浅谈汽车外造型设计中A柱、外后视镜与水切的限制

刘璟 何新源 覃祖定 韦东林

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 引言

“汽车造型设计开发是空气动力学、人机工程学、结构力学、材料力学、美学、色彩学等互相约束的一门设计学科”[1]。随着2019年国内经济发展放缓，汽车行业竞争越发激烈，各大自主品牌都不断加速新车型开发期望以此来抢占更多的市场份额。然而随着车型开发时间的压缩，造型创意与工程限制的冲突就变得越发剧烈并且问题的反复循环也反作用于项目导致开发时间的延误。本文就是着眼于限制中的前方视野这一点浅谈其对造型的影响，进而针对此问题进行分析，总结出造型设计前期阶段在A柱、外后视镜视与水切需要注意的事项。

2 造型设计中A柱、外后视镜视与水切的约束条件

对于造型区域而言A柱的趋势决定了前挡、C点的位置。水切位置则是决定侧面钣金与车窗比例的关键。但是对于总布置工程师来说则是A柱决定了车辆A柱障碍角的大小，对前方视野影响巨大。水切则是影响着外后视镜的布置高度、侧面视野，见图1。

图1 前方视野图[2]

2.1 A柱障碍角

GB11562对于A柱障碍角的定义如图2所示（由于大部分车型两根A柱相对车辆中央纵向铅垂面对称，故本文只讨论驾驶员侧A柱障碍角）。根据国标3.19描述可知，在A柱障碍角测量时只需要考虑S1截面的内沿-既前挡玻璃的黑边花点边界；S2截面的外沿-既后视镜镜座后边界或者玻璃导轨后边界。

图2 A柱障碍角截面示意图

根据王宇、方磊等人的乘用车A柱障碍角的控制与分析[3]一文可知，A柱正前视角宽度、前挡风玻璃黑边宽度减小1mm约减小A柱障碍角0.1°；后视镜镜座后边界、玻璃导轨后边界往车前移动1mm约减小A柱障碍角0.05°（部分车型由于A柱H点相对位置改变该数值略有变化，但是趋势一致）。因此在造型前期总布置或者造型工程师需要重点关注竞标车型A柱宽度，类似图3收集竞标车型信息。

图3 竞标车型A柱正前视角宽度示意图

表1 对标车型A柱正前视角宽度

2.2 S区遮挡

2014版GB11562中增加了对“S”区的遮挡限制，其本质也是控制A柱、外后视镜对驾驶的前方视野遮挡。相比A柱的调整优化，外后视镜的调整方式更加灵活，在项目前期外后视镜布置策略不明确的情况下往往带来更多的反复，见图4。

2.3 水切与后视镜

在国标要求中并未对水切高度、后视镜位置有所限制，但是结合A柱障碍角与S区考虑如果某车型水切过高，在A柱倾斜角度不改变的情况下外后视镜镜座必然一同上移并后移（基于后视镜布置在水切以上）。对比市面竞标车型（图5）发现外后视镜镜片离地面越高，其镜片要求Z向高度越大。从驾驶体验与安全考虑，驶员在观察主副驾外后视镜时需要视野无遮挡。这样就造成主驾侧后视镜需要下移，副驾侧后视镜需要上移的冲突局面，影响设计师对车型的后续调整与优化。

图5 驾驶员观察后视镜视野

尽管造型可以采取主副驾后视镜高度不一样的设计来解决部分问题但是在造型设计前期总布置或者造型工程师还是要注意检查H25以及H点到后视镜视野处高度。一旦其超过正常范围就需要及时提醒设计师在模型评审之前调整水切高度，见表2。

表2 竞标车型水切、后视镜高度对比

如果某款车型水切高度已经超出对标车型范围但是造型调整困难，这时总布置工程师可以考虑联合外饰结构工程师一同评估外后视镜布置再门钣金上的方案。将外后视镜与水切的关联切断，有利于主副驾后视镜按一定高度差设计同时也能Y向外移外后视镜来减小镜片高度，优化风噪。（外后视镜布置在门钣金上也对满足GB15084中“后视镜旋转中心做一半径70mm的圆柱体，该圆柱体应至少切到连接件所连接的表面部分“这一要求更有利）

3 结束语

汽车A柱与外后视镜对车辆视野影响巨大，数据开发阶段必须严格控制。从造型角度考虑A柱、外后视镜与窗台线的布置也影响了整车的姿态比例。因此造型工程师或者总布置工程师需要在整车设计前期充分考虑三者对造型的限制，结合效果图寻找在满足法规、结构要求下的较少改动造型A面的解决方案。为造型提供一步到位的完善解决方案减少问题的修改、校核时间。