巨黎波

（陜汽集團(tuán)商用車有限公司，陜西 寶雞 721013）

1 行業(yè)背景

駕駛員對(duì)變速舒適性日益要求提高。行業(yè)內(nèi)變速操縱舒適性研究，還處在經(jīng)驗(yàn)階段，主要通過預(yù)設(shè)掛檔力指標(biāo)，計(jì)算變速系統(tǒng)杠桿比、掛檔搖臂安裝距，測(cè)量軟軸效率、變速器掛檔桿轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，對(duì)比不同硬度自鎖簧的方法來確定最終的掛檔力，掛檔桿的位置確認(rèn)全憑經(jīng)驗(yàn)，缺乏設(shè)計(jì)方法及理論依據(jù)。

2 成年人人體尺寸

《最新卡車司機(jī)調(diào)查報(bào)告》顯示，卡車司機(jī)中男性占比95.8%，每天駕車平均時(shí)間在8-12 小時(shí)的占比為42.1%。據(jù)市場調(diào)查，卡車司機(jī)的駕駛年齡為35-50 歲占比80%。中國成年人人體尺寸選擇36-55 歲年齡組。

2.1 操縱桿高度的計(jì)算

圖1 坐姿人體尺寸及部位

最小功能尺寸：P5（1）+P5（2）+修正值

最大功能尺寸：P95（1）+P95（2）+修正值

修正值：3mm。修正原因：褲厚

故：最小功能尺寸：609mm

最大功能尺寸：744mm

即：操縱桿至駕駛室底板距離為609mm，最大不超過744mm。

表1 坐姿人體尺寸及部位

2.2 操縱器掛檔臂的計(jì)算

預(yù)選閥處掛檔力大小為：

（Fg：預(yù)選閥掛檔力；L1：預(yù)選閥上端面至操縱桿底部長度；L2：操縱機(jī)構(gòu)掛檔臂長度；L3：變速箱掛檔搖臂長度；η：軟軸傳遞效率；Ng：變速箱掛檔軸轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。）

以某款新設(shè)計(jì)車型為例，預(yù)選閥處掛檔力≤40N；取人機(jī)舒適值Fg=35N，軟軸效率取實(shí)際測(cè)量值η=0.75，L3取變速器常用數(shù)值100mm，Ng為變速器常用數(shù)值10N.m，此款操縱器裝配在駕駛室底板凸臺(tái)上，凸臺(tái)高度300mm，此時(shí)L1值為人及性能值609mm 減凸臺(tái)高度300mm，L1=309mm。

將數(shù)值帶入上式得操縱手柄掛檔力：

操縱器掛檔臂長：81mm，掛檔杠桿比：3.81。

2.3 操縱桿位置得計(jì)算

2.3.1 右肩中心A 點(diǎn)計(jì)算

圖2 坐姿人體尺寸及部位

表2 坐姿人體尺寸及部位

圖3 人體手部尺寸及部位

表3 人體手部尺寸及部位

我國目前車輛均為左舵駕駛室，右肩中心A 點(diǎn)距座椅R點(diǎn)距離為L4=P(4.4.7)/2-P(4.6.2)/2 取百分位分別為5 和95：

144.5 mm≤ L4≤ 205mm

坐姿人體尺寸及部位見圖4。

2.3.2 右手臂活動(dòng)范圍計(jì)算

圖4 右手臂活動(dòng)范圍

表4 右手臂活動(dòng)范圍測(cè)量

手臂活動(dòng)范圍，以A 點(diǎn)為圓心，則L5：

修正值：為上肢功能前伸長在肘部平面修正量76mm 309mm≤L5≤717mm

右手臂AB 點(diǎn)活動(dòng)距離的計(jì)算：

圖5 右手臂AB 點(diǎn)活動(dòng)距離計(jì)算

表5 上臂長測(cè)量

AB 距離：P50/2=156.5mm

AC：L5=（717+309）/2=513mm

故操縱桿位置C 點(diǎn)，以A 點(diǎn)為圓心，AC 為半徑與BC的交點(diǎn)。

2.3.3 操縱器掛檔臂的計(jì)算

（Fg：操縱手柄掛檔力；L1：操縱手柄上端面至操縱桿底部長度；L2：操縱機(jī)構(gòu)掛檔臂長度；L3：變速箱掛檔搖臂長度；η：軟軸傳遞效率；Ng：變速箱掛檔軸轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。)

其中，L3、Ng、η可由零部件廠家提供，預(yù)計(jì)要實(shí)現(xiàn)40N的掛檔力，由C 點(diǎn)位置，駕駛室底板狀態(tài)可計(jì)算出L1。此時(shí)將L1帶入上式，可計(jì)算出L2。

3 結(jié)語

文章對(duì)人機(jī)工程的研究，體現(xiàn)了以人為核心的設(shè)計(jì)思想， 為人-變速操縱-駕駛環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，為變速操縱設(shè)計(jì)的合理性提供科學(xué)依據(jù)。

人機(jī)工程在變速操縱系統(tǒng)的研究，符合卡車行業(yè)的發(fā)展，隨著卡車司機(jī)對(duì)舒適性要求的提高，此方法將在車輛設(shè)計(jì)變速操縱時(shí)得到普遍的應(yīng)用。