整车总布置设计-新.ppt

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1、1,整车总布置设计,邹凌华,2,主要内容一、整车开发流程概述二、整车总布置流程概述三、竞品分析四、整车总布置设计五、人机工程六、行人保护对布置设计的影响,3,对于一个新开发的车型，总布置的好坏直接决定了车型的成功与否，新车型的基本设计参数及设计目标由总布置确定，且由总布置在开发过程中控制。可以看出，车型的使用性能及舒适性与总布置有重大的关系，制定合理的设计目标并保证目标的实现是总布置的重要工作。,对于主机厂，车型开发的工程设计和造型设计可以通过承包给专业公司的方式来解决，而总布置工作一定要掌握在自己的手里，只有这样才能设计出自己想要的汽车！,前言,4,工程设计,验证,生产启动,生产启动,产品构

2、想,概念认可,产品及工艺设计,设计验证,生产确认,项目启动,概念确定,造型方案确定,总布置及造型冻结,产品及工艺设计完成,开发样车制造启动,设计冻结,工装样车生产启动,小批量试生产启动,正式生产启动,项目策划,概念选择,主题选择,主题认可,产品及工艺设计完成,开发样车制造准备,开发样车制造,工装样车制造准备,工装样车制造,小批量试生产,正式生产,项目关闭,一、整车开发流程概述,概念设计,5,二、整车总布置流程概述,概念阶段,项目策划,概念设计,明确项目范围、时间计划,明确项目经营计划目标、限制条件,批准项目正式启动,基本总布置硬点确定、概念方向认可,批准初步的项目目标,开始多主题（方案）研究,

3、6,项目策划过程,项目可行性分析,财务可行性报告,市场可行性报告,工程可行性报告,根据公司规划项目选定,选择车辆动力系统,初步整车性能分析,明确技术目标,整车技术可行性报告,输出,项目管理科,输出,立项,二、整车总布置流程概述,7,概念设计过程,项目启动,产品详细描述,概念设计,确定项目组成员,明确产品性能指标,明确详细结构配置,编制设计任务书,设计任务书,输出,组织Benchmarking评价,基本尺寸定义,初步人机工程分析及目标定义,基本的法律法规定义,绘制概念草图,工程设计目标,输出,初步定义更改件新开发件,车型描述表,输出,定义基本硬点,动力总成初步布置,件初步布置,初步定义新件位置限

4、制,完善概念草图,概念草图,输出,造型启动,二、整车总布置流程概述,8,总布置设计（一）,整理数据,发动机舱和下车身布置,动力总成详细布置,发动机舱内附件布置,管路布置设计,下车身布置设计,多种布置方案论证,布置难点分级,确定更改设计方案,车身、内外饰布置,仪表区域布置,乘客舱区域布置,行李舱区域布置,门、盖、附件布置,人机工程布置分析,法律、法规校核分析,电器、线束布置,整车电器件布置,整车线束布置,布置分析报告,输出,布置评审,数据发布,输出,二、整车总布置流程概述,9,总布置设计（二）,工程审查,更改件更新数据输入,动、静态间隙及干涉检查法规标准项检查,更改可行性论证,协调零部件更改设计

5、,零部件审查,至零部件设计冻结,配合造型工程审查,内外饰工程审查,发动机舱和下车身工程审查,法规标准项审查,协调造型提修改方案,协调工程修改方案,输出,工程审查报告,协调零部件修改,协调造型修改,总布置冻结,二、整车总布置流程概述,10,2.布置工作：制定整车的设计目标，是很重要的工作，主要依据对竞争车型BENCHMARK结果绘制总布置图，作为草图的输入条件。,1.BENCHMARK：针对市场定位，分析主要的竞争车型，在主要的设 计参数上优于竞争对手，以获得更好的市场销售。是制定整车设计目标及细化设计的重要参考。,三、竞品车分析,1、竞品分析的目的,科学准确的测量方法和主观评价是BENCHMA

6、RK的重要手段！,11,三、竞品车分析,2、竞品分析内容,竞品分析,整车硬点对比,人机工程评价,结构、工艺,材料、成本,12,三、竞品车分析,人机工程评价,13,三、竞品车分析,主观测评方法,14,三、竞品车分析,结果处理,15,三、竞品车分析,整车硬点对比分析,16,三、竞品车分析,17,三、竞品车分析,整车硬点目标设定,内部尺寸 H61-2后排头部空间,H612后排头部空间，竞品车尺寸：,竞品车后排头部空间评价结果：目标设定：960mm,18,四、整车总布置设计1、动力匹配2、发动机舱及下车身布置3、造型过程简述4、草图阶段的总布置工作5、CAS阶段的总布置工作6、油泥阶段的总布置工作7、

7、工程阶段的总布置工作,四、整车总布置设计,19,四、整车总布置设计,动力匹配,经济性,动力性,动力总成布置,动力系统选型,1、动力匹配,20,动力性、经济性分析,动力性,经济性,最高车速,等速油耗,城市工况油耗,加速时间,最大爬坡度,四、整车总布置设计,21,四、整车总布置设计,外特性拟合,22,四、整车总布置设计,整车性能计算,23,车轮,圆锥底圆,半轴,变速器侧万向节绞接点(圆锥顶点）,车轮中心（车轮侧半轴端点）,发动机,变速器,动力总成布置,四、整车总布置设计,24,发动机舱及下车身布置,布置空间,成本,安全,各系统、零部件性能影响,2、发动机舱及下车身布置,四、整车总布置设计,25,四

8、、整车总布置设计,26,四、整车总布置设计,27,效果图,CAS,油泥,面,工程设计,造型师,工程师,总布置,3、造型过程简述,四、整车总布置设计,28,效果图,四、整车总布置设计,29,胶带图导入计算机,四、整车总布置设计,30,CAS,四、整车总布置设计,31,油泥模型,四、整车总布置设计,32,Class-A 面,四、整车总布置设计,33,草图定义：根据市场定位及总布置的要求，初步描述车型的造型 趋势及风格，是造型创意的基本体现。透视效果：为了体现造型的效果，而对二维图进行的视角渲染。效果图不能进行细致的工程校核！,4、草图阶段的总布置工作,基本造型概念,四、整车总布置设计,34,效果图

9、的透视效果,四、整车总布置设计,35,三坐标扫描是获得准确数据较好的手段，扫描应该细致、全面，对于重点区域应该详细扫描，最好在参考车较好的状态时进行全面的扫描。,四、整车总布置设计,36,确定整车的设计目标：,四、整车总布置设计,37,总布置图内容,草图阶段的总布置图，主要是对造型的输入，体现总布置的基本硬点参数，其中最重要的H点的位置，H点是整车的设计参考点，必须在早期准确地确定，一旦更改将对整个前期的布置设计及项目进度产生重大的影响。,在草图阶段的总布置图中，主要体现如下内容：1.H点坐标2.整车外廓尺寸，包括长、宽、高、轮距、轴距、前悬、后悬3.法规要求及设计目标4.COP零件的状态5.

10、三种载荷状态的地面线6.其他，如车门形式、玻璃曲率等,四、整车总布置设计,38,布置图,四、整车总布置设计,39,2.COP 零件：CARRY OVER PART在新车型的开发中，COP 零件对整车的性能及造型有重要的影响，严格来讲，完全的实现零件的沿用难度很大。对于外饰，COP 零件很少，因为全新的外饰造型不能实现大量的零件沿用，一个小的零件都会对整体的造型产生影响！,1.产品描述：专业处室对自己所负责的零件在新车型中的状态的基本描述，是前期布置工作的重要参考。总布置应该对其中COP 零件的可行性进行分析,需要掌握的信息：,四、整车总布置设计,40,总布置需要校核的法规：,涉及整车造型相关需

11、校核确认的12项法规项（GB-EEC-ECE部分）GB11562-94（77/649EEC）前方视野GB15084-94（71/127/EEC）后视镜GB14167-93（76/115/EEC）安全带固定点GB4094-1999（78/316/EEC）仪表可视GB/T17346（ECE R35）踏板间距GB11550-1995（74/408/EEC）座椅头枕GB11566-1995（74/483/EEC）外部凸出物GB 15741-1995（70/222/EEC）牌照板GB11552-1999（76/60/EEC）汽车内部凸出物GB4785-1998（76/756/EEC）汽车灯具及信号位置G

12、B 17354-1998（ECE R42）前后端保护GB7063-94（78/549/EEC）汽车护轮板,四、整车总布置设计,41,草图阶段的布置输入清单：,四、整车总布置设计,42,CAS:Computer Aided Styling,CAS是将造型师的造型创意转化为3D数据的过程，整个CAS的过程需要造型师的监督和指导。对于工程部门，在这个阶段开始细化的工程概念设计和校核，以3D数据为基础，工程可以开始详细的分析，对于工程上不能满足造型要求的地方，应在这个阶段尽量的反馈解决！,5、造型阶段的总布置工作,四、整车总布置设计,43,胶带图：造型从二维向三维转换的手段。将造型的主要特征线提取出来

13、，导入计算机，通过专业的CAS软件创建三维数据。,外饰CAS的创建从车门玻璃开始，整车的曲线走势是造型师重点关注的地方。,四、整车总布置设计,44,总布置图的更新：随着造型工作的深入细化，总布置需要更新总布置图的内容。在CAS阶段主要是加入整车的关键断面，表达基本的结构概念。,Typical-Section:工程部门用来表达结构概念的断面，对于造型及总布置校核都有重要的意义！,四、整车总布置设计,45,CAS 阶段总布置图,四、整车总布置设计,46,Parting-line：CAS 中的parting line对工程很重要，尤其是活动件之间的分缝，直接决定工程是否可行！工程师要在CAS基础上制

14、作工程断面，分缝线是前提，没有分缝线的CAS对工程校核限制很大。,没有分缝线的CAS图片,四、整车总布置设计,47,工程断面：在CAS阶段，工程部门可以根据表面数据来做工程断面，校核当前的造型是否能满足工程要求。而总布置应该收集工程部门的断面数据，来校核在工程部门的设计概念下，是否能满足总布置的设计要求。,总布置校核方法：工程断面的剖切位置由工程部门确定，不一定满足总布置的校核要求，总布置校核工作可在断面基础上，初步生成三维数据，工程断面的内容要全面，通常，由于工程部门没有全面的介入，导致某些断面内容不全，总布置应该确认清楚。,四、整车总布置设计,48,车身断面位置,四、整车总布置设计,49,

15、造型,密封,车身,内饰,总布置校核障碍角及A柱视野,四、整车总布置设计,50,轮罩空间校核,四、整车总布置设计,51,前排侧向头部空间,四、整车总布置设计,52,CAS阶段的校核项目,四、整车总布置设计,53,油泥造型：决定最终的基本造型，油泥是用最终版的CAS数据，通过铣床制成1：1的模型，油泥模型直观、明了，更有利于造型师从不同角度审查造型，在这一阶段，在CAS上没解决的工程问题必须全部解决掉，同时，对造型师在油泥上作的改动要及时地校核其工程可行性，确保油泥造型在工程上是可以实现的。,6、油泥阶段的总布置工作,四、整车总布置设计,54,油泥点云,油泥阶段的工作内容基本与CAS阶段的内容相同

16、，只是要以油泥为基础，扫描油泥，在点云基础上校核是基本的方法。工程部门及工艺部门应该对油泥造型的可行性进行评审,四、整车总布置设计,55,油泥评审问题,四、整车总布置设计,56,油泥评审问题,四、整车总布置设计,57,A面,四、整车总布置设计,58,Typical-Section：工程部门更新断面，确定最终的设计方案，为三维数据作准备。,车身最终断面,外饰最终断面,7、工程阶段的总布置工作,四、整车总布置设计,59,BIW-Layout:大部分零件的安装都与车身有关，在车身Layout阶段，需要工程部门将各自零件的安装信息表现到断面中，车身可以根据这些安装信息在车身上做具体的安装结构。在这个阶

17、段，总布置需要布置各个零件的信息。包括COP零件及供应商提供的数据。通常由总布置先确定位置，车身工程师可根据具体的工程需要调整位置，不改变造型、满足总布置设计目标及零件应用性能即可。,四、整车总布置设计,60,车门-LAYOUT,四、整车总布置设计,61,前端-LAYOUT,四、整车总布置设计,62,DMU-CHECK：随着工程设计的深入，设计数据相继发布，总布置需要校核所有零件之间的干涉及间隙。,四、整车总布置设计,63,DMU校核内容,四、整车总布置设计,64,电器,四、整车总布置设计,65,车身-DMU图片,四、整车总布置设计,66,整体校核结果,四、整车总布置设计,67,五、人机工程,

18、五、人机工程、H点的确定、驾驶员视野、室内的布置、室外的检查、出入方便性,68,乘坐舒适性,操控稳定性,行车安全性,视野性,以人为本,汽车总布置的指导思想,五、人机工程,69,五、人机工程,1、H点的确定,H点的定义,H点的求取,70,五、人机工程,H点的定义,H点（Hip Point）：是二维或三维人体模型样板中人体躯干与大腿的连接点即胯点，在汽车车身设计中常把它叫做H点。根据应用场合的不同，H点的表达也不同：汽车实际H点、设计H点、座椅参考点。,71,五、人机工程,SAE适意线法：在SAEJ1517中推荐了不同百分位的一组适意驾驶位置时H点的位置线，其中每一条曲线都表征了H点位置与定位参考

19、点之间的水平和垂直方向的位置关系。,H点的求取,72,五、人机工程,驾驶员位置优化的区域法：“驾驶员位置优化的区域法”子系统通过计算H点域来确定不同百分位的H点的位置，进而确定H点的行程。在此基础上，通过系统中的优化工具分析对比不同的座垫角、靠背角、H点的位置和行程，就可以最终选择最佳的参数组合方案，从而达到指导座椅布置和设计的目的。,73,五、人机工程,74,五、人机工程,75,视觉原理,视野的校核,增强视野的对策,视野安全的发展趋势,2、驾驶员视野,五、人机工程,76,在汽车主动安全系统设计中应用的主要视觉特性如下：视角：由瞳孔中心到被观察对象两端所张开的角度。在一般照明条件 下，正常人的

20、眼睛能辨别5m远处两点间的最小距离，其相应的视角为1，被定义为最小视角。人眼辨别物体细部的能力随着照度及物体与背景亮度的对比度的增大而增大。,保证汽车安全运行需要驾驶员能及时接收足够正确的信息80%以上的信息是驾驶员通过视觉获取的。,视力：人眼对物体细部识别能力的生理尺度，被定义为临界视角的倒数。规定当临界视角为1时，视力等于1.0，为正常视力。,五、人机工程,视觉原理,77,视野：指人的眼睛观看正前方所能看得见的空间范围，常以角度表示，按状态可分为静视野和动视野。正常人双眼静视野范围：在垂直方向约为130（视水平线上方60，下方70）；在水平方向约为120（两眼内侧视野重合约60，外侧各30

21、）。为了减轻人眼的疲劳，人-机系统设计中常以人眼的静视野为依据。动视野范围是车速在40km/h时，双眼总视野约100，车速在75km/h时，双眼总视野约65，车速在100km/h时，双眼总视野约40，因此在高速行驶时，要及时发现并躲避突然闯入的人货物比较困难。,五、人机工程,78,视觉的运动规律：眼睛水平运动比垂直运动快，通常先看到沿眼睛水平运动方向放置的物体，后看到沿眼睛垂直运动方向放置的物体；人眼沿垂直方向运动比沿水平方向更易疲劳；人眼视线移动习惯于从左到右、从上到下和顺时针方向运动；人眼对水平方向尺寸和比例的估计比垂直方向准确。,视距：指眼睛到被观察对象的距离。一般应据被观察对象的大小和

22、形状，理论上在380760mm之间选择最佳视距。但从经验上来讲最好不要超过620mm.,五、人机工程,79,驾驶员视野设计主要包括：直接前方地面视野交通灯视野A柱障碍角外后视镜视野直接后方视野及间接后方视野仪表板视野,视野校核,汽车驾驶视野是汽车主动安全系统中的重要组成部分，是整车总布置及造型设计要始终关注的基本方面汽车驾驶视野的宜人化程度直接决定车辆预防交通事故的性能。,五、人机工程,80,汽车驾驶员眼椭圆是指不同身材的驾驶员按照自己的意愿将座椅调整到适宜位置，并以正常的驾驶姿势入座后，他们的眼睛位置在车身坐标中的统计分布图形。由于统计分布图形成椭圆状，因此被称为驾驶员眼椭圆。,眼椭圆的提出

23、和定义,三维眼椭圆示意图,五、人机工程,81,眼椭圆是汽车视野设计的基准，它只有与视线（切线）一起使用方有意义。如图所示，设该眼椭圆为第95百分位的眼椭圆，由目标点O向眼椭圆做视线，则意味着有95%的眼睛位于该视线的下方，另有5%的眼睛位于该视线的上方。即有95%的人群可以通过该视线的下方看到目标O，而有5%的人群则不能通过该视线的下方看到目标O。,眼椭圆的含义,眼椭圆的意义,五、人机工程,82,直接前方地面视野、交通灯视野及后方视野,五、人机工程,83,汽车驾驶员直接前方视野还必须满足风窗玻璃透明区至少应包括风窗玻璃基准点连线所包围的面积。,五、人机工程,84,视野盲区包括由于方向盘产生的仪

24、表板盲区以及由车身A、B、C柱等因素形成的视野盲区,由轿车车身各支柱形成的视野盲区,驾驶员A柱障碍角,视野盲区,五、人机工程,85,A柱障碍角求做示例,五、人机工程,86,A柱障碍角求做示例,五、人机工程,87,内后视镜视野,内后视镜尺寸：必须保证能在其上绘制一个矩形,该矩形的高度为40mm，底边长为a a=,150,1+,r,1000,r1200mm,五、人机工程,88,外后视镜视野,五、人机工程,89,仪表板视野,五、人机工程,90,仪表视野,五、人机工程,等播放器要注意避开此盲区！,91,另外，视野校核还包括：仪表盘的防眩检查：用于检查仪表盘是否引起眩目，以便设计 仪表罩外形和位置。遮阳

25、带布置：确定符合SAE标准的遮阳带的最低位置和最大面积。,五、人机工程,92,扩大风挡玻璃有效透明区的面积，减小风窗玻璃的倾角并使之靠 近驾驶员的眼睛，前后风挡玻璃向两侧包围；减小立柱的投影宽度。为了减小立柱对视野的妨碍，立柱相对于 驾驶员眼点的投影宽度应尽可能小于驾驶员的瞳距（一般为 65mm）。当投影宽度小于驾驶员的瞳距时，则在汽车前方的某一 点，A柱所造成的视野盲区就得以消除；在投影宽度大于或等于 驾驶员两眼之间的距离时，双眼的视野盲区不可能消除。对发动机盖采取措施，如降低高度，缩短其长度，以确保驾驶员 有足够的前方视野，但是这样与行人保护要求相违背。,车身设计,增强视野的对策,93,目

26、前汽车座椅布置的普遍问题是:布置过于靠外，使驾驶员左前方视野极小；有些座椅布置的过于靠后，使驾驶员前方180范围内的视 野盲区极大；座椅的设计高度与车身高度不匹配，也使驾驶员的视野变坏。对策：在保证驾驶员上下车方便性和乘坐舒适性的前提下：1、减少座椅坐垫和靠背的倾角；2、座椅布置靠近车的前部；3、选择适当的座椅高度；4、在于总布置不发生干涉的条件下，将座椅布置靠近中间一些。,座椅的布置,五、人机工程,94,后视镜要尽可能靠近直前视线 后视镜的大小、镜面曲率与视野角度选择适度 后视镜的布置位置合理,后视镜的设计,五、人机工程,仪表板设计,仪表的布置视野要求 合理选择方向盘直径,95,恶劣天气的视

27、野保持,雨刷系统的合理布置与校核除雾、除霜装置的合理布置与除霜分析遮阳板的布置,五、人机工程,增强夜间视野,各种灯具的位置要求 各种灯具的配光性能要求 大灯洗涤装置,96,适应汽车造型的需要电子技术的发展给视野以新概念汽车辅助设施配置更加完善,汽车视野安全的发展趋势,五、人机工程,97,五、人机工程,、室内的布置,仪表板的布置,安全带的布置,98,五、人机工程,车内设计安全、舒适的各种条件,99,五、人机工程,手伸及界面（三部分）,仪表板按其使用频率和重要性可将控制件划分成两级,一级控制件应布置在驾驶员佩戴三点式安全带时手伸及面范围内,仪表板的布置,100,五、人机工程,二级控制件应布置在驾驶

28、员佩戴两点式安全带时手伸及面范围内。,101,参考ISO4040对轿车手操纵件、指示器及信号显示装置的合理布置规定，操纵手柄的活动范围应为:在转向盘上表面向下170mm，直径约为方向盘直径两端各加100mm的范围之内，各区布置的装置如下:,五、人机工程,仪表板布置分区,102,五、人机工程,仪表板布置分区表,103,五、人机工程,中央控制区校核,l)副仪表板开关及控制旋钮布置；2)50mm变速换档手柄包络轨迹；3)CDDVD安装轨迹；4)点烟器的散热；5)烟灰缸及储物箱空间要求。,另外，对于副驾驶侧气囊，安全气囊爆破时面板打开，其最大开启位置不能与前风挡玻璃发生干涉。不同爆破力爆破的气囊都不能

29、与面板开启轨迹干涉。,104,空调流场分析,应满足的性能指标以A点(面部)为目标，对于U:BLK；以A点(面部)为目标，对T:BLK；以Bl点(胸部)为目标，对于U:BLK；以BZ点(胸部)为目标，对于T:BLK；以C点(胃部)为目标，对于T:BLK；,五、人机工程,105,U:表示上部出风口，它可以将冷风送到乘坐者的面部和胸部，而不需要送到胃部点;注:上部出风口优先选用向车内送风，但也允许向外送风T:表示为覆盖全车的空调出风口，允许吹向胃部，它也可作为吹向头部的第二选择。BLK:表示出风口被遮挡部分的百分,五、人机工程,106,安全带的布置,五、人机工程,在法规14167（汽车安全带安装固定

30、点）中规定，如果插锁的角度不固定，要求在所有可正常移动的位置，插锁的角度都在0-0度范围内；如果插锁角度固定（放在座椅上），在所有正常乘坐位置，角度为50-70度范围内。,安全带固定点,上部固定点位置同样参照法规要求确定，要考虑刚度和强度要求。,107,五、人机工程,安全带,95%男人的安全带走向来确定。安全带的织带走向的线与假人脖子至少24mm的间距为好。注意滑动座椅要同时满足要求。,108,五、人机工程,卷收器,卷收器的位置没有法规规定，位置的确定只要是在现有的卷收器角度0、3、5、8、12、15、18、27、30、90度（公差为1.5度）的范围内选取，并且在侧围钣金的强度好的地方作为卷收

31、器的布置位置。摆放卷收器时，卷收器的支架要与地板面垂直；为了节省室内空间，可考虑将卷收器反过来放置。,109,五、人机工程,、室外的检查,110,五、人机工程,、出入方便性,动作瞬间介绍采用高身高躯干大腰围身材的健康男人为标准。左脚站在地上右脚距离门槛100mm 左右脚跟和门槛等高，身体外转，和后排H点位置相对应。,111,五、人机工程,前部出入方面性,门槛高度,点高度,mm,门框,112,五、人机工程,腿部方便性影响因素：1、方向盘2、仪表板3、前门打开时内饰 板的间隙。,113,五、人机工程,后部出入方面性,腿部方便性影响因素：1、前后R点距离2、后座膝部空间3、后门打开时内饰 板的间隙。

32、,114,五、人机工程,门框开度,H701100mmH701160mm,115,五、人机工程,门槛的布置,H115330mmB160mm,116,六、行人保护对布置设计的影响,六、行人保护对布置设计的影响、背景来源、关于车辆安全性能、行人保护、行人保护对总布置的影响、前沿的工程解决方案初探,117,六、行人保护对布置设计的影响,、背景来源,行人保护是始于20世纪80年代的一项欧洲计划,其法规执行从2005年开始第一阶段,2010年起进入第二阶段。宗旨：降低行人在交通事故中的伤害程度，最大限度的保护行人。与我们经常提到的NCAP或R94 R95等标准实施宗旨不同(保护乘员),118,六、行人保护

33、对布置设计的影响,、关于车辆安全性能,有关车辆安全性能方面可以进一步扩展至更加细化的众多改进：比如车辆前照灯设计、制动和轮胎技术、乘客人机工程学和视野的改进，行驶平顺性和操控性的改进，以及车辆抗撞性能和乘客约束保护性能的大幅度增强等。但在乘员保护提升的同时带来了可能出现的行人伤害程度的加重问题，在欧洲调查发现行人大约占人员伤亡的的30%以上。这些原因是造成欧洲等相应国家的立法者提出改进车辆设计，保护易受伤害的行人。,119,六、行人保护对布置设计的影响,、行人保护,基于法规拟设定初期所设计的子系统撞击模拟器相应的试验程序更能理解这一法规的侧重点。下腿部（包括膝关节）与保险杠碰撞；上腿部与发动机

34、罩前缘（BLE）碰撞(其撞击模拟器能量取决于车辆几何形状)；儿童和成人头部与发动机罩碰撞(使用半球形人头模型),120,六、行人保护对布置设计的影响,车辆在与行人碰撞中,行人主要伤害接触点。,121,六、行人保护对布置设计的影响,上腿部与发动机罩前缘碰撞 车辆发动机罩前缘区域（包括发动机罩锁装置、水箱上横梁和前大灯）也使用相同的上腿部撞击模拟器，但也有一些重要差别。撞击模拟器的能量和受撞角度取决于车辆几何形状，即发动机罩前缘高度，以及保险杠(如图)。发动机罩前缘越高，则保险杠杠头越短，冲击能越高。通过调节撞击模拟器的重量和速度，冲击能可介于200-700焦耳之间。,122,六、行人保护对布置设

35、计的影响,人头模型与发动机罩碰撞 经调查表明，大部分致命伤害是导致头骨骨折或大脑损伤。根据所遵循的试验协议，在发动机罩区域采用三种不同重量的撞击模拟器：2.5公斤儿童头部撞击模拟器用于欧洲法规第二阶段（2010年起实施）和EuroNCAP的要求；3.5公斤儿童/矮小成人头部撞击模拟器用于欧洲法规第一阶段试验（2005年起实施）；4.8公斤成人头部撞击模拟器在欧洲法规第一阶段试验中仅用作监测，在EuroNCAP协议和欧洲法规第二阶段中则是试验的组成部。撞击模拟器之间头部构造相类似，由铝质头骨组成，其重心包含着三个加速计，并覆盖着乙烯塑料表层。人头模型以预定的角度射向发动机罩，碰撞时呈自由移动形。

36、采用的相同方程式计算头部性能指数或头部伤害度指数（HIC）。,123,六、行人保护对布置设计的影响,第一阶段所要求的碰撞条件,第二阶段所要求的碰撞条件及EuroNCAP要求,124,六、行人保护对布置设计的影响,分别概述如下：保险杠装置。在第一阶段、第二阶段和EuroNCAP中，下腿部或选择性上腿部以相同的速度和试验条件碰撞保险杠，但两个阶段有不同的伤害度限值。发动机罩前缘。在第一阶段、第二阶段和EuroNCAP中，下腿部碰撞速度和碰撞条件相同。然而，第一阶段仅是监测伤害度指数。第二阶段则强制实行限值，目前EuroNCAP 应用的一套比例图将在以下内容中进行更加详细的说明。发动机罩和前窗。第一

37、阶段要求3.5公斤儿童/矮小成人以35公里/小时的速度作用于发动机罩表面，并强制实行伤害度限值。4.8公斤成人头部以35公里/小时的碰撞速度作用于前窗区域，但仅做监测。在第二阶段和EuroNCAP中，用于发动机罩前缘的2.5公斤儿童头部和用于发动机罩后缘的4.8公斤撞击模拟器取代了3.5公斤撞击模拟器。碰撞速度提高至40公里/小时，从而将撞击模拟器能量提高25%。第二阶段的伤害度限值将更加严格，EuroNCAP基于第二阶段的伤害度限值应用比例图。,125,六、行人保护对布置设计的影响,主要差别是伤害度限值，达到第二阶段限值的难度远远超过了第一阶段。EuroNCAP应用的比例图有助于使汽车生产商

38、能够确定其得分目标。下表显示了伤害度限值的对比。,126,目前，EuroNCAP在评估行人保护时进行：6次儿童头部碰撞 6次成人头部碰撞 3次上腿部碰撞 3次下腿部（或选择性上腿部）碰撞每次试验最高可以获得2分，总分最高为36分。比例图应用于每次试验的伤害度程度。HIC为1350或更高时，得分为0分；HIC为1000或更低时，得分为2分。介于这两个限值之间的得分参照线性比例图，如下图,六、行人保护对布置设计的影响,127,按此方法,目前大部分车辆获得了两星级，本田思域雨燕获得了三星级，目前尚未有车辆达到四星级。,六、行人保护对布置设计的影响,128,欧洲uroNCAP/日本在法规要上有区别，体

39、现在碰撞区域的位置和大小也有变化。在发动机罩上以一定的环绕距离（WAD）标出了碰撞区域，这是从地面到保险杠并沿着发动机罩表面的尺寸。,六、行人保护对布置设计的影响,头部撞击模拟器WAD区域的对比,129,车辆设计变化行人保护融入车辆开发流程时将导致目前车辆设计的根本变化。为了满足这些行人伤害度限值，车辆外表必须进行技术和设计变化，导致了车辆造型的重大变化。行人保护要求与造型要求相矛盾必然造成总布置的问题。,六、行人保护对布置设计的影响,、行人保护对总布置的影响,130,未达到下腿部要求的额外总布置区域,前端轮廓的变化,结合下腿部要求时的保险杠总布置变化,六、行人保护对布置设计的影响,131,这

40、些设计变化的要求造成了车辆其他功能方面的问题，其中造型和车辆长度最为明显。造型通常要求车辆长度和前悬较短，以及保险杠下部呈现后掠形(楔形)，但这些随着对下腿部碰撞保护要求的推行而不再可能。保险杠横梁和外表面之间的布置空间也将增大，为撞击模拟器减速提供足够的变形空间，从而达到伤害度限值的要求。为了达到第一阶段的要求，下腿部需要60毫米左右的布置空间；为了达到第二阶段的要求，或者为了保险杠装置获得EruoNCAP的最高得分，下腿部则需要80毫米的布置空间。目前大部分车辆按照低速保险杠碰撞条例（ECE42）的可用布置空间介于20-40毫米之间，所以布置空间很可能需要再增加20-40毫米。,六、行人保

41、护对布置设计的影响,132,通过保险杠下端向前来控制下腿部弯曲角度时将改变车辆周围的气流，影响前后的空气动力学平衡，这在高速操纵、转弯和制动时很可能变得更加明显。此外，进入车辆冷却系统的空气流量也很可能发生变化，从而影响发动机冷却性能。这些并非重大问题，但需要进行重新优化及设计。其他许多保险杠要求也必须进行处理，例如耐久性、耐热性和总成。为确保针对下腿部要求达成合理的解决方案，需要考虑构造和部件公差。众所周知，如果没有控制保险杠泡沫厚度、密度公差和保险杠外壳厚度公差，会导致伤害度水平超过预期值。,六、行人保护对布置设计的影响,133,如下图，这项碰撞也会影响前照灯组件。精心的设计和造型可以降低

42、对前照灯的影响。为了满足第一阶段的要求，这需要130毫米左右的总布置空间；为了达到第二阶段的要求，或者为了保险杠装置获得EuroNCAP的最高得分，总布置空间则需要增大至160毫米。,SUV保险杠的上腿部总布置区域,六、行人保护对布置设计的影响,134,导致结果：、车辆前悬和车辆长度显著加长；、总布置空间对其他部件也产生了严重矛盾。,所有行人保护要求中，发动机罩前缘对总布置空间要求最高：冲击能200焦耳要求大约55毫米的总布置空间；冲击能500焦耳要求大约170毫米的总布置空间；冲击能700焦耳要求大约250-300毫米的总布置空间。,六、行人保护对布置设计的影响,135,发动机罩区域第一阶段

43、和第二阶段之间有着重大差别，但在这两个阶段中发动机罩和发动机舱部件之间都需要变形空间。这就需要提高发动机罩线条(BELT)才能产生所需要的缓冲空间。为了达到第一阶段的要求，在3.5公斤头部撞击模拟器以35公里/小时进行碰撞时，HIC1000要求55毫米的总布置空间，HIC2000则要求33毫米的总布置空间。下图a显示了总布置区域；下图b则显示了发动机罩高度提高20-40毫米左右的影响。,六、行人保护对布置设计的影响,136,3.5公斤头部模型所需的总布置空间,强制实行乘客视野后的改进型车辆,发动机罩区域达到第一阶段要求时的设计变化,图a,图b,六、行人保护对布置设计的影响,137,由于碰撞速度

44、提高，并且整个碰撞区域的伤害度限值均为HIC1000，第二阶段的总布置空间要求将更加严格。2.5公斤儿童头部要求80毫米的总布置空间，4.8公斤成人头部则要求100毫米的总布置空间。以舱盖周边靠近翼子板等区域达到HIC1000也不可能，这是人们靠着翼子板维修车辆时的承载区，所以翼子板会塌陷。因此，未来设计极可能运用环绕式或蛤壳式发动机罩，从而解决这个问题。总布置空间要求的提高将导致发动机罩线条进一步提高，并影响大部分车辆的乘客视野。如果乘客位置提高，车顶也将要提高，因此需要新车身。车辆高度的增加将影响车辆的空气动力学特性，以及CO2的排放量。下图显示了这些变化的总体影响。针对上腿部将发动机罩前

45、缘高度降至最低也必须非常严格的计算评估.,六、行人保护对布置设计的影响,138,为满足第二阶段要求的设计变化,发动机罩弯曲和扭转刚度等方面也需要进行重新优化，但当前目标应该是大部分车辆都能够实现的目标。发动机罩的结构需要重新设计，从而达到预期的HIC值，但这通常会增加发动机罩的重量，虽然使用铝材料可以克服这种影响，但也意味着成本的增加。,六、行人保护对布置设计的影响,139,目前，欧洲的一些研究项目在考虑选择性方案，通过主动安全提高行人保护，从而使车辆设计不会产生根本变化。研究点火装置促发发动机罩和保险杠中的安全气囊，或者提高发动机罩，从而为头部撞击模拟器创造必要的总布置空间。在过去几十年中，行人安全主要集中于车辆被动安全设计。被动安全设计的局限性在于其发展前景，并且被动安全设计仍然基于减缓伤害，而不是避免碰撞。主动安全方法通过降低车辆速度，可用于避免碰撞或者降低冲击能，将继续得以研究和开发。在未来10年中，车辆电子系统方面的预期变化将有可能实现碰撞前行人感知系统。,六、行人保护对布置设计的影响,、前沿的工程解决方案初探,140,谢谢！,