淺談汽車外造型設計中A柱、外后視鏡與水切的限制

劉璟　何新源　覃祖定　韋東林

摘 要：改革開放以來中國汽車自主品牌在造型設計方面發展飛速，從以前的抄襲、借鑒變成現在的獨立創新，擁有各自特色。但是造型設計不僅需要藝術之美，工程限制也是必須考慮的。本文根據多個項目開發經驗從車輛A柱與外后視鏡、水切的限制討論造型設計需要注意的事項。

關鍵詞：汽車;前期開發;約束條件;造型設計;視野

1 引言

“汽車造型設計開發是空氣動力學、人機工程學、結構力學、材料力學、美學、色彩學等互相約束的一門設計學科”[1]。隨著2019年國內經濟發展放緩，汽車行業競爭越發激烈，各大自主品牌都不斷加速新車型開發期望以此來搶占更多的市場份額。然而隨著車型開發時間的壓縮，造型創意與工程限制的沖突就變得越發劇烈并且問題的反復循環也反作用于項目導致開發時間的延誤。本文就是著眼于限制中的前方視野這一點淺談其對造型的影響，進而針對此問題進行分析，總結出造型設計前期階段在A柱、外后視鏡視與水切需要注意的事項。

2 造型設計中A柱、外后視鏡視與水切的約束條件

對于造型區域而言A柱的趨勢決定了前擋、C點的位置。水切位置則是決定側面鈑金與車窗比例的關鍵。但是對于總布置工程師來說則是A柱決定了車輛A柱障礙角的大小，對前方視野影響巨大。水切則是影響著外后視鏡的布置高度、側面視野，見圖1。

2.1 A柱障礙角

GB11562對于A柱障礙角的定義如圖2所示（由于大部分車型兩根A柱相對車輛中央縱向鉛垂面對稱，故本文只討論駕駛員側A柱障礙角）。根據國標3.19描述可知，在A柱障礙角測量時只需要考慮S1截面的內沿-既前擋玻璃的黑邊花點邊界;S2截面的外沿-既后視鏡鏡座后邊界或者玻璃導軌后邊界。

根據王宇、方磊等人的乘用車A柱障礙角的控制與分析[3]一文可知，A柱正前視角寬度、前擋風玻璃黑邊寬度減小1mm約減小A柱障礙角0.1°;后視鏡鏡座后邊界、玻璃導軌后邊界往車前移動1mm約減小A柱障礙角0.05°（部分車型由于A柱H點相對位置改變該數值略有變化，但是趨勢一致）。因此在造型前期總布置或者造型工程師需要重點關注競標車型A柱寬度，類似圖3收集競標車型信息。

2.2 S區遮擋

2014版GB11562中增加了對“S”區的遮擋限制，其本質也是控制A柱、外后視鏡對駕駛的前方視野遮擋。相比A柱的調整優化，外后視鏡的調整方式更加靈活，在項目前期外后視鏡布置策略不明確的情況下往往帶來更多的反復，見圖4。

2.3 水切與后視鏡

在國標要求中并未對水切高度、后視鏡位置有所限制，但是結合A柱障礙角與S區考慮如果某車型水切過高，在A柱傾斜角度不改變的情況下外后視鏡鏡座必然一同上移并后移（基于后視鏡布置在水切以上）。對比市面競標車型（圖5）發現外后視鏡鏡片離地面越高，其鏡片要求Z向高度越大。從駕駛體驗與安全考慮，駛員在觀察主副駕外后視鏡時需要視野無遮擋。這樣就造成主駕側后視鏡需要下移，副駕側后視鏡需要上移的沖突局面，影響設計師對車型的后續調整與優化。

盡管造型可以采取主副駕后視鏡高度不一樣的設計來解決部分問題但是在造型設計前期總布置或者造型工程師還是要注意檢查H25以及H點到后視鏡視野處高度。一旦其超過正常范圍就需要及時提醒設計師在模型評審之前調整水切高度，見表2。

如果某款車型水切高度已經超出對標車型范圍但是造型調整困難，這時總布置工程師可以考慮聯合外飾結構工程師一同評估外后視鏡布置再門鈑金上的方案。將外后視鏡與水切的關聯切斷，有利于主副駕后視鏡按一定高度差設計同時也能Y向外移外后視鏡來減小鏡片高度，優化風噪。（外后視鏡布置在門鈑金上也對滿足GB15084中“后視鏡旋轉中心做一半徑70mm的圓柱體，該圓柱體應至少切到連接件所連接的表面部分“這一要求更有利）

3 結束語

汽車A柱與外后視鏡對車輛視野影響巨大，數據開發階段必須嚴格控制。從造型角度考慮A柱、外后視鏡與窗臺線的布置也影響了整車的姿態比例。因此造型工程師或者總布置工程師需要在整車設計前期充分考慮三者對造型的限制，結合效果圖尋找在滿足法規、結構要求下的較少改動造型A面的解決方案。為造型提供一步到位的完善解決方案減少問題的修改、校核時間。

廣西柳州市科學研究與技術開發計劃資助項目（2017AF10101）

參考文獻：

[1]劉麗佳.造型設計與工程設計協同開發模式[J].時代汽車，2018（01）：46-48.

[2]楊燦、王彥平、周喜格.基于NX的汽車前方視野可視性評價系統研究[J].企業科技與發展，2017（5）：50-53.

[3]王宇、方磊、丁立杰、路勝利.乘用車A柱障礙角的控制與分析[J].車輛與動力工程，2017：146-148.

[3]GB11562—2014.《汽車駕駛員前方視野要求及測試方法》[S]，北京，中國標準出版社，2014.

[4]SAEJ1100-2009，（R）Motor Vehicle Dimensions[S].

[5]劉劍、張文祥、連勝利，某SUV外后視鏡外形尺寸改進分析[J].汽車實用技術，2015（05）：21-24.