在汽車的總布置設計中，應用典型斷面可以有效的將整車外部尺寸、內部尺寸、整車結構功能要求、視野法規(guī)要求、人機工程要求、制造工藝等關系相結合。因此，汽車車身的典型斷面堪比一輛汽車的重要脈絡上的穴位，在現(xiàn)代汽車設計中占有重要地位。本文將介紹典型斷面的應用中最實用的18個。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，國內汽車廠商的激烈競爭，很多大型企業(yè)正在加速完善并引進先進的車輛設計的流程。其目的是縮短車輛設計的周期，降低產品的成本和提高產品的質量，以此達到增加銷售量、擴充市場占有率來提高公司利潤的目的。對目前發(fā)展迅速的新能源汽車企業(yè)來講，有必要借鑒并吸收這一傳統(tǒng)汽車制造業(yè)中積累的成果。

整車開發(fā)設計周期中重點是在車輛設計的初級階段，好得初級階段設計可以有效規(guī)避中后期開發(fā)中遇到的問題，同時降低后期零部件設變數(shù)量，縮短和降低不必要的開發(fā)時間、開發(fā)成本。在汽車總布置設計中應用典型斷面，可以有效的在整車開發(fā)初級階段把市場調查得到的關鍵性數(shù)據(jù)同外觀內飾設計要求、工程要求、法規(guī)要求、人機工程等結合起來，提高效率，減少設計過程中的反復，控制并降低開發(fā)中存在的問題及風險。

典型斷面與總布置設計硬點

總布置硬點及目標可分為以下幾類：

整車尺寸控制硬點，如整車長寬高、輪距、軸距、接近離去角及內部空間尺寸；

性能控制硬點，如動力總成中心點、傳動軸夾角長度、輪心位置、輪胎跳動參數(shù)；

車身控制硬點，玻璃傾角、車門開啟角度等；

法規(guī)要求，燈具位置法規(guī)、后視鏡視野法規(guī)、牌照板、輪護板等法規(guī)；

人機工程目標，如乘員坐姿的舒適性，操縱、上下車的方便性，上下視野、A柱障礙角；

工程要求，同工程部門協(xié)調確保整車結構合理，無運動干涉，或是否需要增加額外的工藝滿足要求等。

“典型斷面”用來表達車身外板、內板、內飾板等在特定位置和方向上的尺寸大小、結構形式、連接方式。典型斷面的運用主要體現(xiàn)在 2個方面：一是自身的尺寸、結構、連接方式；二是典型斷面在整車中的位置，同其他典型斷面的關系。典型斷面的尺寸、結構、連接方式是分析能否滿足工程要求的依據(jù)，有了斷面的尺寸、結構就可以借助CAE分析是否滿足車身剛度要求、是否滿足現(xiàn)有的沖壓工序要求、在生產線上的焊接工藝和裝配工序如何。因為制造工藝方面的修改周期長、投資大，所以典型斷面有很大的繼承性，一般來說大多數(shù)斷面只是沿用以往的斷面或局部修改，只有非常必要或工藝改進后才考慮從新開發(fā)斷面。典型斷面的位置則有很大的可變性，它直接將一輛車的外部尺寸和內部尺寸聯(lián)系起來，影響到是否能通過視野要求、法規(guī)要求，決定了乘員上下車的方便性。這部分工作是總布置的重中之重。當l8個典型斷面位置確定以后，總布置關于內外部尺寸、視野、法規(guī)和人機工程方面的要求應該都已得到了檢查和保證。

典型斷面的運用

整車控制的18個典型斷面是T01A 、T02A 、TO3A 、T04A 、T05B、T06A、T07A、T08A、T10A 、T13A 、T15 A 、T16A、T17B、T19A、T19B、T22A、T24A和 T26A,這18個典型斷面由6個整車縱向中心斷面和12個側圍斷面組成。

▲部分典型斷面所在位置

1) 六個縱向中心斷面的確定

典型斷面 T01A

▲前風擋上邊中心斷面

總布置設計中，通過此斷面控制前風擋傾角，陽光入射角，向上視野角度；頭部包羅與頂棚間隙，在碰撞安全性方面要校核安全帶約束狀態(tài)下的頭部運動軌跡與斷面 T01A的安全距離。

典型斷面 T03A

▲后風擋上邊中心斷面

總布置設計中，通過此斷面控制后風擋傾角，陽光入射角，向上后視野角度，是否滿足后視鏡視野區(qū)域；在乘坐舒適性方面決定第二排乘員頭部空間(H63)。

典型斷面 T22A

▲后風擋下邊中心斷面

此斷面直接影響到行李艙和后風擋的設計，也包括乘員的向下視野要求、后視鏡區(qū)域、后雨刮空間布置，在造型設計中總布置須為此斷面在高度區(qū)間內找到一個平衡點。

典型斷面 T11A

▲前保險杠中心斷面

設計此斷面時，需考慮防撞吸能泡沫的厚度，前保險杠的碰撞高度范圍，行人大小腿保護；同時校核保險杠是否滿足低速碰撞要求，牌照板安裝位置的法規(guī)要求，確定接近角的大小。檢查從保險杠到動力總成之間的空間是否可以安裝冷凝器和散熱器，散熱器開口大小是否足夠，并保證留有足夠的動力總成運動間隙。

典型斷面T04A：

▲前風擋下邊中心斷面

這個斷面提供了引擎罩、前風擋、防火墻、儀表板、雨刮電機等交界處的斷面結構形狀。這個斷面相當復雜，它的位置直接影響到發(fā)動機艙、儀表板、前風擋的設計，也是造型控制C點位置。同時該斷面還受到前減震器高度，機艙附件，動力總成頂點高度的影響，這些設計硬點把斷面推高，而乘員的向下視野要求卻把斷面限制在一定的高度以下，總布置設計必須在高度區(qū)間內找到一個平衡點。

典型斷面 T26A

▲后保險杠中心斷面

總布置設計需要考慮防撞吸能的泡沫的厚度，后保險杠的碰撞高度范圍。通過 T22A斷面可以校核保險杠的高度是否滿足國標的強制法規(guī)要求，牌照板安裝位置的法規(guī)要求，確定離去角的大小，牌照燈入射光線的法規(guī)要求。檢查從保險杠到后懸架之間的空間是否可以安裝備胎結構，并保證留有足夠的后懸架運動間隙。此外該斷面還控制著搬運行李要通過的最小高度，是人機工程方便性的一個重要參數(shù)。

在確定上面 6個典型斷面后，同乘員人體模板結合就得到整車的側視圖。整車的外部和內部尺寸通過典型斷面得到統(tǒng)一。把外形和內飾設計的數(shù)據(jù)同視圖結合，就會發(fā)現(xiàn)設計中的潛在問題。

▲整車的側視圖

2) 前視圖方向的典型斷面 02A，05A和22A的確定

典型斷面 T18A

前門檻橫向斷面。它給出了地板同門框的連接方式，以及車門內外板、內飾板結構。該斷面同座椅和乘員的布置密切相關。它控制乘員出入車門的臺階高度 (H130)和寬度，決定了乘員的臀部空間(W3)。

典型斷面 T05A

車門腰線橫向斷面。它給出了車門內外板和內飾板以及運動件窗玻璃結構關系。可以確定車內的肩部空間(W5)。并且要檢查是否滿足乘員側面向下視野要求。

典型斷面 T02A

車頂蓬乘員頭部橫向斷面。它表達了車頂外板，內飾板同車門內外板和窗玻璃的結構關系。可以確定側向頭部空間(W27)。乘員上下車的有效最大高度(H11)。通過該斷面還可以校核乘員側向向上視野要求。

▲T02A、T05A和T18A三個典型斷面同乘員人體模板結合得到整車的前視圖

整車橫向外部和內部尺寸通過典型斷面得到統(tǒng)一確定。 同時這 3個斷面的位置確定了側圍的曲線形狀，可以校核車門玻璃能否合理的保證升降功能。結合踏板所在的前輪罩橫向斷面可以校核踏板區(qū)的舒適性及可操作性。

3) 俯視方向 T07A、T08A、T09A

▲俯視圖中的經典斷面

典型斷面 T07A

A柱上部斷面。它提供了A柱斷面尺寸以及同前風擋和前門結構的關系。控制乘員上下車方便性尺寸 H15。根據(jù)斷面T07A要校核A柱6度角盲區(qū)；07A、04A和01A形成的前風擋要確定雨刮刮掃范圍要求。

典型斷面 T08A

B柱上部斷面。它提供了B柱斷面尺寸以及同后門結構、前門結構的關系。根據(jù)斷面 08A要校核B柱盲區(qū)；

典型斷面 T09A

C柱上部斷面。它提供了 C柱斷面尺寸以及同后風擋、后門結構的關系。根據(jù)斷面要校核 C柱單眼盲區(qū)；確定10A、03A和 06A形成的后風擋弧度是否滿足制造要求。

典型斷面T14A

T14A為A柱下部鉸鏈處斷面。它提供了A柱同前翼子板，前門內外板的結構關系，并控制乘員出入的L18(座墊到開啟車門內飾距離)，可以用于校核前門同翼子板的運動關系。

典型斷面T15C

T15C為B柱門鎖處斷面。它提供了B柱同前門內外板和后門內外板的結構關系，并控制乘員出入的L19(座墊到開啟的后車門內飾距離)，可以用于校核后門同關閉的前車門的運動關系。

典型斷面T16A

T16A為C柱后門鎖處斷面。它提供了 C后翼子板、后門內外板和內飾板的結構關系，可以用于校核后門同后翼子板的運動關系。

典型斷面 T16B

T16B為C柱后輪罩處斷面。它處于后排座墊與后輪罩非常狹窄的空間之中，結構緊湊，既要滿足強度要求，又要盡可能的擴大乘客艙空間。

典型斷面 T02A、T07A、T08A、T14A、T15A、T05、T18、T09A、T16A形成了空間的前后門門框，確定了關于乘客上下車方便性的所有數(shù)據(jù) 。

典型斷面的布置設計，確保了整車內外部數(shù)據(jù)滿足設計要求、強制法規(guī)要求、視野要求等，并且在此基礎上進一步完成其他控制斷面。保證了整車的順利開發(fā)，減少了工程和設計上的反復。目前已有車型開發(fā)實踐證明了典型斷面能很好的結合設計要求、法規(guī)要求和工藝要求。

雖然目前新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車在動力構成及配套系統(tǒng)存在差異，但以上整車設計的理念依然可以適用，通過典型斷面的運用能夠有力地控制開發(fā)工作進度，提高效率，保證最終的設計結果盡可能與最初的設計總布置目標一致，確保新能源汽車開發(fā)從一開始就能進行最優(yōu)化設計。

參考文獻：

1.盧金火，趙紫劍，梁國貴.轎車車身主斷面設計方法.汽車技術，2006(9)：9-13.

2.崔建昆，周偉.轎車車門斷面設計的原則和方法.上海理工大學學報，2008，30(5)：489-492.

3.趙宏軍.人機工程在汽車總布置設計中的運用.工程技術:文摘版，2016(12)：286.

4.馬思偉.整車布置及典型截面在其中的應用.http://wenku.baidu.com/link?url=iPQ2l2a-np99g6sI1Fs89089zdEW0jh5_V-L8QFHIsOuDzm6nlGzWm71mDj7mo0UylsGjrgxATcq6JGDkuxVcj30E7ixe4IuI6kiatAerZS，2015.

5.趙尚文.基于典型截面的汽車總布置設計方法研究.裝備制造技術，2008(8)：53-56.

【 小鵬汽車，專業(yè)互聯(lián)網汽車制造商，被互聯(lián)網洗腦汽車人，志在為年輕人造不一樣的車 】

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