淺談汽車外造型設(shè)計中A柱、外后視鏡與水切的限制

劉璟 何新源 覃祖定 韋東林

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

“汽車造型設(shè)計開發(fā)是空氣動力學(xué)、人機工程學(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)計學(xué)科”[1]。隨著2019年國內(nèi)經(jīng)濟發(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)也反作用于項目導(dǎo)致開發(fā)時間的延誤。本文就是著眼于限制中的前方視野這一點淺談其對造型的影響，進而針對此問題進行分析，總結(jié)出造型設(shè)計前期階段在A柱、外后視鏡視與水切需要注意的事項。

2 造型設(shè)計中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。

圖1 前方視野圖[2]

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3.19描述可知，在A柱障礙角測量時只需要考慮S1截面的內(nèi)沿-既前擋玻璃的黑邊花點邊界；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。

圖2 A柱障礙角截面示意圖

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1mm約減小A柱障礙角0.05°（部分車型由于A柱H點相對位置改變該數(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關(guān)注競標車型A柱寬度，類似圖3收集競標車型信息。

圖3 競標車型A柱正前視角寬度示意圖

表1 對標車型A柱正前視角寬度

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。從駕駛體驗與安全考慮，駛員在觀察主副駕外后視鏡時需要視野無遮擋。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)計師對車型的后續(xù)調(diào)整與優(yōu)化。

圖5 駕駛員觀察后視鏡視野

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

表2 競標車型水切、后視鏡高度對比

如果某款車型水切高度已經(jīng)超出對標車型范圍但是造型調(diào)整困難，這時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)計同時也能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、校核時間。