《装备制造技术))20LO年第1期
小型汽车外后视镜的设计
邱翔。李萍
(柳州五菱汽车工业有限公司,广西柳州545007)
摘要:介绍了小型汽车外后视镜的设计思路及方法,重点阐述后视镜安装位置的布置及最小镜面尺寸的确定,并按照国标相关法规标准,利用2D制图法快速在设计初期阶段布置外后视镜镜片在车身坐标中的相对位置。关键词:小型汽车;外后视镜;设计
中图分类号:0463.85+6
文献标识码:A
文章编号:1672—545X(2010)01-0061-03
汽车后视镜为驾驶员观察后方视野的重要工具,通常分
为外后视镜及内后视镜。在这里我们主要针对小型汽车M1类的外后视镜的设计方法进行总结。
汽车外后视镜的布置应充分考虑人眼的视觉特性,以尽量靠近驾驶员直线前视野为宜,以确保驾驶员通常在不需要转动眼睛和头部就能获得足够的信息。
2后视镜的设计
2.1眼点确定
在计算后视野之前,首先应明确整车基本的布置参数,包括驾驶员乘坐参考点SgnP,驾驶员座椅水平调节行程TI.23和靠背角A40,后视镜镜面的中心位置、类型、尺寸和曲率半径,以及地平面位置等参数。在SAE标准中确定驾驶员的眼点,
1
后视镜的基本要求
我国强制性标准GBl5804-2006/《:汽车后视镜的性能和安
按计算头部水平转动点P点,并根据头部转动角JB计算左右眼点位置。但有时驾驶员在不转动头部情况下不能完全看到后视镜,此时需要计算头部转动角,并根据头部转动角的情况来计算眼点位置。计算原理图及计算公式如下。
G
装要求》对MI类外后视镜的主要要求中规定(如图1所示):
(1)M类汽车必须在左、右两侧各安装一个外后视镜,且当汽车满载,外后视镜的底边离地面高度小于l其单侧外伸量不得超过汽车最大宽度以外200
800
n'lm时,
mm。
(2)要求bll类汽车选用Ⅲ类后视镜,其反射面半径不得小于1
200mm。
(3)驾驶员一侧外后视镜后视野,规定了驾驶员借助后视镜必须看见水平路面上一段宽度至少为2.5m的视野区域。
(4)乘客一侧外后视镜后视野,规定了驾驶员借助外后视镜必须能在水平面路面上看见一段宽度至少为4nl的视野区域。
(5)汽车驾驶员一侧的外后视镜,必须安装在后视镜中心至驾驶员两眼点(两眼点之间的距离为65ram)中心连线与纵向基准面问的夹角不大于550的范围内。
头部水平转动角口:
/3=a一',=瑾一(30。一砂)=a+砂一30。
=arc劬急昔+arcs;n薷一300
=arc咖老专+arcs加旦匦产一30。
=龇劬髦昔+arcsin鬻一300
但在GBl5804-2006中直接规定了驾驶员的眼点位置是
由hr点竖直向上(z向)635lnln,Y向±32.5舢就得到两个
眼点。后视野的求取根据光线追踪原理实现,以下根据GBl5804-2006介绍2D快速作图法确定后视镜安装位置及最小镜面尺寸的过程。
2.2镜片布置及镜面最小尺寸确定
图1
汽车后视镜的性能和安装要求示意图
通常外后视镜一般为球面镜,在GBl5804-2006中规定,
收稿日期:2009一lo.15
荏者简介:邱翔(19r78一),男,广西柳州人,汽车设计工程师,工学学士,主要负责车辆乘员约束系统方面的设计与研究。
61
万方数据
Equipment
MamffactringTechnologyNo.1。2010
bll类外后视镜的反射面曲率半径不得小于1200mill。目前市面上多数小型车辆的外后视镜片曲率半径在l
400~1600mill之间。在此我们暂定镜片的曲率半径为1
600
mill,当
l600
mill能满足视野要求的情况下,越小的曲率半径会获得
更佳的视野。
根据目前市场上小型汽车外后视镜面的y向宽度,通常在在140—200mm之间,且确定后视镜的镜片大小范围,需要结合造型开展工作。在此暂定为140mill,当140mill镜片能满足视野要求的情况下,越大的镜面会获得更宽的视野。
接着可以进行后视镜2D布置,以左外后视镜为例,在总布置确定的区域内大致放置好与后视镜片曲率半径等大的圆,暂设为1600mill,如图3所示。从右眼点向镜片右边界做一条线,为入射线l,由于法线通过圆心,通过光学成像原因得到出射线l,经测量出射线I与车身最大轮廓水平线有10的夹角,视野超过法规要求。
图3左外后税镜内边界
但我们在设计初期,要求计算出后视镜的最小镜面,为后
视镜造型大小确定提供可靠的参考。则将入射线与圆的交点还有法线沿圆弧一起往下移(Y的负方向),再做出射线2,使
出射线2与车身最大轮廓线的水平线平等即00,并且在车身最大轮廓线的内侧。这样便确定左后视镜镜片的内侧边界,如图4所示。
一
啦域
……....._-’
、,~瞧~
圈4左外后视镜内边界调整
然后从刚确定的左后视镜内侧边界向下(Y负方向)作
140mill并与曲率半径圆相交的点,此点暂时确定为左外后视
镜镜片的外侧边界,通过左眼点与及镜片外侧边界作一条线,为入射线3,并作出相应的法线,得到出射线3。发现视野超出法规线要求,如图5所示。
为得到最小镜片宽度,沿圆弧向上移动入射线3,法线及出射线3的相交的镜片外侧边界,得到人射线4及出射线4,并使出射线4基本与法规线重合,此时即可确定出左外后视62
万
方数据镜镜片的外侧边界,如图6所示。
…..、,
,/令射俏㈨
R1600
磊赢赢…………………]
;
。IY
,必一一意
{
卜弋j?’一出射线3、法规线…、“;》澎
/^i后祝镜可布最区域、≮心。jo
一1睦
…~-.、m60Q
j右眼点
’一……………一…一‘一
IY卜≤一{、、法规家、“l够
《装备制造技术)2010年第1期
视镜结构设计时,尽可能地考虑各种因素对后视镜视野的影
3结束语
外后视镜的设计困难,在于乖向设计时的外后视镜定位问题。笔者认为,首先根据后视野确定镜面位置,然后根据布置}14素确定镜体相对镜面的位置,即镜面在镜体里的位置。实际工作中,后视野是很容易满足法规要求的,但是想实现优秀的后视野,还是需要一些技巧,如法规只要求水平宽度方向的性能,对水平高度方向的要求不高,而一些车子的高度后视野有明显的问题,引起顾客的不满;在做镜面调整时,尽量不要让镜面露出镜体边框,以免雨天被雨水模糊等。因此在做外后
响,为驾驶员提供最佳的视野效果。
参考文献:
【lJ黄金陵.汽车车身设计【M】.北京:机械工业出版社。2007.
【2】毛恩荣,张红,宋正河.车辆人机工程学【M1.北京:理工大学出版
社,2007.
【3】GB15084--2006,汽车后视镜的性能和安装要求【s】.【4】GB/T11563—1995,汽车H点确定程序【SJ.
【5jGB/T11559—1989。汽车室内尺寸测量用三维H点装置【sJ.t6]GB/T15089---2001,机动车辆及挂车分类【S1.
RearviewMirrorDesigninCar
QIUXiang,LI
Liuzhou
Ping
WulingAutomobile
Industry
Co.,hd.,LiuzhouGuangxi545007,China)
Abstract:Thispaperintroducesmainly
on
designtrainofthoughtsandmemodsrelated
tocar’8
r】e州ewmirrordesigning.and
stresseson
thearrangementof1-咀rviewmirrorsettinglocation。theselectionofmirrorsurfacedimensions。andtherearviewmirror’8relativelocationbodyworkcoordinatedrewwith2DcartographyKeywords:car:i'叫rwiewmirror:designing
at
on
theinitialdesignstageaccordingtointernationalregulationsandstandards.
(上接第42页)
合物新相,改性层与基体材料问有过渡层组织,整个重熔区组
Journalofmaterialssei∞∞,1994,(29):728—735.
【3】纪红。许越,岛祖舜,等.铝合金激光表面强化的研究进展叨.材
料科学与工艺,2003,(2):220-224.
织中无裂纹出现;表面硬度大幅度提高。是基体硬度的1.32
倍;表面的耐磨性相基体有所提高,在一定程度上提高了铝合金的耐磨性。
14】张文峰。朱荻.电子柬加工技术及其在表面工程中的应用U】.新技术新工艺・材料与表面处理,2003,(8):40-42.
【5】刘超锋。纪莲清,刘建秀.铸造铝合金表面改性的研究进展【J】.铸
compositeiron
参考文献:
【1JS.Tomida.K.Nakata.Fe—A1
bylaserSUI'fSP-A!alloyingwith
layers
on
aluminumalloyformed
CoatingsTeeh-
造,2006,55(9):580-585.
pontiff.Surfaceand
【6】周春华,褒书强,任安峰,等.铸造铝合金电子束改性的组织与性能研究明.兵器材料科学与工程,2003.11(3):39--42.
【7】王英,程潮丰,甄立玲.电子束合金化处理对铝硅合金组织性能的影响册.兵器材料科学与工程,2008,31(4):67_7】.
ndogy,2003,(174—175):559—563.
【2】LGJ’lie8,A.Olsen.Laser-modifiedaluminumsurfaceswithiron[f1.
Investigation
onMicrostructureandPerformance
ofCVC8AluminumAlloybyElectronBeamModification
WEIDe-qiang。XINWei-po,WANGRong
(CollegeofMechanicalandElectronic
EngineeringofGuiljnUniversityofElectronicTechnology,Guilin
G咖咖541004,China)
were
Abstmet:Theprocessesofelectronbeamsurfacemodification
to
on
CVC8aluminumsurfacebyelectronbeamsurfacetechnique
studied
improve
WC/'e
microstmcturesandmetailographicstructuresoflayers
analyzedbyusingopticalmicroscope.SEMandEDSrespectively.Thesurfacehardnessoflayerswasmeasured.FrictionwearI髓tsof
theexperimentalstudyofaluminiumsurfacehardnessand
were
resistance.ne
thealloyinglayers
also
carried
out.’I,leresults
new
showthathypo---eutecfiemicrostmcture
zone
WaS
formedw鹪re{imement,created
all
equilibriumofcrystalandintermctallic
aftel"electron
phase.Thesubsirate
will
be
arise
betweenthemodifiedlayerandthebasemateriallayer
wea.r
beam
surfaceof
CVC8aluminumalloy.andwithoutcrack.Thesurfacehardnessand
0f
resistanceof
CVC8aluminumalloy
was
w∞improved.itis髓1.32times∞theSRbstrate.Thesurfacehardnessandweal"resistance
a
CVC8AI-Sialuminumalloyimproved
in
certainextent
afterelectron
beammodification.
Keywords:electronbeamalloying;aluminumalloy;microstmcture;wearresistance
万方数据
63
《装备制造技术))20LO年第1期
小型汽车外后视镜的设计
邱翔。李萍
(柳州五菱汽车工业有限公司,广西柳州545007)
摘要:介绍了小型汽车外后视镜的设计思路及方法,重点阐述后视镜安装位置的布置及最小镜面尺寸的确定,并按照国标相关法规标准,利用2D制图法快速在设计初期阶段布置外后视镜镜片在车身坐标中的相对位置。关键词:小型汽车;外后视镜;设计
中图分类号:0463.85+6
文献标识码:A
文章编号:1672—545X(2010)01-0061-03
汽车后视镜为驾驶员观察后方视野的重要工具,通常分
为外后视镜及内后视镜。在这里我们主要针对小型汽车M1类的外后视镜的设计方法进行总结。
汽车外后视镜的布置应充分考虑人眼的视觉特性,以尽量靠近驾驶员直线前视野为宜,以确保驾驶员通常在不需要转动眼睛和头部就能获得足够的信息。
2后视镜的设计
2.1眼点确定
在计算后视野之前,首先应明确整车基本的布置参数,包括驾驶员乘坐参考点SgnP,驾驶员座椅水平调节行程TI.23和靠背角A40,后视镜镜面的中心位置、类型、尺寸和曲率半径,以及地平面位置等参数。在SAE标准中确定驾驶员的眼点,
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后视镜的基本要求
我国强制性标准GBl5804-2006/《:汽车后视镜的性能和安
按计算头部水平转动点P点,并根据头部转动角JB计算左右眼点位置。但有时驾驶员在不转动头部情况下不能完全看到后视镜,此时需要计算头部转动角,并根据头部转动角的情况来计算眼点位置。计算原理图及计算公式如下。
G
装要求》对MI类外后视镜的主要要求中规定(如图1所示):
(1)M类汽车必须在左、右两侧各安装一个外后视镜,且当汽车满载,外后视镜的底边离地面高度小于l其单侧外伸量不得超过汽车最大宽度以外200
800
n'lm时,
mm。
(2)要求bll类汽车选用Ⅲ类后视镜,其反射面半径不得小于1
200mm。
(3)驾驶员一侧外后视镜后视野,规定了驾驶员借助后视镜必须看见水平路面上一段宽度至少为2.5m的视野区域。
(4)乘客一侧外后视镜后视野,规定了驾驶员借助外后视镜必须能在水平面路面上看见一段宽度至少为4nl的视野区域。
(5)汽车驾驶员一侧的外后视镜,必须安装在后视镜中心至驾驶员两眼点(两眼点之间的距离为65ram)中心连线与纵向基准面问的夹角不大于550的范围内。
头部水平转动角口:
/3=a一',=瑾一(30。一砂)=a+砂一30。
=arc劬急昔+arcs;n薷一300
=arc咖老专+arcs加旦匦产一30。
=龇劬髦昔+arcsin鬻一300
但在GBl5804-2006中直接规定了驾驶员的眼点位置是
由hr点竖直向上(z向)635lnln,Y向±32.5舢就得到两个
眼点。后视野的求取根据光线追踪原理实现,以下根据GBl5804-2006介绍2D快速作图法确定后视镜安装位置及最小镜面尺寸的过程。
2.2镜片布置及镜面最小尺寸确定
图1
汽车后视镜的性能和安装要求示意图
通常外后视镜一般为球面镜,在GBl5804-2006中规定,
收稿日期:2009一lo.15
荏者简介:邱翔(19r78一),男,广西柳州人,汽车设计工程师,工学学士,主要负责车辆乘员约束系统方面的设计与研究。
61
万方数据
Equipment
MamffactringTechnologyNo.1。2010
bll类外后视镜的反射面曲率半径不得小于1200mill。目前市面上多数小型车辆的外后视镜片曲率半径在l
400~1600mill之间。在此我们暂定镜片的曲率半径为1
600
mill,当
l600
mill能满足视野要求的情况下,越小的曲率半径会获得
更佳的视野。
根据目前市场上小型汽车外后视镜面的y向宽度,通常在在140—200mm之间,且确定后视镜的镜片大小范围,需要结合造型开展工作。在此暂定为140mill,当140mill镜片能满足视野要求的情况下,越大的镜面会获得更宽的视野。
接着可以进行后视镜2D布置,以左外后视镜为例,在总布置确定的区域内大致放置好与后视镜片曲率半径等大的圆,暂设为1600mill,如图3所示。从右眼点向镜片右边界做一条线,为入射线l,由于法线通过圆心,通过光学成像原因得到出射线l,经测量出射线I与车身最大轮廓水平线有10的夹角,视野超过法规要求。
图3左外后税镜内边界
但我们在设计初期,要求计算出后视镜的最小镜面,为后
视镜造型大小确定提供可靠的参考。则将入射线与圆的交点还有法线沿圆弧一起往下移(Y的负方向),再做出射线2,使
出射线2与车身最大轮廓线的水平线平等即00,并且在车身最大轮廓线的内侧。这样便确定左后视镜镜片的内侧边界,如图4所示。
一
啦域
……....._-’
、,~瞧~
圈4左外后视镜内边界调整
然后从刚确定的左后视镜内侧边界向下(Y负方向)作
140mill并与曲率半径圆相交的点,此点暂时确定为左外后视
镜镜片的外侧边界,通过左眼点与及镜片外侧边界作一条线,为入射线3,并作出相应的法线,得到出射线3。发现视野超出法规线要求,如图5所示。
为得到最小镜片宽度,沿圆弧向上移动入射线3,法线及出射线3的相交的镜片外侧边界,得到人射线4及出射线4,并使出射线4基本与法规线重合,此时即可确定出左外后视62
万
方数据镜镜片的外侧边界,如图6所示。
…..、,
,/令射俏㈨
R1600
磊赢赢…………………]
;
。IY
,必一一意
{
卜弋j?’一出射线3、法规线…、“;》澎
/^i后祝镜可布最区域、≮心。jo
一1睦
…~-.、m60Q
j右眼点
’一……………一…一‘一
IY卜≤一{、、法规家、“l够
《装备制造技术)2010年第1期
视镜结构设计时,尽可能地考虑各种因素对后视镜视野的影
3结束语
外后视镜的设计困难,在于乖向设计时的外后视镜定位问题。笔者认为,首先根据后视野确定镜面位置,然后根据布置}14素确定镜体相对镜面的位置,即镜面在镜体里的位置。实际工作中,后视野是很容易满足法规要求的,但是想实现优秀的后视野,还是需要一些技巧,如法规只要求水平宽度方向的性能,对水平高度方向的要求不高,而一些车子的高度后视野有明显的问题,引起顾客的不满;在做镜面调整时,尽量不要让镜面露出镜体边框,以免雨天被雨水模糊等。因此在做外后
响,为驾驶员提供最佳的视野效果。
参考文献:
【lJ黄金陵.汽车车身设计【M】.北京:机械工业出版社。2007.
【2】毛恩荣,张红,宋正河.车辆人机工程学【M1.北京:理工大学出版
社,2007.
【3】GB15084--2006,汽车后视镜的性能和安装要求【s】.【4】GB/T11563—1995,汽车H点确定程序【SJ.
【5jGB/T11559—1989。汽车室内尺寸测量用三维H点装置【sJ.t6]GB/T15089---2001,机动车辆及挂车分类【S1.
RearviewMirrorDesigninCar
QIUXiang,LI
Liuzhou
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WulingAutomobile
Industry
Co.,hd.,LiuzhouGuangxi545007,China)
Abstract:Thispaperintroducesmainly
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designtrainofthoughtsandmemodsrelated
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thearrangementof1-咀rviewmirrorsettinglocation。theselectionofmirrorsurfacedimensions。andtherearviewmirror’8relativelocationbodyworkcoordinatedrewwith2DcartographyKeywords:car:i'叫rwiewmirror:designing
at
on
theinitialdesignstageaccordingtointernationalregulationsandstandards.
(上接第42页)
合物新相,改性层与基体材料问有过渡层组织,整个重熔区组
Journalofmaterialssei∞∞,1994,(29):728—735.
【3】纪红。许越,岛祖舜,等.铝合金激光表面强化的研究进展叨.材
料科学与工艺,2003,(2):220-224.
织中无裂纹出现;表面硬度大幅度提高。是基体硬度的1.32
倍;表面的耐磨性相基体有所提高,在一定程度上提高了铝合金的耐磨性。
14】张文峰。朱荻.电子柬加工技术及其在表面工程中的应用U】.新技术新工艺・材料与表面处理,2003,(8):40-42.
【5】刘超锋。纪莲清,刘建秀.铸造铝合金表面改性的研究进展【J】.铸
compositeiron
参考文献:
【1JS.Tomida.K.Nakata.Fe—A1
bylaserSUI'fSP-A!alloyingwith
layers
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aluminumalloyformed
CoatingsTeeh-
造,2006,55(9):580-585.
pontiff.Surfaceand
【6】周春华,褒书强,任安峰,等.铸造铝合金电子束改性的组织与性能研究明.兵器材料科学与工程,2003.11(3):39--42.
【7】王英,程潮丰,甄立玲.电子束合金化处理对铝硅合金组织性能的影响册.兵器材料科学与工程,2008,31(4):67_7】.
ndogy,2003,(174—175):559—563.
【2】LGJ’lie8,A.Olsen.Laser-modifiedaluminumsurfaceswithiron[f1.
Investigation
onMicrostructureandPerformance
ofCVC8AluminumAlloybyElectronBeamModification
WEIDe-qiang。XINWei-po,WANGRong
(CollegeofMechanicalandElectronic
EngineeringofGuiljnUniversityofElectronicTechnology,Guilin
G咖咖541004,China)
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Abstmet:Theprocessesofelectronbeamsurfacemodification
to
on
CVC8aluminumsurfacebyelectronbeamsurfacetechnique
studied
improve
WC/'e
microstmcturesandmetailographicstructuresoflayers
analyzedbyusingopticalmicroscope.SEMandEDSrespectively.Thesurfacehardnessoflayerswasmeasured.FrictionwearI髓tsof
theexperimentalstudyofaluminiumsurfacehardnessand
were
resistance.ne
thealloyinglayers
also
carried
out.’I,leresults
new
showthathypo---eutecfiemicrostmcture
zone
WaS
formedw鹪re{imement,created
all
equilibriumofcrystalandintermctallic
aftel"electron
phase.Thesubsirate
will
be
arise
betweenthemodifiedlayerandthebasemateriallayer
wea.r
beam
surfaceof
CVC8aluminumalloy.andwithoutcrack.Thesurfacehardnessand
0f
resistanceof
CVC8aluminumalloy
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w∞improved.itis髓1.32times∞theSRbstrate.Thesurfacehardnessandweal"resistance
a
CVC8AI-Sialuminumalloyimproved
in
certainextent
afterelectron
beammodification.
Keywords:electronbeamalloying;aluminumalloy;microstmcture;wearresistance
万方数据
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