淺談汽車外造型設(shè)計(jì)中A柱、外后視鏡與水切的限制

劉璟　何新源　覃祖定　韋東林

摘 要：改革開放以來中國汽車自主品牌在造型設(shè)計(jì)方面發(fā)展飛速，從以前的抄襲、借鑒變成現(xiàn)在的獨(dú)立創(chuàng)新，擁有各自特色。但是造型設(shè)計(jì)不僅需要藝術(shù)之美，工程限制也是必須考慮的。本文根據(jù)多個(gè)項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)從車輛A柱與外后視鏡、水切的限制討論造型設(shè)計(jì)需要注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：汽車;前期開發(fā);約束條件;造型設(shè)計(jì);視野

1 引言

“汽車造型設(shè)計(jì)開發(fā)是空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、美學(xué)、色彩學(xué)等互相約束的一門設(shè)計(jì)學(xué)科”[1]。隨著2019年國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩，汽車行業(yè)競爭越發(fā)激烈，各大自主品牌都不斷加速新車型開發(fā)期望以此來搶占更多的市場份額。然而隨著車型開發(fā)時(shí)間的壓縮，造型創(chuàng)意與工程限制的沖突就變得越發(fā)劇烈并且問題的反復(fù)循環(huán)也反作用于項(xiàng)目導(dǎo)致開發(fā)時(shí)間的延誤。本文就是著眼于限制中的前方視野這一點(diǎn)淺談其對造型的影響，進(jìn)而針對此問題進(jìn)行分析，總結(jié)出造型設(shè)計(jì)前期階段在A柱、外后視鏡視與水切需要注意的事項(xiàng)。

2 造型設(shè)計(jì)中A柱、外后視鏡視與水切的約束條件

對于造型區(qū)域而言A柱的趨勢決定了前擋、C點(diǎn)的位置。水切位置則是決定側(cè)面鈑金與車窗比例的關(guān)鍵。但是對于總布置工程師來說則是A柱決定了車輛A柱障礙角的大小，對前方視野影響巨大。水切則是影響著外后視鏡的布置高度、側(cè)面視野，見圖1。

2.1 A柱障礙角

GB11562對于A柱障礙角的定義如圖2所示（由于大部分車型兩根A柱相對車輛中央縱向鉛垂面對稱，故本文只討論駕駛員側(cè)A柱障礙角）。根據(jù)國標(biāo)3.19描述可知，在A柱障礙角測量時(shí)只需要考慮S1截面的內(nèi)沿-既前擋玻璃的黑邊花點(diǎn)邊界;S2截面的外沿-既后視鏡鏡座后邊界或者玻璃導(dǎo)軌后邊界。

根據(jù)王宇、方磊等人的乘用車A柱障礙角的控制與分析[3]一文可知，A柱正前視角寬度、前擋風(fēng)玻璃黑邊寬度減小1mm約減小A柱障礙角0.1°;后視鏡鏡座后邊界、玻璃導(dǎo)軌后邊界往車前移動(dòng)1mm約減小A柱障礙角0.05°（部分車型由于A柱H點(diǎn)相對位置改變該數(shù)值略有變化，但是趨勢一致）。因此在造型前期總布置或者造型工程師需要重點(diǎn)關(guān)注競標(biāo)車型A柱寬度，類似圖3收集競標(biāo)車型信息。

2.2 S區(qū)遮擋

2014版GB11562中增加了對“S”區(qū)的遮擋限制，其本質(zhì)也是控制A柱、外后視鏡對駕駛的前方視野遮擋。相比A柱的調(diào)整優(yōu)化，外后視鏡的調(diào)整方式更加靈活，在項(xiàng)目前期外后視鏡布置策略不明確的情況下往往帶來更多的反復(fù)，見圖4。

2.3 水切與后視鏡

在國標(biāo)要求中并未對水切高度、后視鏡位置有所限制，但是結(jié)合A柱障礙角與S區(qū)考慮如果某車型水切過高，在A柱傾斜角度不改變的情況下外后視鏡鏡座必然一同上移并后移（基于后視鏡布置在水切以上）。對比市面競標(biāo)車型（圖5）發(fā)現(xiàn)外后視鏡鏡片離地面越高，其鏡片要求Z向高度越大。從駕駛體驗(yàn)與安全考慮，駛員在觀察主副駕外后視鏡時(shí)需要視野無遮擋。這樣就造成主駕側(cè)后視鏡需要下移，副駕側(cè)后視鏡需要上移的沖突局面，影響設(shè)計(jì)師對車型的后續(xù)調(diào)整與優(yōu)化。

盡管造型可以采取主副駕后視鏡高度不一樣的設(shè)計(jì)來解決部分問題但是在造型設(shè)計(jì)前期總布置或者造型工程師還是要注意檢查H25以及H點(diǎn)到后視鏡視野處高度。一旦其超過正常范圍就需要及時(shí)提醒設(shè)計(jì)師在模型評審之前調(diào)整水切高度，見表2。

如果某款車型水切高度已經(jīng)超出對標(biāo)車型范圍但是造型調(diào)整困難，這時(shí)總布置工程師可以考慮聯(lián)合外飾結(jié)構(gòu)工程師一同評估外后視鏡布置再門鈑金上的方案。將外后視鏡與水切的關(guān)聯(lián)切斷，有利于主副駕后視鏡按一定高度差設(shè)計(jì)同時(shí)也能Y向外移外后視鏡來減小鏡片高度，優(yōu)化風(fēng)噪。（外后視鏡布置在門鈑金上也對滿足GB15084中“后視鏡旋轉(zhuǎn)中心做一半徑70mm的圓柱體，該圓柱體應(yīng)至少切到連接件所連接的表面部分“這一要求更有利）

3 結(jié)束語

汽車A柱與外后視鏡對車輛視野影響巨大，數(shù)據(jù)開發(fā)階段必須嚴(yán)格控制。從造型角度考慮A柱、外后視鏡與窗臺線的布置也影響了整車的姿態(tài)比例。因此造型工程師或者總布置工程師需要在整車設(shè)計(jì)前期充分考慮三者對造型的限制，結(jié)合效果圖尋找在滿足法規(guī)、結(jié)構(gòu)要求下的較少改動(dòng)造型A面的解決方案。為造型提供一步到位的完善解決方案減少問題的修改、校核時(shí)間。

廣西柳州市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2017AF10101）

參考文獻(xiàn)：

[1]劉麗佳.造型設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)協(xié)同開發(fā)模式[J].時(shí)代汽車，2018（01）：46-48.

[2]楊燦、王彥平、周喜格.基于NX的汽車前方視野可視性評價(jià)系統(tǒng)研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2017（5）：50-53.

[3]王宇、方磊、丁立杰、路勝利.乘用車A柱障礙角的控制與分析[J].車輛與動(dòng)力工程，2017：146-148.

[3]GB11562—2014.《汽車駕駛員前方視野要求及測試方法》[S]，北京，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[4]SAEJ1100-2009，（R）Motor Vehicle Dimensions[S].

[5]劉劍、張文祥、連勝利，某SUV外后視鏡外形尺寸改進(jìn)分析[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2015（05）：21-24.