一在侧视图上投影为直线的平面与第9 5 百分位的服椭圆F 缘想切，则9 5 的驾驶员目H 睛位置住此线卜方。如果对第9 5 百分位的眼椭圃作上、下两条切线，则相当于有9 5 的驾驶员眼睛位置位f两条切线可的区域，而各有5 的驾驶员眼睛位置分布口两侧。周而眼椭圆是进行视野设计、性核与研宄的出发点。利州跟椭嘣可咀较为满意地设l I 出驾驶员的眼睛位置，并能校枝仪表盘、后视镜、副水器和除霜器布置的合理性，从而获得最佳的设计效果”1。22H 点和R 点H 点足人体身躯与大腿的铰接点。H 点人体模型是一种用桌确定汽车车身的实际H 点位置的人体模型H 点人体模型南背板部、座板挪、小腿部发足部等构成。用H 点来确定人体乘坐位置是比较准确的，因为它是操作方便性厦乘坐舒适性和眼椭圆在车身中定位尺寸的摹准点，I 司时该点还影响到驾驶员的手仲及界面。因此，国内外车身设汁时都l 泛使用这个点“。在年身总布置设计时，通常是根据总体布置的要求确定一个“座椅参考点”也就是将座椅调至最后最低位置时的胯点，并将诚点称为R 点；然后以R 点作为设讨参考量进行设计，等样车试制出来后将座椅调至最扁、最低位置，再铡“骑点”此时的“胯点”即为H 点”l。2 3 驾驶员眼点根据总体布置的要求所确定的驾驶员设l l 乘坐位置-|心，作平行于汽车纵向基准面的平面。从该平面内的驾驶员R 点垂直向t6 3 5m i l l，作垂直于该平面的一条直线段。在直线段与该平面交点的两侧各3 25m m 处(总距离6 5r a m)作两个点，这两点即为驾驶员的眼点。2 4 后视镜位置确定后视镜的设汁安装要考虑到曲率#径和镜面尺、r 等冈素，芙r 后视镜的结构蹬F 奉文赴此不作详述。仳设镜懈形状尺寸厦曲率半径均为已目l的前提F，对后视镜进行安装布置。埘于汽车外后视镜的安装布置成充分考虑HF3 点：满足法规要求；后挑镜镜面币被车身其他部分遮挡：驾驶员观察后视镜的舒适性。2,41 后视镜安装布置1 立i 要求根据国家标准G B15 0 8 4 2 0 0 6 机动车后视镜的性能和安装要求的规定，以后棍镜旋转轴的轴心为中，t L,线作个半径为5 0n 瑚的圆柱体，该捌柱体至少应切到连接件所连接的表面部分。另外，当外后视镜底边F E 地面高度小r18I l l 时，其单侧外仲量不得大于牛辆未装后视镜时最大宽度的2 0 0 m m。根据这2 个条件可以基本控制后概镜相对于车身的Y 向随度)值置。在高度方向，叠注意后视镜与车身的搭接方式及后视镜安装面的位置压形状“j。后视镜后视中心点的位置埘视野的影响根大，后税镜的安装布置以靠近H 日椭唧豇前视线为宜。首先确定第9 5f j 分竹眼椭唧样板，过左眼椭圆L 的点作直线，。j 眼椭圆相切l 与右侧车窗密封条相切(驾驶员眼点处丁此位置时，看右后视镜的视线与车门产生干涉的可能性最大1，以这衅切线为边界，右后视镜的镜面部舟必须全在切线之后，如图4 所示。同理，得到左捌后视镜的市置边界f 此时使用右眼椭圆)。这样，乍辆后方的道路交通状况就可毗直接映入直视前方的驾驶员眼中，使之不必频繁大幅度转动眼睛和头部就能获得车辆后方的信息。汽车驾驶员一侧的外后视镜必额安装存后视镜中心至驾驶员两眼点中心琏线与纵向基准向间的夹角不人于5 5 啪范围内；副驾驶员一删的外后视镜的失角不人于7 5。如图5 所示。井吐后桃镜镜【目t _ j：置麻全部处于该角度范围之内。翻4 侧目视镜的巾置边*lM超i 等口批镜布置与视野女全Hj 析在柳步确定后视镜的安装位置后，就可以根据相关国家标准进行视野安全性校核，只有经过多救的修改校核才能得到满足要求的后视镜布置位置。r 日l 以某一小型货车(止卡)为对象进行后视镜布置段坎。I)确定驾驶员眼点：根据汽车总体布置设H要求确定的驾驶员乘坐位置c 心，作一平行于汽车纵向基准面的平面。在该甲面内确定驾驶员的R 点从驾驶疑R 点垂直向上6 3 5m m 作垂直于往平面的一条直线段。在肓线段与嚷平面交点的州侧各3 25m m 处(总距离6 5m m)作两个点，此即为驾驶的眼点。2 1 确定后视镜轮廓尺寸?扪确定后视镜觇野域：后视镜镜血边缘上均匀地取-一系列点，分刷作驾驶员眼点(e l、E n和这-一系列点的连线，这些直线即为驾驶员假想视野线：分别作这些直线相对于镜面的反射线这些反射线即为驾驶员假想侨视野线。榆青其侨视野是舌满足法规矍求f 庄右单眼总视野)，经过壹仝性评价驾驶员借助左外后视镜能在水平路面上看到一段宽度为46 9 l t l 的视野区域，其右删与汽车纵向基准面平行，且与车辆左边最外侧一点相切，并从驾驶员眼点后l Om 处延伸至地平线；驾驶盟借助右外后视镜能在水平路面上看纠一段宽度为55 9 m 的视野坡，其靠边与汽车纵向基准面甲行，且与车辆右边最外侧一点相切，并从驾驶英跟点后2 0 m 处延伸垒地平线；驾驶员借助车内后视镜能在水平路呖上看到“段宽度为2 6m 的视野疆域其中心平面为汽车纵向基准面，并从驾驶员的眼点后6 0 m 处延伸至地甲线，如图6 及期7 所示。+一零、一k、一=2 0 一贼篓嚣1 一圈6 外后视镜枝梭视野目r崮7 自目税镜授槛桃野圈4 结论确定詹视镜的位置是一个布置与校核反复进行的过程。如果经过上述校核之后视野满足要求，就可以保证9 5 的驾驶员在驾驶时仅靠头部和眼睛的自然转动就能获得车辆侧后方的道路交姐信息；如粜上述校核之后，后视镜不满足视野要求，则可通过旧骼后概镜的安装位置和角度重新进行校桉，直到后视野满足要求为止。本文在确定后桃镜安装位置时重点考虑法规及 机工程学相关要求，并咀此作为约束条件，在实际操作中利用U G 软件作为图形支撑环境，完成布置与视野安全性分析的工作。其结果如表I，同时可U 在理论上验证这一新型汽车的4 身设计与布置是合理的，而且满足r 国家对驾驶员视野的有_ 荚安全法规要求。随着现n：对新型汽车快速开发的朝趔，对车身开发劂j 9 j 的要求将会越来越短。采用这种方法，不仅可以在车身设阶段确定后视镜设计及布置是f 符台国家安令法规(下转第1 0 9 页)第1 期李青：离合器容量的匹配计算3 3 2 综上计算结果小结1)该离合器的储备系数在安装初始阶段，可满足要求。2)但是在耐久磨损后，储备系数为1 0 3 8，未满足需求。3)为确保耐久磨损后系数的满足需求，建议提高磨损后的压紧载荷，如将磨损后的压紧载荷从4 1 7 0N m 提升到4 3 7 0N m，即可满足需求。4 结束语通过以上对离合器的滑磨功，温升速率，储备系数校核结果，表明该离合器的容量匹配计算所选择的参数基本满足该车型因发动机改进导致扭矩及功率增大的匹配需求。在本次计算离合器校核中考虑到磨损后储备系数问题，及时调整相关压紧载荷，避免后续因磨损耐久导致离合器储备不足问题。因摩擦系数为暂定值，后续应进一步确认摩擦片的材质确保p 0 3 0，并在后续整车7 0 0 回原地起步和坡道起步试验中确认。参考文献：【l】康展权汽车工程手册(设计篇)【M】北京：人民交通出版社，2 0 0 5，3 3 5 3 5 0 2】林宁汽车设计【M】北京：机械工业出版社，1 9 9 9，3 2 3 9 t t t 魄畦t t 魄旺蛭t 吨t t 妊蛭旺t 吨娃鼙琏 t 畦鼍t 蛭t E t t t t t 魄E t 吃丘E l 嗨粗咯t t t t t(上接第9 3 页)计工作效率及降低开发成本提供了实际应用参的要求，而且可以保证车身总布置中后视镜设计考。的合理性，为缩短开发周期、提高车身总布置设参考文献：【1】卢秉杰，白原新，于开国汽车后视镜后视野要求及测试方法探讨【J】汽车技术，1 9 9 7，2 8(5)：1 7 2 2【2】2G B l 5 0 8 4 2 0 0 6，机动车辆后视镜的性能和安装要求【S】3】羊拯民汽车车身设计【M】北京：机械工业出版社，2 0 0 8(1 0)：4 2-4 8 4】张德仁H K c 6 1 0 9 系列客车前视野校核及车外后视镜位置的设计忉客车技术与研究，1 9 9 9，6(1)：2 0-2 3【5】熊玉洁后视镜布置与设计忉轻型汽车技术，2 0 0 4，3 2(1 1)：8 1 2 6】刘志刚，潘菲后视镜布置及校核方法的研究【J】汽车电器，2 0 0 9,4 8(6)：1 9-2 1【7】吕昌平，韩菲菲汽车驾驶员视野校核方法【J】，天津汽车，2 0 0 7，3 4(5)：2 9 3 2 后视镜布置与视野安全性分析后视镜布置与视野安全性分析作者：赵云，唐如亚，陈华杰作者单位：福州大学机械工程及自动化学院，福建 福州 350002 本文链接：http:/