轻型卡车后视镜设计简介-

公司/部门/作者1轻型卡车后视镜设计简介公司/部门/作者09年03月18日NAVECO产品工程部苏魏平公司/部门/作者2一、后视镜介绍2、分类根据后视镜的功能、安装部位和法规对后视野的要求可以将后视镜分为以下几种类型：1）内后视镜I类2）外后视镜其中外后视镜可以分类为主外后视镜（II类和III类）广角后视镜IV类、补盲后视镜V类，如图1所示1为主外后视镜、2为前下视镜、3为内后视镜前下视镜类型没有归在后视镜的大分类里面，只有在ECE-R-46中详细规定了概念和要求，国标中只有GB7258《机动车运行安全技术条件》中提到了前下视镜我们跃进轻卡现生产车型装配的后视镜数量和种类和图1所示一致，只有特殊品种和重卡会有广角后视镜和补盲后视镜，广角镜一般安装在主外后视镜的下方补盲后视镜一般安装在驾驶员的另外一侧的车门钣金上图11231、定义后视镜是用来给驾驶员提供满足于国家相关法规规定的车辆后方和侧方图像的装置，不包含潜望镜等复杂光学系统装置公司/部门/作者3二、后视镜的尺寸和安装数量要求：所有的功能单一的后视镜镜面均为球面，对于球面半径的要求如下：1）内后视镜（I类）和III类主外后视镜的球面半径不得小于1200mm；2）II类主外后视镜的球面半径不得小于1800mm；3）广角后视镜（IV类）和补盲后视镜的的球面半径不得小于400mm；4）前下视镜的曲率半径不得小于300mm；？？？？？？？？1、尺寸要求：公司/部门/作者4车辆类别内后视镜外后视镜主外后视镜广角后视镜补盲后视镜I类II类III类IV类V类N11（如果内后视镜不能满足视野要求，则应在车辆右侧加装一个外后视镜，如果内后视镜不能提供任何视野，则可不装）--允许安装II类外后视镜1车辆右侧(可在车辆另外一侧加装一个外后视镜）--（不装）--（不装）N2≤7500kg--（可加装I类后视镜）2左右各一--如果II类后视镜不能满足视野要求，则可用III类外后视镜代替可加装可加装但是装配高度不得低于1.8mN27500kg--（可加装I类后视镜）2左右各一--如果II类后视镜不能满足视野要求，则可用III类外后视镜代替11见7.3.7.（离地高度不得小于1.8mm）N3--（可加装I类后视镜）2左右各一--如果II类后视镜不能满足视野要求，则可用III类外后视镜代替11见7.3.7.（离地高度不得小于1.8mm）2、安装数量要求：公司/部门/作者5三、08款后视镜（中体）设计过程简介1)根据相关车型和法规确定后视镜的种类和数量，中体车属于N2类小于7.5吨的车型，因此安装后视镜的种类和数量如下；II类主外后视镜左右各1，广角后视镜为选装，为降低成本没有配置；根据GB7258的要求对于车长大于6m的平头货车应配置一个前下视镜。2）确定和后视镜相关的整车零件的参数，整车的长宽高（一般情况下对后视野影响最大的是货箱的宽度，中体车货箱最宽为2076mm，此数据后面会用来进行后视野的校核），R点（x=-288,y=-480,z=511)，A立柱、前挡风玻璃和车门玻璃在整车坐标系中的位置，雨刮刮刷的挂刷范围（雨天对后视镜视野会有影响）；见相关数模3）特殊要求确定，譬如后视镜的安装位置（国内轻卡基本有两种类型，一种是安装在A立柱上，另外一种是安装在车门上），根据国内同类型的车子决定将后视镜安装在A立柱上。1、前期准备工作：和后视镜相关的几个概念术语：H点、R点、眼点，具体概念可以参考相关标准。公司/部门/作者62、具体步骤简介：1)确定后视镜镜面的曲率半径和镜面尺寸2)此步骤一般是根据法规和以往同类车型的后视镜参数来确定，GB15084中明确规定II类主外后视镜的曲率半径不得小于1800mm的要求决定将主外后视镜的曲率半径确定为2000mm（考虑到曲率半径制造有10％的误差）；根据GB15084中的要求将镜面外形尺寸确定为160mmx290mm。2）确定后视镜的镜面中心；镜面中心确定的依据是人机工程学，一般后视镜在水平方向的位置应处于直前视线左右各60度（头部45度自然转角和眼睛15度的自然转角之和）范围内，在垂直方向的位置应处于直前视线的45度（头部30度自然转角和眼睛15度的自然转角之和）范围内。根据前期的准备数据R点（x=-288,y=-480,z=511)，可以计算出驾驶员的眼点坐标E1（x=-288,y=-447.5,z=1146)，E2（x=-288,y=-447.5,z=1146)，根据以上数据利用三维软件建模可以求出后视镜镜面中心的位置。公司/部门/作者73）后视野的校核；GB15084中的7.5.3.2.2中详细规定了II类主外后视镜的后视野的要求，如图2所示：1、校核依据图2公司/部门/作者8a.将已在整车状态的后视镜镜面边界提取出来，要依据结构适当内移3~5mm，内移以后的边界为后视镜有效的反射面；b.用点将边界均分成N段（越多越好），在镜面的圆角处可以适当增加点；c.做每个点的镜面法线；d.分别作E5、E6到镜面的连线；e.将E5、E6到镜面的连线关于对应点的镜面法线镜像；f.将6步作的线延长到能与眼点后相应视野要求的面相交；g.做车的最大外廓面平行于纵向对成面，偏移一个法规要求得面；h.做眼点后要求的视野投影面和地面；i.检查看能否满足要求，若不行可以绕镜面旋转中心旋转，看能否满足要求，最后得出结论。2、具体校核过程（用CATIA进行理论校核）：公司/部门/作者93、校核结果：图3校核结果如图3所示，蓝色的线为后视镜视野所能达到的区域，绿色的线为法规所要求的视野区域，此图中包含一个前下视镜的视野校核结果，从图中可以看出前下视镜是不能满足法规要求的，原因是处于成本和结构考虑将下视镜和主外后视镜合成到一根镜杆上，一般情况下下视镜如果要满足法规要求必须装配到驾驶室顶盖左右的高度，国内很多重卡就是采用这样的型式的。公司/部门/作者10四、后视镜的一些基本常识：一）如何评价一个后视镜是否合格主要从以下几个方面的评价1、外观：注塑件是否有注塑件的常见缺陷（流痕、缩印、缺料、色差、裂纹），镜面是否有划伤、模糊、变形、印点等瑕疵。总成配合是否间隙均匀等2、尺寸：主要包括曲率半径、反射率等；3、性能：主要包括后视镜总成能否通过撞击试验和加振试验（4g），其它性能譬如高低温、耐腐蚀等一般情况下都会比较容易通过的。4、电调后视镜评价还应主要包含以下内容：1）噪音一般情况下电调后视镜的噪音不高于60分贝2）电调镜面的手动调节，在任何时候都应能进行手动调节（防止电调损坏的情况下，无法进行手动调节）公司/部门/作者11后视镜有一个反射率指标，反射率越大镜面反映的图像越清晰。反射率的大小与镜面反射膜的镀层材料以及镀层位置有关：镜片外表面镀膜，一般用铬为材料，反射率较低，最小反射率为40%；镜片内表面镀膜，一般用银、铝为材料，反射率较高，最小反射率为80%。银镜和铝镜反射率较高，容易产生眩目，特别是夜间光线较弱时经过后面的强光照射容易产生不安全的因素。防眩目的处理方式：1、高反射率在一些场合会有副作用，例如夜间行车在后面汽车前大灯的照射下，经内后视镜的反射会使驾驶者产生眩目感，影响行车安全。因此内后视镜一般采用棱形镜，虽然镜面也是平的，但其截面形状是棱形，它利用棱形镜的表面反射率与里面反射率不一样的特点，达到无眩目要求。白天采用反射率为80%的银质或铝质里面反射膜，晚上则用反射率只有4%左右的表面玻璃。为此，晚上只需略为将白天位置的内后视镜转动一下角度就行了。2、蓝镜是在玻璃基材上精密涂布上二氧化钛与二氧化矽，经过精确的仪器控制各膜层厚度经多层电镀而成。一般较高波长的可见光容易产生炫光，蓝镜反射能对此光线产生干涉，转化为蓝光，而蓝光则是人类眼睛最能适应的光线，所以目前蓝镜多应用在欧洲的高级车种上作为后视镜。此种镜面工艺要求相当高。二）有关后视镜的镜面公司/部门/作者123、电致变色防眩目电致变色防眩目后视镜依靠电致变色层自动调节后视镜的反射率，该后视镜一旦遇到强光照射时，镜面自动变暗，反射率变小。在被后面车辆的大灯照射时，车内后视镜具有一个不断变化的防眩功能。防眩目车内后视镜由电致变色后视镜和两个光敏二极管及电子控制器组成，电子控制器接收光敏二极管送来的前射光和后射光信号。如果后面灯光大于前面灯光，电子控制器将输出一个电压到导电层上，导电层上的这个电压改变镜面电致变色层的颜色，电压越高，电致变色层颜色越深，此时即使再强的照射光照到后视镜上，经电致变色防眩目后视镜反射到驾驶员眼睛上显示暗光，不会耀眼。镜面电致变色层根据后方光线的入射强度使反射光自动持续变化以防止眩目。当车辆倒车时，防眩目车内后视镜防眩功能被解除。公司/部门/作者13五、GB15084和ECE－R46国标和欧标的区别介绍1、有关前下视镜的要求：GB15084中没有对前下视镜作出定义和规定ECE－R46中将前下视镜定义为VI类镜，曲率半径不得小于400mm，能够提供的视野如图4所示，对于N2类大于7.5吨和N3类车辆前下视镜（VI类）是必装，但是如果驾驶员在座位上能够看到离水平地面高度1200mm，驾驶侧车身最外边300mm以及另外一侧距离车身最外边900mm的视野区域，则前下视镜可以不装。图4公司/部门/作者142、后视镜尺寸的区别1）主外后视镜的尺寸区别：II类主外后视镜国标要求曲率半径为1800mm以上，III类主外后视镜国标要求曲率半径在1200mm以上，并且规定了不同的视野要求。欧标中II类和III类主外后视镜曲率半径都要求在1200mm以上，并规定了不同的视野要求。2）广角后视镜（IV类后视镜）和补盲后视镜国标要求广角后视镜和补盲后视镜的曲率半径不得小于400mm，欧标要求广角后视镜和补盲后视镜的曲率半径不得小于300mm。3）至于前下视镜（VI类）欧标要求曲率半径不得小于200mm，国标中就没有提及。产生上述区别的主要原因个人认为是ECE对后视野的要求比国标的要求要偏高，所以国际版我们II类主外后视镜的曲率半径确定的是1400mm。公司/部门/作者153、安装数量以及安装要求的区别1），国标要求广角镜的数量为1，安装在驾驶员的另外一侧，欧标要求安装的广角镜为2个，左右各一2）对于补盲后视镜的安装高度国标要求安装后补盲镜的任何部位（包括安装支架）不得低于1.8mm，欧标要求为2mm；3）超宽的限度问题。即后视镜装上整车后，每个单侧的后视镜外伸的距离不得超出整车没有装后视镜时的整车最大宽度边界的200mm；欧标要求此数值为250mm。以上只简单的讲述了后视镜的欧标和国标尺寸和安装数量、安装位置的区别。至于其它方面的区别就不再详细说明了。至于有关认证方面的要求国标在参照ECE－R46时就直接删除了有关认证方面的内容，其原因是标准体系和法规体系的形式差别。如后视镜的认证国内是3C认证，一般是按照型式来认证的，而在欧盟，认证是针对零件件号来认证的。ECE认证的要求比国内要严格的多。公司/部门/作者16六、目前我所存在的问题1、国内轻卡车型市场竞争激烈，为了满足市场需要经常会改变某些车型的参数，对后视镜影响比较大的就是货箱的尺寸，在前期设计时基本会确定货箱尺寸的范围，在后视镜结构和尺寸确定的情况下，如果将货箱的尺寸加宽，那样后视镜是否能满足要求，在后视镜不超宽货箱最多能加宽。因为当货箱的尺寸比驾驶室宽出较多时（单边宽150mm以上），市场上绝大多数的后视镜都是采用框架式的结构，将后视镜靠近驾驶室的边缘基本靠近货箱最外边缘（前提是后视镜不超宽）。就我们中体车来讲，我用CATIA理论校核的时候货箱的尺寸达到2300mm-2400mm都没有问题。2、因为GB15084中没有定义前下视镜，到目前为止我所知道的有关规定前下视镜的法规只有GB7258《机动车运行安全技术条件》里规定车长大于6m的平头货车和平头客车车前还应至少设置一面前下视镜，前下视镜应保证驾驶员能看清风窗玻璃前下方长1.5m、宽3m范围内的情况。前面描述的前下视镜的视野校核依据是根据ECE-R46来校核的，国标中是否有专门描述前下视镜的定义，视野、尺寸要求的法规我目