为什么有些汽车零部件看起来简单设计起来却那么难

  汽车车灯

    多少人以为只需要一个灯泡（或者LED），一个反光碗（甚至有人都不知道还有反光碗更不要提上面的光学面了），再加一个灯罩就完事了！

    每一次被问工作时，答曰：汽车车灯设计。然后对方就一脸嫌弃：一个灯有什么好设计的…

    前灯主要由面罩、饰框组、光源系统、底座组成。

    面罩就是车灯最外面的那个透明罩子，看着就像个畸形的脸盆似的，并无什么特别的地方，然而并没有看着的那么简单。

    面罩分为单色和双色面罩。

    单色面罩较为简单，然而考虑到内滑块或者斜顶和近光灯对配光的严格要求，一般采用单色面罩的前灯Z向开口都比较大，外观可能就不是那么美观（如上两张图你会喜欢哪一款）。而且仔细看，在某些地方有一些细线——滑块线，当然为了减小滑块线对外观的影响，需要在内部做一些特征使滑块线显得不是那么明显。可不可以不用内滑块或者斜顶？好吧，如果造型不改的话那么灯具末端靠近翼子板的三角区域怎么出模？靠近引擎盖的地方的缩水如何避免？

    双色面罩可以避免滑块线的外观问题，造型尽量美观一些。然而前灯面罩的双色模可不是那么容易做的，国内做的好的没有几家，因为模具大而且复杂、加工精度还高。

    此外，面罩外部需要喷一层漆，即所谓的PC-coating，防止划伤。内侧根据客户要求是否喷防雾涂层。设计面罩的时候也需要考虑工艺，不好的设计会导致於漆，滑漆灯外观问题。此外还需要考虑模流，不好的设计会导致流痕，而流痕这种东西即使用moldflow分析也未必分析的出。

    最后，last but not least，胶腿的设计也很重要。什么是胶腿，面罩和底座是通过胶粘在一起的，底座上为胶槽。下图中LENS即面罩，BASE即底座，也叫Housing。这里如果设计不合理，会导致气密问题，那么整个灯就废掉了。此外，选用的胶的种类也很重要。

    饰框和内套。饰框主要起装饰作用，将内部结构遮挡其他。

    雨刮器

    在很多时候刮水器都是个摆设零件，但是在整车中，这个小小的零件算的上是最难设计的零件之一。

    为什么这么说呢？首先雨刮器可以归类为车身零件中的A类零件。那么什么事A类零件？简单点说，就是车辆安全行驶的必要零部件，它的性能是必须符合国家强制法规要求来配备的。

    举个例子，老的国家标准规定，雨刮器必须在120公里每小时的车速下稳定工作，眼下，这一标准提升到160公里每小时，在这一时速下要保证雨刮器能够紧密的贴合挡风玻璃，并且回水宽度满足法规要求，仅这一项实验要求的变化，就会使得整个雨刮器系统需要重新设计。

    其次，雨刮器系统的相互制约参数最多。一般来说，至于刮水器性能的参数一般有三个：攻角、俯角以及刮臂压力，这三个参数相辅相成，改变其中的一个就会导致其他两个的变化，继而导致刮刷效果的恶化。

    第三，雨刮器的安装位置位于车身硬点区域，这直接导致了安装空间和安装结构的不可变。一般来说，避震塔到前围档板之间的距离为整车硬点，这个距离决定的是整车的平台。所以，我们看到很多模块化的平台，其实这个位置都是固定的，比如说大众的MQB。

    那么问题就来了，在这个不可变的区域内放置一套运动的四连杆机构，还要考虑到运动干涉、系统本身的性能、洗涤器喷水效果。难度可想而知。

    挡风玻璃及侧窗玻璃

    挡风玻璃和侧窗玻璃同样也是被大家忽略关注的零件之一，大家对它的关注恐怕就是在贴膜的时候才能想到吧。不过，在整车的零部件里，挡风玻璃以及侧窗玻璃同样是关乎安全的A类零件。在设计过程中，侧窗玻璃是整个车门系统设计的基准，只有确定了侧窗玻璃的曲率以及面积，才可以由此向下设计玻璃导槽、举窗电机、车门门锁等等零件。

    如果侧窗玻璃曲率以及面积在造型阶段没有第一时间确定的话，那么等待工程师的就是整个车门返工重来。挡风玻璃同样是前部的设计基准，其曲率决定了刮水器、A柱、流水槽的结构设计。

    另外，挡风玻璃的曲率也会被制造工艺牢牢限制，同时，挡风玻璃还是造型面，这就使得挡风玻璃的设计一不小心就会夹在中间无法脱身。所以也大大提升了挡风玻璃的设计难度。

    保险杠

    普通消费者对保险杠的认知，可能还停留在这就是一块塑料壳。对，我们就是这么任性，车上全是塑料壳。对于设计人员，一个前保险杠，可能是最复杂的外饰件之一了。首先是，周边环境复杂，对口件太多。引擎盖啊，挡泥板啊，轮胎包络啊，各种灯啊，水箱位置啊，防撞梁啊，脱钩啊，雷达啊，AEB啊等等。

    作为一个产品设计汪，你真在专心致志地做数据，开闭件工程师跑过来，你这里这里圆角倒得有问题，导致视觉间隙很大，得改一下。你一看这么大一个锅，也不敢独自背啊，卧槽，这圆角特么是A面上的圆角，我能改么，你找Style吧（造型设计师打了个喷嚏）。

    开闭件工程师一看，吆喝，放大招啊，好啊，找造型去。这边刚走，轮胎工程师又来了，刚才把轮胎包络重新做了一下，变大一点，你这里这里的卡扣和紧固点距离包络的间隙不够安全值，都得改……你一听把刚和的水全吐轮胎工程师脸上了，大哥，不带这么玩的，你知道工作量有多大吗？轮胎工程师表示没办法，专家给的新算法，更精确。这个好像没法推了，怎么办，我水还没喝完呢。你把轮胎包络先发给我吧，我看看。已经发给你了，你查查邮箱，你滚！这边轮胎工程师刚走，冷却系统的工程师又来了，你预感到一层黑暗气息轮罩了你的办公桌三尺范围之内。忙哈，我刚才又算了一下进风面积，你这里这里做的结构把进风口挡住了，不利于水箱散热，格栅这里需要做一下调整……

    此刻你脑子里只有调整调整两个字在循环，心里想着特么你两个字我B面结构就要重新做了。正在这时，电器工程师跑过来拍了一下你的肩膀，露出迷之微笑，上面决定了，高配车型要加装AEB系统，格栅这里这里结构需要更改，还有增加一个低配时装饰用的装饰盖。唉，你怎么打人啊，打人是不对，啊啊啊啊……大家都走了，你又开始一个人忙碌，把工程更改梳理梳理吧，一晃太阳西斜，快下班了，你的心情顿时明亮了起来。你站起来伸了伸腰，活动活动筋骨。这时，电脑右下角传来一声Outlook魔性的邮件提醒声，你大叫一声不好，然而为时已晚。来自造型设计师的邮件，就五个字：面用原来的。

    你以为完了，可以神游天国了，怎么可能，CAE工程师救活了你。您还不能走啊，分析结果显示，你这里的结构太硬了，不利于行人保护；然后你这里的结构又太软了，不利于低速碰撞。你先把这两个问题解决了再走吧。你下班了，但是明天还得继续战斗。这就是一个保险杠产品工程师的日常。

    保险杠从外观上看，没什么，确实是一个塑料壳子，但是其B面结构的设计非常复杂，各种对手件的集成设计，还有法规项的考量，卡扣形式的选择，都是需要慢慢去抠接口，做布置，挑战其他系统，也对其他系统做出各种妥协的结果。除了这些之外，考虑模具的影响，浇口的布置，各种接口的实现，又得对现有结构进行优化。考虑涂装的影响，又要根据工厂的涂装线规划，机器人的能力，对产品做出修改。装配线，运输悬链等等，都会对产品的设计产生影响，设计一点都不简单。

    仪表盘

    仪表板和保险杠一样，因为布置在其上的接口多，各种按键，仪表，电器件等等，接口设计极其复杂。为了追求良好的触摸质感，制造工艺复杂，搪塑啊，吸塑啊，发泡啊，都会给设计带来困难。

    储物盒的布置，你得放的小各种东西吧，你还得考虑人机工程，大部分人能伸手够得着吧。仪表的事业不能遮挡，还得遮光放炫目，以免驾驶员看不清仪表上的指针数字。仪表板还不能太高吧，以免遮挡驾驶员的视野。和门护板，玻璃，中控的间隙你得控制吧，不然不美观。车内VOC得考虑吧，你看对门奔驰都因为这个被诟病，我们三线小自主，得学着点啊，材料不能乱用，选个味道好点的。

    以仪表板副驾驶布置副驾驶气囊那个区域，算是仪表板上难设计的一个典型。大家都知道，气囊是布置在仪表板下面的，所以当遇到碰撞事故时，气囊在加速度的作用下经过传感器引爆，把这个区域的仪表板炸裂，然后气囊充气鼓起，对乘员形成保护。所以，这个区域的仪表板厚度需要精确控制，厚了不行，炸不开啊。所以这个区域一般会做弱化减薄处理，有些做到零点几毫米。但是做薄呢，又回带来外观问题。为什么呢，PP材料对厚度变化特别敏感，这个区域厚度的突变，往往会产生比较明显的缩影，而仪表板一般是要腐蚀皮纹的，皮纹对于缩影这种缺陷是起放大作用的，所以会非常明显。

    还没完，产品出来了进行气囊爆破试验，炸裂的仪表板碎片，也要控制，不能太大，重量要控制，以免爆炸后飞出伤及乘员。如果不合格怎么办，回来改结构，再分析，再试验，到合格为止。