汽車造型階段的工程分析

大家是否發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)現(xiàn)象，某個(gè)汽車廠家的概念車的造型棱角分明或大膽夸張非常的漂亮，但是量產(chǎn)車出來(lái)后卻改動(dòng)了不少，沒(méi)有維持概念車的設(shè)計(jì)。這是因?yàn)楦拍钴嚾鄙俟こ痰目尚行苑治觯皇潜磉_(dá)造型設(shè)計(jì)師的理念或意圖，而量產(chǎn)車則需要考慮工程因素，需要把車生產(chǎn)出來(lái)。

汽車造型階段考慮的工程因素主要有：尺寸，人機(jī)，法規(guī)，斷面，DTS等內(nèi)容。這些工程分析內(nèi)容貫穿造型設(shè)計(jì)的整個(gè)階段。造型設(shè)計(jì)一般經(jīng)過(guò)如下幾個(gè)階段：效果圖、CAS、油泥、A面、銑削模型。每個(gè)階段重點(diǎn)分析的內(nèi)容不同。在初步定義出整車尺寸后進(jìn)行效果圖制作，然后根據(jù)效果圖畫出初版CAS，這時(shí)候就需要進(jìn)行人機(jī)、法規(guī)、斷面等內(nèi)容分析。根據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整出新一版CAS出來(lái)。油泥造型師依據(jù)CAS刮出1：1的油泥模型出來(lái)。根據(jù)油泥模型評(píng)審結(jié)果，調(diào)整出一版A面。這時(shí)候還要進(jìn)行法規(guī)、DTS等內(nèi)容分析，并依據(jù)A面進(jìn)行銑削模型。

一款車定義為什么類型的車，是兩箱車、三箱車、多功能車、還是越野車，不同類型的車，車身的比例是不同的。還有就是定義為哪個(gè)級(jí)別的車，是A00、A0、A、B、還是C級(jí)。同一類型，但是不同級(jí)別的車，整車的尺寸也是有差異的。一般情況下是根據(jù)軸距來(lái)劃分級(jí)別的，A00級(jí)別軸距小于2500mm，A0級(jí)軸距2500mm-2600mm，A級(jí)軸距2600mm-2700mm，B級(jí)軸距2700mm-2800mm，C級(jí)軸距2800mm以上。不同類型及級(jí)別的車，造成整車尺寸上的很大差異，這樣就需要匹配不同大小的輪胎。如果匹配不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)小腳穿大鞋，或是大腳穿小鞋的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。在造型之初，需要產(chǎn)品定義工程師給出初步的整車尺寸，最好能給出某款車作為標(biāo)桿車。整車尺寸的定義主要是通過(guò)研究市場(chǎng)主流車型的尺寸，并根據(jù)發(fā)展趨勢(shì)，定義出有競(jìng)爭(zhēng)力的整車尺寸。主要尺寸包括長(zhǎng)、寬、高、軸距、前懸、后懸等內(nèi)容。造型設(shè)計(jì)師在整車尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)作設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出多個(gè)方案的草圖，然后再細(xì)化成效果圖。多個(gè)方案效果圖完成后供項(xiàng)目組選擇，確定某個(gè)方案后，再開展下一部工作。

汽車首先是代步工具，是為人服務(wù)的，所以要滿足人的使用需求，使用起來(lái)要方便、舒適等，即要滿足人機(jī)工程學(xué)。首先是駕駛員的坐姿，例如轎車H點(diǎn)到踵點(diǎn)的Z向距離經(jīng)驗(yàn)值范圍是255mm -285mm。靠背角一般定義為22°-27°，軀干角一般定義為95°～99°，膝蓋角定義為95°～135°，腳角一般定義為87°。人體確定后就要考慮周邊的空間，比如臀部空間，肩部空間，肘部空間，以及頭部空間。這些空間定義是根據(jù)市場(chǎng)同類車型的尺寸來(lái)定義，定義出具有競(jìng)爭(zhēng)力的內(nèi)部空間。一般要求臀部空間大于1350mm，肩部空間大于1400 mm，肘部空間大于1420 mm。頭部空間H61值大于950mm。乘坐空間最能體現(xiàn)一個(gè)車的舒適性。同樣還要考慮后排乘客的乘坐空間。這個(gè)時(shí)候就需要考慮前后排H點(diǎn)之間的距離。一般前后排H點(diǎn)距離大于800mm，這樣乘坐比較舒適。空間定義好后要考慮操縱與使用的方便性。例如方向盤傾角轎車一般定義為23°～25°。換擋手柄的布置位置，手球空擋時(shí)的最高點(diǎn)距離H點(diǎn)Z向值為160mm～210mm， X向值為360mm～390mm。駐車的布置位置，駐車制動(dòng)手柄處于松開位置時(shí)手柄前端距離H點(diǎn)的X向距離280 mm ～310 mm，鎖緊位置時(shí)手柄前端距離H點(diǎn)的X向距離170 mm～210 mm。門護(hù)板肘靠的寬度一般要求大于80mm，距離H點(diǎn)Z向高度為170 mm ～210 mm。同樣副儀表板上肘靠的布置高度也要求在170 mm -210 mm 。車門開啟手柄的位置，內(nèi)關(guān)手柄的位置，中控開關(guān)的布置位置要在手操作舒適區(qū)域。主副儀表板上控制按鈕等要在手伸及界面內(nèi)，便于操作。遮陽(yáng)板的布置位置在不使用狀態(tài)下，盡可能的靠上，減小對(duì)視野的遮擋。乘客拉手的布置位置，為了方便使用，一般布置在H點(diǎn)之前。地圖袋一般要求能夠放下A4大小紙，杯托尺寸要滿足使用需求，一般要求能夠放直徑大于80mm飲料。天窗的布置位置，天窗要保證透光率，一般透光邊界布置在人體H點(diǎn)前80mm。內(nèi)部功能確定后還有考慮上下車的方便性。如H點(diǎn)到門檻的寬度一般要求小于530 mm，前后排H點(diǎn)到B、C柱門洞密封條的距離要大于0 mm。車門開啟角度，以及車門開啟后車門護(hù)板與座椅間的距離，方向盤與座椅型面間的高度等都有具體要求。

法規(guī)要求也必須要滿足，這些法規(guī)規(guī)定的內(nèi)容對(duì)整車造型都是有影響的。例如前方視野要求前風(fēng)擋玻璃要滿足最小透明區(qū)域的要求，滿足A柱障礙角小于6 °，駕駛員前方180°范圍內(nèi)的視野范圍內(nèi)除了A柱、三角窗分隔條、車外無(wú)線電天線、后視鏡和風(fēng)窗玻璃刮水器等造成的障礙外，不得有其它障礙。

造型設(shè)計(jì)師在做造型時(shí)候，并沒(méi)有考慮這些法規(guī)的內(nèi)容。這時(shí)候就需要工程的介入。確保造型能夠滿足法規(guī)要求，如果不滿足法規(guī)，則無(wú)法上市。

汽車是由零部件組成的，而零部件設(shè)計(jì)的時(shí)間是比較長(zhǎng)的。造型CAS階段，就要進(jìn)行斷面分析，這樣做能夠縮短開發(fā)周期，把零部件設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題提前暴露出來(lái)。一般外飾斷面50-70個(gè)，內(nèi)斷面50-70個(gè)，涵蓋主要斷面以及細(xì)節(jié)地方的斷面。斷面主要分析的內(nèi)容包含零部件自身結(jié)構(gòu)，以及安裝結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要考慮人機(jī)空間的等。例如頂棚上乘客扶手附近的斷面，要考慮的內(nèi)容包括頂蓋、側(cè)圍、頂棚、安全氣簾、線束、乘客扶手安裝支架，同時(shí)還要考慮駕乘人員的頭部空間等。一般汽車廠家或設(shè)計(jì)公司都有斷面的數(shù)據(jù)庫(kù)。造型CAS出來(lái)后，車身部，內(nèi)外飾部，開始著手做斷面分析。做斷面的也是做方案的階段，可以找總布置，工藝部等交流，定下方案。

汽車細(xì)節(jié)方面也需要進(jìn)行控制，比如發(fā)罩與翼子板之間的間隙面差，車門與車門的間隙、面差等。這些間隙面差的大小對(duì)造型也是有影響的，影響整車的細(xì)節(jié)品質(zhì)。間隙面差定義是為了后期車子生產(chǎn)出來(lái)后進(jìn)行外觀匹配。間隙面差的定義需要根據(jù)各公司的生產(chǎn)工藝水平。定義過(guò)大則影響外觀，定義過(guò)小，而工藝滿足不了情況下，到時(shí)生產(chǎn)出來(lái)后會(huì)出現(xiàn)干涉等現(xiàn)象。所以造型的A面階段需要考慮間隙面差的工程因素。

汽車造型階段的尺寸，人機(jī)，法規(guī)，斷面，DTS等工程分析內(nèi)容，為量產(chǎn)做好了充分的準(zhǔn)備。普通消費(fèi)者看到的只是某款車的造型，而隱藏在造型背后的是龐大的工程可行性分析。在滿足法規(guī)的基礎(chǔ)上，造型與工程是相互博弈的過(guò)程，有時(shí)為了滿足造型就需要犧牲部分空間，犧牲部分舒適性。這個(gè)過(guò)程是需要造型與工程相互協(xié)商，商量出最優(yōu)的方案。作為汽車工程技術(shù)人員必須了解汽車造型的設(shè)計(jì)流程，以及在每個(gè)階段所要完成的工作內(nèi)容。

作者簡(jiǎn)介：

姓名：鄭通本（1983.03.13）；性別：男，籍貫：江蘇淮安人，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于揚(yáng)州大學(xué)；現(xiàn)有職稱：中級(jí)工程師；研究方向：汽車工程；