汽車的18大穴位，典型斷面在整車布置中的應(yīng)用

　　在汽車的總布置設(shè)計中，應(yīng)用典型斷面可以有效的將整車外部尺寸、內(nèi)部尺寸、整車結(jié)構(gòu)功能要求、視野法規(guī)要求、人機工程要求、制造工藝等關(guān)系相結(jié)合。因此，汽車車身的典型斷面堪比一輛汽車的重要脈絡(luò)上的穴位，在現(xiàn)代汽車設(shè)計中占有重要地位。本文將介紹典型斷面的應(yīng)用中最實用的18個。

　　隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，國內(nèi)汽車廠商的激烈競爭，很多大型企業(yè)正在加速完善并引進先進的車輛設(shè)計的流程。其目的是縮短車輛設(shè)計的周期，降低產(chǎn)品的成本和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以此達到增加銷售量、擴充市場占有率來提高公司利潤的目的。對目前發(fā)展迅速的新能源汽車企業(yè)來講，有必要借鑒并吸收這一傳統(tǒng)汽車制造業(yè)中積累的成果。

　　整車開發(fā)設(shè)計周期中重點是在車輛設(shè)計的初級階段，好得初級階段設(shè)計可以有效規(guī)避中后期開發(fā)中遇到的問題，同時降低后期零部件設(shè)變數(shù)量，縮短和降低不必要的開發(fā)時間、開發(fā)成本。在汽車總布置設(shè)計中應(yīng)用典型斷面，可以有效的在整車開發(fā)初級階段把市場調(diào)查得到的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)同外觀內(nèi)飾設(shè)計要求、工程要求、法規(guī)要求、人機工程等結(jié)合起來，提高效率，減少設(shè)計過程中的反復(fù)，控制并降低開發(fā)中存在的問題及風(fēng)險。

　　典型斷面與總布置設(shè)計硬點

　　總布置硬點及目標(biāo)可分為以下幾類：

　　整車尺寸控制硬點，如整車長寬高、輪距、軸距、接近離去角及內(nèi)部空間尺寸；

　　性能控制硬點，如動力總成中心點、傳動軸夾角長度、輪心位置、輪胎跳動參數(shù)；

　　車身控制硬點，玻璃傾角、車門開啟角度等；

　　法規(guī)要求，燈具位置法規(guī)、后視鏡視野法規(guī)、牌照板、輪護板等法規(guī)；

　　人機工程目標(biāo)，如乘員坐姿的舒適性，操縱、上下車的方便性，上下視野、A柱障礙角；

　　工程要求，同工程部門協(xié)調(diào)確保整車結(jié)構(gòu)合理，無運動干涉，或是否需要增加額外的工藝滿足要求等。

　　“典型斷面”用來表達車身外板、內(nèi)板、內(nèi)飾板等在特定位置和方向上的尺寸大小、結(jié)構(gòu)形式、連接方式。典型斷面的運用主要體現(xiàn)在 2個方面：一是自身的尺寸、結(jié)構(gòu)、連接方式；二是典型斷面在整車中的位置，同其他典型斷面的關(guān)系。典型斷面的尺寸、結(jié)構(gòu)、連接方式是分析能否滿足工程要求的依據(jù)，有了斷面的尺寸、結(jié)構(gòu)就可以借助CAE分析是否滿足車身剛度要求、是否滿足現(xiàn)有的沖壓工序要求、在生產(chǎn)線上的焊接工藝和裝配工序如何。因為制造工藝方面的修改周期長、投資大，所以典型斷面有很大的繼承性，一般來說大多數(shù)斷面只是沿用以往的斷面或局部修改，只有非常必要或工藝改進后才考慮從新開發(fā)斷面。典型斷面的位置則有很大的可變性，它直接將一輛車的外部尺寸和內(nèi)部尺寸聯(lián)系起來，影響到是否能通過視野要求、法規(guī)要求，決定了乘員上下車的方便性。這部分工作是總布置的重中之重。當(dāng)l8個典型斷面位置確定以后，總布置關(guān)于內(nèi)外部尺寸、視野、法規(guī)和人機工程方面的要求應(yīng)該都已得到了檢查和保證。

　　典型斷面的運用

　　整車控制的18個典型斷面是T01A 、T02A 、TO3A 、T04A 、T05B、T06A、T07A、T08A、T10A 、T13A 、T15 A 、T16A、T17B、T19A、T19B、T22A、T24A和 T26A，這18個典型斷面由6個整車縱向中心斷面和12個側(cè)圍斷面組成。

　　▲部分典型斷面所在位置

　　1） 六個縱向中心斷面的確定

　　典型斷面 T01A

　　▲前風(fēng)擋上邊中心斷面

　　總布置設(shè)計中，通過此斷面控制前風(fēng)擋傾角，陽光入射角，向上視野角度；頭部包羅與頂棚間隙，在碰撞安全性方面要校核安全帶約束狀態(tài)下的頭部運動軌跡與斷面 T01A的安全距離。

　　典型斷面 T03A

　　▲后風(fēng)擋上邊中心斷面

　　總布置設(shè)計中，通過此斷面控制后風(fēng)擋傾角，陽光入射角，向上后視野角度，是否滿足后視鏡視野區(qū)域；在乘坐舒適性方面決定第二排乘員頭部空間（H63）。

　　典型斷面 T22A

　　▲后風(fēng)擋下邊中心斷面

　　此斷面直接影響到行李艙和后風(fēng)擋的設(shè)計，也包括乘員的向下視野要求、后視鏡區(qū)域、后雨刮空間布置，在造型設(shè)計中總布置須為此斷面在高度區(qū)間內(nèi)找到一個平衡點。

　　典型斷面 T11A

　　▲前保險杠中心斷面

　　設(shè)計此斷面時，需考慮防撞吸能泡沫的厚度，前保險杠的碰撞高度范圍，行人大小腿保護；同時校核保險杠是否滿足低速碰撞要求，牌照板安裝位置的法規(guī)要求，確定接近角的大小。檢查從保險杠到動力總成之間的空間是否可以安裝冷凝器和散熱器，散熱器開口大小是否足夠，并保證留有足夠的動力總成運動間隙。

　　典型斷面T04A：

　　▲前風(fēng)擋下邊中心斷面

　　這個斷面提供了引擎罩、前風(fēng)擋、防火墻、儀表板、雨刮電機等交界處的斷面結(jié)構(gòu)形狀。這個斷面相當(dāng)復(fù)雜，它的位置直接影響到發(fā)動機艙、儀表板、前風(fēng)擋的設(shè)計，也是造型控制C點位置。同時該斷面還受到前減震器高度，機艙附件，動力總成頂點高度的影響，這些設(shè)計硬點把斷面推高，而乘員的向下視野要求卻把斷面限制在一定的高度以下，總布置設(shè)計必須在高度區(qū)間內(nèi)找到一個平衡點。

　　典型斷面 T26A

　　▲后保險杠中心斷面

　　總布置設(shè)計需要考慮防撞吸能的泡沫的厚度，后保險杠的碰撞高度范圍。通過 T22A斷面可以校核保險杠的高度是否滿足國標(biāo)的強制法規(guī)要求，牌照板安裝位置的法規(guī)要求，確定離去角的大小，牌照燈入射光線的法規(guī)要求。檢查從保險杠到后懸架之間的空間是否可以安裝備胎結(jié)構(gòu)，并保證留有足夠的后懸架運動間隙。此外該斷面還控制著搬運行李要通過的最小高度，是人機工程方便性的一個重要參數(shù)。

　　在確定上面 6個典型斷面后，同乘員人體模板結(jié)合就得到整車的側(cè)視圖。整車的外部和內(nèi)部尺寸通過典型斷面得到統(tǒng)一。把外形和內(nèi)飾設(shè)計的數(shù)據(jù)同視圖結(jié)合，就會發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的潛在問題。

　　▲整車的側(cè)視圖

　　2） 前視圖方向的典型斷面 02A，05A和22A的確定

　　典型斷面 T18A

　　前門檻橫向斷面。它給出了地板同門框的連接方式，以及車門內(nèi)外板、內(nèi)飾板結(jié)構(gòu)。該斷面同座椅和乘員的布置密切相關(guān)。它控制乘員出入車門的臺階高度 （H130）和寬度，決定了乘員的臀部空間（W3）。

　　典型斷面 T05A

　　車門腰線橫向斷面。它給出了車門內(nèi)外板和內(nèi)飾板以及運動件窗玻璃結(jié)構(gòu)關(guān)系?？梢源_定車內(nèi)的肩部空間（W5）。并且要檢查是否滿足乘員側(cè)面向下視野要求。

　　典型斷面 T02A

　　車頂蓬乘員頭部橫向斷面。它表達了車頂外板，內(nèi)飾板同車門內(nèi)外板和窗玻璃的結(jié)構(gòu)關(guān)系?？梢源_定側(cè)向頭部空間（W27）。乘員上下車的有效最大高度（H11）。通過該斷面還可以校核乘員側(cè)向向上視野要求。

　　▲T02A、T05A和T18A三個典型斷面同乘員人體模板結(jié)合得到整車的前視圖

　　整車橫向外部和內(nèi)部尺寸通過典型斷面得到統(tǒng)一確定。 同時這 3個斷面的位置確定了側(cè)圍的曲線形狀，可以校核車門玻璃能否合理的保證升降功能。結(jié)合踏板所在的前輪罩橫向斷面可以校核踏板區(qū)的舒適性及可操作性。

　　3） 俯視方向 T07A、T08A、T09A

　　▲俯視圖中的經(jīng)典斷面

　　典型斷面 T07A

　　A柱上部斷面。它提供了A柱斷面尺寸以及同前風(fēng)擋和前門結(jié)構(gòu)的關(guān)系?？刂瞥藛T上下車方便性尺寸 H15。根據(jù)斷面T07A要校核A柱6度角盲區(qū)；07A、04A和01A形成的前風(fēng)擋要確定雨刮刮掃范圍要求。

　　典型斷面 T08A

　　B柱上部斷面。它提供了B柱斷面尺寸以及同后門結(jié)構(gòu)、前門結(jié)構(gòu)的關(guān)系。根據(jù)斷面 08A要校核B柱盲區(qū)；

　　典型斷面 T09A

　　C柱上部斷面。它提供了 C柱斷面尺寸以及同后風(fēng)擋、后門結(jié)構(gòu)的關(guān)系。根據(jù)斷面要校核 C柱單眼盲區(qū)；確定10A、03A和 06A形成的后風(fēng)擋弧度是否滿足制造要求。

　　典型斷面T14A

　　T14A為A柱下部鉸鏈處斷面。它提供了A柱同前翼子板，前門內(nèi)外板的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并控制乘員出入的L18（座墊到開啟車門內(nèi)飾距離），可以用于校核前門同翼子板的運動關(guān)系。

　　典型斷面T15C

　　T15C為B柱門鎖處斷面。它提供了B柱同前門內(nèi)外板和后門內(nèi)外板的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并控制乘員出入的L19（座墊到開啟的后車門內(nèi)飾距離），可以用于校核后門同關(guān)閉的前車門的運動關(guān)系。

　　典型斷面T16A

　　T16A為C柱后門鎖處斷面。它提供了 C后翼子板、后門內(nèi)外板和內(nèi)飾板的結(jié)構(gòu)關(guān)系，可以用于校核后門同后翼子板的運動關(guān)系。

　　典型斷面 T16B

　　T16B為C柱后輪罩處斷面。它處于后排座墊與后輪罩非常狹窄的空間之中，結(jié)構(gòu)緊湊，既要滿足強度要求，又要盡可能的擴大乘客艙空間。

　　典型斷面 T02A、T07A、T08A、T14A、T15A、T05、T18、T09A、T16A形成了空間的前后門門框，確定了關(guān)于乘客上下車方便性的所有數(shù)據(jù) 。

　　典型斷面的布置設(shè)計，確保了整車內(nèi)外部數(shù)據(jù)滿足設(shè)計要求、強制法規(guī)要求、視野要求等，并且在此基礎(chǔ)上進一步完成其他控制斷面。保證了整車的順利開發(fā)，減少了工程和設(shè)計上的反復(fù)。目前已有車型開發(fā)實踐證明了典型斷面能很好的結(jié)合設(shè)計要求、法規(guī)要求和工藝要求。

　　雖然目前新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車在動力構(gòu)成及配套系統(tǒng)存在差異，但以上整車設(shè)計的理念依然可以適用，通過典型斷面的運用能夠有力地控制開發(fā)工作進度，提高效率，保證最終的設(shè)計結(jié)果盡可能與最初的設(shè)計總布置目標(biāo)一致，確保新能源汽車開發(fā)從一開始就能進行最優(yōu)化設(shè)計。

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