儀表板總成設計

季小潔

摘 要 為使駕駛員能在短時間內了解汽車運行時的狀態，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化設計，從而改善儀表板總成整體造型，通過調整零部件，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國內外研究現狀

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展到如今的投影屏幕顯示的電子式儀表板。該儀器質量輕、體積小、功耗少，可以直接與計算機相連，操縱簡便。它的出現實現了電腦、電器、電子三電一體化在汽車上的完美結合與應用，促進了汽車儀表板的發展。

我國汽車儀表板制造水平低、數字化程度低，與整車的發展水平有一定的差距。同時國內儀表板發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聯。

2研究內容和方法

2.1研究內容

本文的研究內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

根據相關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，改進這些零部件結構上所存在的缺陷。

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，不斷調整，優化布置，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化設計， 通過合理布置各零部件以及改進其結構從而達到目的。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構中的一個核心構件，在儀表板總成中的起著至關重要的承力作用，連接著儀表板系統中的其他組件。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值≥ 120HZ;儀表板橫梁轉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;禁止使用的物質要求：滿足Q/JL J160001中的規定。

3.1.2材料選用

近年來，國內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電動助力轉向管柱設計

在汽車工作時，轉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，最終實現汽車的轉向。轉向管柱可分為液壓轉向管柱、電動液壓轉向管柱和電動助力轉向管柱。由于電動助力轉向管柱中的零件都安裝在駕駛艙內，工作環境良好，操縱方便，所以本文選用電子助力轉向管柱。

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

（1）滿足整車最小轉彎半徑要求;（2）力矩波動小，傳動效率高;（3）在發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

電子技術的迅速發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發送控制命令后，TSP后臺會向車載T-Box發送監控請求指令，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總線發送控制命令實現對車輛的控制。

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，在現有的儀表板總成基礎上進行創新設計，通過對部件進行結構修改和合理布置解決了以上問題。同時得出了以下幾點結論：

（1）將各部件的結構進行略微更改是可行的，在保留零件原有使用功能的同時，節省了生產成本，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.中國汽車工業的發展趨勢及對策[J].中國工業經濟，2003，181（04）：18-24.

[2] 汽車設計之名車儀表板[A].百度文庫，2012.