在汽車的總布置設(shè)計(jì)中，應(yīng)用典型斷面可以有效的將整車外部尺寸、內(nèi)部尺寸、整車結(jié)構(gòu)功能要求、視野法規(guī)要求、人機(jī)工程要求、制造工藝等關(guān)系相結(jié)合。因此，汽車車身的典型斷面堪比一輛汽車的重要脈絡(luò)上的穴位，在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中占有重要地位。本文將介紹典型斷面的應(yīng)用中最實(shí)用的18個(gè)。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，國內(nèi)汽車廠商的激烈競(jìng)爭(zhēng)，很多大型企業(yè)正在加速完善并引進(jìn)先進(jìn)的車輛設(shè)計(jì)的流程。其目的是縮短車輛設(shè)計(jì)的周期，降低產(chǎn)品的成本和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以此達(dá)到增加銷售量、擴(kuò)充市場(chǎng)占有率來提高公司利潤的目的。對(duì)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(shè)計(jì)周期中重點(diǎn)是在車輛設(shè)計(jì)的初級(jí)階段，好得初級(jí)階段設(shè)計(jì)可以有效規(guī)避中后期開發(fā)中遇到的問題，同時(shí)降低后期零部件設(shè)變數(shù)量，縮短和降低不必要的開發(fā)時(shí)間、開發(fā)成本。在汽車總布置設(shè)計(jì)中應(yīng)用典型斷面，可以有效的在整車開發(fā)初級(jí)階段把市場(chǎng)調(diào)查得到的關(guān)鍵性數(shù)據(jù)同外觀內(nèi)飾設(shè)計(jì)要求、工程要求、法規(guī)要求、人機(jī)工程等結(jié)合起來，提高效率，減少設(shè)計(jì)過程中的反復(fù)，控制并降低開發(fā)中存在的問題及風(fēng)險(xiǎn)。

典型斷面與總布置設(shè)計(jì)硬點(diǎn)

總布置硬點(diǎn)及目標(biāo)可分為以下幾類：

整車尺寸控制硬點(diǎn)，如整車長寬高、輪距、軸距、接近離去角及內(nèi)部空間尺寸；

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

車身控制硬點(diǎn)，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(hù)板等法規(guī)；

人機(jī)工程目標(biāo)，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(diào)確保整車結(jié)構(gòu)合理，無運(yùn)動(dòng)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(dá)車身外板、內(nèi)板、內(nèi)飾板等在特定位置和方向上的尺寸大小、結(jié)構(gòu)形式、連接方式。典型斷面的運(yùn)用主要體現(xiàn)在 2個(gè)方面：一是自身的尺寸、結(jié)構(gòu)、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(guān)系。典型斷面的尺寸、結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)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(chǎn)線上的焊接工藝和裝配工序如何。因?yàn)橹圃旃に嚪矫娴男薷闹芷陂L、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(jìn)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(nèi)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(dāng)l8個(gè)典型斷面位置確定以后，總布置關(guān)于內(nèi)外部尺寸、視野、法規(guī)和人機(jī)工程方面的要求應(yīng)該都已得到了檢查和保證。

典型斷面的運(yùn)用

整車控制的18個(gè)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(gè)典型斷面由6個(gè)整車縱向中心斷面和12個(gè)側(cè)圍斷面組成。

▲部分典型斷面所在位置

1) 六個(gè)縱向中心斷面的確定

典型斷面 T01A

▲前風(fēng)擋上邊中心斷面

總布置設(shè)計(jì)中，通過此斷面控制前風(fēng)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(yùn)動(dòng)軌跡與斷面 T01A的安全距離。

典型斷面 T03A

▲后風(fēng)擋上邊中心斷面

總布置設(shè)計(jì)中，通過此斷面控制后風(fēng)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(fēng)擋下邊中心斷面

此斷面直接影響到行李艙和后風(fēng)擋的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)中總布置須為此斷面在高度區(qū)間內(nèi)找到一個(gè)平衡點(diǎn)。

典型斷面 T11A

▲前保險(xiǎn)杠中心斷面

設(shè)計(jì)此斷面時(shí)，需考慮防撞吸能泡沫的厚度，前保險(xiǎn)杠的碰撞高度范圍，行人大小腿保護(hù)；同時(shí)校核保險(xiǎn)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(xiǎn)杠到動(dòng)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(dòng)力總成運(yùn)動(dòng)間隙。

典型斷面T04A：

▲前風(fēng)擋下邊中心斷面

這個(gè)斷面提供了引擎罩、前風(fēng)擋、防火墻、儀表板、雨刮電機(jī)等交界處的斷面結(jié)構(gòu)形狀。這個(gè)斷面相當(dāng)復(fù)雜，它的位置直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)艙、儀表板、前風(fēng)擋的設(shè)計(jì)，也是造型控制C點(diǎn)位置。同時(shí)該斷面還受到前減震器高度，機(jī)艙附件，動(dòng)力總成頂點(diǎn)高度的影響，這些設(shè)計(jì)硬點(diǎn)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(shè)計(jì)必須在高度區(qū)間內(nèi)找到一個(gè)平衡點(diǎn)。

典型斷面 T26A

▲后保險(xiǎn)杠中心斷面

總布置設(shè)計(jì)需要考慮防撞吸能的泡沫的厚度，后保險(xiǎn)杠的碰撞高度范圍。通過 T22A斷面可以校核保險(xiǎn)杠的高度是否滿足國標(biāo)的強(qiáng)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(xiǎn)杠到后懸架之間的空間是否可以安裝備胎結(jié)構(gòu)，并保證留有足夠的后懸架運(yùn)動(dòng)間隙。此外該斷面還控制著搬運(yùn)行李要通過的最小高度，是人機(jī)工程方便性的一個(gè)重要參數(shù)。

在確定上面 6個(gè)典型斷面后，同乘員人體模板結(jié)合就得到整車的側(cè)視圖。整車的外部和內(nèi)部尺寸通過典型斷面得到統(tǒng)一。把外形和內(nèi)飾設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)同視圖結(jié)合，就會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的潛在問題。

▲整車的側(cè)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(nèi)外板、內(nèi)飾板結(jié)構(gòu)。該斷面同座椅和乘員的布置密切相關(guān)。它控制乘員出入車門的臺(tái)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(nèi)外板和內(nèi)飾板以及運(yùn)動(dòng)件窗玻璃結(jié)構(gòu)關(guān)系?？梢源_定車內(nèi)的肩部空間(W5)。并且要檢查是否滿足乘員側(cè)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(dá)了車頂外板，內(nèi)飾板同車門內(nèi)外板和窗玻璃的結(jié)構(gòu)關(guān)系?？梢源_定側(cè)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(cè)向向上視野要求。

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

整車橫向外部和內(nèi)部尺寸通過典型斷面得到統(tǒng)一確定。 同時(shí)這 3個(gè)斷面的位置確定了側(cè)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(jié)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(jīng)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(fēng)擋和前門結(jié)構(gòu)的關(guān)系?？刂瞥藛T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(fēng)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(jié)構(gòu)、前門結(jié)構(gòu)的關(guān)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(fēng)擋、后門結(jié)構(gòu)的關(guān)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(fēng)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(nèi)外板的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并控制乘員出入的L18(座墊到開啟車門內(nèi)飾距離)，可以用于校核前門同翼子板的運(yùn)動(dòng)關(guān)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(nèi)外板和后門內(nèi)外板的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并控制乘員出入的L19(座墊到開啟的后車門內(nèi)飾距離)，可以用于校核后門同關(guān)閉的前車門的運(yùn)動(dòng)關(guān)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(nèi)外板和內(nèi)飾板的結(jié)構(gòu)關(guān)系，可以用于校核后門同后翼子板的運(yùn)動(dòng)關(guān)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(jié)構(gòu)緊湊，既要滿足強(qiáng)度要求，又要盡可能的擴(kuò)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(guān)于乘客上下車方便性的所有數(shù)據(jù) 。

典型斷面的布置設(shè)計(jì)，確保了整車內(nèi)外部數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求、強(qiáng)制法規(guī)要求、視野要求等，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)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(shè)計(jì)上的反復(fù)。目前已有車型開發(fā)實(shí)踐證明了典型斷面能很好的結(jié)合設(shè)計(jì)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(dòng)力構(gòu)成及配套系統(tǒng)存在差異，但以上整車設(shè)計(jì)的理念依然可以適用，通過典型斷面的運(yùn)用能夠有力地控制開發(fā)工作進(jìn)度，提高效率，保證最終的設(shè)計(jì)結(jié)果盡可能與最初的設(shè)計(jì)總布置目標(biāo)一致，確保新能源汽車開發(fā)從一開始就能進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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

2.崔建昆，周偉.轎車車門斷面設(shè)計(jì)的原則和方法.上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30(5)：489-492.

3.趙宏軍.人機(jī)工程在汽車總布置設(shè)計(jì)中的運(yùn)用.工程技術(shù):文摘版，2016(12)：286.

4.馬思偉.整車布置及典型截面在其中的應(yīng)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(shè)計(jì)方法研究.裝備制造技術(shù)，2008(8)：53-56.

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