第五章_汽车室内造型设计

第五章汽车室内造型设计任课教师：陈子龙本章内容3.1汽车室内布置与人体工程学3.2汽车室内内饰设计与工艺车身的内部布置要保证安全性又要考虑舒适性，因此，要充分利用人体工程学的知识。除专用车以外，一般车辆内部布置均可按成年人的人体尺寸来考虑。人体基本尺寸见表3-13.1汽车室内造型与人体工程学序号测量项目男女均值标准差均值标准差1身长1688.2581.831586.1751.292眼高1585.3261.611480.2576.023肩高1420.9854.351320.2660.964座高896.5336.12848.5231.585坐姿眼高79474.36肘到座平面245.2341.81238.6325.637上肢前伸长837.7836.81784.5037.988拳前伸长730.8747.07688.8436.799大臂长269.2116.36260.7419.7910小臂长247.0813.22225.9317.0311手长192.539.46179.009.5212肩宽426.3220.35391.7121.6713臀宽333.7522.62394.7123.9914下肢前伸长1015.9158.91976.7950.8415大腿长422.4828.44409.2135.3916小腿长401.3421.57368.6022.2117足高70.695.4665.786.9418膝臀间距550.7827.49527.7731.2819大腿平长422.9223.31431.7630.3420膝上到足底515.0824.67479.8923.6121膝弯到足底405.7919.49382.7720.833.1汽车室内造型与人体工程学车身设计师可根据表3-1所列人体基本尺寸，制作由赛璐珞或有机玻璃、密实的纸板或胶合板裁制成的人体外形(侧面)样板(图3-12)，其比例为1：5和1：1。在外形样板各段连接处装有铰链，以便于使该样板在相同比例的图板上能处于各种不同位置，如操纵方向盘的坐姿，仰靠的坐姿等等，借以在图纸上校核内部布置尺寸是否合适。3.1汽车室内造型与人体工程学3.1汽车室内造型与人体工程学实际感受和试验都表明：乘客座椅靠近车身的中部振动最小，一般可取后座控制点(即座垫与靠背的拐点)到后轴的距离m作为评价其乘坐舒适性的指标之一(参见图3—13)。座椅尺寸基本上定下来以后，即可确定顶盖的初步轮廓，顶盖后端可由后座中间乘客头部来控制，亦即按上述座椅至顶蓬的距离i加上隔热材料层20～30mm。3.1汽车室内造型与人体工程学驾驶姿势对人体各部分夹角的合理范围人体样板(第95百分位的A=460mmB=456mm)3.1汽车室内造型与人体工程学图3-14座椅在中间位置时驾驶员最适宜的几何比例关系3.1汽车室内造型与人体工程学转向装置的布置（1）转向盘的位置布置应考虑的问题保证驾驶员能舒适地进行转向操作；（考虑转向盘平面与水平面之间的夹角）以取得转向盘前部盲区距离最小为佳；转向盘不应影响驾驶员观察仪表；照顾到转向盘周围（如风挡玻璃等）有足够的空间。布置应考虑的问题避免悬架运动与转向机构运动出现不协调现象；（转向器布置在前钢板弹簧跳动中心附近）防止转向盘后移伤及驾驶员；要求转向轴在水平面内与汽车中心线之间的夹角不得大于5°（影响踏板的布置和驾驶员腿部的操纵动作）较高的传动效率（转向摇臂与纵拉杆和转向节臂与纵杆之间的夹角布置）（2）转向器的位置3.1汽车室内造型与人体工程学制动系布置制动踏板的位置更靠近驾驶员，且制动踏板操纵轻便。传力杆件运动无干涉和死角，不能车轮跳动时自行制动。制动管路布置平行管之间的距离不小于5mm，或者完全束在一起；交叉管之间的距离应不小于20mm；不要将管子布置在车架纵梁内侧下翼上；（积水）3.1汽车室内造型与人体工程学第12页图6-8脚部空间操作空间直接影响到舒适性，特别是加速踏板和点火开关钥匙这类使用频率极其高的部件。3.1汽车室内造型与人体工程学第13页图6-9点火开关的手部空间3.1汽车室内造型与人体工程学a、H点和R点H点定义：实车测得躯干与大腿相连的旋转点“胯点”位置H点的位置决定了与驾驶员操作方便、乘坐舒适相关的车内尺寸的基准R点定义：座椅调至最后、最下位置时的“胯点”以R点作为设计参考点测定的H点不超出以R点为中心的水平边长30mm、铅直边长20mm的矩形方框内范围；靠背角与设计值之间差值不大于3°。要求：3.1汽车室内造型与人体工程学b、顶盖轮廓线的确定首先将座椅放置在高度方向和长度方向的平均位置处；然后确定H点，并引出一条与铅垂线成8°的斜线；再从H点沿8°斜线方向截取765mm的F点；F点相当于第50百分位驾驶员的头部最高点；从F点垂直向上截取100～135mm为车顶内饰线。车顶内饰线确定3.1汽车室内造型与人体工程学车顶：包括钢板、隔离层、蒙面等，厚度为15～25mm。顶盖的纵向轮廓线汽车顶盖横剖面上的最高点：再增加20～40mm；（因顶盖轮廓是上凸的曲面，并对称于汽车的纵轴线）用同样的方法找出后排座椅上方最高点；前、后座椅上方两点连线即为顶盖的纵向轮廓线。c、车身横截面形成:轿车车身横截面由顶盖、车门和地板的外形来形成。3.1汽车室内造型与人体工程学车身内部主要的轮廓点取决于驾驶员头部和顶盖之间、肩部和玻璃之间、肘部与车门内表面之间的间隙；车身外表面上的各点则决定于顶盖厚度、玻璃下降的轨迹、门锁和玻璃升降的尺寸等。之后再在横截面上布置门槛梁和顶盖梁，从而定下门框高度。轿车车身横截面3.1汽车室内造型与人体工程学如果将顶盖做成凹形(图3-23b)或是将顶盖梁装在横截面以外(图3-23c)，从工艺性和结构的观点来看，不致明显地减小顶盖的弧高。凹形顶盖较好地改善侧向视野性和将车门高度增大dHD值(见图3-23b)。顶盖梁装在横截面以外时，可将顶盖表面做成局部鼓起(图3-23c)，这样既能在外观上给人以浮雕式的美感，又能在结构上达到提高顶盖刚度的目的。3.1汽车室内造型与人体工程学确定：将在确定顶盖纵向轮廓时求得的左、右座椅乘员头部上方顶盖上的点，画到横截面图上；再加上顶盖纵向轮廓线上的点，共三点即可画出顶盖横向轮廓线。3.1汽车室内造型与人体工程学d车门立柱的布置•布置车门立柱时，应首先考虑上下车的方便性，图3-16a为轿车车门立柱与座椅相对位置的推荐值。•对两门车身，应保证后座入座的最小通道尺寸。•对四门车身，应在保证入座最小通道尺寸的情况下，尽量改善入座的方便性，如将立柱适当倾斜。a前座不能翻到的四门轿车车身b前座靠背或前座可以翻倾的两门轿车车身c前座不能翻倾的两门轿车车身3.1汽车室内造型与人体工程学•在四门车身中，当车门立柱直立时(如图3—18a所示)，前、后座入座都会感到很别扭，如果将门立柱适当倾斜(图3-18b)，则可大大改善入座的方便性。3.1汽车室内造型与人体工程学车身侧壁倾斜度的确定：考虑上、下车的方便性。车门上、下槛边缘之间的间距为100～150mm时（上窄下宽），乘员上身只倾斜0°～10°即可入座。但此间距过大会使汽车上下比例失调，影响外观，且玻璃升降占用车门内空间大，并影响肩部和玻璃之间的间隙（要求大于100mm）、肘部和车门内表面之间的间隙（要求大于70mm）。e、车身侧壁倾斜度3.1汽车室内造型与人体工程学•当k值过大时，将由于上下比例失调而影响汽车的外观，同时内部空间利用也不好，而且玻璃升降占用车门内腔的空间太大，使车门增厚。3.1汽车室内造型与人体工程学七、视野性•在驾驶员座椅上具有良好的视野性是保证汽车操纵方便和行驶安全的重要条件之一；对于乘客来说，也应提供良好的视野。•视野性取决于座椅的布置、高度以及座垫和靠背的倾角，车窗的尺寸、形状和布置，立柱的结构，发动机罩和翼子板的形状等等。•升高座椅和减小座垫与靠背的倾角、布置驾驶员座椅接近汽车前端、加大车窗(主要是前风窗)、降低窗台、减小风窗玻璃倾角并尽量使之靠近驾驶员的眼睛、减薄立柱厚度并使其下端后移等，都可以在不同程度上改善视野性。3.1汽车室内造型与人体工程学图3-21轿车的视野角图3-22在前立柱下端后移的同时减窄座垫前端，既改善了视野性，又保证了必要的进出空间3.1汽车室内造型与人体工程学3.2汽车室内内饰设计与工艺汽车造型的内在美：功能美、结构美、材料美和工艺美汽车造型的外在美：形体美、色彩美和质感美汽车造型的内在美与外在美汽车室内的主要局部造型汽车室内设计包括仪表板、车门内护板、转向盘、座椅、顶篷等，另外还有一些附属设备如音响、空调、通讯、电视、照明灯具、储物盒等。现代汽车室内造型首先强调的是整体感，即整个内部环境形成一个完整协调的设计主调，各个部分的形体、色彩、材料质感、纹理等诸多方面都要围绕这个主调进行变化。同时，室内造型也要和外形造型相呼应，形成整车浑然一体。3.2汽车室内内饰设计与工艺3.2汽车室内内饰设计与工艺3.2.1汽车仪表台第30页3.2.1.1汽车仪表台结构设计主要包括主仪表台总成、仪表台管梁总成、副仪表台总成。主仪表台总成仪表台总成是内饰中结构和制造工艺最复杂的组件。车上各种驾驶仪表、操控踏板、控制开关、空调、音响娱乐系统、安全气囊等附件都是安装在仪表板本体和管梁上。仪表台通常由仪表台本体、组合仪表罩、中控面板、手套箱、风口、烟灰盒、储物盒等零件组成。3.2汽车室内内饰设计与工艺第31页仪表台本体仪表台本体按其表面质感可分为硬质仪表台和软质仪表台。硬质仪表台通常是直接注塑成型的塑料仪表台，多采用PP和TPO材料，常用于货车、客车和经济型轿车。这类仪表台表面有纹理，对注塑的外观质量要求高。软质仪表台为带有泡沫层的塑料仪表板，一般由本体骨架、中间发泡层、表皮构成。这种仪表台具有柔软的质感，给人一种舒适豪华的感觉，同时具有碰撞吸能作用，多用于中高档轿车上。3.2汽车室内内饰设计与工艺第32页软质仪表台骨架材料主要以ABS/PC、增强PP、苯乙烯/顺丁烯二酸酐等材料注塑而成，这些材料价格相对较低，耐热耐冲击，具有良好的综合性能。软质仪表台发泡层的材料主要是聚氨酯弹性体（PUFoam），主要作用是改善零件的手感同时连接表皮与骨架。发泡层的发泡工艺主要有开模浇注和闭模浇注。开模浇注的工艺宽容性高，设计自由度大。闭模浇注的工艺稳定性好，设备投入低，但设计难度大。软质仪表台的表皮成型工艺通常PVC/ABS片材的真空阳模成型和PVC搪塑，近年来又开发出整体性更好的聚氨酯喷涂成型和热塑性聚烯烃真空阴模成型等工艺。真皮手工包覆的仪表台本体，在豪华商务轿车上应用较多。软质仪表台表皮典型的成型工艺：搪塑搪塑是通过旋转搪塑模具，使塑料原料在离心力和热作用下，均匀地涂布、熔融、黏附与模腔的整个表面成型，经冷却定型而制得表皮的工艺过程。过程：合模、加热、成型、分模、冷却、取件。3.2汽车室内内饰设计与工艺第33页搪塑仪表台表皮材料主要有PE和PVC等。由于PVC低成本、易着色、制品表面光滑、耐久绝缘等特性，目前搪塑仪表台表皮通常以PVC搪塑粉作为原料。搪塑成型工艺的优点：（1）：搪塑成型工艺可以加工制造出形状复杂的制品，尤其适合用于制造大型制品或具有特殊结构要求，如多层结构制品。（2）：搪塑成型工艺适用于多品种、小批量塑料制品生产，并且不同尺寸和形状的模具可在同一设备中运转。（3）：搪塑成型工艺是无应力加工过程，所得制品不易开裂，没有接缝，而且相对于吹塑，热成型等加工方法而言，搪塑成型制品厚度均匀。（4）：搪塑成型工艺原材料利用率高。搪塑成型工艺的缺点：（1）搪塑成型工艺对材料的粒度、热稳定性能、熔融性等方面要求高，因而其价格相对较贵。（2）搪塑成型工艺只适用于制作中空制品或壳类制品，且制品壁厚变化不大。（3）搪塑成型工艺能耗大，成型周期长，劳动强度大。（4）搪塑成型工艺模具制作周期长，不易修改，成本高。3.2汽车室内内饰设计与工艺中控面板是位于仪表台中央区域，覆盖DVD、空调控制面板等安装结构的面板，通常中控面板上集成多种开关组件。中空面板主