蒲光華

(攀枝花學(xué)院 機械工程學(xué)院，四川 攀枝花617000)

0 前言

轎車車室是轎車駕乘人員在旅途過程中的生活空間，車室環(huán)境的優(yōu)劣直接影響著駕乘人員的安全性與舒適性，因此，對轎車車室環(huán)境的塑造顯得尤為重要。人機工程學(xué)是一門研究人機系統(tǒng)的科學(xué)，而轎車車室從本質(zhì)上來說就是一個人機系統(tǒng)，因而可采用人機工程學(xué)的相關(guān)理論對車室環(huán)境進行綜合塑造。轎車車室環(huán)境主要包括車室微氣候環(huán)境、空氣環(huán)境、照明環(huán)境、色彩環(huán)境、噪聲與振動環(huán)境。由于轎車車室較小，照明環(huán)境塑造只需滿足駕乘人員在夜晚或陰天的認(rèn)讀要求和視覺舒適性即可，塑造相對簡單，因此，本文僅針對車室微氣候環(huán)境、空氣環(huán)境、色彩環(huán)境、噪聲與振動環(huán)境，運用人機工程學(xué)的相關(guān)理論進行簡單塑造，力求使行車更加安全，車室駕乘環(huán)境更加舒適。

1 車室微氣候環(huán)境設(shè)計

車室微氣候環(huán)境主要包括車室空氣溫度、濕度、空氣流速、熱輻射四大因素，這四大類因素的綜合作用直接影響著車室微氣候環(huán)境的舒適性，也影響著駕駛的安全性，因此，需要對車內(nèi)的微氣候環(huán)境進行塑造，塑造的前提是確定車室內(nèi)各微氣候環(huán)境要素的舒適值。許多專家對汽車車室熱舒適性環(huán)境參數(shù)做了大量研究，得出的汽車車室熱舒適性環(huán)境參數(shù)如表1所示。

表1 汽車車室熱舒適性環(huán)境參數(shù)[1]

車室微氣候環(huán)境的塑造必須以各環(huán)境參數(shù)為基礎(chǔ)，而氣溫、濕度、熱輻射和空氣流速對人體的影響可以相互替代，某一參數(shù)的變化對人體的影響，可以由其它參數(shù)的相互變化所補償，因此，在車室微氣候環(huán)境塑造時，應(yīng)該對各要素進行綜合設(shè)計。車室微氣候環(huán)境的塑造采取的措施較多，最常見的有三種，一種是通過空調(diào)將經(jīng)過處理的空氣以一定的方式送入車室內(nèi)，從而使車室內(nèi)空氣的溫度、濕度、空氣流速及潔凈度保持在一定范圍內(nèi)。由于空調(diào)送入的空氣經(jīng)過了相應(yīng)的處理，因此，空氣能很好的滿足駕乘人員的舒適性要求[1]。在考慮轎車空調(diào)的熱舒適性要求時，如果人員從很熱的外界環(huán)境中直接進入溫度很低的轎車車室內(nèi)，過大的溫差將會形成較大的熱沖擊，人的體溫調(diào)節(jié)機能在短時間內(nèi)無法作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，很可能使人感到不舒適，因此，當(dāng)確定轎車車室內(nèi)的溫度參數(shù)時，應(yīng)當(dāng)考慮轎車車室內(nèi)、外的溫差，溫差可按下列公式[1]計算

t=0.5(tH-20)

式中，tH為車外溫度（℃）。雖然空調(diào)送風(fēng)能夠較好的滿足車內(nèi)微氣候環(huán)境的舒適性要求，但是空調(diào)的開放增加了燃料的消耗和相關(guān)的費用。為了降低空調(diào)開放的成本，第二種方法便是采用轎車貼膜的方式進行隔熱，在夏天時能夠減少車外熱量進入車室，冬天時能減少車室熱量的散失，起到一定的保溫效果。防爆太陽膜隔熱率可達50%～70%，起到隔熱和保持車廂涼爽的效果，并有效的降低轎車空調(diào)的使用，可節(jié)省因開空調(diào)耗費約25%的汽油[2]。三是車身的各種材料采用具有隔熱功能的金屬、金屬合金、隔熱玻璃，阻擋外界熱量進入車室，從而有效的保證了車室微氣候環(huán)境的舒適性。

2 空氣環(huán)境

車室環(huán)境的好壞直接影響著駕乘人員的身心健康，其主要的污染物來源于以下幾個方面：一是新車內(nèi)裝飾材料中含有的苯、甲醛、丙酮、二甲苯等有毒氣體；二是轎車發(fā)動機產(chǎn)生的一氧化碳、汽油揮發(fā)成分；三是車用空調(diào)蒸發(fā)器若長時間不進行清洗護理，就會在其內(nèi)部附著大量的污垢，所產(chǎn)生的胺、煙堿、細(xì)菌等有害物質(zhì)彌漫在車內(nèi)狹小的空間里，導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量差甚至缺氧；四是由于行車時開窗不多導(dǎo)致人體呼出的二氧化碳增多、氧氣減少，駕乘人員出現(xiàn)頭痛、頭暈等不適感[3]；五是車室內(nèi)的粉塵及油污；六是車內(nèi)的一些用電設(shè)備產(chǎn)生的電磁輻射。

針對車室空氣污染，必須采取相應(yīng)的措施進行有效防治：第一，行車過程中，在空調(diào)沒有開啟并且車、內(nèi)外溫度差別不大的情況下，應(yīng)保持窗戶的適當(dāng)開啟，增加空氣的流通，排除車內(nèi)的有毒有害氣體，增加車內(nèi)的氧氣的含量；第二，經(jīng)常對座椅、車室地板和內(nèi)壁、各種布類或皮類飾物、儀器儀表、空調(diào)蒸發(fā)器等進行擦洗，保證車室內(nèi)的環(huán)境衛(wèi)生；第三，采用一些專用的車內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品對車室的空氣環(huán)境進行凈化；第四，選用電磁輻射小的用電設(shè)備；第五，新車買回后，需放置一段時間，等待裝飾材料中的有毒物質(zhì)大部分散盡之后方可駕駛，放置過程中必須保持車窗和車門的開啟。

3 色彩環(huán)境

車室色彩環(huán)境是由車室的各種內(nèi)飾顏色構(gòu)成，色彩環(huán)境的優(yōu)劣與否直接影響著駕乘人員的情緒，并影響乘坐的舒適性，甚至影響行車的安全性。因此，車室色彩環(huán)境設(shè)計顯得十分重要。色彩能給人的心理造成一定的影響，具體表現(xiàn)為色彩的冷暖感、輕重感、軟硬感、距離感、脹縮感、情緒感和疲勞感等。本文以人們對各種色彩的一般感受規(guī)律以及轎車色彩的協(xié)調(diào)性與美觀性為基礎(chǔ)進行簡單的設(shè)計。第一，車室色彩設(shè)計要服從轎車整體的主色調(diào)，這樣才能使整個轎車的色彩設(shè)計格調(diào)協(xié)調(diào)一致，渾然一體，滿足設(shè)計系統(tǒng)性的要求；第二，轎車內(nèi)飾應(yīng)采用輕快明亮的配色，給人以寬敞、寧靜和舒適的感覺，如沙發(fā)采用米黃色、灰色、白色和咖啡色等，并且內(nèi)飾的顏色盡量不要太多，不要出現(xiàn)多種色彩搭配的圖案；第三，轎車的儀表板應(yīng)采用反射率低的材料和顏色，并且最好在儀表板上增加凹凸的圖樣，以減少反射眩光，使駕駛員對儀表板的認(rèn)讀準(zhǔn)確，并且認(rèn)讀效率高，防止駕駛員觀看儀表板前后眼睛出現(xiàn)明顯的明適應(yīng)或暗適應(yīng)，保證行車安全；第四，車室色彩在垂直方向上的明度應(yīng)有所差別，人眼視覺接觸頻率越低的區(qū)域明度越高，以增加光線反射率，使整個車室更加明亮，人眼視覺接觸頻率越高的區(qū)域明度越低，以減少反射光線對人眼的刺激，從而起到減少視覺疲勞、保護視力的作用，如頂棚明度最高，地毯最低，而門內(nèi)護板和座椅的明度適中；第五，車室內(nèi)不能采用暖色系的顏色，如紅色、橙色等，特別是駕駛員視覺經(jīng)常接觸的區(qū)域，因為暖色系的顏色十分鮮艷，容易使人迅速興奮，興奮之后便出現(xiàn)了視覺疲勞，從而影響行車的安全性；第六，玻璃或者轎車車膜的色調(diào)、明度和純度組合必須保證駕駛員能夠清晰、迅速的看清車外的情況，不得采用一些阻擋視線或者減慢駕駛員視覺反應(yīng)速度的顏色。

4 噪聲與振動環(huán)境

車室內(nèi)的噪聲直接影響駕乘人員的交談，分散駕駛員的注意力，降低工作效率，影響乘車的舒適性和行車的安全性，長期處于噪聲環(huán)境中還會出現(xiàn)聽力疲勞、聽力降低甚至?xí)簳r性耳聾現(xiàn)象，也使人心煩意亂。車室噪聲主要有發(fā)動機噪聲（燃燒噪聲）、底盤噪聲（傳動系統(tǒng)噪聲、各部件的連接配合引起的噪聲）、電器設(shè)備噪聲（散熱風(fēng)扇噪聲、轎車發(fā)電機噪聲）、車身噪聲（車身結(jié)構(gòu)、造型及附件的安裝不合理引起的噪聲）[1]。對車室噪聲的防治途徑一般有三種：聲源控制、噪聲的傳播途徑控制和個人防護，聲源控制涉及的環(huán)節(jié)十分復(fù)雜，并且噪聲源有時也很難控制。因此，本文僅從傳播途徑控制和個人防護兩個方面提出一些簡單的控制措施。第一，在車窗玻璃和車身金屬、橡膠等材料中融入一些隔聲或吸聲材料，以避免或減弱傳入車室的噪聲；第二，在頂棚及車身內(nèi)蒙皮間使用吸聲材料；第三，對一些令人心煩意亂的噪聲，可以利用聲音的掩蔽效應(yīng)，如播放一些優(yōu)美的音樂將噪聲掩蔽；第四，在正常行車過程內(nèi)，乘客偶爾也可用耳塞堵住耳朵，減少噪聲的影響，但發(fā)現(xiàn)緊急情況時，應(yīng)立即拔除耳塞，以便接收一些重要信息，但駕駛員耳朵上不得佩戴任何阻塞聽力的物品，以防出現(xiàn)安全事故。

轎車振動也是影響乘坐舒適性和行車安全性的一個重要因素，劇烈的振動會對駕乘人員的生理和心理造成一些負(fù)面影響，同時也會使駕乘人員的工作效率與準(zhǔn)確性受到影響，因此，必須采取相應(yīng)措施控制轎車的振動。本文簡單例舉一些轎車的防振措施：第一，輪胎材料采用更富有彈性且柔軟度高的橡膠；第二，調(diào)整轎車懸架的阻尼和彈性系數(shù)，或采用國外先進的主動控制、半主動控制方法進行控制，減緩由于路面不平順等產(chǎn)生的振動向車身的傳遞；第三，將轎車各零部件的連接部位由剛性連接轉(zhuǎn)變成柔性連接，如在連接處增加一些橡膠墊等柔性材料，以減小各零部件之間由于剛性碰撞產(chǎn)生的振動；第四，在轎車零部件接觸處加適當(dāng)?shù)臐櫥停惯B接部位平穩(wěn)、順暢；第五，嚴(yán)格控制零部件的精度，使零部件間的接觸緊密，減少零部件間由于松動或錯位等產(chǎn)生的振動；第六，控制發(fā)動機的燃燒過程，使其燃燒過程柔和、平穩(wěn)，提高機體的結(jié)構(gòu)剛度，采用嚴(yán)密的配合間隙；第七，在振動劇烈的關(guān)鍵位置，采取隔振、吸振、阻尼等措施來消除或減小振動，阻止振動的傳播；第八，采用減振座椅，減小車體的振動向駕乘人員的傳播；第九，在路況不好的地段，注意控制速度，防止速度過快導(dǎo)致的劇烈振動。

5 結(jié)論

本文以改善駕乘人員的安全性和舒適性為出發(fā)點，運用人機工程學(xué)的相關(guān)理論，對車室的微氣候環(huán)境、空氣環(huán)境、色彩環(huán)境、噪聲與振動環(huán)境進行了簡單的塑造，提出了一些塑造方法與途徑，能在一定程度上幫助轎車設(shè)計人員和駕乘人員改善車室環(huán)境，使駕乘人員在旅途過程中更加安全、舒適。

［1］杜子學(xué).汽車人機工程學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011，10.

［2］覃維獻.汽車美容[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2009，02.

［3］郭伏，錢省三.人因工程學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011，10.