卡车驾驶室舒适性设计的分析与研究

易贤

摘 要：卡车是现代交通重要的运输工具，可实现远程货物运输，且机动性强，在现代交通运输中占据着重要的地位。而卡车的驾驶室是影响卡车驾驶安全与驾驶舒适度的关键，故此，需展开对具体卡车驾驶室的舒适性设计。通过分析具体的人机交互、隔音降噪、装饰等内容，旨在改善卡车驾驶室舒适性，进而减缓卡车驾驶员的疲劳感，减少驾驶风险，保障卡车安全。

关键词：卡车；驾驶室；舒适性；人机交互；隔音降噪；整体密封性

中图分类号：U469.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）33-0100-02

1 卡车驾驶室舒适性的重要性

对于卡车驾驶室舒适性的影响因素较多，其中主要包括卡车乘坐舒适性、卡车内部装饰、驾驶室隔音效果、驾驶室封闭性等内容。为保障卡车驾驶室整体舒适性，需结合这些内容，综合展开调整。借助综合设计，可完成对这些影响卡车驾驶室舒适性因素的控制，提升卡车驾驶室舒适性。

2 卡车驾驶室舒适性设计

2.1 乘坐舒适性设计

驾驶室乘坐舒适性主要由车辆共振与座椅影响，其中对于卡车驾驶室座椅的选择。卡车运行中，可受到路面因素与发动机因素等所造成的激励，可造成卡车出现振动与冲击，而这部分则会导致车辆驾驶舒适性降低。针对振动部分，具体的驾驶室设计中，可结合有限元分析，建立刚柔耦合模型、整车模型等。选择“人体-座椅”系统，例如：某卡车的乘坐调整中，将垂直方向最敏感的频率控制在4～8Hz，系统固有频率控制在3Hz，并规避与车身固有频率的重合。且其将座椅水平轴向频率<3Hz。另外，选取适宜的阻尼比，达到缓解卡车驾驶室舒适性的目的。

2.2 驾驶室内部人机交互设计

卡车驾驶室的人机交互系统（HMI系统），是影响卡车驾驶室舒适的关键部分，且随着信息技术的发展，HMI系统的功能更为突出，其需要具备：安全、便利、娱乐、社交等内容。其中安全部分主要承担着最为重要的地位。结合上述设计需求，卡车驾驶室的HMI系统设计过程中，可将其分为七大模块展开设计，具体的模块构成如图1所示。

故此，具体HIM系统设计时，可以根据上述7个模块展开设计，其中传感器模块部分主要完成对驾驶员驾驶状态的监控，如实现对疲劳驾驶的检测，这类传感器的具体位置为方向盘处，便于完成对驾驶员的监控。此外，传感器还可完成对前方路面的扫描，并完成对路况分析。信息通信与信息安全，主要是用于完成远程通信，用于驾驶员娱乐，便利驾驶员驾驶。整车集成结合多重属性平衡解决方案，可完成对环保传动系统概念，且增加卡车驾驶的舒适性、安全性和驾驶性。对于高精度地图与定位系统，主要是借助GPS技术，顺利完成车辆的定位，实现导航和定位，便利行车与安全。驾驶决策是分析卡车驾驶模式，并完成对驾驶员的指导。执行器，是完成对驾驶员操作指令执行的部分。

2.3 驾驶室内饰新材质

驾驶室内部的装饰是影响驾驶室舒适性的关键。具体的驾驶室内的基本情况，需要根据具体人群审美标准情况，再结合机械原理与人体工程学，综合展开对内饰设计。对于驾驶室内部的色调选择，可以以暖色调为主，通过控制明度，给予驾驶员带来很好的感受。故此，可将驾驶室的内衬设计为暖色调。地板部分的色调设计可以选择暗色调，给予驾驶员踏实的感觉。仪表则选择米色为主。另外对于座椅套可选择单一色为主，以干净、素雅为主。

在确定驾驶室内部主体颜色后，可对于一些新材质进行应用，内饰部分包括内部装饰保护作用的零部件。传统驾驶室内饰材料主要是皮革、木材、金属和布料等，给予人们一些复古的质感，但随着材料技术的发展，聚丙烯、乙烯基、玻璃纤维等逐渐成为内饰的主要材料。对于卡车的驾驶室，可借助碳纤维、伪碳纤维、钢琴漆黑、半透明的丙烯酸树脂等，均可用于卡车驾驶室内部的内饰，结合色调的运用，在满足驾驶员审美标准的同时，改善车内的舒适度。

2.4 驾驶室隔音降噪

（1）基于拓扑优化的加梁处理。相关研究表明，具体的卡车驾驶室内，通过调整结构刚度的方式，可减少振动，从而降低驾驶室内的噪声，达到改善声学环境的目的。在基于拓扑优化的架梁处理，将板件第一阶模态频率最大化为目标，借助拓扑优化的方式，寻求材料合理分布方式，在将材料分布较为密集的部分，运用架梁处理，从而可达到降低振动，控制噪声的目的。其中，具体的拓扑优化问题模型如下。

（2）基于综合模态应变阻尼层优化。阻尼材料的特点是具有较大的损耗因子，卡车驾驶室设计中，阻尼層的主要作用是，将有效衰减的振动量转化为热能消耗，从而减少驾驶室的振动，降低噪声。故此，可通过驾驶室阻尼层布置的方式，达到控制低频噪声的效果。在具体设计中，通过选择适宜的铺设面积与材料用量，达到最佳的隔音降噪效果，从而保障驾驶室的舒适度。基于综合模态应变阻尼层优化，可得到具体的隔音部位包括车门、引擎盖、尾箱、地板当、前后翼子板等部位，通过对这些部位的阻尼层设计，顺利完成隔音。

（3）新型隔音、隔热材料的运用，对驾驶室内部合理应用新型材料，在满足隔音的同时，可达到隔热的效果，进而降低冬季卡车内部热量散失，达到节能的目的。现阶段，丁基橡胶是汽车隔音降噪材料类型，具有耐久性好、隔音效果佳的特点，可用于卡车驾驶室的隔音降噪。

2.5 提升卡车驾驶室整体密封性

需要明确卡车驾驶室气密性的评价方法，具体的评价可运用车身泄漏测试仪，对驾驶室的气密性进行测定。向室内泵入空气，使得车内气压高于大气压，当车内的压力与大气压的压差达到125Pa且稳定时，停止泵送，完成对泄漏的基本情况进行测定。为保障测定的准确性，可将通风口进行封堵。根据整体密封性的评价结果，分析具体的密封性不佳的原因。对于由钣金搭接胶不足的情况，可通过进一步增加胶的方式，实现封堵。对于未封堵的安装孔，则运用安装螺栓对其封堵，而漏液功能孔，则可根据实际需求，适当对其大小进行调整。

3 结束语

通过将上述几种分项设计综合运用，形成综合设计，进而达到改善卡车驾驶室舒适性的目的。隔音降噪可改善车内的驾驶环境，降低噪声对驾驶员的影响，整体密封性的提升，可增加车内的密封效果，减少热能损失。借助上述内容设计，可达到优化卡车驾驶室舒适性的目的，满足驾驶员的驾驶需求，保障行车安全。

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