探究汽車總布置設(shè)計方法

劉攀　陳賀峰　羅文靜　孫永飛

摘要：在汽車行業(yè)領(lǐng)域中，汽車總布置設(shè)計工作堪稱為汽車各類零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的最基礎(chǔ)性工作，同時也是最關(guān)鍵的先決條件，而汽車總布置的變更以及升級在一定程度上往往導(dǎo)致零部件結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計的重新開始和啟動。就需求方向和需求目標(biāo)而言，汽車總布置設(shè)計各個環(huán)節(jié)中，不同功能、以及不同位置的零部件設(shè)計需求都存在明顯不同。筆者就本文對現(xiàn)階段汽車總布置設(shè)計的方法進行一定分析和探究，并且提出一些合理化建議和策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：汽車;總布置;方法

0? 引言

科技迅猛發(fā)展的今天，我國百姓的經(jīng)濟實力和生活需求較以往已經(jīng)有了相當(dāng)大幅度的提高。如今，汽車工業(yè)的穩(wěn)步快速發(fā)展已經(jīng)獲得了諸多可喜的成果和業(yè)績，汽車已經(jīng)逐漸成為千家萬戶人民的生活必需品和消費品之一。毫無疑問，人們現(xiàn)階段對汽車的舒適性、適用性和經(jīng)濟性提出更高要求，寄希望于汽車設(shè)計能夠更加人性化和舒適化[1]。據(jù)筆者調(diào)研，中國汽車工業(yè)領(lǐng)域的競爭愈加殘酷和激烈，諸多大型企業(yè)已經(jīng)將工作重心和設(shè)計方向定位于依靠汽車人性化設(shè)計理念推動和促進企業(yè)競爭力。此種理念影響之下，現(xiàn)階段的汽車總布置設(shè)計工作便遇到了諸多的問題和挑戰(zhàn)，并且受到各種客觀因素的影響和制約，相當(dāng)一部分設(shè)計師一旦遇到布置零件或布置內(nèi)容更換的情況，往往變得靈感盡失、無所適從。平心而論，汽車總布置設(shè)計在某種程度上講其實是一個融會貫通、觸類旁通的工作，只要掌握了方法，總布置設(shè)計絕對是一個一通百通的工作。其中的設(shè)計精髓和設(shè)計技巧的確需要相關(guān)工作人員和從業(yè)人員細細品味和不斷探究。

1? 探究現(xiàn)階段汽車總布置設(shè)計總體概念以及方向

從定義上講，汽車總布置設(shè)計并不難以理解，其別名為汽車總體設(shè)計。這一概念的具體內(nèi)容和意義為在汽車的總體設(shè)計方案正式確定后，相關(guān)部門以及專業(yè)工作人員要對全面進行各總成以及部件的各項空間布置工作，隨后對各個汽車部件尺寸以及結(jié)構(gòu)進行校核工作，判定是否符合汽車整車參數(shù)以及尺寸的具體設(shè)計要求和標(biāo)準(zhǔn)，力爭讓其達到最佳效果，進而完成一個科學(xué)化、合理化的總布置方案規(guī)劃[2]。

據(jù)筆者調(diào)研，現(xiàn)階段汽車總布置的具體內(nèi)容和工作方向包括以下幾方面：①總成選型以及匹配工作。②設(shè)計硬點的確立以及設(shè)計控制規(guī)則的制定。③三維模型的預(yù)設(shè)裝配工作。④汽車人機工程設(shè)計以及校核工作。⑤汽車整車性能計算工作以及CAE各項分析。⑥汽車運動學(xué)相關(guān)校核工作。具體而言，在現(xiàn)階段的汽車總布置設(shè)計各項具體工作過程中，相關(guān)設(shè)計部門以及專業(yè)技術(shù)人員必須要遵守和遵循當(dāng)前汽車市場的可行性、技術(shù)可行性、創(chuàng)新性等原則。也就是說，在現(xiàn)階段的汽車總布置日常設(shè)計工作中，整體方向和目標(biāo)是所布置以及設(shè)計的相關(guān)車型一定要符合整個市場的需求，并且應(yīng)綜合考慮目標(biāo)銷售區(qū)域的各類自然環(huán)境總體特征以及潛在客戶的具體需求，還應(yīng)該遵循目標(biāo)銷售地區(qū)的強制法規(guī)各項要求。

當(dāng)前階段，整車舒適度、動力經(jīng)濟是否夠高、汽車空間環(huán)境是否夠大等因素都成為人們購車的考慮主體目標(biāo)和方向，鑒于此種情況，這些客觀因素以及優(yōu)質(zhì)性能必須要能夠在相關(guān)設(shè)計的技術(shù)上得以實現(xiàn)和滿足。這對現(xiàn)階段汽車總布置設(shè)計相關(guān)人員提出了更高的要求。設(shè)計人員在設(shè)計過程中不但要綜合考慮設(shè)計技術(shù)的合理化以及可行性，設(shè)計的車型是否滿足相關(guān)法律法規(guī)提出的要求，還必須綜合分析和探究整車質(zhì)量、發(fā)動機匹配、懸架的科學(xué)化設(shè)計等具體設(shè)計內(nèi)容。倘若不考慮技術(shù)的合理性與可行性，相關(guān)設(shè)計便不可得以圓滿實現(xiàn)，或者出現(xiàn)設(shè)計產(chǎn)品在正式投入市場后質(zhì)量以及性能達不到標(biāo)準(zhǔn)，進而導(dǎo)致質(zhì)量問題和客戶投訴增加。

實事求是的講，現(xiàn)階段對于每一個站在市場前沿的汽車企業(yè)而言，新車型的總布置設(shè)計都是一個必須要重視且不容有失的工作，在整個總布置的設(shè)計工作過程中，相關(guān)負責(zé)部門以及負責(zé)人員必須要遵循企業(yè)內(nèi)部資源的相關(guān)各項準(zhǔn)則和原則。筆者建議應(yīng)結(jié)合設(shè)計實際情況，盡可能沿用現(xiàn)有的整車以及關(guān)鍵零部件的研發(fā)設(shè)計平臺?？陀^來講，倘若摒棄原有平臺而開發(fā)全新的整車平臺，就必須要承擔(dān)一定技術(shù)風(fēng)險性，并且會消耗更多人力物力以及財力。相比之下，現(xiàn)有平臺不但節(jié)省開發(fā)費用以及資金還可以縮短開發(fā)周期，降低技術(shù)風(fēng)險。綜上所述，現(xiàn)階段的汽車總布置設(shè)計日常工作中，想要讓全新開發(fā)的產(chǎn)品在市場中根據(jù)吸引力以及競爭度，相關(guān)工作人員和技術(shù)人員必須要保持創(chuàng)新精神，不受現(xiàn)有車型的布置所影響，不斷探索、大膽革新。

2? 汽車總布置設(shè)計中的周邊結(jié)構(gòu)完整性

在汽車總布置設(shè)計過程中，最重要的環(huán)節(jié)也是相關(guān)設(shè)計人員首要考慮的環(huán)節(jié)就是整個汽車布置的結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和完整性，并且確保做到周邊結(jié)構(gòu)的完整性。客觀而言，一旦重要結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的缺失，整體布置方案都將受到影響甚至被推翻;即便是較為細小的結(jié)構(gòu)方面的缺失，也會在一定程度上導(dǎo)致整體布置的相關(guān)調(diào)整，這些變動無疑會浪費整車開發(fā)投入的資金和時間[3]。舉個例子，在總布置設(shè)計中的布置轉(zhuǎn)向柱設(shè)定過程中，倘若轉(zhuǎn)向角度傳感器被遺漏，直接會引發(fā)轉(zhuǎn)向柱布置的軸向尺寸相應(yīng)的變小。在對于這一問題的具體修正方法上，相關(guān)工作人員應(yīng)該充分考慮到保證整車的性能，在具體修正過程中首先確保人機控制硬點，進而對組合以及巡航開關(guān)、時鐘彈簧以及點火鎖等一系列的具體結(jié)構(gòu)布置進行合理化更改，還需要對整個汽車儀表板的造型結(jié)構(gòu)進行調(diào)整最終完成修正工作。

3? 汽車總布置設(shè)計中的間隙尺寸相關(guān)要求

汽車總布置設(shè)計各項工作必須達到精細化以及科學(xué)化。眾所周知，間隙堪稱為汽車布置的基礎(chǔ)要素和先決條件。某種程度上來說，汽車總布置的最終目的為在確保汽車各類性能以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時，在生產(chǎn)以及裝配誤差產(chǎn)生一定累計的狀態(tài)下，確保零部件之間的存在較為科學(xué)化的安全間隙，避免產(chǎn)生整車零部件零件干涉以及裝配困難等棘手問題的發(fā)生。據(jù)筆者調(diào)研，通常情況，汽車總布置的間隙尺寸要求比較嚴(yán)格，靜態(tài)零件與零件的間隙分隔為5mm，動態(tài)零件之間的極限狀態(tài)下間隙分隔在10mm，而無固定的軟管與軟管之間間隙設(shè)定為15mm。值得一提的是，這一次尺寸標(biāo)準(zhǔn)為常態(tài)下的經(jīng)驗數(shù)值，也可以根據(jù)各公司工藝生產(chǎn)實際能力進行合理化調(diào)整[4]。

4? 解讀現(xiàn)階段對整車布置的各大性能需求

4.1 裝配工藝性應(yīng)確保合理可行

現(xiàn)階段的汽車總布置設(shè)計過程中，筆者認(rèn)為首要考慮的問題就是裝配工藝性是否合理到位。換句話講，無法有效完成裝配客觀上就等于無法完成生產(chǎn)，整車布置設(shè)計的意義也就不復(fù)存在。具體來說，在現(xiàn)階段汽車整車裝配工藝性工作流程中，首先應(yīng)梳理好整車各系統(tǒng)總成的裝配順序。其次而言，相關(guān)工作人員必須要充分需考慮到每個汽車零部件的可裝配具體操作空間。在日常工作中必須要全面落實空間具體尺寸的校對以及審核工作，確保整車布置裝配工藝的可行性和合理性。

4.2 應(yīng)重點考慮保養(yǎng)維修方便性

在現(xiàn)階段的汽車整車布置設(shè)計工作中，鑒于總體成本投入以及各部件性能要求不同等方面的綜合考慮而言，每一汽車零部件的持久力和耐久性都不盡相同存在差異。并且鑒于汽車的設(shè)計和制造上具體工藝也不會完全達到同一標(biāo)準(zhǔn)，不會完全的吻合，相當(dāng)一部分的零部件都會出現(xiàn)一些在設(shè)計范疇之外的大小故障。鑒于此，現(xiàn)階段工作人員必須要重點考慮汽車的保養(yǎng)以及維修的方便性。具體而言，工作人員首先可以結(jié)合車輛的零部件基礎(chǔ)故障率的大小，來對易損件以及非易損件進行科學(xué)區(qū)分。對于一些易損件的維修拆卸便利性，工作人員必須要進行全面保證和落實，盡最大能力保證該易損零部件的拆卸過程方便靈活。其次來講，針對一些日常需要保養(yǎng)和維護的汽車零部件，比如說制動液添加、空濾的濾芯常規(guī)性更換等，整個操作以及保養(yǎng)方式應(yīng)該簡潔方便。

4.3 應(yīng)重視操作方便性及空間舒適性

人們購車的一項最主要需求便是車輛可以為人類生活帶來方便和交通的舒適感。所以在車輛的布置設(shè)計各項工作中，相關(guān)技術(shù)人員和工作人員必須要對車輛操作的方便性以及舒適度（涵蓋裝配、維修以及保養(yǎng)）給予高度重視。在具體設(shè)計環(huán)節(jié)中，工作人員一定要充分考慮乘客人體的尺寸以及人體各關(guān)節(jié)操作的最佳舒適角度，不同人體操作力大小，甚至是視野角度是否開闊等等，在日常的布置設(shè)計工作中，這項工作在不同公司存在不同的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計參數(shù)進行分析和執(zhí)行[5]。

4.4 應(yīng)科學(xué)化確保整車結(jié)構(gòu)通用性

在現(xiàn)階段的汽車總布置設(shè)計過程中，各大公司都會充分考慮整車設(shè)計的資金成本。相關(guān)工作人員和設(shè)計人員一定要科學(xué)化合理化確保整車結(jié)構(gòu)的通用性。各類汽車零部件設(shè)計過程中，工作人員應(yīng)盡量不修改其具體結(jié)構(gòu)，倘若必須要進行局部調(diào)整，則必須提前確認(rèn)修改細節(jié)是否會對其他共用車型的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。除此之外，相關(guān)設(shè)計人員還應(yīng)該對整車的通過性等外部尺寸各項要求進行重視，并且注意相關(guān)的碰撞安全和儲物空間的具體要求等。

5? 結(jié)束語

綜上所述，在汽車總布置設(shè)計各項工作具體落實過程中，相關(guān)工作人員必須要盡最大可能的充分考慮汽車總布置設(shè)計中的各項結(jié)構(gòu)是否合理以及性能是否符合市場需求。并且采取科學(xué)化、合理化的設(shè)計理念和設(shè)計方法，在今后的設(shè)計工作中不斷探索、不斷鉆研、不斷創(chuàng)新，力爭讓我國的汽車總布置設(shè)計工作邁上一個新的臺階。

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