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转向机系统和人机工程的关系探究

2020-06-05 00:17:46·  来源：悬架Suspension设计开发Dev  
　
转向机的位置和人机工程的关系并不容易理清，本文主要通过一些简单的文字，抛砖引玉，带来底盘人员对人机工程的思考，很多车型开发底盘时，很少去关注人机工程的
转向机的位置和人机工程的关系并不容易理清，本文主要通过一些简单的文字，抛砖引玉，带来底盘人员对人机工程的思考，很多车型开发底盘时，很少去关注人机工程的参数。

人机工程是另一个领域， 在底盘设计时，很少有工程师会看到人机工程相关的输入， 底盘这边与人机接触最多的就是转向盘和制动踏板了， 本文先从转向系统说起。

转向系统的设计需要人机工程输入方向盘的位置和角度， 因为这个位置和角度会影响整个转向系统的布置，和转向力矩波动的计算。如下图，这里可以假定转向管柱到中间轴， 中间轴到转向机的夹角为30°（因为这个角度基本为转向系统力矩波动可以接受的最大角度附近）。

 
当确定方向盘的位置和角度时，通过转向系统的力矩波动计算， 基本上可以确定转向机布置的X向位置，由于转向机X向的布置位置同时受动力总成和阿克曼，转向机Z向布置受悬架KC特性的影响，当一个项目的动力总成和悬架KC目标和阿克曼目标设定的时候， 转向机的位置也基本定了。转向机的位置确定后， 就可以确定副车架，车身纵梁，稳定杆等零部件的布置和走向。

方向盘的位置和角度由人机工程给出，但这两个参数可以根据一些经验公式算出，而这些经验公式基本只和一个参数，根据经验公式计算出的数据会根据标杆车的参数进行微调， 这个重要的参数就是H30，图示如下：

 
H30 是人机工程的最基本，最重要的输入。项目在确定H30后，可以通过经验公式确认H17，L11 和A18 这三个参数。 再加上人机工程中的另一个重要参数，SgRP（座椅参考点）的确定，如上图所示，基本上可以确认从转向机到整车人机SgRP点的整个尺寸链在X方向上的关系。

以上这些参数可能会根据车型或者平台的，或者架构的不同定义会有不同的调节空间， 比如开发一个架构，需要涵盖从A级到B级车， 从轿车到SUV，这些变量中人机工程的定义的差别，会直接影响底盘转向系统及别的系统的sizing和布置。

大众MQB架构感念中提到过一个固定参数，即轮心到前脚踏点BOF的距离L113，如下：

 
 
其实这个参数确实会有很多的理论和经验在后面支撑。并不是简单的设定不变就可以了。除了本文提到人机工程与转向系统布置的关系外，这个尺寸还有很多需要关联的东西， 其背后的工程经验和知识需要很多部门进行协同统一工作才能完成。
 
 
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