汽車儀表板的設(shè)計(jì)與分析研究

劉曉亮 國(guó)笑梅

長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心河北省汽車工程技術(shù)研究中心

汽車儀表板的設(shè)計(jì)與分析研究

劉曉亮 國(guó)笑梅

長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心河北省汽車工程技術(shù)研究中心

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車的使用越來(lái)越多。在汽車設(shè)計(jì)中，儀表板的裝飾性備受關(guān)注，其生產(chǎn)工藝決定了功能效用，儀表板是汽車內(nèi)飾件中最主要、最引人注目的部分，占據(jù)著汽車駕駛室大部分的空間，提供給駕駛者掌控車輛所需的各種基本信息，也體現(xiàn)了汽車生產(chǎn)廠家各自的風(fēng)格。良好的設(shè)計(jì)不僅可以提高汽車的質(zhì)量，還會(huì)提升汽車的整體視覺(jué)效果?；诖?，文章就汽車儀表板的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)有效的借鑒。

汽車儀表板；設(shè)計(jì)；分析

1.汽車儀表板的分類

汽車儀表板分為多種類型，根據(jù)材料的不同，可以分為硬質(zhì)儀表板和軟飾儀表板。其中，軟飾儀表板的各個(gè)部分由于所發(fā)揮的功能不同，選用制造材料也會(huì)有所不同。大汽車和小轎車的汽車儀表板所使用的材料也有所不同。大型的汽車往往會(huì)采用硬質(zhì)儀表板，主要的材料是沖壓成型的鋼板材料，經(jīng)過(guò)焊接、涂裝之后安裝在大型汽車上。為了使儀表板看起來(lái)美觀，鋼質(zhì)儀表板需要包上皮革。小轎車采用聚氨基甲酸酯所制作的儀表板，一些儀表板是由聚丙烯塑料或者ABS塑料聚合物為材料制作而成。儀表板為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注塑成型即可。

2.汽車儀表板的性能需求

汽車運(yùn)行中通過(guò)操作儀表板完成汽車的各項(xiàng)功能，所以，儀表板被安裝在汽車空間中較為特殊的位置，便于駕駛員在汽車行駛過(guò)程中完成各種控制操作。由于儀表板所處汽車空間位置關(guān)乎到汽車的美觀，因此，在進(jìn)行儀表板設(shè)計(jì)中，為了滿足其性能需求需要優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，在汽車儀表板材料的選擇上，要從健康的角度考慮使用低污染材料，特別是含有有毒化學(xué)成分的材料要杜絕使用。其次，汽車儀表板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具有良好的穩(wěn)定性。從儀表板安裝的位置來(lái)看，由于陽(yáng)光照射以及汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱，都有可能導(dǎo)致環(huán)境溫度升高而引起儀表板的結(jié)構(gòu)變形，因此，要在儀表板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，注重單元結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。在此，為了保障儀表板在汽車運(yùn)行中能夠穩(wěn)定運(yùn)行而不會(huì)受到?jīng)_擊，需要儀表板具有良好剛性、足夠的強(qiáng)度，能夠支撐儀表板上各種設(shè)備的負(fù)荷。

3.精細(xì)化設(shè)計(jì)方法在汽車儀表板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 造型精細(xì)化設(shè)計(jì)

3.1.1 效果圖階段精細(xì)化識(shí)別。造型是精細(xì)化設(shè)計(jì)的源頭，是影響儀表板精細(xì)化的重要因素。造型效果圖階段需對(duì)儀表板的分塊、精細(xì)化保證及結(jié)構(gòu)方案可行性進(jìn)行初步的識(shí)別。1)造型美觀，要體現(xiàn)科技感、流行元素；2)顏色、花紋合理搭配，可以有效提升精細(xì)化水平；3)功能件布置：緊湊性、協(xié)調(diào)性、整潔性；4)功能件按鍵、標(biāo)識(shí)、圖案、字體、顏色、風(fēng)格的一致性；5)整體、局部尺寸比例協(xié)調(diào)性；

3.1.2 CAS階段精細(xì)化識(shí)別。CAS主要用于進(jìn)行工程可研并作為A面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，工程設(shè)計(jì)人員需針對(duì)CAS進(jìn)行工程可行性分析，進(jìn)行布置空間校核、方案主斷面設(shè)計(jì)，確定儀表板總成分塊，并將分析結(jié)果及時(shí)反饋給造型設(shè)計(jì)師，與造型設(shè)計(jì)師溝通、確認(rèn)工程與造型的矛盾點(diǎn)，權(quán)衡利弊，最終達(dá)成一致意見。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精細(xì)化

3.2.1 方案布置及主斷面設(shè)計(jì)。儀表板方案布置和方案主斷面設(shè)計(jì)是儀表板工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于目前儀表板上功能件越來(lái)越多，且要求儀表板體積越來(lái)越小，占用更小的空間，導(dǎo)致布置空間越來(lái)越擁擠，工程可實(shí)現(xiàn)性難度越來(lái)越大。主斷面應(yīng)該包含的內(nèi)容：a)是否有法規(guī)必須滿足(尺寸或虛線等驗(yàn)證要表達(dá))；b)主要功能尺寸標(biāo)注；c)周邊搭接或空間尺寸；d)安裝關(guān)系和安裝順序的表達(dá)；e)主要結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵尺寸表達(dá)；f)運(yùn)動(dòng)件軌跡(虛線)校核；g)表明DTS或造型的尺寸；h)裝配空間校核(尺寸或虛線)；

3.2.2 人機(jī)校核。儀表視野盲區(qū)校核(國(guó)標(biāo)、SAEJ1050)：利用CATIA超級(jí)副本對(duì)儀表盲區(qū)進(jìn)行校核，對(duì)參數(shù)化校核方法進(jìn)行了應(yīng)用和驗(yàn)證。同時(shí)對(duì)反光(前風(fēng)窗、車門玻璃入射光線)、成像(照鏡子、夜間儀表在前風(fēng)擋玻璃成像、燈光開關(guān)夜間在后視鏡上成像)進(jìn)行校核。

3.3 精細(xì)化結(jié)構(gòu)及斷面應(yīng)用

儀表板設(shè)計(jì)中，典型結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)的三維結(jié)構(gòu)模型，定位柱、塑料螺釘柱、卡扣、卡簧螺母座、電氣件配合結(jié)構(gòu)、沉臺(tái)等成熟結(jié)構(gòu)形成特征模板，設(shè)計(jì)時(shí)直接調(diào)用。間隙、面差控制：A面設(shè)計(jì)時(shí)，工程對(duì)間隙、面差輸入具體要求，盡可能避免間隙與視線平行或被看透，通過(guò)面差的設(shè)計(jì)弱化縫隙或遮擋縫隙

3.4 材料及工藝選擇

儀表板材料的選擇是影響儀表板精細(xì)化水平的重要因素之一。為了提升儀表板外觀品質(zhì)，對(duì)現(xiàn)代、VOLVO、MAN、奔馳、日產(chǎn)儀表板材料進(jìn)行了對(duì)標(biāo)，分析材料成分，作為一汽商用車儀表板材料定義的參考。顏色及花紋也是影響儀表板外觀品質(zhì)的重要因素之一，通過(guò)花紋參數(shù)的對(duì)標(biāo)，為合理設(shè)定花紋參數(shù)提供了依據(jù)。

通過(guò)控制制造精度及完善的檢測(cè)設(shè)備保證，提升儀表板產(chǎn)品尺寸精度。通過(guò)建立儀表板品標(biāo)書、GD&T圖紙來(lái)控制儀表板總成及零部件尺寸精度，并通過(guò)UCF總成功能檢具檢驗(yàn)產(chǎn)品符合度。

3.5 裝配精細(xì)化

卡扣是儀表板裝配中最常見的固定形式，裝配方便，勿需工具可實(shí)現(xiàn)反復(fù)拆卸、安裝及永久性裝配，裝配后不可見，外觀好，生產(chǎn)效率高。在卡扣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常有兩個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：確定定位結(jié)構(gòu)和鎖緊結(jié)構(gòu)。通常情況下，定位結(jié)構(gòu)包括限位筋及組合銷等形式；鎖緊結(jié)構(gòu)則一般是基于勾型倒扣結(jié)構(gòu)衍變而來(lái)的各種鎖緊形式。在卡扣設(shè)計(jì)階段要校核其裝配操作力，裝配變形量，以及保持強(qiáng)度，以確?？垩b配的可行性、可靠程度和產(chǎn)品裝配效果。

3.6 自攻螺釘設(shè)計(jì)

自攻螺釘是儀表板裝配固定的主要形式之一，為了提升儀表板裝配質(zhì)量，新開發(fā)自攻螺釘標(biāo)準(zhǔn)件CQ223(代替CQ221)，螺釘外觀美觀，釘頭厚度小，壓緊面及壓緊力大，采用塑料件專用螺紋，減少對(duì)塑料件的破壞，且優(yōu)化了與自攻釘配合的塑料柱。

結(jié)束語(yǔ)

隨著人們生活質(zhì)量的提高，汽車需求量有所增加?，F(xiàn)代的人們不僅對(duì)汽車的性能以高要求，也更為注重汽車美觀度。因此，要采用有效的設(shè)計(jì)方法，確保汽車儀表板的功能性充分發(fā)揮出來(lái)的同時(shí)，還要使其設(shè)計(jì)具有裝飾性。

[1]王琪娟.儀表板結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型工藝優(yōu)化[D].南京理工大學(xué)，2015.