说
起汽车设计,可能大家最先想到的就是炫酷的造型设计。的确,最近几年里各大车企都
加强了对于整车造型的设计。
但,在一个完善的汽车开发流程里,仅仅依靠造型是不够的,各个零部件的工程设计才是构成一辆实车的基础。在这个过程中,就不可避免地涉及到零部件的相互匹配,这对于工程师而言,的确是一个非常痛苦的阶段。所以,今天我们就来盘点几个看着很不起眼,但是设计起来却十分困难的零部件。
刮水器
刮水器绝对算不上用户购车时候的必要考虑因素,甚至都不见得是一个受车主关注的零件,因为在绝大部分的地区绝大部分时间内,刮水器都只是一个摆设。不过,在车身领域,刮水器算得上是最难设计的零件之一。
首先,刮水器是归类于车身零部件设计中的
A
类零件。何为
A
类零件,简单点说,就是关乎于车辆行驶安全的安全性零件,其性能必须符合国家强制法规的标准要求。国家强制标准对刮水器的刮刷性能、实验方法都进行了全面的约束。而这些强制法规的性能要求无疑提升了刮水器系统的设计难度。
举个例子,老的国家标准规定,刮水器必须在
120
公里每小时的车速下稳定工作,眼下,这一标准提升到
160
公里每小时,在这一时速下要保证刮水器能够紧密的贴合挡风玻璃,并且回水宽度满足法规要求,仅这一项实验要求的变化,就会使得整个刮水器系统需要重新设计。
其次,刮水器系统的相互制约参数最多。一般来说,至于刮水器性能的参数一般有三个:攻角、俯角以及刮臂压力,这三个参数相辅相成,改变其中的一个就会导致其他两个的变化,继而导致刮刷效果的恶化。
第三,刮水器的安装位置位于车身硬点区域,这直接导致了安装空间和安装结构的不可变。一般来说,避震塔到前围档板之间的距离为整车硬点,这个距离决定的是整车的平台。所以,我们看到很多模块化的平台,其实这个位置都是固定的。比如说大众的
MQB
。
那么问题就来了,在这个不可变的区域内放置一套运动的四连杆机构,还要考虑到运动干涉、系统本身的性能、洗涤器喷水效果。难度可想而知。
挡风玻璃以及侧窗玻璃
挡风玻璃和侧窗玻璃同样也是不受消费者关注的零件,唯一的关注恐怕就是在贴膜的时候关注吧。不过,在整车的零部件里,挡风玻璃以及侧窗玻璃同样是关乎安全的
A
类零件。在设计过程中,侧窗玻璃是整个车门系统设计的基准,只有确定了侧窗玻璃的曲率以及面积,才可以由此向下设计玻璃导槽、举窗电机、车门门锁等等零件。
如果侧窗玻璃曲率以及面积在造型阶段没有第一时间确定的话,那么等待工程师的就是整个车门返工重来。挡风玻璃同样是前部的设计基准,其曲率决定了刮水器、
A
柱、流水槽的结构设计。另外,挡风玻璃的曲率也会被制造工艺牢牢限制,同时,挡风玻璃还是造型面,这就使得挡风玻璃的设计一不小心就会夹在中间无法脱身。
所有三角区域的外观件
在汽车工程领域,只要是有三个零件结合的地方,都会被工程师们称之为死亡三角。其中最典型的区域就是A柱和窗台线之间的三角区域。所以,接下来我们用这个区域来解释为何这里最难设计。
要说明这个问题,我们首先要知道一个叫公差的东西,任何零件的制造和安装都存在着一个合理的公差范围,对于单一零件而言,零点几毫米的公差波动是认为合理的。不过,当几个零件同时在一个狭小的区域实现匹配的时候,公差波动就会在这个区域出现公差累积的情况。
也就是说,这个零件尺寸在正常范围内跑偏了零点几毫米,另外一个零件也在正常范围内跑偏了零点几毫米,但是当它们匹配在一起的时候,这些正常的公差值就会体现为一个误差值,继而造成外观质量甚至是性能方面的缺陷。
以车门三角区为例,在这个区域内的零件包括外后视镜盖板、车门密封条、窗框、玻璃导槽、窗框加强板、窗框亮条等几个零件。这几乎是整辆汽车上零部件搭接最密集的地方,所以也是最容易出现公差累积的位置。所以,在设计终了之后,这个位置还需要进行数论的间隙段差匹配,同样,也是触一发而动全身的设计。