汽車造型階段的工程分析

大家是否發(fā)現(xiàn)這樣一個現(xiàn)象，某個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)車出來后卻改動了不少，沒有維持概念車的設計。這是因為概念車缺少工程的可行性分析，只是表達造型設計師的理念或意圖，而量產(chǎn)車則需要考慮工程因素，需要把車生產(chǎn)出來。

汽車造型階段考慮的工程因素主要有：尺寸，人機，法規(guī)，斷面，DTS等內(nèi)容。這些工程分析內(nèi)容貫穿造型設計的整個階段。造型設計一般經(jīng)過如下幾個階段：效果圖、CAS、油泥、A面、銑削模型。每個階段重點分析的內(nèi)容不同。在初步定義出整車尺寸后進行效果圖制作，然后根據(jù)效果圖畫出初版CAS，這時候就需要進行人機、法規(guī)、斷面等內(nèi)容分析。根據(jù)分析結果，調(diào)整出新一版CAS出來。油泥造型師依據(jù)CAS刮出1：1的油泥模型出來。根據(jù)油泥模型評審結果，調(diào)整出一版A面。這時候還要進行法規(guī)、DTS等內(nèi)容分析，并依據(jù)A面進行銑削模型。

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級別的車，是A00、A0、A、B、還是C級。同一類型，但是不同級別的車，整車的尺寸也是有差異的。一般情況下是根據(jù)軸距來劃分級別的，A00級別軸距小于2500mm，A0級軸距2500mm-2600mm，A級軸距2600mm-2700mm，B級軸距2700mm-2800mm，C級軸距2800mm以上。不同類型及級別的車，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。如果匹配不當就會出現(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桿車。整車尺寸的定義主要是通過研究市場主流車型的尺寸，并根據(jù)發(fā)展趨勢，定義出有競爭力的整車尺寸。主要尺寸包括長、寬、高、軸距、前懸、后懸等內(nèi)容。造型設計師在整車尺寸的基礎上進行創(chuàng)作設計，設計出多個方案的草圖，然后再細化成效果圖。多個方案效果圖完成后供項目組選擇，確定某個方案后，再開展下一部工作。

汽車首先是代步工具，是為人服務的，所以要滿足人的使用需求，使用起來要方便、舒適等，即要滿足人機工程學。首先是駕駛員的坐姿，例如轎車H點到踵點的Z向距離經(jīng)驗值范圍是255mm -285mm?？勘辰且话愣x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)市場同類車型的尺寸來定義，定義出具有競爭力的內(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)一個車的舒適性。同樣還要考慮后排乘客的乘坐空間。這個時候就需要考慮前后排H點之間的距離。一般前后排H點距離大于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，手球空擋時的最高點距離H點Z向值為160mm～210mm， X向值為360mm～390mm。駐車的布置位置，駐車制動手柄處于松開位置時手柄前端距離H點的X向距離280 mm ～310 mm，鎖緊位置時手柄前端距離H點的X向距離170 mm～210 mm。門護板肘靠的寬度一般要求大于80mm，距離H點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)關手柄的位置，中控開關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。遮陽板的布置位置在不使用狀態(tài)下，盡可能的靠上，減小對視野的遮擋。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點前80mm。內(nèi)部功能確定后還有考慮上下車的方便性。如H點到門檻的寬度一般要求小于530 mm，前后排H點到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)容對整車造型都是有影響的。例如前方視野要求前風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、車外無線電天線、后視鏡和風窗玻璃刮水器等造成的障礙外，不得有其它障礙。

造型設計師在做造型時候，并沒有考慮這些法規(guī)的內(nèi)容。這時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)，則無法上市。

汽車是由零部件組成的，而零部件設計的時間是比較長的。造型CAS階段，就要進行斷面分析，這樣做能夠縮短開發(fā)周期，把零部件設計可能出現(xiàn)的問題提前暴露出來。一般外飾斷面50-70個，內(nèi)斷面50-70個，涵蓋主要斷面以及細節(jié)地方的斷面。斷面主要分析的內(nèi)容包含零部件自身結構，以及安裝結構，同時還要考慮人機空間的等。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、側圍、頂棚、安全氣簾、線束、乘客扶手安裝支架，同時還要考慮駕乘人員的頭部空間等。一般汽車廠家或設計公司都有斷面的數(shù)據(jù)庫。造型CAS出來后，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。

汽車細節(jié)方面也需要進行控制，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造型也是有影響的，影響整車的細節(jié)品質。間隙面差定義是為了后期車子生產(chǎn)出來后進行外觀匹配。間隙面差的定義需要根據(jù)各公司的生產(chǎn)工藝水平。定義過大則影響外觀，定義過小，而工藝滿足不了情況下，到時生產(chǎn)出來后會出現(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，法規(guī)，斷面，DTS等工程分析內(nèi)容，為量產(chǎn)做好了充分的準備。普通消費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)的基礎上，造型與工程是相互博弈的過程，有時為了滿足造型就需要犧牲部分空間，犧牲部分舒適性。這個過程是需要造型與工程相互協(xié)商，商量出最優(yōu)的方案。作為汽車工程技術人員必須了解汽車造型的設計流程，以及在每個階段所要完成的工作內(nèi)容。

作者簡介：

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