探究汽车总布置设计方法

刘攀　陈贺峰　罗文静　孙永飞

摘要：在汽车行业领域中，汽车总布置设计工作堪称为汽车各类零部件结构设计的最基础性工作，同时也是最关键的先决条件，而汽车总布置的变更以及升级在一定程度上往往导致零部件结构相关设计的重新开始和启动。就需求方向和需求目标而言，汽车总布置设计各个环节中，不同功能、以及不同位置的零部件设计需求都存在明显不同。笔者就本文对现阶段汽车总布置设计的方法进行一定分析和探究，并且提出一些合理化建议和策略，以供参考。

关键词：汽车;总布置;方法

0  引言

科技迅猛发展的今天，我国百姓的经济实力和生活需求较以往已经有了相当大幅度的提高。如今，汽车工业的稳步快速发展已经获得了诸多可喜的成果和业绩，汽车已经逐渐成为千家万户人民的生活必需品和消费品之一。毫无疑问，人们现阶段对汽车的舒适性、适用性和经济性提出更高要求，寄希望于汽车设计能够更加人性化和舒适化[1]。据笔者调研，中国汽车工业领域的竞争愈加残酷和激烈，诸多大型企业已经将工作重心和设计方向定位于依靠汽车人性化设计理念推动和促进企业竞争力。此种理念影响之下，现阶段的汽车总布置设计工作便遇到了诸多的问题和挑战，并且受到各种客观因素的影响和制约，相当一部分设计师一旦遇到布置零件或布置内容更换的情况，往往变得灵感尽失、无所适从。平心而论，汽车总布置设计在某种程度上讲其实是一个融会贯通、触类旁通的工作，只要掌握了方法，总布置设计绝对是一个一通百通的工作。其中的设计精髓和设计技巧的确需要相关工作人员和从业人员细细品味和不断探究。

1  探究现阶段汽车总布置设计总体概念以及方向

从定义上讲，汽车总布置设计并不难以理解，其别名为汽车总体设计。这一概念的具体内容和意义为在汽车的总体设计方案正式确定后，相关部门以及专业工作人员要对全面进行各总成以及部件的各项空间布置工作，随后对各个汽车部件尺寸以及结构进行校核工作，判定是否符合汽车整车参数以及尺寸的具体设计要求和标准，力争让其达到最佳效果，进而完成一个科学化、合理化的总布置方案规划[2]。

据笔者调研，现阶段汽车总布置的具体内容和工作方向包括以下几方面：①总成选型以及匹配工作。②设计硬点的确立以及设计控制规则的制定。③三维模型的预设装配工作。④汽车人机工程设计以及校核工作。⑤汽车整车性能计算工作以及CAE各项分析。⑥汽车运动学相关校核工作。具体而言，在现阶段的汽车总布置设计各项具体工作过程中，相关设计部门以及专业技术人员必须要遵守和遵循当前汽车市场的可行性、技术可行性、创新性等原则。也就是说，在现阶段的汽车总布置日常设计工作中，整体方向和目标是所布置以及设计的相关车型一定要符合整个市场的需求，并且应综合考虑目标销售区域的各类自然环境总体特征以及潜在客户的具体需求，还应该遵循目标销售地区的强制法规各项要求。

当前阶段，整车舒适度、动力经济是否够高、汽车空间环境是否够大等因素都成为人们购车的考虑主体目标和方向，鉴于此种情况，这些客观因素以及优质性能必须要能够在相关设计的技术上得以实现和满足。这对现阶段汽车总布置设计相关人员提出了更高的要求。设计人员在设计过程中不但要综合考虑设计技术的合理化以及可行性，设计的车型是否满足相关法律法规提出的要求，还必须综合分析和探究整车质量、发动机匹配、悬架的科学化设计等具体设计内容。倘若不考虑技术的合理性与可行性，相关设计便不可得以圆满实现，或者出现设计产品在正式投入市场后质量以及性能达不到标准，进而导致质量问题和客户投诉增加。

实事求是的讲，现阶段对于每一个站在市场前沿的汽车企业而言，新车型的总布置设计都是一个必须要重视且不容有失的工作，在整个总布置的设计工作过程中，相关负责部门以及负责人员必须要遵循企业内部资源的相关各项准则和原则。笔者建议应结合设计实际情况，尽可能沿用现有的整车以及关键零部件的研发设计平台。客观来讲，倘若摒弃原有平台而开发全新的整车平台，就必须要承担一定技术风险性，并且会消耗更多人力物力以及财力。相比之下，现有平台不但节省开发费用以及资金还可以缩短开发周期，降低技术风险。综上所述，现阶段的汽车总布置设计日常工作中，想要让全新开发的产品在市场中根据吸引力以及竞争度，相关工作人员和技术人员必须要保持創新精神，不受现有车型的布置所影响，不断探索、大胆革新。

2  汽车总布置设计中的周边结构完整性

在汽车总布置设计过程中，最重要的环节也是相关设计人员首要考虑的环节就是整个汽车布置的结构的科学性和完整性，并且确保做到周边结构的完整性。客观而言，一旦重要结构出现不同程度的缺失，整体布置方案都将受到影响甚至被推翻;即便是较为细小的结构方面的缺失，也会在一定程度上导致整体布置的相关调整，这些变动无疑会浪费整车开发投入的资金和时间[3]。举个例子，在总布置设计中的布置转向柱设定过程中，倘若转向角度传感器被遗漏，直接会引发转向柱布置的轴向尺寸相应的变小。在对于这一问题的具体修正方法上，相关工作人员应该充分考虑到保证整车的性能，在具体修正过程中首先确保人机控制硬点，进而对组合以及巡航开关、时钟弹簧以及点火锁等一系列的具体结构布置进行合理化更改，还需要对整个汽车仪表板的造型结构进行调整最终完成修正工作。

3  汽车总布置设计中的间隙尺寸相关要求

汽车总布置设计各项工作必须达到精细化以及科学化。众所周知，间隙堪称为汽车布置的基础要素和先决条件。某种程度上来说，汽车总布置的最终目的为在确保汽车各类性能以及结构稳定的同时，在生产以及装配误差产生一定累计的状态下，确保零部件之间的存在较为科学化的安全间隙，避免产生整车零部件零件干涉以及装配困难等棘手问题的发生。据笔者调研，通常情况，汽车总布置的间隙尺寸要求比较严格，静态零件与零件的间隙分隔为5mm，动态零件之间的极限状态下间隙分隔在10mm，而无固定的软管与软管之间间隙设定为15mm。值得一提的是，这一次尺寸标准为常态下的经验数值，也可以根据各公司工艺生产实际能力进行合理化调整[4]。

4  解读现阶段对整车布置的各大性能需求

4.1 装配工艺性应确保合理可行

现阶段的汽车总布置设计过程中，笔者认为首要考虑的问题就是装配工艺性是否合理到位。换句话讲，無法有效完成装配客观上就等于无法完成生产，整车布置设计的意义也就不复存在。具体来说，在现阶段汽车整车装配工艺性工作流程中，首先应梳理好整车各系统总成的装配顺序。其次而言，相关工作人员必须要充分需考虑到每个汽车零部件的可装配具体操作空间。在日常工作中必须要全面落实空间具体尺寸的校对以及审核工作，确保整车布置装配工艺的可行性和合理性。

4.2 应重点考虑保养维修方便性

在现阶段的汽车整车布置设计工作中，鉴于总体成本投入以及各部件性能要求不同等方面的综合考虑而言，每一汽车零部件的持久力和耐久性都不尽相同存在差异。并且鉴于汽车的设计和制造上具体工艺也不会完全达到同一标准，不会完全的吻合，相当一部分的零部件都会出现一些在设计范畴之外的大小故障。鉴于此，现阶段工作人员必须要重点考虑汽车的保养以及维修的方便性。具体而言，工作人员首先可以结合车辆的零部件基础故障率的大小，来对易损件以及非易损件进行科学区分。对于一些易损件的维修拆卸便利性，工作人员必须要进行全面保证和落实，尽最大能力保证该易损零部件的拆卸过程方便灵活。其次来讲，针对一些日常需要保养和维护的汽车零部件，比如说制动液添加、空滤的滤芯常规性更换等，整个操作以及保养方式应该简洁方便。

4.3 应重视操作方便性及空间舒适性

人们购车的一项最主要需求便是车辆可以为人类生活带来方便和交通的舒适感。所以在车辆的布置设计各项工作中，相关技术人员和工作人员必须要对车辆操作的方便性以及舒适度（涵盖装配、维修以及保养）给予高度重视。在具体设计环节中，工作人员一定要充分考虑乘客人体的尺寸以及人体各关节操作的最佳舒适角度，不同人体操作力大小，甚至是视野角度是否开阔等等，在日常的布置设计工作中，这项工作在不同公司存在不同的相应标准，应该严格按照设计参数进行分析和执行[5]。

4.4 应科学化确保整车结构通用性

在现阶段的汽车总布置设计过程中，各大公司都会充分考虑整车设计的资金成本。相关工作人员和设计人员一定要科学化合理化确保整车结构的通用性。各类汽车零部件设计过程中，工作人员应尽量不修改其具体结构，倘若必须要进行局部调整，则必须提前确认修改细节是否会对其他共用车型的结构产生影响。除此之外，相关设计人员还应该对整车的通过性等外部尺寸各项要求进行重视，并且注意相关的碰撞安全和储物空间的具体要求等。

5  结束语

综上所述，在汽车总布置设计各项工作具体落实过程中，相关工作人员必须要尽最大可能的充分考虑汽车总布置设计中的各项结构是否合理以及性能是否符合市场需求。并且采取科学化、合理化的设计理念和设计方法，在今后的设计工作中不断探索、不断钻研、不断创新，力争让我国的汽车总布置设计工作迈上一个新的台阶。

参考文献：

[1]尚伟，金贤镇，陈鸿运.正向开发过程中总布置设计经验浅析[J].汽车实用技术，2017（16）：60-64.

[2]袁焕，余俊，皮胜文.基于人机工程学的汽车驾驶模拟器座椅布置设计[J].黄石理工学院学报，2016（1）：250-251.

[3]赵尚义.基于典型截面的汽车总布置设计方法研究 [J].装备制造技术，2008（8）：53-56.

[4]朱卫钢.刍议轿车总布置设计中人机工程应用的方法[J].中国机械，2016（1）：47-48.

[5]路世伟.满足行人头部碰撞要求的轿车总布置设计方法[J].汽车工业研究，2015（3）：33-35.

[6]曲春雷.汽车总布置设计的可维修性校核方法探讨[J].时代汽车，2019（01）：86-87.

[7]方超.关于人机工程在汽车总布置设计中的应用分析[J].时代汽车，2018（09）：100-101.