儀表板總成設計

季小潔

摘 要 為使駕駛員能在短時間內(nèi)了解汽車運行時的狀態(tài)，更好地操縱車輛的行駛， 本文在原有的儀表板總成基礎上，通過對儀表板總成中的零部件進行優(yōu)化設計，從而改善儀表板總成整體造型，通過調(diào)整零部件，給駕駛員提供最佳的駕乘舒適性，提高儀表板總成的安全性能。

關(guān)鍵詞 儀表板總成 儀表板橫梁 布局設計

中圖分類號：U463.7文獻標識碼：A

1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外對汽車儀表板的研究與我國相比起步要早很多，由一開始的機械式儀表板發(fā)展到如今的投影屏幕顯示的電子式儀表板。該儀器質(zhì)量輕、體積小、功耗少，可以直接與計算機相連，操縱簡便。它的出現(xiàn)實現(xiàn)了電腦、電器、電子三電一體化在汽車上的完美結(jié)合與應用，促進了汽車儀表板的發(fā)展。

我國汽車儀表板制造水平低、數(shù)字化程度低，與整車的發(fā)展水平有一定的差距。同時國內(nèi)儀表板發(fā)展緩慢與測試器材少、測試軟件工程師稀缺、測試成本高等因素也有一定的關(guān)聯(lián)。

2研究內(nèi)容和方法

2.1研究內(nèi)容

本文的研究內(nèi)容主要是從合理布局儀表板各部件展開。通過對各零部件在儀表板橫梁上不同位置的擺放進行創(chuàng)新設計，從而提高操作舒適性。主要從以下幾個方面進行研究：

2.1.1儀表板橫梁設計

根據(jù)相關(guān)的性能要求以及材料的選取對儀表板橫梁進行初步設計，確定其基本參數(shù)并依照實物繪制三維模型。

2.1.2其余附件設計

儀表板橫梁設計完成后，對安裝在橫梁上的電動助力轉(zhuǎn)向管柱、車載智能終端T-Box、收音機模塊等附屬部件再進行設計，改進這些零部件結(jié)構(gòu)上所存在的缺陷。

2.1.3零件裝配設計

零件設計完畢后，以儀表板橫梁為基體，將各零部件進行裝配。初步裝配完成后，不斷調(diào)整，優(yōu)化布置，提升駕駛員的操縱舒適性。

2.1.4模型圖紙設計

根據(jù)儀表板總成實物，利用CATIA軟件繪制出三維模型。繪制完畢后，將各個零件進行裝配。

2.2研究方法

本文主要是對儀表板總成進行優(yōu)化設計， 通過合理布置各零部件以及改進其結(jié)構(gòu)從而達到目的。在對實物進行測量的基礎上，利用CATIA繪制三維模型并將各組件裝配在一起，不斷地進行調(diào)整，直到得出理想的儀表板總成布局方案？

3儀表板總成設計

3.1儀表板橫梁設計

儀表板橫梁是車身整體結(jié)構(gòu)中的一個核心構(gòu)件，在儀表板總成中的起著至關(guān)重要的承力作用，連接著儀表板系統(tǒng)中的其他組件。因此對儀表板橫梁的設計要格外重視，要滿足規(guī)定的性能要求，選用合適的材料。

3.1.1性能要求

儀表板橫梁總成主梁一階模態(tài)值≥ 120HZ;儀表板橫梁轉(zhuǎn)向管柱安裝點法向動剛度要達到500N/mm;儀表板橫梁整體下垂變形剛度檢查：在橫梁兩側(cè)固定，并在橫梁上均勻加載600N的作用力，要求中央通道固定孔的Z向位移小于2mm;禁止使用的物質(zhì)要求：滿足Q/JL J160001中的規(guī)定。

3.1.2材料選用

近年來，國內(nèi)外越來越重視對汽車輕量化的研究，主要通過以下兩個方面來減輕儀表板橫梁的重量：一是利用鎂鋁合金等密度較小的輕質(zhì)材料來制造儀表板橫梁，從而達到減重的目的;二是利用仿真軟件對儀表板橫梁進行優(yōu)化設計，在保證其原有性能的前提下，使其減重空間得以提升。

3.2電動助力轉(zhuǎn)向管柱設計

在汽車工作時，轉(zhuǎn)向管柱起到傳遞扭矩的作用，將駕駛員作用在方向盤上的力傳遞給車輪，最終實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向管柱可分為液壓轉(zhuǎn)向管柱、電動液壓轉(zhuǎn)向管柱和電動助力轉(zhuǎn)向管柱。由于電動助力轉(zhuǎn)向管柱中的零件都安裝在駕駛艙內(nèi)，工作環(huán)境良好，操縱方便，所以本文選用電子助力轉(zhuǎn)向管柱。

轉(zhuǎn)向管柱在汽車儀表板總成中是重要的零部件之一，因此在布置轉(zhuǎn)向管柱時應滿足以下幾個要求：

（1）滿足整車最小轉(zhuǎn)彎半徑要求;（2）力矩波動小，傳動效率高;（3）在發(fā)生碰撞的過程中能盡量保護乘員安全。

考慮到以上因素后，最終確定將該部件置于橫梁左端后安裝支架上。

3.3車載智能終端T-Box

電子技術(shù)的迅速發(fā)展使得汽車上的電子配件越來越多，車載智能終端就是其中一個。當用戶從手機上的APP發(fā)送控制命令后，TSP后臺會向車載T-Box發(fā)送監(jiān)控請求指令，T-Box接受到指令后會把控制命令傳遞給汽車的信息中心，通過CAN總線發(fā)送控制命令實現(xiàn)對車輛的控制。

車載智能終端是整車信息的輸送點和傳遞點，由于其體積小，通常安裝在車內(nèi)不太顯眼的地方以保持美觀。為了能正常工作，車載主機應盡量遠離汽車保險盒、電腦盒以防止汽車本身電磁場的干擾，不能良好地接受、傳遞信號。由于儀表板橫梁右端前安裝支架上符合以上要求，因此將T-Box裝配在該位置。

4結(jié)論

為解決儀表板總成中零部件布局不合理，空間利用率低等問題，本文從實際出發(fā)，在現(xiàn)有的儀表板總成基礎上進行創(chuàng)新設計，通過對部件進行結(jié)構(gòu)修改和合理布置解決了以上問題。同時得出了以下幾點結(jié)論：

（1）將各部件的結(jié)構(gòu)進行略微更改是可行的，在保留零件原有使用功能的同時，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了整車效益;（2）通過對儀表板總成中的組件進行最佳的布局設計，有效減少了零件之間的摩擦與碰撞，提高了汽車的安全性能，延長了整車壽命。

參考文獻

[1] 趙英.中國汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢及對策[J].中國工業(yè)經(jīng)濟，2003，181（04）：18-24.

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