这些零部件设计最费脑

2019-07-31 15:09:05 来源：

导读：

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
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&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

对于设计人员，一个前保险杠，可能是最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。
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。

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。

面罩就是车灯最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。

最后，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。

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