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为什么有些汽车零部件看起来简单设计起来却那么难

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为什么有些汽车零部件看起来简单设计起来却那么难

发布日期:2017-08-10 10:16 来源: 点击:

  汽车车灯


    多少人以为只需要一个灯泡(或者LED),一个反光碗(甚至有人都不知道还有反光碗更不要提上面的光学面了),再加一个灯罩就完事了!


    每一次被问工作时,答曰:汽车车灯设计。然后对方就一脸嫌弃:一个灯有什么好设计的…


    前灯主要由面罩、饰框组、光源系统、底座组成。


    面罩就是车灯Z外面的那个透明罩子,看着就像个畸形的脸盆似的,并无什么特别的地方,然而并没有看着的那么简单。


    面罩分为单色和双色面罩。


    单色面罩较为简单,然而考虑到内滑块或者斜顶和近光灯对配光的严格要求,一般采用单色面罩的前灯Z向开口都比较大,外观可能就不是那么美观(如上两张图你会喜欢哪一款)。而且仔细看,在某些地方有一些细线——滑块线,当然为了减小滑块线对外观的影响,需要在内部做一些特征使滑块线显得不是那么明显。可不可以不用内滑块或者斜顶?好吧,如果造型不改的话那么灯具末端靠近翼子板的三角区域怎么出模?靠近引擎盖的地方的缩水如何避免?


    双色面罩可以避免滑块线的外观问题,造型尽量美观一些。然而前灯面罩的双色模可不是那么容易做的,国内做的好的没有几家,因为模具大而且复杂、加工精度还高。


    此外,面罩外部需要喷一层漆,即所谓的PC-coating,防止划伤。内侧根据客户要求是否喷防雾涂层。设计面罩的时候也需要考虑工艺,不好的设计会导致於漆,滑漆灯外观问题。此外还需要考虑模流,不好的设计会导致流痕,而流痕这种东西即使用moldflow分析也未必分析的出。


    Z后,last but not least,胶腿的设计也很重要。什么是胶腿,面罩和底座是通过胶粘在一起的,底座上为胶槽。下图中LENS即面罩,BASE即底座,也叫Housing。这里如果设计不合理,会导致气密问题,那么整个灯就废掉了。此外,选用的胶的种类也很重要。


    饰框和内套。饰框主要起装饰作用,将内部结构遮挡其他。


    雨刮器


    在很多时候刮水器都是个摆设零件,但是在整车中,这个小小的零件算的上是Z难设计的零件之一。


    为什么这么说呢?首先雨刮器可以归类为车身零件中的A类零件。那么什么事A类零件?简单点说,就是车辆安全行驶的必要零部件,它的性能是必须符合国家强制法规要求来配备的。


    举个例子,老的国家标准规定,雨刮器必须在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雨刮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,就会使得整个雨刮器系统需要重新设计。


    其次,雨刮器系统的相互制约参数Z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,雨刮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,大家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。


    挡风玻璃及侧窗玻璃


    挡风玻璃和侧窗玻璃同样也是被大家忽略关注的零件之一,大家对它的关注恐怕就是在贴膜的时候才能想到吧。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。所以也大大提升了挡风玻璃的设计难度。


    保险杠


    普通消费者对保险杠的认知,可能还停留在这就是一块塑料壳。对,大家就是这么任性,车上全是塑料壳。对于设计人员,一个前保险杠,可能是Z复杂的外饰件之一了。首先是,周边环境复杂,对口件太多。引擎盖啊,挡泥板啊,轮胎包络啊,各种灯啊,水箱位置啊,防撞梁啊,脱钩啊,雷达啊,AEB啊等等。


    作为一个产品设计汪,你真在专心致志地做数据,开闭件工程师跑过来,你这里这里圆角倒得有问题,导致视觉间隙很大,得改一下。你一看这么大一个锅,也不敢独自背啊,卧槽,这圆角特么是A面上的圆角,我能改么,你找Style吧(造型设计师打了个喷嚏)。


    开闭件工程师一看,吆喝,放大招啊,好啊,找造型去。这边刚走,轮胎工程师又来了,刚才把轮胎包络重新做了一下,变大一点,你这里这里的卡扣和紧固点距离包络的间隙不够安全值,都得改……你一听把刚和的水全吐轮胎工程师脸上了,大哥,不带这么玩的,你知道工作量有多大吗?轮胎工程师表示没办法,专家给的新算法,更精确。这个好像没法推了,怎么办,我水还没喝完呢。你把轮胎包络先发给我吧,我看看。已经发给你了,你查查邮箱,你滚!这边轮胎工程师刚走,冷却系统的工程师又来了,你预感到一层黑暗气息轮罩了你的办公桌三尺范围之内。忙哈,我刚才又算了一下进风面积,你这里这里做的结构把进风口挡住了,不利于水箱散热,格栅这里需要做一下调整……


    此刻你脑子里只有调整调整两个字在循环,心里想着特么你两个字我B面结构就要重新做了。正在这时,电器工程师跑过来拍了一下你的肩膀,露出迷之微笑,上面决定了,高配车型要加装AEB系统,格栅这里这里结构需要更改,还有增加一个低配时装饰用的装饰盖。唉,你怎么打人啊,打人是不对,啊啊啊啊……大家都走了,你又开始一个人忙碌,把工程更改梳理梳理吧,一晃太阳西斜,快下班了,你的心情顿时明亮了起来。你站起来伸了伸腰,活动活动筋骨。这时,电脑右下角传来一声Outlook魔性的邮件提醒声,你大叫一声不好,然而为时已晚。来自造型设计师的邮件,就五个字:面用原来的。


    你以为完了,可以神游天国了,怎么可能,CAE工程师救活了你。您还不能走啊,分析结果显示,你这里的结构太硬了,不利于行人保护;然后你这里的结构又太软了,不利于低速碰撞。你先把这两个问题解决了再走吧。你下班了,但是明天还得继续战斗。这就是一个保险杠产品工程师的日常。


    保险杠从外观上看,没什么,确实是一个塑料壳子,但是其B面结构的设计非常复杂,各种对手件的集成设计,还有法规项的考量,卡扣形式的选择,都是需要慢慢去抠接口,做布置,挑战其他系统,也对其他系统做出各种妥协的结果。除了这些之外,考虑模具的影响,浇口的布置,各种接口的实现,又得对现有结构进行优化。考虑涂装的影响,又要根据工厂的涂装线规划,机器人的能力,对产品做出修改。装配线,运输悬链等等,都会对产品的设计产生影响,设计一点都不简单。


    仪表盘


    仪表板和保险杠一样,因为布置在其上的接口多,各种按键,仪表,电器件等等,接口设计极其复杂。为了追求良好的触摸质感,制造工艺复杂,搪塑啊,吸塑啊,发泡啊,都会给设计带来困难。


    储物盒的布置,你得放的小各种东西吧,你还得考虑人机工程,大部分人能伸手够得着吧。仪表的事业不能遮挡,还得遮光放炫目,以免驾驶员看不清仪表上的指针数字。仪表板还不能太高吧,以免遮挡驾驶员的视野。和门护板,玻璃,中控的间隙你得控制吧,不然不美观。车内VOC得考虑吧,你看对门奔驰都因为这个被诟病,大家三线小自主,得学着点啊,材料不能乱用,选个味道好点的。


    以仪表板副驾驶布置副驾驶气囊那个区域,算是仪表板上难设计的一个典型。大家都知道,气囊是布置在仪表板下面的,所以当遇到碰撞事故时,气囊在加速度的作用下经过传感器引爆,把这个区域的仪表板炸裂,然后气囊充气鼓起,对乘员形成保护。所以,这个区域的仪表板厚度需要精确控制,厚了不行,炸不开啊。所以这个区域一般会做弱化减薄处理,有些做到零点几毫米。但是做薄呢,又回带来外观问题。为什么呢,PP材料对厚度变化特别敏感,这个区域厚度的突变,往往会产生比较明显的缩影,而仪表板一般是要腐蚀皮纹的,皮纹对于缩影这种缺陷是起放大作用的,所以会非常明显。


    还没完,产品出来了进行气囊爆破试验,炸裂的仪表板碎片,也要控制,不能太大,重量要控制,以免爆炸后飞出伤及乘员。如果不合格怎么办,回来改结构,再分析,再试验,到合格为止。

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