【蔚蓝分享】设计，终是源于需求

第二章：入门学习 “从一张白纸上创造一个新概念对于大多数设计师而言是令人望而生畏的。尽管，每个项目各不相同，...

设计早期，需要考虑设计思路满足怎样的目标市场。通常，能够满足多种市场需求的多功能概念或者跨界概念也是屡见不鲜。市场需求和汽车款式一般是在项目开始前就要确定的，这样有助于设计团队专注于某种类型的汽车。对于一个异想天开的项目，消费者需求可能仅仅是在概念阶段加以考虑，随后的工作会打破某种车型特定的样式。

所有的布局都是由一系列系统组成的（如下图），每个系统都会随着车辆功能目标的不同而有很大的变化。另外，构成系统的每个组件都有各自的‍空‍间‍构成‍，以允许其移动，制造公差，空余空间，隔热，维护和装配。



随着概念的不同，整车布局设计当中的元素也会不同，但是下图所示的是被大多数汽车所采用的。每个元素都需要工程团队的精心研究来为其设计工作提供后盾。













设计步骤的起源和终止都是消费者。设计思路一开始直到模型的完成，都需要考虑到消费者的需求。据说，设计师的责任就是要理解未来新趋势下技术，外观以及其他市场力对消费者的影响。能够理解消费者的言外之意也很重要，消费者们所说的内容并不总是他们所需要的。有许多的例子都是汽车厂商们太过听取消费者的意见，从而舍弃了许多原本很好的产品。

生产周期的第一步就是生产计划，生产计划一般是由市场部门制定的。最后一步就是第一辆车在样品间被售出，同样是由市场部完成。这是设计师们唯一能知道他们的设计是否正确的时刻。

这一阶段通常需要6个月到1年的时间。这一阶段设计师的心态与产品阶段是不一样的，更加放松，更具前瞻性。

这将是一个长达2~4年的工作流程，在工作室将花去一年。最终的产品将是100%可行的，能够满足生产和市场的所有要求。高级概念移交给产品设计团队。该团队将会根据布局设计来开发外饰和内饰的曲面，以保证完全的可行性并且满足所有的成本需求，以及目标市场的需求。测试之后，可能还要对一些结构做出修正。



最初的布局需要尽可能的简单。确立外饰的硬点只需要几个基本元素即可。就像画草图一样，并不需要包含所有的细节或者是解决所有的问题。主要的目标就是---起步。

幸运的是，汽车比例大小的确立只需要几个元素，分别是：乘员，动力总成，轮胎，储物空间，离地间隙和碰撞保护系统。这些可以通过一种逻辑顺序组合起来，在整个设计流程中都可作为一个参考。

尝试考虑哪些元素会确立整车的布局，会产生什么样的结果以及为什么会这样。每当增加一个系统的时候，都会对整车布局中已存在的元素产生影响，所以在设计布局概念的时候，不要怕重新修改设计思路或者调整设计结构。要时常参考功能目标来调整整车的布局设计。通常，如果你严格按照逻辑顺序进行，布局设计将会非常简单，你也不用担心布局设计的修正。

在下面的9页案例中，展示了不同的车型如何使用相同的基本流程来进行开发，他们的要求和基本方案截然不同。在创造造型之前，简单地将草图绘制出来，并且基于功能目标调整主要元素的布局。





第一步：布局与设计概念

基于功能性要求，将几个主要的布局概念用草图简单绘制出来。包括成员，储物空间，动力总成，轮胎以及油箱。同时要考虑车身结构，车门，以及其他影响整车布局的特殊元素。

第二步：设计驾驶员的高度和姿势

使用SAE 95分位标准设定驾驶员位置。建立以地平为基准的驾驶员踝部位置。设定足跟点的时候应当考虑离地间隙与下部结构占据的高度。

在设定座椅的时候，需要考虑以下因素：向下可视性，重心，出入口以及空气动力学。当然，最佳的办法就是看现有的车型是怎么设计的，并且做出相应的参照。



第三步：设计后座乘员

一些特殊的车辆需要注意，如双门双座跑车或者微型轿车，是无法应用95分位数据的。当两个数据组都设定完成之后，会在其周围添加一个特殊的包络线，然后调整可视度。

首先检查有效头部空间和肩部空间，然后检查纵向可视角度。任何与乘员密切相关的因素都应在这一阶段加以考虑。

如果有后座的话，增加后座乘员，同样使用95分位标准，考虑腿部空间和“剧院式座椅”。如果需要的话，也可以为后座成员提供较佳的可视空间。





第四步：选择并安装动力总成

选择和安装动力总成（引擎，变速箱，主减速器），系统的选择也会对整车比例设计有重要的影响。选择的基准包括体量，动力要求，同时还需要考虑轮子的类型。

动力总成的详细布局请参考第8章内容

第五步：建立乘员横向位置

动力总成设定好之后，设计乘员的横向位置。考虑总体宽度限制，内饰环境以及车型限制。乘员位置同样也受动力总成，空气动力学，乘员通过性和座椅的影响。

一个常见的错误就是设计初期没有将布局设计效果体现在视图上，因此容易导致车体过宽。

第六步：设计储物空间

储物空间是基于特定的物体或者目标容量而设计的。采用可折叠的座椅或隔板设计高弹性的内饰环境。重量因素也要被考虑到，因为它可能影响整车设计的位置和一些其他因素，比如车身结构和悬浮架结构。

第七章将详细介绍储物空间设计。

第七步：驱动轮的尺寸和位置

决定轮胎的尺寸和轮轴的位置关系到乘员和动力总成的设计。研究本页展示的布局设计并且注意各个元素之间的关系。随着动力总成的不同，他们会有相当大的差异。

第九章将学习驱动轮的尺寸和位置的设计。注意一定要确定轮胎的外径而不是轮子。



第八步：确立轴距

另一对轮胎/另一根轮轴的位置将会基于轴荷分布和布局设计效率来考虑。对于小型的经济车来说，轮子会尽可能靠近乘员。对于高性能型汽车和豪华型汽车而言，轴距将会从可操纵性和舒适性考虑。卡车和商务型车需要将轮子安置在货物空间的下方，当车子承载货物的时候，可限制重量对车子转向的影响。

阅读第五章尺寸和比例设计有助于确立轴距。

这个时候也是确定地板间隙的最佳时刻，一旦将轮胎位置确定，接近角，离去角以及汽车的纵向通过角也都随之确定。





第九步：设置前后轮距

尽管设计师们通常倾向尽可能将轮子露在外边越多越好，但是轮子的位置还是受到车体宽度，储物空间，操纵性等的影响。

参考第5章，第7章和第10章中对轮距设置的介绍。

第十步：设计车身和内饰截面形状

车身和内饰截面形状的设计贯穿整个布局设计。车身结构，车门形状和内饰都会影响外部曲面的效果。

阅读第6章和第10章会了解更多关于车身和内饰设计的内容。整体布局和车身设计被分成五个“分区视图”（一个视图由多个部分组成），这些分区实际是通过布局中的主要元素来划分的，比如：臀点、主轴、动力总成、油箱、以及储物空间。

在布局设计的过程中，会将车身划分为更多的区域，但是为了保持原始设计，所划分的区域都是尽可能简单的。



分段设计的主要目的就是确定几个关键点，以便于外饰的建模。通过分段来建立整体的车身设计。每款汽车都有其特定的要求，因此分区的位置也不尽相同。有些车的引擎可能装在车子的后面，也有可能在地板下边。比如，皮卡需要围绕货仓来分区设计。

以整体布局来分区，标画出主要元素。

图示是基于整个布局中的主要元素来划分的。因为大多数汽车都有大量的曲线，因此，多个剖视图放在一起可以形成一个简单的车身布局。

例如A-A视图，车身的轮廓线被称为YO中心线，乘员也同样在其中显示出来，头部空间通过前后视图精确地显示出来。



Y轴平面通过车身的正中央，其中所有的元素都位于YO位置。

这部分侧视图是通过乘员和车身的中心线绘制的。其他元素展示出了最初的布局设计。从前轮轴和引擎的中央剖过。这个视图是用来验证前悬架和引擎在引擎盖下的位置设计。从前端乘客的臀点和头部轮廓线剖过。这个视图是用来建立车门，侧面车窗玻璃和车顶导轨的设计。其他一些元素如头部到车顶的空间，车框，地板以及车子底部结构也同样包含在这个视图中。以后座乘员为剖面。这个视图与前座乘员的剖面图相似，但是在这个视图里包含了后座椅下方的油箱。从后车轴的位置剖过。这个视图展示了储物空间和后悬架的位置，同时包括了排气系统和备用轮胎的设计。布局设计是在100mm的三维网格中建立的，这个系统就是整个项目进程中的主网格系统。XYZ是由一系列水平，纵向，横向的平行平面构成的。这种网轴系统被用于CAD（计算机辅助设计）系统建模和油泥模型的制作。车辆的主要元素和剖视面也都可以在网格上建立参照。



设计的过程中，车身，动力总成，乘员等保持各自在平面网格中的位置。

地面线是根据轮胎与地面的接触点来确定的。（这一点和现实生活是不一样的，现实生活中轮胎会上下移动来适应路面的不平）。

三个要素会使得车子和地面线之间的关系发生改变，分别是：载荷、轮胎尺寸（纵向）、车辆高度（状态）

每个元素都需要各自对应的地面线。下面是几点针对每种情况设计地平线的原因。

车身状态轮胎尺寸

车辆高度

前轮

前脸上缘

引擎盖

雨刮器和挡风玻璃下缘挡风玻璃上缘

前天花板后天花板

后窗上缘

后储物空间后保险杠位置

后部车身结构

后轴车顶纵梁

侧面玻璃安全带位置

车身侧面

轮拱

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