仪表板总成设计

季小洁

摘 要 为使驾驶员能在短时间内了解汽车运行时的状态，更好地操纵车辆的行驶， 本文在原有的仪表板总成基础上，通过对仪表板总成中的零部件进行优化设计，从而改善仪表板总成整体造型，通过调整零部件，给驾驶员提供最佳的驾乘舒适性，提高仪表板总成的安全性能。

关键词 仪表板总成 仪表板横梁 布局设计

中图分类号：U463.7文献标识码：A

1国内外研究现状

国外对汽车仪表板的研究与我国相比起步要早很多，由一开始的机械式仪表板发展到如今的投影屏幕显示的电子式仪表板。该仪器质量轻、体积小、功耗少，可以直接与计算机相连，操纵简便。它的出现实现了电脑、电器、电子三电一体化在汽车上的完美结合与应用，促进了汽车仪表板的发展。

我国汽车仪表板制造水平低、数字化程度低，与整车的发展水平有一定的差距。同时国内仪表板发展缓慢与测试器材少、测试软件工程师稀缺、测试成本高等因素也有一定的关联。

2研究内容和方法

2.1研究内容

本文的研究内容主要是从合理布局仪表板各部件展开。通过对各零部件在仪表板横梁上不同位置的摆放进行创新设计，从而提高操作舒适性。主要从以下几个方面进行研究：

2.1.1仪表板横梁设计

根据相关的性能要求以及材料的选取对仪表板横梁进行初步设计，确定其基本参数并依照实物绘制三维模型。

2.1.2其余附件设计

仪表板横梁设计完成后，对安装在横梁上的电动助力转向管柱、车载智能终端T-Box、收音机模块等附属部件再进行设计，改进这些零部件结构上所存在的缺陷。

2.1.3零件装配设计

零件设计完毕后，以仪表板横梁为基体，将各零部件进行装配。初步装配完成后，不断调整，优化布置，提升驾驶员的操纵舒适性。

2.1.4模型图纸设计

根据仪表板总成实物，利用CATIA软件绘制出三维模型。绘制完毕后，将各个零件进行装配。

2.2研究方法

本文主要是對仪表板总成进行优化设计， 通过合理布置各零部件以及改进其结构从而达到目的。在对实物进行测量的基础上，利用CATIA绘制三维模型并将各组件装配在一起，不断地进行调整，直到得出理想的仪表板总成布局方案？

3仪表板总成设计

3.1仪表板横梁设计

仪表板横梁是车身整体结构中的一个核心构件，在仪表板总成中的起着至关重要的承力作用，连接着仪表板系统中的其他组件。因此对仪表板横梁的设计要格外重视，要满足规定的性能要求，选用合适的材料。

3.1.1性能要求

仪表板横梁总成主梁一阶模态值≥ 120HZ;仪表板横梁转向管柱安装点法向动刚度要达到500N/mm;仪表板横梁整体下垂变形刚度检查：在横梁两侧固定，并在横梁上均匀加载600N的作用力，要求中央通道固定孔的Z向位移小于2mm;禁止使用的物质要求：满足Q/JL J160001中的规定。

3.1.2材料选用

近年来，国内外越来越重视对汽车轻量化的研究，主要通过以下两个方面来减轻仪表板横梁的重量：一是利用镁铝合金等密度较小的轻质材料来制造仪表板横梁，从而达到减重的目的;二是利用仿真软件对仪表板横梁进行优化设计，在保证其原有性能的前提下，使其减重空间得以提升。

3.2电动助力转向管柱设计

在汽车工作时，转向管柱起到传递扭矩的作用，将驾驶员作用在方向盘上的力传递给车轮，最终实现汽车的转向。转向管柱可分为液压转向管柱、电动液压转向管柱和电动助力转向管柱。由于电动助力转向管柱中的零件都安装在驾驶舱内，工作环境良好，操纵方便，所以本文选用电子助力转向管柱。

转向管柱在汽车仪表板总成中是重要的零部件之一，因此在布置转向管柱时应满足以下几个要求：

（1）满足整车最小转弯半径要求;（2）力矩波动小，传动效率高;（3）在发生碰撞的过程中能尽量保护乘员安全。

考虑到以上因素后，最终确定将该部件置于横梁左端后安装支架上。

3.3车载智能终端T-Box

电子技术的迅速发展使得汽车上的电子配件越来越多，车载智能终端就是其中一个。当用户从手机上的APP发送控制命令后，TSP后台会向车载T-Box发送监控请求指令，T-Box接受到指令后会把控制命令传递给汽车的信息中心，通过CAN总线发送控制命令实现对车辆的控制。

车载智能终端是整车信息的输送点和传递点，由于其体积小，通常安装在车内不太显眼的地方以保持美观。为了能正常工作，车载主机应尽量远离汽车保险盒、电脑盒以防止汽车本身电磁场的干扰，不能良好地接受、传递信号。由于仪表板横梁右端前安装支架上符合以上要求，因此将T-Box装配在该位置。

4结论

为解决仪表板总成中零部件布局不合理，空间利用率低等问题，本文从实际出发，在现有的仪表板总成基础上进行创新设计，通过对部件进行结构修改和合理布置解决了以上问题。同时得出了以下几点结论：

（1）将各部件的结构进行略微更改是可行的，在保留零件原有使用功能的同时，节省了生产成本，提高了整车效益;（2）通过对仪表板总成中的组件进行最佳的布局设计，有效减少了零件之间的摩擦与碰撞，提高了汽车的安全性能，延长了整车寿命。

参考文献

[1] 赵英.中国汽车工业的发展趋势及对策[J].中国工业经济，2003，181（04）：18-24.

[2] 汽车设计之名车仪表板[A].百度文库，2012.