漲姿勢,一輛汽車是怎么制造出來的?

咱們看一下汽車是怎樣制造出來的。

汽車設(shè)計研發(fā)流程之一：方案策劃階段

一個全新車型的開發(fā)需要幾億甚至十幾億的大量資金投入，投資風(fēng)險非常大，如果不經(jīng)過周密調(diào)查研究與論證，就草率上馬新項目，輕則會造成產(chǎn)品先天不足，投產(chǎn)后問題成堆；重則造成產(chǎn)品不符合消費者需求，沒有市場競爭力。因此市場調(diào)研和項目可行性分析就成為了新項目至關(guān)重要的部分。通過市場調(diào)研對相關(guān)的市場信息進(jìn)行系統(tǒng)的收集、整理、紀(jì)錄和分析，可以了解和掌握消費者的汽車消費趨勢、消費偏好和消費要求的變化，確定顧客對新的汽車產(chǎn)品是否有需求，或者是否有潛在的需求等待開發(fā)，然后根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，總結(jié)出科學(xué)可靠的市場調(diào)研報告，為企業(yè)決策者的新車型研發(fā)項目計劃，提供科學(xué)合理的參考與建議。

汽車市場調(diào)研包括市場細(xì)分、目標(biāo)市場選擇、產(chǎn)品定位等幾個方面。項目可行性分析是在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根據(jù)市場調(diào)研報告生成項目建議書，進(jìn)一步明確汽車形式（也就是車型確定是微型車還是中高級車）以及市場目標(biāo)?？尚行苑治霭ㄍ獠康恼叻ㄒ?guī)分析、以及內(nèi)部的自身資源和研發(fā)能力的分析，包括設(shè)計、工藝、生產(chǎn)以及成本等方面的內(nèi)容。在完成可行性分析后，就可以對新車型的設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行初步的設(shè)定，設(shè)定的內(nèi)容包括車輛形式、動力參數(shù)、底盤各個總成要求、車身形式及強度要求等。

將初步設(shè)定的要求發(fā)放給相應(yīng)的設(shè)計部門，各部門確認(rèn)各個總成部件要求的可行性以后，確認(rèn)項目設(shè)計目標(biāo)，編制最初版本的產(chǎn)品技術(shù)描述說明書，將新車型的一些重要參數(shù)和使用性能確定下來。在方案策劃階段還有確定新車型是否開發(fā)相應(yīng)的變形車，確定變形車的形式以及種類。項目策劃階段的最終成果是一份符合市場要求，開發(fā)可行性能夠保證得到研發(fā)各個部門確認(rèn)的新車型設(shè)計目標(biāo)大綱。該大綱明確了新車型的形式、功能以及技術(shù)特點，描述了產(chǎn)品車型的最終定位，是后續(xù)研發(fā)各個過程的依據(jù)和要求，是一份指導(dǎo)性文件。

汽車研發(fā)流程之二：概念設(shè)計階段

概念設(shè)計階段開始后就要制定詳細(xì)的研發(fā)計劃，確定各個設(shè)計階段的時間節(jié)點；評估研發(fā)工作量，合理分配工作任務(wù)；進(jìn)行成本預(yù)算，及時控制開發(fā)成本；制作零部件清單表格，以便進(jìn)行后續(xù)開發(fā)工作。概念車設(shè)計階段的任務(wù)主要包括總體布置草圖設(shè)計和造型設(shè)計兩個部分。

1．總體布置草圖

總體布置草圖也稱為整體布置草圖、整車布置草圖。繪制汽車總布置草圖是汽車總體設(shè)計和總布置的重要內(nèi)容，其主要任務(wù)是根據(jù)汽車的總體方案及整車性能要求提出對各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計要求；協(xié)調(diào)整車與總成間、相關(guān)總成間的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之組成一個在給定使用條件下的使用性能達(dá)到最優(yōu)并滿足產(chǎn)品目標(biāo)大綱要求的整車參數(shù)和性能指標(biāo)的汽車。而總體布置草圖確定的基本尺寸控制圖是造型設(shè)計的基礎(chǔ)。

總體布置草圖的主要布置內(nèi)容包括：車廂及駕駛室的布置，主要依據(jù)人機工程學(xué)來進(jìn)行布置，在滿足人體的舒適性的基礎(chǔ)上，合理的布置車廂和駕駛室。發(fā)動機與離合器及變速器的布置、傳動軸的布置、車架和承載式車身底板的布置、前后懸架的布置、制動系的布置、油箱、備胎和行李箱等的布置、空調(diào)裝置的布置。

保時捷跑車總體布置方案正視圖

2．造型設(shè)計

在進(jìn)行了總體布置草圖設(shè)計以后，就可以在其確定的基本尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行造型設(shè)計了。汽車的造型設(shè)計現(xiàn)在已經(jīng)成為汽車研發(fā)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，包括外形和內(nèi)飾設(shè)計兩部分。而造型設(shè)計過程也分為設(shè)計和模型制作兩個階段。汽車造型設(shè)計師根據(jù)要設(shè)計的車型，首先收集同類車型的圖片資料，對同類車型進(jìn)行造型上的比較，根據(jù)這些車型在市場上的受歡迎程度，總結(jié)出目前的流行的一些設(shè)計趨勢以及時尚元素，作為設(shè)計的主題或關(guān)鍵詞。比如簡潔、復(fù)古、前衛(wèi)等詞語。

設(shè)計階段包括設(shè)計草圖和設(shè)計效果圖兩個階段，設(shè)計草圖是設(shè)計師快速捕捉創(chuàng)意靈感的最好方法，最初的設(shè)計草圖都比較簡單，它也許只有幾根線條，但是能夠勾勒出設(shè)計造型的神韻，設(shè)計師通過設(shè)計大量的草圖來盡可能多的提出新的創(chuàng)意。每個設(shè)計師都會對少數(shù)幾個自己認(rèn)為比較好的草圖進(jìn)行完善，包括繪制多個角度的草圖，進(jìn)一步推敲車身的形體，突出造型特征等等。下面是菲亞特Bravo設(shè)計草圖，我們可以看出最初的草圖形體是比較簡練的，只強調(diào)部分的特征線。而后來的深入設(shè)計草圖則比較完整的表達(dá)了車身的整個形態(tài)。

當(dāng)草圖繪制到了一定階段后，設(shè)計工作室內(nèi)部會進(jìn)行一次討論，設(shè)計室負(fù)責(zé)人(比如設(shè)計總監(jiān))將從設(shè)計師的設(shè)計草圖中挑出幾個相對較好的創(chuàng)意，進(jìn)行深入的設(shè)計。接下來就是繪制被選中的草圖的精細(xì)設(shè)計效果圖，隨著計算機輔助設(shè)計的發(fā)展，以及其所帶來的方便和快捷，越來越多的設(shè)計師開始使用各種繪圖軟件進(jìn)行效果圖的繪制。

主要的繪圖軟件有Photoshop、Painter以及Alias Skethbookd等。設(shè)計師繪制精細(xì)效果圖的目的是為了讓油泥模型師或者數(shù)字模型師（其使用3D軟件將設(shè)計師的設(shè)計由效果圖變?yōu)?維的電腦數(shù)據(jù)模型，這種模型能夠直接將數(shù)據(jù)輸入5軸銑削機，銑削出油泥模型）看到更加清晰的設(shè)計表現(xiàn)效果，以便保證以后的模型能夠更好的與設(shè)計師的設(shè)計意圖相一致。設(shè)計效果圖繪制完畢以后要進(jìn)行一次評審，這次評審會決定讓其中的的幾個方案進(jìn)行1：5的油泥模型制作。

如前所述對設(shè)計方案效果圖進(jìn)行評審以后就要開始制作模型了，一般有3—5個甚至更多方案會被選中進(jìn)行1：5的小比例模型制作，制作小比例模型主要是為了節(jié)約成本以及節(jié)省時間，一般的汽車廠家都會使用油泥作為材料來制作小比例模型，主要是因為其容易修改，便于在模型制作階段不斷完善。油泥模型的制作也有兩種方法，一種是油泥模型師直接完全人工雕刻模型，另外一種是由數(shù)字模型師先根據(jù)設(shè)計效果圖在alias等軟件里先建造出3維數(shù)字模型然后由銑削機銑削出油泥模型，然后經(jīng)油泥模型師進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整。當(dāng)然在油泥制作過程中設(shè)計師必須全程跟蹤指導(dǎo)，以確保油泥模型能夠符合自己的設(shè)計意圖。

在完成小比例油泥模型制作之后，公司高層將會對模型進(jìn)行評審，這次是第一次實物模型的評審，他們將綜合考慮各個影響到生產(chǎn)的的因素，包括：美學(xué)、工藝、結(jié)構(gòu)等。不過主要還是對模型外觀美學(xué)的評判，通過評審挑選出其中的2－3個方案進(jìn)行1：1的全尺寸油泥模型制作。

傳統(tǒng)的全尺寸油泥模型都是完全由人工雕刻出來的，這種方法費時費力而且模型質(zhì)量不能得到很好的保證，制作一個整車模型大約要花上3個月左右的時間，現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步，各大汽車廠家的全尺寸整車模型基本上都是由5軸銑削機銑削出來的，油泥模型師只需要根據(jù)設(shè)計師的要求對銑削出來的模型進(jìn)行局部的修改就可以了，這種方法制作一個模型只需要1個月甚至更少的時間。油泥模型制作完畢后，根據(jù)需要將進(jìn)行風(fēng)洞試驗以測定其空氣動力學(xué)性能；為了更直觀的觀察模型通常進(jìn)行貼膜處理，以便檢查表面質(zhì)量和產(chǎn)生逼真的實車效果。這時要進(jìn)行一次全尺寸模型的評審會，從中選出最終的設(shè)計方案，并對其提出一些修改意見。油泥模型師根據(jù)修改意見調(diào)整油泥模型，修改完畢后再次進(jìn)行評審，并最終確定造型方案，凍結(jié)油泥模型。至此造型階段全部完成，項目進(jìn)入工程設(shè)計階段。

汽車開發(fā)流程之三：工程設(shè)計階段

在完成造型設(shè)計以后，項目就開始進(jìn)入工程設(shè)計階段，工程設(shè)計階段的主要任務(wù)就是完成整車各個總成以及零部件的設(shè)計，協(xié)調(diào)總成與整車和總成與總成之間出現(xiàn)的各種矛盾，保證整車性能滿足目標(biāo)大綱要求。工程設(shè)計就是一個對整車進(jìn)行細(xì)化設(shè)計的過程，各個總成分發(fā)到相關(guān)部門分別進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，各部門按照開發(fā)計劃規(guī)定的時間節(jié)點分批提交零部件的設(shè)計方案。工程設(shè)計階段主要包括以下幾個方面:

1.總布置設(shè)計

在前面總布置草圖的基礎(chǔ)上，深入細(xì)化總布置設(shè)計，精確的描述各部件的尺寸和位置，為各總成和部件分配準(zhǔn)確的布置空間，確定各個部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)形式、特征參數(shù)、質(zhì)量要求等條件。

主要的工作包括發(fā)動機艙詳細(xì)布置圖、底盤詳細(xì)布置圖，內(nèi)飾布置圖、外飾布置圖以及電器布置圖。

某轎車3維總布置圖俯視圖

2．車身造型數(shù)據(jù)生成

車身或造型部門在油泥模型完成后，使用專門的3維測量儀器對油泥模型進(jìn)行測量，測量的數(shù)據(jù)包括外形和內(nèi)飾兩部分。測量生成的數(shù)據(jù)稱為點云，工程師根據(jù)點云使用汽車A面制作軟件，比如Alias、Icem-surface、Catia等來構(gòu)建汽車的外形和內(nèi)室模型。在車身造型數(shù)據(jù)完成以后，通常要使用這些數(shù)據(jù)來重新銑削一個模型，目的是驗證車身數(shù)據(jù)是否有錯誤。這個模型通常使用代木或者高密度塑料來進(jìn)行加工，以便日后保存。

測量得到的點云數(shù)據(jù)

使用Catia軟件制作車身表面

3．發(fā)動機工程設(shè)計

一般新車型的開發(fā)都會選用現(xiàn)有成熟的發(fā)動機動力總成，發(fā)動機部門的主要工作是針對新車型的特點以及要求，對發(fā)動機及附件等進(jìn)行布置，并進(jìn)行發(fā)動機匹配，這一過程一直持續(xù)到樣車試驗階段，與底盤工程設(shè)計同步進(jìn)行。

4．白車身工程設(shè)計

所謂白車身指的是車身結(jié)構(gòu)件以及覆蓋件的焊接總成，包括發(fā)動機罩、翼子板、側(cè)圍、車門以及行李箱蓋在內(nèi)的未經(jīng)過涂裝的車身本體。白車身是保證整車強度的封閉結(jié)構(gòu)。白車身由車身覆蓋件、梁、支柱以及結(jié)構(gòu)加強件組成，因此該階段的主要工作任務(wù)就是確定車身結(jié)構(gòu)方案，對各個組成部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，使用工程軟件比如：UG、CATIA等完成3維數(shù)模構(gòu)建，并進(jìn)行工藝性分析完成裝配關(guān)系圖及車身焊點圖。

某轎車白車身側(cè)圍部分設(shè)計圖

5．底盤工程設(shè)計

底盤工程設(shè)計的內(nèi)容就是對底盤的4大系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計，包括：傳動系統(tǒng)設(shè)計、行駛系統(tǒng)設(shè)計、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計以及制動系統(tǒng)設(shè)計。主要工作包括:

(1)對各個系統(tǒng)零部件進(jìn)行包括尺寸、結(jié)構(gòu)、工藝、功能以及參數(shù)等方面的定義(2)根據(jù)定義進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計以及計算，完成3維數(shù)模(3)零部件樣件試驗(4)完成設(shè)計圖和裝配圖

其中傳動系統(tǒng)的主要設(shè)計內(nèi)容為離合器、變速器、驅(qū)動橋，行駛系統(tǒng)的主要設(shè)計內(nèi)容為懸架設(shè)計，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要設(shè)計內(nèi)容為轉(zhuǎn)向器以及轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計，制動系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容包括制動器以及ABS的設(shè)計。

底盤部分系統(tǒng)3維設(shè)計圖

6．內(nèi)、外飾工程設(shè)計

汽車內(nèi)外飾包括汽車外裝件以及內(nèi)飾件，因其安裝在車身本體上也稱為車身附屬設(shè)備。外裝件的主要設(shè)計包括前后保險杠、玻璃、車門防撞裝飾條、進(jìn)氣格柵、行李架、天窗、后視鏡、車門機構(gòu)及附件以及密封條。內(nèi)飾件主要設(shè)計包括儀表板、方向盤、座椅、安全帶、安全氣囊、地毯、側(cè)壁內(nèi)飾件、遮陽板、扶手、車內(nèi)后視鏡等。
7．電器工程設(shè)計

電器工程負(fù)責(zé)全車的所有電器設(shè)計，包括雨刮系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、各種儀表、整車開關(guān)、前后燈光以及車內(nèi)照明系統(tǒng)。經(jīng)過以上各個總成系統(tǒng)的設(shè)計，工程設(shè)計階段完成，最終確認(rèn)整車設(shè)計方案。此時可以開始編制詳細(xì)的產(chǎn)品技術(shù)說明書以及詳細(xì)的零部件清單列表，驗證法規(guī)。確定整車性能后，將各個總成的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行整理合成。

汽車研發(fā)流程之四：樣車試驗階段

工程設(shè)計階段完成以后進(jìn)入樣車試制和試驗階段，樣車的試制由試制部門負(fù)責(zé)，他們根據(jù)工程設(shè)計的數(shù)據(jù)，根據(jù)試驗需要制作各種試驗樣車。樣車的試驗包括兩個方面：性能試驗和可靠性試驗。性能試驗，其目的是驗證設(shè)計階段各個總成以及零部件經(jīng)過裝配后能否達(dá)到設(shè)計要求，及時發(fā)現(xiàn)問題，做出設(shè)計修改完善設(shè)計方案?？煽啃栽囼灥哪康氖球炞C汽車的強度以及耐久性。試驗應(yīng)根據(jù)國家制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐項進(jìn)行，不同車型有不同的試驗標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)試制、試驗的結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，對出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，再進(jìn)行第二輪試制和試驗，直至產(chǎn)品定型。

汽車的試驗形式主要有試驗場測試、道路測試、風(fēng)洞試驗、碰撞試驗等。各個汽車企業(yè)都有自己的試驗場，試驗場的不同路段分別模擬不同路況，有沙石路、雨水路、搓板路、爬坡路等等。

國內(nèi)某汽車企業(yè)試驗場

保時捷汽車試驗場

雷諾新款拉古娜試驗場試驗

道路測試是樣車試驗最重要的部分。通常要在各種不同的區(qū)域環(huán)境中進(jìn)行，在我國北到黑龍江南到海南島都有進(jìn)行道路測試，以測定在不同氣候條件下車輛的行駛性能以及可靠性。

雷諾新款拉古娜在不同的氣候環(huán)境下的道路測試

風(fēng)洞試驗主要是為了測試汽車的空氣動力學(xué)性能，獲取風(fēng)阻系數(shù)，積累空氣動力學(xué)數(shù)據(jù)。一般要對汽車正面和側(cè)面的風(fēng)阻進(jìn)行測定，正面的試驗用于計算正面風(fēng)阻系數(shù)和提升力，側(cè)面試驗主要是考察測向風(fēng)對汽車行駛的影響。國外大的汽車生產(chǎn)廠家有自己的風(fēng)洞試驗室，造價非常昂貴。

雷諾新款拉古娜風(fēng)洞試驗

奔馳R級風(fēng)洞試驗

碰撞試驗的作用是測試汽車結(jié)構(gòu)的強度，通過各種傳感器獲得各個部分發(fā)生碰撞時的數(shù)據(jù)，考察碰撞發(fā)生時對車內(nèi)假人造成的傷害情況。通過碰撞試驗可以發(fā)現(xiàn)汽車安全上的問題，有針對性的對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強設(shè)計。碰撞試驗主要包括正面碰撞、側(cè)面碰撞以及追尾碰撞。

樣車碰撞試驗

試驗階段完成以后，新車型的性能得到確認(rèn)，產(chǎn)品定型。

汽車開發(fā)流程之五：投產(chǎn)啟動

投產(chǎn)啟動階段的主要任務(wù)是進(jìn)行投產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作，包括制定生產(chǎn)流程鏈，各種生產(chǎn)設(shè)備到位、生產(chǎn)線鋪設(shè)等等。在試驗階段就同步進(jìn)行的投產(chǎn)準(zhǔn)備工作包括，模具的開發(fā)和各種檢具的制造。投產(chǎn)啟動階段大約需要半年左右的時間，在此期間要反復(fù)的完善沖壓、焊裝、涂裝以及總裝生產(chǎn)線，在確保生產(chǎn)流程和樣車性能的條件下，開始小批量生產(chǎn)進(jìn)一步驗證產(chǎn)品的可靠性，確保小批量生產(chǎn)3個月產(chǎn)品無重大問題的情況下，正式啟動量產(chǎn)。