汽車設計中的人機工程學

戴旭東 曹海燕

(常州工學院 213000，建東職業技術學院 213000)

汽車設計中的人機工程學

戴旭東1曹海燕2

(常州工學院 213000，建東職業技術學院 213000)

從卡爾.本茨發明的三輪汽車開始到現代各式各樣的汽車，汽車的設計理念發生了翻天覆地的變化。各大汽車制造商為了滿足更多汽車消費者的需求，越來越重視人機工程學在汽車上的應用。本文就人機工程學在現代汽車上的應用做出了研究。

人機工程學；汽車設計；應用

最初汽車設計只是為了和馬車分開，從人畜運輸發展到如今的內燃機汽車。隨后設計師們為了滿足人們的需求，逐漸意識到對汽車進行總體設計的重要性。無論是汽車的外形設計，內部設計還是安全系統設計，都考慮到了人機工程學在汽車設計中的應用。

1 汽車外部設計

不同的人對于汽車外形的要求是不同的。設計師們根據汽車的用途、汽車的種類以及不盡相同的審美觀，設計出了各式各樣的汽車。汽車車身外形的設計與汽車的經濟性能有著很大的關系。汽車外形的流線性越好，汽車在行駛時空氣阻力越小，油耗越低。

2 汽車內部設計

汽車內部設計包括了駕駛員座椅、方向盤、中控臺等設計。在對汽車座椅進行設計時要充分考慮與脊柱壓力之間的關系。人機工程學指出正確的體位可以減少駕駛員的駕駛疲勞。

汽車設計師們在對駕駛員座椅進行設計時，需要充分考慮各種人的需求，所以現在座椅都可以進行手動或電動多向調節。在某些高級汽車上，設計師們還增設了記憶功能。駕駛員可以將最合適的座椅位置設置成專用模式。

現代汽車座椅還采用了高頭枕設計。高頭枕設計高出的一部分主要是為了增加頭枕對汽車車頂變形支撐力，頭枕上下方向的鎖止強度要高。因為在汽車車頂變形中瞬間壓力很大，頭枕必須能起到緩沖能量作用。

汽車方向盤的設計也充分運用了人機工程學的原理。現代汽車上的方向盤可以進行多向調節，與汽車座椅完美結合，可以滿足不同體形駕駛員的需求。現在的方向盤綜合了若干功能：影音控制鍵、藍牙免提鍵、定速巡航鍵等等。駕駛員可以在手不離開方向盤的情況下，完成相應的操作，避免在駕駛過程中因為注意力不集中而發生事故。

現代汽車中控臺的設計也是人機工程學應用的完美體現[1]。雖然中控臺的功能比較繁多，但是操作非常簡單明了，符合人機工程學中的按功能進行組合排列原則，降低了誤操作的可能性。

3 安全系統設計

汽車的安全性能對于駕駛員和乘客都是非常重要的。現在絕大多數汽車都具備的安全帶、安全氣囊、防抱死系統、電子穩定系統，電子助力轉向等等。汽車預緊式安全帶保證車輛在發生交通事故時人們的身體一直與座椅保持接觸狀態，這樣就防止了因身體的過度前傾而使身體受傷害。除了安全帶之外，汽車上還安裝了安全氣囊。安全氣囊可以在一定的環境下引爆，減少汽車在發生碰撞時因巨大的慣性對乘員造成傷害。據統計表明，交通事故中，頭部受傷占66%左右，使用安全氣囊后，頭部受傷率可減少30%～50%，面部受傷率可減少70%～80%。

現代汽車上基本都安裝了防抱死系統、電子穩定系統和電子助力裝置[2]。防抱死系統可以保證汽車在任何路面上緊急制動時，自動控制和調節汽車車輪的制動力，防止車輪完全抱死，獲得最大的制動力。電子穩定系統在汽車高速行駛的情況下，保證汽車行駛的穩定性。電子穩定系統是汽車的主動安全系統，通過主動干預對某個車輪施加一定的制動力，在汽車出現轉向不足和過度轉向的情況下仍然能夠保證穩定的行駛狀態。電子助力裝置可以使得駕駛員在汽車低速行駛時轉向輕便、靈活；在高速行駛時增加轉向操縱力，使駕駛員的手感增強。

人機工程學在汽車設計中的應用已經越來越多。隨著科技的進步以及人們生活水平的提高，許多先進的技術（如：計算機輔助設計、虛擬設計以及人工智能系統）在汽車上都已經逐漸被應用。在未來汽車在操縱性能、燃油經濟性、可靠性等方面都將得到更大的提升，人—車—環境間的關系將變得更加融洽。

[1]丁玉蘭.人機工程學[M].北京:北京理工大學出版社，2005.

[2]樂玉漢.轎車車身設計[M].北京：高等教育出版社，2000.

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戴旭東（1988—），男，助教，本科，研究方向為汽車檢修。

曹海燕（1989—），女，助教，本科，研究方向為汽車檢修。