汽车产品开发之车型总体尺寸布置和关键硬点控制

体系建设网的产品开发系列文章深入到了汽车产品开发过程中，按照整车产品开发流程体系框架逐步展开。本期顺着整车目标设定与分解的模块，深入到车型总体布置设计，即围绕整车目标中的关键几何尺寸目标和关键硬点展开进行一些讨论…...




来自:德拓汽车研发创新体系建设网



体系建设网的产品开发系列从第十五期文章开始深入到了汽车产品开发过程中，按照整车产品开发流程体系框架逐步展开。本期顺着整车目标设定与分解的模块，深入到车型总体布置设计（如图1），即围绕整车目标中的关键几何尺寸目标和关键硬点展开进行一些讨论，以求和读者一起研讨和分享这一目标的建立和控制中的若干体会或谓之经验教训。

在第十五期文章中曾多处列举了一些企业在开发过程中对预定的目标失去控制，后期发现问题了再进行返工，损失了人力物力，增加了开发成本，延误了开发周期，错过投放最佳时期。有些的确是部分人员不够尽职，没有很好地把关。但笔者认为大量问题还是源于对一些关键问题缺乏本质认识，不知目标变更后的后果，不知哪些节点必须停下来检查和讨论（确认目标的可实现性），不能对一些问题的重要性和决策权利达成共识。

接下来将对整车的总体布置涉及的几何目标和整车硬点及其关联关系进行一些讨论。

一、总布置图和各向主要几何硬点的解读

作为整车的几何目标，其表达形式实际就是总布置图（如图2和图3）。



总布置图实际给出了整车最主要的几何控制硬点（即为了满足法规，协调造型、部件的几何要求和装配关系提出的控制点、线、面或控制结构的统称，英文hard point），这些硬点实际代表了整车几何目标。

这里将对几何硬点从长度、宽度、高度三个方向进行解读，在展开之前需要先做几点说明：

● 每一个点的坐标实际含有3维信息，为了解读方便，分别从长度、宽度、高度三个方向讨论

● 整车重量设定在设计状态（前排两人，后排一人），此时车轮相对车身位置固定

● 尺寸代码采用SAE J1100标准

1、长度方向的硬点

长度方向X坐标原点一般建在前轮中心，其外形主要硬点如表1所列：座舱内的布置一般以驾驶员脚的掌点（BOF)为起点，主要硬点如表2所列，参考图4：2、宽度方向的硬点

宽度方向布置可分机舱和座舱两部分表述，机舱尺寸参考图5，座舱宽度参见图6。车辆前部宽度由纵梁内部宽度L、纵梁宽度A*2、车轮宽度*2、车轮和纵梁间的间隙*2构成。

宽度一般由平台搭建时决定：

● 纵梁间的宽度L需要考虑平台搭载最大动力总成需要

● 纵梁宽度考虑平台最大车重的被动安全需要

● 车轮和间隙的宽度考虑平台最宽轮胎的选用

涉及大于平台规划确定的部件选用搭载时必须进行布置认证，经确认后车型可行性才成立。座舱宽度大体以车身纵向中心平面对称。外宽W103，减去车门和护板厚度，剩下乘员肩宽W3或臀宽W5。当整车较宽、车门和护板较厚、乘员肩部到车门护板间隙较大时，乘坐宽适性较好，侧碰安全性也好。反之均变差。当车内较宽时，可以分给副仪表板的宽度也多一些，副仪表板上可以布置更多的配置，车辆相应豪华。

需要指出的是车内有效宽度实际决定于地板宽（见上图），这是由平台带来的基因，不易改变。

3、高度方向的硬点

高度方向尺寸参见图7。整车高度方向大体由两组尺寸确定：

● 车轮大小和悬架高度（后者通过车轮中心到整车Z0坐标体现）

● H点高度、头部空间等

当车身高度不变，加大轮胎和加高悬架弹簧（在性能许可的前提下）可以提高整车高度；同时在前围挡板（COWL）允许的情况下，提高H点加高车身也是可以提高整车的。以上工作都需要在可行性分析后才能锁定布置。

二、车身比例的变化趋势

和人们自身的审美观念一样，身材的比例是对人体美的评价标准之一，而且这个标准会随着时间变化而变化。良好的车身比例同样是整车开发造型设计成功的基础。

大家知道，上世纪50年代前的老爷车都是比较高的，那时公路条件一般，车速也不高。进入60~70年代后，由于高速公路的广泛建造车速的大幅提高，也为了降低风阻和增加安全性，车身做得比较低，特别是跑车。近年由于安全技术水平的提高、法规的影响，车身又有变高的趋势。

在长度方面人们广泛接受了双M的观念（即车头和后厢尽可能小，座舱尽可能大）。宽度方向由于车高的增加和安全的需要，也有加宽的趋势。此外还有三处变化明显，参见图8（新老桑塔纳）车身比例的变化趋势示意图：

● 前挡风和机罩盖的交点A：为了减小风阻加大流线感，也为了行人保护要求机罩盖加高，A点前移并且提高，同时也带来了发动机接近性变差，维修不方便、设计成本增加等负面问题。

● 后挡风和行李厢盖交点B：为了和A点对应，B点后移加高

● 窗台线加高：增加侧碰安全，配合AB点加高三、开发过程的控制和协调为了根本扭转开发过程有法不依，执法不严的现状，在车身开发过程中，硬点控制一般建立如下控制流程：● 在造型前期，以上描述的总布置各硬点的含义和相关车型的比较关系应该向造型部门和其他有关部门进行说明，这个工作不但向相关部门传递了总布置对车型比例、主要硬点的建议及含义，同时各部门之间也会有一个讨论和协商，这个过程也会考验总布置工作是否到位，布置是否可行；

● 之后在CAS面、A面提交时总布置都应该及时审核，对于突破和变更硬点的需要协调，在没有特殊理由时必须返回目标值；

● 最后当铣削模型提交时，总布置最终对数据进行确认。

当然，总布置和底盘、动力总成和电气之间同样有硬点控制和协调问题，控制的方式和车身相同。

总结

在多数企业中，关键硬点控制不住的原因大体有三：

1）总布置自己说不清为什么必须这样，在多大范围可以变动，超出的后果是什么，因而总布置没法树立自己的控制权威；

2）总布置没有及时跟踪分析，导致设计往前走了总布置才发现，于是私下协商更改，这种更改很可能将问题隐藏下来，成为以后的定时炸弹；

3）企业文化还没有达到有效协商的水平，有的企业形式上赶了“矩阵式项目管理”的时髦，实际上还是职能部门各自为政，这同样会导致上述的结果。

读者会问，协商的仲裁原则是什么？答曰：

“总布置几何目标硬点和项目Q、C、D目标”。


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