搜索這些汽車零部件看上去簡單，設計卻很難【轉(zhuǎn)發(fā)】
2017-06-10 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
說起汽車設計,可能大家最先想到的就是炫酷的造型設計。的確,最近幾年里各大車企都加強了對于整車造型的設計。
但,在一個完善的汽車開發(fā)流程里,僅僅依靠造型是不夠的,各個零部件的工程設計才是構(gòu)成一輛實車的基礎。在這個過程中,就不可避免地涉及到零部件的相互匹配,這對于工程師而言,的確是一個非常痛苦的階段。所以,今天我們就來盤點幾個看著很不起眼,但是設計起來卻十分困難的零部件。
刮水器
刮水器絕對算不上用戶購車時候的必要考慮因素,甚至都不見得是一個受車主關(guān)注的零件,因為在絕大部分的地區(qū)絕大部分時間內(nèi),刮水器都只是一個擺設。不過,在車身領(lǐng)域,刮水器算得上是最難設計的零件之一。
首先,刮水器是歸類于車身零部件設計中的A類零件。何為A類零件,簡單點說,就是關(guān)乎于車輛行駛安全的安全性零件,其性能必須符合國家強制法規(guī)的標準要求。國家強制標準對刮水器的刮刷性能、實驗方法都進行了全面的約束。而這些強制法規(guī)的性能要求無疑提升了刮水器系統(tǒng)的設計難度。
舉個例子,老的國家標準規(guī)定,刮水器必須在120公里每小時的車速下穩(wěn)定工作,眼下,這一標準提升到160公里每小時,在這一時速下要保證刮水器能夠緊密的貼合擋風玻璃,并且回水寬度滿足法規(guī)要求,僅這一項實驗要求的變化,就會使得整個刮水器系統(tǒng)需要重新設計。
其次,刮水器系統(tǒng)的相互制約參數(shù)最多。一般來說,至于刮水器性能的參數(shù)一般有三個:攻角、俯角以及刮臂壓力,這三個參數(shù)相輔相成,改變其中的一個就會導致其他兩個的變化,繼而導致刮刷效果的惡化。
第三,刮水器的安裝位置位于車身硬點區(qū)域,這直接導致了安裝空間和安裝結(jié)構(gòu)的不可變。一般來說,避震塔到前圍檔板之間的距離為整車硬點,這個距離決定的是整車的平臺。所以,我們看到很多模塊化的平臺,其實這個位置都是固定的。比如說大眾的MQB。
那么問題就來了,在這個不可變的區(qū)域內(nèi)放置一套運動的四連桿機構(gòu),還要考慮到運動干涉、系統(tǒng)本身的性能、洗滌器噴水效果。難度可想而知。
擋風玻璃以及側(cè)窗玻璃
擋風玻璃和側(cè)窗玻璃同樣也是不受消費者關(guān)注的零件,唯一的關(guān)注恐怕就是在貼膜的時候關(guān)注吧。不過,在整車的零部件里,擋風玻璃以及側(cè)窗玻璃同樣是關(guān)乎安全的A類零件。在設計過程中,側(cè)窗玻璃是整個車門系統(tǒng)設計的基準,只有確定了側(cè)窗玻璃的曲率以及面積,才可以由此向下設計玻璃導槽、舉窗電機、車門門鎖等等零件。
如果側(cè)窗玻璃曲率以及面積在造型階段沒有第一時間確定的話,那么等待工程師的就是整個車門返工重來。擋風玻璃同樣是前部的設計基準,其曲率決定了刮水器、A柱、流水槽的結(jié)構(gòu)設計。另外,擋風玻璃的曲率也會被制造工藝牢牢限制,同時,擋風玻璃還是造型面,這就使得擋風玻璃的設計一不小心就會夾在中間無法脫身。
所有三角區(qū)域的外觀件
在汽車工程領(lǐng)域,只要是有三個零件結(jié)合的地方,都會被工程師們稱之為死亡三角。其中最典型的區(qū)域就是A柱和窗臺線之間的三角區(qū)域。所以,接下來我們用這個區(qū)域來解釋為何這里最難設計。
要說明這個問題,我們首先要知道一個叫公差的東西,任何零件的制造和安裝都存在著一個合理的公差范圍,對于單一零件而言,零點幾毫米的公差波動是認為合理的。不過,當幾個零件同時在一個狹小的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)匹配的時候,公差波動就會在這個區(qū)域出現(xiàn)公差累積的情況。
也就是說,這個零件尺寸在正常范圍內(nèi)跑偏了零點幾毫米,另外一個零件也在正常范圍內(nèi)跑偏了零點幾毫米,但是當它們匹配在一起的時候,這些正常的公差值就會體現(xiàn)為一個誤差值,繼而造成外觀質(zhì)量甚至是性能方面的缺陷。
以車門三角區(qū)為例,在這個區(qū)域內(nèi)的零件包括外后視鏡蓋板、車門密封條、窗框、玻璃導槽、窗框加強板、窗框亮條等幾個零件。這幾乎是整輛汽車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,在設計終了之后,這個位置還需要進行數(shù)論的間隙段差匹配,同樣,也是觸一發(fā)而動全身的設計。
大燈
別看現(xiàn)在市面上到處都是改燈的店面,看上去大燈很簡單的樣子。但是,在車輛的工程領(lǐng)域,大燈的設計難度系數(shù)也是數(shù)一數(shù)二的。原因有幾點,第一當然是A類零件的強制法規(guī)要求。第二則是配光的需求。
大燈的配光設計在很大程度上受限于造型設計,特別是現(xiàn)在越來越多的車型采用了后掠式的大燈設計之后,就給大燈的配光設計提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。大燈的配光設計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合理的位置上,才可以使得燈光滿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)、車內(nèi)安裝結(jié)構(gòu)的限制。而轉(zhuǎn)向燈、尾燈的配光設計還必須保證車輛各個角度的可見光需求。所以,車輛光源的設計也是一個慢工出細活的工種。
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,事實上,在整車的零件設計中還有很多看似不起眼但是卻設計起來困難重重的零件。
比如說發(fā)動機罩液壓支桿、輪胎、座椅、操穩(wěn)調(diào)教、排放控制等等。在這里我們只想說的是,在一輛汽車的設計中,每一個零件都有它巧妙的設計思路,而這些巧妙的設計思路,才是構(gòu)成一輛好車品質(zhì)感的重要保證。
-完-
本文轉(zhuǎn)自公眾號:AL頻道 黃嘉剛
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