汽車后視鏡設(shè)計(jì)探析

林蔚

廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司 福建省廈門市 361021

針對(duì)高速行駛的車輛來(lái)說(shuō)，相對(duì)于高速行駛的汽車，空氣會(huì)形成反向的氣流，所以為了能夠確保行車的安全性，就需要做好汽車后視鏡的合理設(shè)計(jì)，這樣才能夠在符合安全的前提下，滿足整體行車的需求。

1 后視鏡設(shè)計(jì)目的

為了方便駕駛?cè)藛T的操作，防范行車的安全事故，就需要做好后視鏡的方向調(diào)整，并且車外的后視鏡位置直接關(guān)系到駕駛?cè)藛T是否可以觀察到汽車的兩側(cè)以及后邊的情況。并且各個(gè)國(guó)家都直接規(guī)定了汽車需要安裝后視鏡，并且還能夠調(diào)整方向。后視鏡的實(shí)際位置直接關(guān)系到駕駛?cè)藛T是否可以觀察到車后的情況，由于駕駛?cè)藛T對(duì)于其位置調(diào)整相對(duì)困難，所以就需要將其設(shè)置成為電動(dòng)，利用電動(dòng)系統(tǒng)來(lái)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。駕駛?cè)藛T需要在車廂之中操縱按鈕開(kāi)車，就可以對(duì)后視鏡的方向進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到自己所需要的視角[1]。

2 后視鏡設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

2.1 視鏡鏡片曲率半徑的確定

其中：QT——凸面鏡視域角；QP——平面鏡視域角；α——反射中心同視線的夾角；d——目距； h’——給定α和鏡寬之后，雙目視域角θ同d、R的關(guān)系；

基于GB15084內(nèi)的具體規(guī)定，還需要控制好球面r值：

Ⅰ類內(nèi)視鏡和Ⅱ類和Ⅲ類主外視鏡都需要控制在1200mm；廣角外視鏡（Ⅳ類）和補(bǔ)盲外視鏡（Ⅴ類）需要控制在300mm；前視鏡（Ⅵ類）需要控制在200mm；Ⅶ類視鏡應(yīng)該≥1000mm，且≤1500mm。

2.2 后視鏡鏡片大小的確定

后視鏡鏡片尺寸的確定

中國(guó)后視鏡強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鏡面尺寸（mm）

對(duì)于鏡片大小的確定：能夠?qū)⒎ㄒ?guī)里面所規(guī)定的后視野看清楚，并且還需要大于規(guī)定的矩形寬度。

2.3 視鏡在整車狀態(tài)安裝位置的確定

2.3.1 駕駛員觀察后視鏡的方便性

人機(jī)布置分析：外后視鏡布置，需滿足駕駛員在不通過(guò)頭部及眼睛大幅的旋轉(zhuǎn)的情況下及能滿足讓駕駛員獲得車輛后部信息為易；布置所用眼點(diǎn)：R點(diǎn)（Z方向）向上635mm，并于頂點(diǎn)為起始點(diǎn)向兩側(cè)各（Y方向）32.5mm處作兩點(diǎn)，這兩個(gè)點(diǎn)分別是駕駛員的左右眼的中心點(diǎn)。

2.3.2 外后視鏡安裝要求

水平：外后視鏡需在駕駛員前視野，左側(cè)≤55°和右側(cè)≤75°的范圍內(nèi)；垂直：外后視鏡需在駕駛員前視野以下≤45°范圍內(nèi)；

圖1 水平視角范圍示意圖

圖2 垂直視角范圍示意圖

車輛處于最大設(shè)計(jì)狀態(tài)下，外后視鏡到地面的距離不小于1800mm，并外后視鏡到車身最突出處距離應(yīng)小于200mm。

2.3.3 視野核對(duì)過(guò)程

第一，平面鏡：根據(jù)平面鏡成像原理，以平面鏡做為對(duì)稱面來(lái)求出工程學(xué)中駕駛員兩眼點(diǎn)在鏡片中的成像；連接鏡片中眼點(diǎn)的像點(diǎn)和后風(fēng)窗玻璃四頂角，做出射線并所求射線必須通過(guò)平面鏡；在以上求得的視野范圍內(nèi)去除后座頭枕及風(fēng)窗上的障礙等遮擋物的面積，其視野所能看到的面積比例需滿足GB 15084的要求[2]。

第二，曲面視鏡：根據(jù)曲面鏡成像原理，求出工程學(xué)中駕駛員兩眼點(diǎn)在曲面鏡的單眼和雙眼視野；在設(shè)計(jì)初期還未有定義外后視鏡鏡片底座的情況下，暫于鏡片對(duì)稱中心10mm~12mm處為鏡片的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)進(jìn)行后視鏡視野的調(diào)節(jié)；通過(guò)旋轉(zhuǎn)點(diǎn)調(diào)整后視野至滿足GB 15084中對(duì)后視野的要求范圍內(nèi)，并內(nèi)側(cè)視野需平行或交于車身。

第三，雙曲面視鏡：由于一塊鏡片中含有2個(gè)不同曲率的鏡面，視野核對(duì)同曲面視鏡。

2.3.4 后視鏡旋轉(zhuǎn)軸心確定

后視鏡作為安裝在車輛上寬度最寬的零部件，在窄路會(huì)車、小空間內(nèi)停車或受到前后方?jīng)_擊時(shí)，鏡體應(yīng)能在小沖擊力的情況下進(jìn)行前后方向旋轉(zhuǎn)；

針對(duì)旋轉(zhuǎn)軸位置距離，其安裝底座最小距離≥48.5mm。

2.3.5 后視鏡折疊

外后視鏡殼體附近的車身控制量：只需要滿足后視鏡安裝位置的車身最外側(cè)；如果不符合要求，針對(duì)窄道中的擦傷、搬運(yùn)等停車實(shí)用性、可旋轉(zhuǎn)時(shí)是否好看等來(lái)調(diào)整[3]。

外后視鏡折疊后需滿足以下條件：

外后視鏡折疊后其鏡框與后視鏡周邊車身的間隙需≥2.5mm（內(nèi)陷）；外后視鏡的安裝底座需與臨近車身間隙≥2.5mm（內(nèi)陷）；折疊后外后視鏡鏡片與車窗玻璃（車身外表面）間距需≥5mm；后視鏡鏡框以旋轉(zhuǎn)軸其正向旋轉(zhuǎn)后需滿足以上標(biāo)準(zhǔn)，如反向旋轉(zhuǎn)其后視鏡鏡框的旋轉(zhuǎn)角度需＞65°。

外后視鏡鏡框的折疊：折疊力：40～70牛頓；折疊方向：車輛Y軸方向；作用點(diǎn)：鏡框最外點(diǎn)。

外后視鏡鏡框耐久性：折疊次數(shù)≥500后，外后視鏡的使用功能均能達(dá)到使用要求；

2.3.6 鏡框與支座的位置關(guān)系

針對(duì)抗振強(qiáng)度：

固定：直接將其固定在振動(dòng)臺(tái)上，然后在車外的后視鏡上裝設(shè)，亦或是直接在車門裝車之外的后視鏡槽內(nèi)進(jìn)行裝設(shè)；振動(dòng)方向：振動(dòng)的實(shí)際方向還需要保持與安裝位置的垂直；試驗(yàn)的持續(xù)時(shí)間：要求在24小時(shí)；頻率：其本身的平滑過(guò)渡10～60Hz/60～10；頻率：要求可以實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡；加速度，一般情況下，在16～60Hz/60～16Hz范圍內(nèi)常數(shù)±30m/s2即可滿足要求；振幅值：直接控制在10～16Hz/16～10Hz范圍內(nèi)，允許±3mm。在經(jīng)過(guò)上述的操作之后，就可以確保良好的功能性。

2.3.7 轉(zhuǎn)向燈要求

根據(jù)GB17509中對(duì)轉(zhuǎn)向燈的水平配光要求，所以在外后視鏡上帶轉(zhuǎn)向燈時(shí)需考慮以下：

轉(zhuǎn)向燈的可見(jiàn)及配光要求；轉(zhuǎn)向燈折疊后與臨近車身的間隙要求。

2.4 外后視鏡的視野校核

第一，首先，需要按照實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)將可視區(qū)域繪制出來(lái)，然后確定駕駛員的眼點(diǎn)位置。但是還需要考慮到，如果眼點(diǎn)與汽車前方視野校核的眼點(diǎn)出現(xiàn)了差異，就需要讓H豎直向上635，并且Y向±32.5，這樣就可以將兩個(gè)眼點(diǎn)獲取。因此，基于俯視圖，朝著Y的方向直接偏移32.5，就能夠獲取兩個(gè)眼點(diǎn)。第二，基于標(biāo)準(zhǔn)繪制出可視區(qū)域。第三，采用作圖法，就可以針對(duì)已經(jīng)確定的視鏡位置進(jìn)行核對(duì)，確保其能夠滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.5 廣角外視鏡、前視鏡、駕駛室部分封閉的L類視鏡

第一，與外后視鏡保持一致的布置方式。第二，視野在校核想需要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[4]。如Ⅳ類廣角可視區(qū)域。

圖3 Ⅳ類廣角可視區(qū)域示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著時(shí)代的發(fā)展，為了保護(hù)行車安全，對(duì)于汽車后視鏡的設(shè)計(jì)重視度越來(lái)越高。希望通過(guò)本文針對(duì)汽車后視鏡的設(shè)計(jì)，希望能夠讓其操作更加簡(jiǎn)單合理，并且能夠滿足節(jié)能環(huán)保的需求。