探究汽車總布置設計方法

劉攀　陳賀峰　羅文靜　孫永飛

摘要：在汽車行業領域中，汽車總布置設計工作堪稱為汽車各類零部件結構設計的最基礎性工作，同時也是最關鍵的先決條件，而汽車總布置的變更以及升級在一定程度上往往導致零部件結構相關設計的重新開始和啟動。就需求方向和需求目標而言，汽車總布置設計各個環節中，不同功能、以及不同位置的零部件設計需求都存在明顯不同。筆者就本文對現階段汽車總布置設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。

關鍵詞：汽車;總布置;方法

0? 引言

科技迅猛發展的今天，我國百姓的經濟實力和生活需求較以往已經有了相當大幅度的提高。如今，汽車工業的穩步快速發展已經獲得了諸多可喜的成果和業績，汽車已經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，人們現階段對汽車的舒適性、適用性和經濟性提出更高要求，寄希望于汽車設計能夠更加人性化和舒適化[1]。據筆者調研，中國汽車工業領域的競爭愈加殘酷和激烈，諸多大型企業已經將工作重心和設計方向定位于依靠汽車人性化設計理念推動和促進企業競爭力。此種理念影響之下，現階段的汽車總布置設計工作便遇到了諸多的問題和挑戰，并且受到各種客觀因素的影響和制約，相當一部分設計師一旦遇到布置零件或布置內容更換的情況，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，總布置設計絕對是一個一通百通的工作。其中的設計精髓和設計技巧的確需要相關工作人員和從業人員細細品味和不斷探究。

1? 探究現階段汽車總布置設計總體概念以及方向

從定義上講，汽車總布置設計并不難以理解，其別名為汽車總體設計。這一概念的具體內容和意義為在汽車的總體設計方案正式確定后，相關部門以及專業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構進行校核工作，判定是否符合汽車整車參數以及尺寸的具體設計要求和標準，力爭讓其達到最佳效果，進而完成一個科學化、合理化的總布置方案規劃[2]。

據筆者調研，現階段汽車總布置的具體內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設計硬點的確立以及設計控制規則的制定。③三維模型的預設裝配工作。④汽車人機工程設計以及校核工作。⑤汽車整車性能計算工作以及CAE各項分析。⑥汽車運動學相關校核工作。具體而言，在現階段的汽車總布置設計各項具體工作過程中，相關設計部門以及專業技術人員必須要遵守和遵循當前汽車市場的可行性、技術可行性、創新性等原則。也就是說，在現階段的汽車總布置日常設計工作中，整體方向和目標是所布置以及設計的相關車型一定要符合整個市場的需求，并且應綜合考慮目標銷售區域的各類自然環境總體特征以及潛在客戶的具體需求，還應該遵循目標銷售地區的強制法規各項要求。

當前階段，整車舒適度、動力經濟是否夠高、汽車空間環境是否夠大等因素都成為人們購車的考慮主體目標和方向，鑒于此種情況，這些客觀因素以及優質性能必須要能夠在相關設計的技術上得以實現和滿足。這對現階段汽車總布置設計相關人員提出了更高的要求。設計人員在設計過程中不但要綜合考慮設計技術的合理化以及可行性，設計的車型是否滿足相關法律法規提出的要求，還必須綜合分析和探究整車質量、發動機匹配、懸架的科學化設計等具體設計內容。倘若不考慮技術的合理性與可行性，相關設計便不可得以圓滿實現，或者出現設計產品在正式投入市場后質量以及性能達不到標準，進而導致質量問題和客戶投訴增加。

實事求是的講，現階段對于每一個站在市場前沿的汽車企業而言，新車型的總布置設計都是一個必須要重視且不容有失的工作，在整個總布置的設計工作過程中，相關負責部門以及負責人員必須要遵循企業內部資源的相關各項準則和原則。筆者建議應結合設計實際情況，盡可能沿用現有的整車以及關鍵零部件的研發設計平臺。客觀來講，倘若摒棄原有平臺而開發全新的整車平臺，就必須要承擔一定技術風險性，并且會消耗更多人力物力以及財力。相比之下，現有平臺不但節省開發費用以及資金還可以縮短開發周期，降低技術風險。綜上所述，現階段的汽車總布置設計日常工作中，想要讓全新開發的產品在市場中根據吸引力以及競爭度，相關工作人員和技術人員必須要保持創新精神，不受現有車型的布置所影響，不斷探索、大膽革新。

2? 汽車總布置設計中的周邊結構完整性

在汽車總布置設計過程中，最重要的環節也是相關設計人員首要考慮的環節就是整個汽車布置的結構的科學性和完整性，并且確保做到周邊結構的完整性。客觀而言，一旦重要結構出現不同程度的缺失，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構方面的缺失，也會在一定程度上導致整體布置的相關調整，這些變動無疑會浪費整車開發投入的資金和時間[3]。舉個例子，在總布置設計中的布置轉向柱設定過程中，倘若轉向角度傳感器被遺漏，直接會引發轉向柱布置的軸向尺寸相應的變小。在對于這一問題的具體修正方法上，相關工作人員應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、時鐘彈簧以及點火鎖等一系列的具體結構布置進行合理化更改，還需要對整個汽車儀表板的造型結構進行調整最終完成修正工作。

3? 汽車總布置設計中的間隙尺寸相關要求

汽車總布置設計各項工作必須達到精細化以及科學化。眾所周知，間隙堪稱為汽車布置的基礎要素和先決條件。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構穩定的同時，在生產以及裝配誤差產生一定累計的狀態下，確保零部件之間的存在較為科學化的安全間隙，避免產生整車零部件零件干涉以及裝配困難等棘手問題的發生。據筆者調研，通常情況，汽車總布置的間隙尺寸要求比較嚴格，靜態零件與零件的間隙分隔為5mm，動態零件之間的極限狀態下間隙分隔在10mm，而無固定的軟管與軟管之間間隙設定為15mm。值得一提的是，這一次尺寸標準為常態下的經驗數值，也可以根據各公司工藝生產實際能力進行合理化調整[4]。

4? 解讀現階段對整車布置的各大性能需求

4.1 裝配工藝性應確保合理可行

現階段的汽車總布置設計過程中，筆者認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，整車布置設計的意義也就不復存在。具體來說，在現階段汽車整車裝配工藝性工作流程中，首先應梳理好整車各系統總成的裝配順序。其次而言，相關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 應重點考慮保養維修方便性

在現階段的汽車整車布置設計工作中，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。并且鑒于汽車的設計和制造上具體工藝也不會完全達到同一標準，不會完全的吻合，相當一部分的零部件都會出現一些在設計范疇之外的大小故障。鑒于此，現階段工作人員必須要重點考慮汽車的保養以及維修的方便性。具體而言，工作人員首先可以結合車輛的零部件基礎故障率的大小，來對易損件以及非易損件進行科學區分。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和維護的汽車零部件，比如說制動液添加、空濾的濾芯常規性更換等，整個操作以及保養方式應該簡潔方便。

4.3 應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計各項工作中，相關技術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）給予高度重視。在具體設計環節中，工作人員一定要充分考慮乘客人體的尺寸以及人體各關節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，在日常的布置設計工作中，這項工作在不同公司存在不同的相應標準，應該嚴格按照設計參數進行分析和執行[5]。

4.4 應科學化確保整車結構通用性

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

5? 結束語

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

參考文獻：

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[2]袁煥，余俊，皮勝文.基于人機工程學的汽車駕駛模擬器座椅布置設計[J].黃石理工學院學報，2016（1）：250-251.

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[5]路世偉.滿足行人頭部碰撞要求的轎車總布置設計方法[J].汽車工業研究，2015（3）：33-35.

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