某型军用越野汽车驾驶室高原适应性设计

姬虎艳，王占魁，尹华安，李志栋

（1.陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200；2.中交西安筑路机械有限公司，陕西 西安 710200）

前言

驾驶室作为汽车重要部件，其舒适性不论是民车还是军车都在持续改进提升中，并且为保证舒适性根据地域区别配置均不同。高原地貌特征复杂，具有空气稀薄、气压低、含氧量少、光照充足、辐射量大、气温较低、日均温差大、寒冷、干燥、风力大等特点。因此不能将常规驾驶室配置直接应用到高原环境中，如何有效的提高驾驶室在高原的舒适性尤为重要。

1 高原环境特征

1.1 海拔高度及大气压力

以格拉线为例，海拔高度大于2800米，4000米以上海拔高度占总路线79%，最高海拔高度为唐古拉山口5100米。大气压力随海拔高度上升而降低，其含氧量也随之减少。含氧量随海拔高度变化见表1所示。

表1 海拔高度一大气压力一含氧量对照表

1.2 环境温度

查中央气象台近 20年该线路区间各主要站点城市环境温度，最低温度为-42.5℃(唐古拉)，最高温度为 30℃(拉萨)，全年最大温差为 65℃(那曲)。全线路区间每日早晚温差较大，多数区域超过15℃。

1.3 强紫外线

紫外线在太阳光中仅占 3%，但高原空气稀薄光照强，大气层对紫外线折射减少，导致高原紫外线很强，在海拔3500米地区紫外线为平原地区的三倍以上，过量的紫外线照射还会诱发人体皮肤癌变。

2 驾驶室技术要求

驾驶室视野要求满足作业时后部10m处的3.4m视野区域；配置高原温度变化的温度调节装置以及保温隔热装置；上装设备、操控台、作业指控显示终端等布置；防止内饰和操作人员紫外线损伤措施；针对高原大气中氧气含量低等高原作业环境下的舒适性设计。

3 驾驶室高原适应性设计

3.1 后视镜的设计

GB15084-2006对后视镜要求驾驶员借助它必须能看见车左侧10000mm处宽度至少为2500m的视野区域，其右侧驶员借助它必须能在水平路面上看见 4000mm处一段宽度为750mm区域和30000mm处为宽度为3500mm的视野区域，见下图1阴影部分。GB是以后视镜左右两侧可视点最内侧之间距离为基准规定，则逆向在满足视野的情况下设计后视镜支架并选取宽视野后视镜，使后视镜左右两侧镜子之间距离大于3400mm，即在后视镜安装位置可视范围已经大于3400mm，完全满足后部上装作业的视野区域。

图1 后视镜视野分析图

3.2 温度调节装置与保温隔热设计

3.2.1 空调装置

顶置空调由于安装位置设置热循环好，制冷效果好、安装和维修方便被多数军用越野车采用。安装顶置空调需要增加300mm整车高度，山地伴随桥车上装有旋转平台在驾驶室顶部转过，整车高度必须满足≦3120±30mm，无法安装顶置空调；内置空调由于上装设备、各类仪表、控制器、线束、风道等空间占用无法安装；最终采用壁挂式空调装置满足制冷需求。为使壁挂空调在越野路况下安全牢固的使用，在驾驶室后围骨架处加焊螺母板进行安装，既保证制冷效果又不会对内部其它部件安装操作带来不便（见图2）。

3.2.2 空气燃油加热器

行车时利用发动机冷却水余热采暖，当停车作业或外部温度较低时则无法满足驾乘人员需要，因此增加燃油空气加热器。加热器布置布置于驾驶员后部地板上（见图2），行车或停车时均可进行燃烧油箱内的油加热驾驶室内部空气，快速提高驾驶室内部温度。

图2 空调、上装设备、加热器与制氧机布置

3.2.3 隔热保温设计

为了有效保证车身内饰隔音、隔热的效果，在地板与发动机罩上铺设隔热垫车身顶部、两侧及后围铺设隔音板。采用喷泡的方式，在车身顶部、两侧及后围造型内部喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料，减小车身内部与外界热交换。从而有效地提高车体的隔热、保温和密封性能，同时聚氨酯泡沫还具有防止车身腐蚀、减小车体振动、降低车内噪声、质量轻、隔热、回弹性好、舒适性好、低温性能好、耐用、安全性和吸振性较高等特点，在提升隔热隔音同时对重量改变可以忽略不计。

3.3 上装设备及显示器的布置

特殊设备安装于副驾驶员上方驾驶室顶盖外板上，给上装预留更大空间。由于副驾驶双人座椅占用空间较大，操作台装于发动机罩后部，充分利用驾驶室有限空间（见图2）。作业显示终端安装于副驾驶前仪表板上，通过在仪表板内部预埋固定钢板，并改变仪表台安装面倾斜角度，使坐在副驾驶位置操作人员在此位置操作方便舒适，见图3。

图3 显示屏安装位置

3.4 防紫外线措施

车内人员需要一定的可见光来保证驾乘的视觉通透性，但强紫外线会对人眼、皮肤造成伤害以及加速车内饰老化。在驾驶室风窗玻璃、侧窗玻璃与车门玻璃处粘贴威固车膜。车膜能过滤部分眩光，减弱可见光的强度；使人的眼睛更舒服，有助于改善车主视野，确保驾驶安全。夜间行车时还能把后面来车大灯照射在反光镜的强烈眩光反射减弱，使眼睛舒服。高品质的车膜可以阻隔99%以上的紫外线，不仅能有效防止车内的人被过量的紫外线照射灼伤皮肤，还能保护车内音响以及其它内饰不会被快速老化。此外，车膜还有一定的隔热率和防爆性能，隔热率一般在40%～70%之间，优质防爆膜本身有很强的韧性，其上的强力胶能将破碎的玻璃紧紧粘在一起，避免事故发生时飞溅的玻璃碎片对乘客产生二次伤害，并且其抗冲击性能很强。

3.5 制氧机装置

空气中含氧量随大气压力降低而减少，人的正常需氧量为每立方米 252.1g～271.5g。查看表 1中数据可知在海拔4000米处，含氧量为每立方米182.1g，远低于正常所需最低值。过度缺氧会使人意识模糊甚至死亡，偶尔缺氧不可怕，但是长时间处于缺氧状态人根本无法正常工作。因此，在驾驶室内部安装制氧机是对生命的一重保障，能保证在恶劣的缺氧环境中正常工作。制氧机安装于驾驶室右后地板，通过预埋在地板上加强板加固连接，此位置距驾驶室乘员较近，使用方便。

4 结束语

经过对驾驶室高原适应性设计更改，试验车在高原地区进过两年的各项试验验证效果良好，正样车也在后续的作业中表现良好。汽车行业在不断的高速发展中，军车作为重要的战略储备物资，更要不断学习消化国际先进开发技术，充分运用现代设计方法与技术进行综合设计，提升竞争力。

[1] 王洪峰.高原用机车柴油机的技术研究[J],内燃机与动力装,2016(4):14-16.

[2] 裴凯东.基于人机工程学对重型车辆驾驶室的设计与研究[D],山西:中北大学,2015.

[3] GB15084-2006汽车驾驶员前方视野要求及测量方法.

[4] 刘伟,乘用车乘坐舒适性综合评价技术研究,长安大学,2012.