這些汽車(chē)零部件看上去簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)卻很難【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-06-10  by:CAE仿真在線(xiàn)  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

說(shuō)起汽車(chē)設(shè)計(jì),可能大家最先想到的就是炫酷的造型設(shè)計(jì)。的確,最近幾年里各大車(chē)企都加強(qiáng)了對(duì)于整車(chē)造型的設(shè)計(jì)。

但,在一個(gè)完善的汽車(chē)開(kāi)發(fā)流程里,僅僅依靠造型是不夠的,各個(gè)零部件的工程設(shè)計(jì)才是構(gòu)成一輛實(shí)車(chē)的基礎(chǔ)。在這個(gè)過(guò)程中,就不可避免地涉及到零部件的相互匹配,這對(duì)于工程師而言,的確是一個(gè)非常痛苦的階段。所以,今天我們就來(lái)盤(pán)點(diǎn)幾個(gè)看著很不起眼,但是設(shè)計(jì)起來(lái)卻十分困難的零部件。

刮水器

刮水器絕對(duì)算不上用戶(hù)購(gòu)車(chē)時(shí)候的必要考慮因素,甚至都不見(jiàn)得是一個(gè)受車(chē)主關(guān)注的零件,因?yàn)樵诮^大部分的地區(qū)絕大部分時(shí)間內(nèi),刮水器都只是一個(gè)擺設(shè)。不過(guò),在車(chē)身領(lǐng)域,刮水器算得上是最難設(shè)計(jì)的零件之一。

首先,刮水器是歸類(lèi)于車(chē)身零部件設(shè)計(jì)中的A類(lèi)零件。何為A類(lèi)零件,簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō),就是關(guān)乎于車(chē)輛行駛安全的安全性零件,其性能必須符合國(guó)家強(qiáng)制法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)要求。國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刮水器的刮刷性能、實(shí)驗(yàn)方法都進(jìn)行了全面的約束。而這些強(qiáng)制法規(guī)的性能要求無(wú)疑提升了刮水器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。

舉個(gè)例子,老的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,刮水器必須在120公里每小時(shí)的車(chē)速下穩(wěn)定工作,眼下,這一標(biāo)準(zhǔn)提升到160公里每小時(shí),在這一時(shí)速下要保證刮水器能夠緊密的貼合擋風(fēng)玻璃,并且回水寬度滿(mǎn)足法規(guī)要求,僅這一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求的變化,就會(huì)使得整個(gè)刮水器系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)。

其次,刮水器系統(tǒng)的相互制約參數(shù)最多。一般來(lái)說(shuō),至于刮水器性能的參數(shù)一般有三個(gè):攻角、俯角以及刮臂壓力,這三個(gè)參數(shù)相輔相成,改變其中的一個(gè)就會(huì)導(dǎo)致其他兩個(gè)的變化,繼而導(dǎo)致刮刷效果的惡化。

第三,刮水器的安裝位置位于車(chē)身硬點(diǎn)區(qū)域,這直接導(dǎo)致了安裝空間和安裝結(jié)構(gòu)的不可變。一般來(lái)說(shuō),避震塔到前圍檔板之間的距離為整車(chē)硬點(diǎn),這個(gè)距離決定的是整車(chē)的平臺(tái)。所以,我們看到很多模塊化的平臺(tái),其實(shí)這個(gè)位置都是固定的。比如說(shuō)大眾的MQB。

那么問(wèn)題就來(lái)了,在這個(gè)不可變的區(qū)域內(nèi)放置一套運(yùn)動(dòng)的四連桿機(jī)構(gòu),還要考慮到運(yùn)動(dòng)干涉、系統(tǒng)本身的性能、洗滌器噴水效果。難度可想而知。

擋風(fēng)玻璃以及側(cè)窗玻璃

擋風(fēng)玻璃和側(cè)窗玻璃同樣也是不受消費(fèi)者關(guān)注的零件,唯一的關(guān)注恐怕就是在貼膜的時(shí)候關(guān)注吧。不過(guò),在整車(chē)的零部件里,擋風(fēng)玻璃以及側(cè)窗玻璃同樣是關(guān)乎安全的A類(lèi)零件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,側(cè)窗玻璃是整個(gè)車(chē)門(mén)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn),只有確定了側(cè)窗玻璃的曲率以及面積,才可以由此向下設(shè)計(jì)玻璃導(dǎo)槽、舉窗電機(jī)、車(chē)門(mén)門(mén)鎖等等零件。

如果側(cè)窗玻璃曲率以及面積在造型階段沒(méi)有第一時(shí)間確定的話(huà),那么等待工程師的就是整個(gè)車(chē)門(mén)返工重來(lái)。擋風(fēng)玻璃同樣是前部的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),其曲率決定了刮水器、A柱、流水槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外,擋風(fēng)玻璃的曲率也會(huì)被制造工藝?yán)卫蜗拗?同時(shí),擋風(fēng)玻璃還是造型面,這就使得擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)一不小心就會(huì)夾在中間無(wú)法脫身。

所有三角區(qū)域的外觀件

在汽車(chē)工程領(lǐng)域,只要是有三個(gè)零件結(jié)合的地方,都會(huì)被工程師們稱(chēng)之為死亡三角。其中最典型的區(qū)域就是A柱和窗臺(tái)線(xiàn)之間的三角區(qū)域。所以,接下來(lái)我們用這個(gè)區(qū)域來(lái)解釋為何這里最難設(shè)計(jì)。

要說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,我們首先要知道一個(gè)叫公差的東西,任何零件的制造和安裝都存在著一個(gè)合理的公差范圍,對(duì)于單一零件而言,零點(diǎn)幾毫米的公差波動(dòng)是認(rèn)為合理的。不過(guò),當(dāng)幾個(gè)零件同時(shí)在一個(gè)狹小的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)匹配的時(shí)候,公差波動(dòng)就會(huì)在這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)公差累積的情況。

也就是說(shuō),這個(gè)零件尺寸在正常范圍內(nèi)跑偏了零點(diǎn)幾毫米,另外一個(gè)零件也在正常范圍內(nèi)跑偏了零點(diǎn)幾毫米,但是當(dāng)它們匹配在一起的時(shí)候,這些正常的公差值就會(huì)體現(xiàn)為一個(gè)誤差值,繼而造成外觀質(zhì)量甚至是性能方面的缺陷。

以車(chē)門(mén)三角區(qū)為例,在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的零件包括外后視鏡蓋板、車(chē)門(mén)密封條、窗框、玻璃導(dǎo)槽、窗框加強(qiáng)板、窗框亮條等幾個(gè)零件。這幾乎是整輛汽車(chē)上零部件搭接最密集的地方,所以也是最容易出現(xiàn)公差累積的位置。所以,在設(shè)計(jì)終了之后,這個(gè)位置還需要進(jìn)行數(shù)論的間隙段差匹配,同樣,也是觸一發(fā)而動(dòng)全身的設(shè)計(jì)。

大燈

別看現(xiàn)在市面上到處都是改燈的店面,看上去大燈很簡(jiǎn)單的樣子。但是,在車(chē)輛的工程領(lǐng)域,大燈的設(shè)計(jì)難度系數(shù)也是數(shù)一數(shù)二的。原因有幾點(diǎn),第一當(dāng)然是A類(lèi)零件的強(qiáng)制法規(guī)要求。第二則是配光的需求。

大燈的配光設(shè)計(jì)在很大程度上受限于造型設(shè)計(jì),特別是現(xiàn)在越來(lái)越多的車(chē)型采用了后掠式的大燈設(shè)計(jì)之后,就給大燈的配光設(shè)計(jì)提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。大燈的配光設(shè)計(jì)基本上就和用電筒照下水道的原理一樣,大燈的光源必須放在一個(gè)合理的位置上,才可以使得燈光滿(mǎn)足性能要求照在該照的位置上。

這其中又受到光源的形式、燈碗的結(jié)構(gòu)、車(chē)內(nèi)安裝結(jié)構(gòu)的限制。而轉(zhuǎn)向燈、尾燈的配光設(shè)計(jì)還必須保證車(chē)輛各個(gè)角度的可見(jiàn)光需求。所以,車(chē)輛光源的設(shè)計(jì)也是一個(gè)慢工出細(xì)活的工種。

AL頻道小結(jié)

出于篇幅的關(guān)系,我們這一次只列舉了以上四種零件,事實(shí)上,在整車(chē)的零件設(shè)計(jì)中還有很多看似不起眼但是卻設(shè)計(jì)起來(lái)困難重重的零件。

比如說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)罩液壓支桿、輪胎、座椅、操穩(wěn)調(diào)教、排放控制等等。在這里我們只想說(shuō)的是,在一輛汽車(chē)的設(shè)計(jì)中,每一個(gè)零件都有它巧妙的設(shè)計(jì)思路,而這些巧妙的設(shè)計(jì)思路,才是構(gòu)成一輛好車(chē)品質(zhì)感的重要保證。

-完-

本文轉(zhuǎn)自公眾號(hào):AL頻道 黃嘉剛 

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