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AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计某前置后驱车型C点布置优化设计程坤 黄晓珍上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007摘 要： 汽车C点处于发动机舱和驾驶舱之间，它既是造型外饰的重要特征点，也是总布置设计的关键硬点。
在汽车新产品开发过程中往往会出现造型设计的C点位置和总布置设计位置冲突，从而导致设计方案反复刺穿项目节点的问题。
本文对C点布置主要影响因素进行了分析研究，并基于某前置后驱车型整车设计开发中出现的C点布置问题，提出了C点优化设计方案，解决了前下视野小、遮阳板及内后视镜操作不便、仪表板触及困难、发动机舱零部件售后维修不便等问题，对后续新车型总布置设计开发提供经验教训，避免出现类似问题导致设计反复。
关键词：C点 总布置 造型1 引言随着国内民众生活水平的提升，汽车市场竞争日渐激烈，为快速抢占市场先机，汽车新产品的成本和周期是非常关键的因素，而总布置的高效合理设计可以有效缩短整车开发周期并降低整车开发成本。
本文阐述了整车总布置设计中的C点布置及其定义，对C点布置的相关因素进行了研究，并结合某前置后驱新车型的开发，对C点布置中出现的问题进行了原因分析及优化设计，为后续整车C点布置设计提供了经验参考。
可以有效避免因布置方案反复而导致的开发周期延长问题。
C点是汽车纵向中心面上引擎盖或其他零件的最高点在前挡玻璃外表面上的水平投影点，定义参考《SAE J1100 NOV 2009 Motor Vehicle Dimensions》中Cowl Point 描述[1]，一般乘用车中C点大部分为汽车纵向中心面上发动机罩盖后沿点在前挡风玻璃上的投影点，如图1所示。
图1 C点示意图Cowl PointA2 C点布置影响因素汽车C点位于发动机舱及驾驶舱交界处，它既是造型外饰硬点也是整车总布置关键硬点，在汽车设计开发中至关重要。
影响C点布置的因素较多，涉及发动机舱动力总成、底盘零件和仪表模块总成布置以及造型设计，汽车新产品开发时需要综合考虑所有影响因素，工程和造型需要反复沟通确认达成一致意见。
设计硬点及结构设计方案1.3.1 设计硬点的概念设计硬点是总布置设计过程中,为保证零部件之间的协调和装配关系,及造型风格要求所确定的控制点(或坐标),控制线,控制面及控制结构的总称,俗称设计硬点,英美称为HARDPOINT. 这是汽车零部件设计和选型, 附件设计及车身设计的最重要的各项目组公共认可的尺度和设计原则.这是使项目组分而不乱,并行设计的重要方法. 一般确定后不要轻易调整, 如需调整设计硬点,需得到所有子项目组认可或协商.1.3.2 设计硬点的具体应用领域(1)轮距,轴距,总长,总宽,造型风格,油泥模型表面或造型面, 人体模型尺寸,人机工程校核的控制要求, 底盘等与车身相关零部件对车身的控制点线面及控制结构, 称为车身设计硬点.这是车身设计的控制原则.(2)门锁,玻璃升降器等内饰件,车身附件与车身安装的点线面,也是车身设计的基准和控制点.(3)底盘零件,如悬架,副车架与车身的定位面,安装螺丝孔,等也是车身设计的基准和控制点.即车身设计硬点.(4)轴距,轮距,总长,总宽,车轮定位参数,轮胎型号和尺寸等也是底盘及零部件设计硬点.如变速器输出轴是传动轴设计的控制设计硬点.(5)其他各类设计控制设计硬点,如油箱控制结构和控制尺寸,甚至控制形状,等等.(6)除此以外的性能和安全等法规要求的设计结构或方案,也是设计硬点,如下所述的碰撞结构要求等.1.2.3 汽车安全碰撞结构设计方案(1) 碰撞伤害的主要原因碰撞时汽车物件侵入乘员生存空间；碰撞时乘员的身体暴露到汽车外面；汽车减速度超过乘员的承受度，以及乘员在惯性作用下与汽车内部结构，如方向盘、仪表板、风挡玻璃等发生碰撞而造成伤害等；(2) 设计要求汽车耐碰撞设计和采用安全带、安全气囊等乘员保护系统有机的结合；一般设计应达到许可的变形区（a）。
变形区（a）通过压缩变形产生变形阻力所做的功而能吸收能量，变形过程中变形阻力做功为：⎰=max 0) (δdssFE(1.3.1)-式中F(s)为变形区在碰撞过程中变形阻力随压缩变形量s的变化函数，是50Km/h速度下，碰撞结构允许的纵向变形量，要求在变形区能吸收碰撞中大部分动能。
上海同济同捷科技有限公司企业标准TJI/YJY·00XX·A1—2003整车设计硬点公差分析(总布置公差分析和装配尺寸链公差分析)2005-XX-XX 发布2005-XX-XX 实施上海同济同捷科技股份有限公司发布TJI/YJY·00XX·A1—2005前言本标准分析整车设计硬点中存在各种偏差，为同济同捷公司设计的整车控制硬点和样车测量提供指导性依据。
本规定的内容适合各种设计车型（轿车,卡车和客车等），具体内容可按各种设计车型的需要可增减。
本规定于2005年X月X日起实施。
本规定由同济同捷科技有限公司提出。
本规定由同济同捷科技有限公司质量与项目管理中心负责归口管理。
主要起草人：严壮渝1．范围本标准分析整车设计硬点中存在各种偏差，为同济同捷公司设计的整车控制硬点和样车测量提供指导性依据。
本规定的内容适合同济同捷公司设计各种设计车型（轿车,卡车和客车等），2.引用标准GB 19234 乘用车尺寸代码GB/T 17347 商用车尺寸代码TJI/CZ.0004.AI 形状和位置公差的未知公差值TJI/CZ.0005.AI 汽车加工零件线性尺寸的未知公差3．定义术语3.1 设计硬点（HardPoint）: 设计硬点是确定车身、底盘与零部件相互关系的基准点、线、面及控制结构的统称。
3.2 轮廓硬点∶整车在支承面上的位置尺寸。
3.3 性能硬点（PFH）∶整车或总成主要性能特征。
3.4 运动硬点（MTH）∶整车或总成运动特征和要求。
5.5 安装硬点（ASH）∶总成在整车上的位置尺寸。
4．要求4.1轮廓硬点按GB 19234规定，轮廓硬点尺寸不标注整车坐标系坐标值（X,Y,Z），而采用名义尺寸值；4.1.1 车辆总长公差 +/- 5 mm车辆总长公差△= 白车身全长制造焊接公差+前保险杠总成制造公差+后保险杠总成制造公差+前后保险杠总成和白车身装配公差△ = +/- （3 + 0.5 + 0.5 + 1 ）= +/- 5 mm4.1.2 车辆总宽公差 +/- 2 mm车辆总宽公差△=白车身全宽制造焊接公差=+/- 2 mm4.1.3车辆总高公差 +/-6 mm车辆总高△=白车身高度制造焊接公差+ 前后悬架制造装配公差+轮胎尺寸公差△=+/- （ 2 + 0.5 + 3 ）=+/-5.5 mm≈ +/- 6 mm4.1.4 轴距公差 +/-3mm ,左右轴距公差 +/- 3 mm轴距公差△=白车身总成制造焊接公差+前后悬架制造装配公差+前后悬架与白车身总成连接装配公差+车轮制造安装公差+弹簧刚度公差引起车轮位移△=+/- （0.5 + 0.5 +1 + 0.2+ 0.5）= +/-2.7 m m ≈+/- 3 mm4.1.5 轮距公差 +/- 6 mm,轮距公差△=白车身总成制造焊接公差+左右悬架制造装配公差+左右悬架白车身总成连接装配公差+ 轮胎外倾角公差 +轮胎前束公差△ = +/-（0.2 +0.25 +0.5 +4 + 1）=+/-5.95mm≈ +/- 6 mm4.1.6 前悬公差 +/- 2 mm前悬公差△=前保险杠总成制造公差+前保险杠总成和白车身装配公差+车轮中心制造安装公差△ =+/-(0.5 + 0.5 + 1 )=+/-2mm车轮中心制造安装公差分析见 4.4.54.17后悬公差 +/- 2 mm后悬公差△=后保险杠总成制造公差+后保险杠总成和白车身装配公差+车轮中心制造安装公差△=+/-( 0.5 + 0.5 +1 )=+/- 2 mm4.18 接近角公差 +/- 1°4.19离去角公差 +/- 1°4.20 纵向通过角公差 +/- 1°4.21最小离地间隙公差 +/- 4 mm最小离地间隙公差△=白车身总成制造焊接公差+部件制造安装公差+轮胎尺寸公差+ 弹簧刚度公差△=+/- （0.25+ 0.5 + 3+ 0.25 ）= +/- 4 mm4.2 性能硬点（PFH）由于受到发动机制造公差的影响，造成功率，扭矩和油耗上的差异以及机械效率简化或忽略轮胎的侧偏刚度，这些因素均不能用尺寸数据估算，因此，性能硬点（PFH）控制的整车性能指标，一般控制它的性能限值。
XXXXXX有限公司整车总布置硬点设计规范编制:日期:校对:日期:审核:日期:批准:日期:20100000000发布 20100000000实施XXXXXX有限公司发布目录一概述 (2)二整车设计基准 (2)1.1 整车坐标系 (2)1.2 整车设计状态 (2)三整车总体设计硬点 (3)3.1整车外部尺寸参数控制硬点 (3)3.2底盘系统布置主要控制硬点 (5)3.3人机工程布置设计硬点 (8)四结束语 (9)一概述整车的总布置设计过程是设计硬点（Hard Point）和设计控制规则逐步明确、不断确定的过程。
设计硬点是确定车身、底盘与零部件相互关系的基准点、线、面及控制结构的统称，主要分为安装装配硬点（简称ASH，包括尺寸与型式硬点）、运动硬点（简称MTH）、轮廓硬点及性能硬点等四类。
设计硬点的确定过程就是总布置设计逐步深化的过程，后续的设计工作必须以确定的设计硬点为基础展开。
但随着设计的深入和方案的修改完善，部分设计硬点还有进一步调整的可能。
所有硬点值都是在整车坐标系下的坐标值，长度值表示到小数点后一位，十分位为估计值（四舍五入）。
角度值表示到小数点后一位，十分位为估计值（四舍五入），用度分秒表示时书写到分。
长度单位未注明均为mm，角度单位未注明均为°。
所有未注明的安装硬点均指与车身配合面上车身孔的几何中心点的坐标，例如：配合圆孔的坐标指配合面车身圆孔圆心坐标，椭圆孔或长圆孔的坐标指配合面椭圆孔或长圆孔的几何中心点的坐标，方形孔的坐标指配合面对角线交点的坐标。
二整车设计基准1.1 整车坐标系电动乘用车设计过程中，整车总布置在设计软件三维环境下进行。
整车坐标系采用右手坐标系，它是总布置设计和详细设计中的基准线。
整车坐标系与设计软件中整车文件的绝对坐标系重合。
整车坐标系的定义如下：高度方向，取汽车车架中间平直段的上平面为Z轴零线，上正下负；宽度方向，取汽车的纵向对称中心线为Y轴零线，以汽车前进方向左负右正；长度方向，取通过设计载荷时汽车前轮中心的垂线为X轴零线，前负后正；整车坐标系原点即为三个坐标轴的交点。
一、施工总平面图的设计内容12、全部拟建建(构)345二、施工总平面图的设计原则123求,减少相互干扰；4,降低临时设施的建造费用；5;67三、施工总平面图设计要点（***重点*＊*)1、设置大门、引入场外道路大门宽度、高度应满足车辆运输需要，尽可能与加工场地、仓库要求的位置一致。
2、布置大型机械设备塔吊: 考虑其覆盖范围、可吊物件的运输和存放混凝土泵：考虑泵管的输送距离、混凝土罐车行走方便3、布置仓库、堆场一般应接近使用地点，其纵向宜与交通线路平行，货物装卸需要时间长的应远离路边.4、布置加工厂总的指导思想是应使材料和构件的运输量小，有关联的加工厂应当集中布置。
5、布置内部临时运输道路.主干道宽度单行路不小于4m，双行道不小于6m.木材厂两侧应由6m宽的道路，端头应有载重车转弯半径不小于15m.6、布置临时房屋1）尽可能利用已建的永久性房屋为施工服务，如不足，再修建临时房屋.临时房屋应尽量利用可装拆的活动房屋.有条件的应是生活办公区与施工区相对独立。
宿舍内保证有必要的生活空间，室内净高不小于2.4m，通道宽度不小于0。
9m,每间宿舍居住人员不得超过16人;2）办公用房宜设置在工地入口处；3）作业人员宿舍一般宜设置在场外，并避免设立在不利于健康的地方。
作业人员用的生活福利设施,宜设置在人员较集中的地方或设在出入毕竟之处。
4）食堂宜设置在生活区.7、布置临时水电管网和其他动力设施1）临时总变电站设在高压线进入工地处,尽量避免高压线穿过工地；2）临时水池、水塔应设在用水中心和地势较高处。
施工平面图的管理一、流程化管理施工平面图应与施工组织设计内容一起报批。
二、施工平面图现场管理要点1、目的：23、出入口管理:大门设置警卫岗亭，安排警卫人员24小时值班。
施工现场出入口应标有企业名称或企业标识，等制度牌。
4、规范场容施工平面图设计的科学合理化、物料堆放和机械设备定位标准化,保证施工现场场容规范化；施工现场周边应按照规范要求设置临时维护设施；现场内沿路设置畅通的排水系统；现场道路主要场地做硬化处理；设专人清扫生活区和办公区,并对施工作业区和临时道路洒水和清扫；建筑物内施工垃圾的清运,必须采用相应容器或管道运输，严禁凌空抛掷。
汽车总体设计的目的和主要内容汽车开发设计流程如图1.1.1所示, 本章主要介绍图中总体设计的内容.图1.1.1 汽车开发流程图图1.1.2 产品开发过程IDEF0功能模型工艺员师、资源 修改零部件建议图1.1.3 详细设计的IDEF0功能模型1.1.1 汽车总体设计的目的总体设计的目的有如下几个方面:(1)市场调研和情报收集后, 确定设计计划任务书.(2)通过整车的总体设计实现所有设计零部件或选型零部件的合理布置和合理装配,也就是众所周知的总布置设计或总布置图. 英文称为LAYOUT DESIGN 或PACKAGING DESIGN.从1995年后,全球开始采用三维实体CAD总布置设计,实现了高精度的布置和设计.(3)确定设计硬点(HARDPOINT)和设计控制规则, 设计硬点是确定车身,底盘与零部件相互关系的基准点,线,面及控制结构的统称.(4)通过整车的总体设计实现所有运动部件的运动学校合, 以便避免零部件的运动学干涉. 例如,悬架跳动和转向系统的运动学干涉校合, 转向梯形校合, 轮胎跳动与轮罩包络图,等等.(5)通过整车的总体设计实现人机工程设计和设计舒适性法规的校合和设计优化,如人体模型的三维建模及三维总布置设计,前后视野校合,上车舒适性校合, 雨刷校合,眼椭园, 头廓包络线校合,等等.(6)通过整车的总体设计实现整车性能计算和仿真,实现整车性能匹配和系统优化,实现主要性能的优化设计PERFORMANCE OPTIMIZATION.(7)通过整车的总体设计实现所有主要零部件的设计参数的确定和设计选型,并完善设计任务书,并为项目协同开发创造条件.(8)通过整车的总体设计实现产品零部件的产品描述表的, 爆炸图及零部件明细表的建立.以便实现项目分组管理和协同开发(Collaborative Product Development).1.1.2 汽车总体设计的主要工作内容及总结的技术文件, 表1.1.1为汽车开发的总的主要内容, 其中8~总体设计详见表1.1.2内容.表1.1.2 总体设计的主要工作内容及应总结的技术报告1.1.3总体设计概述根据“产品开发计划任务书”的规定，确认设计要求，然后, 进行总布置初步设计和计算。
车门设计的主要硬点和设计过程车门设计是汽车车身设计的重要组成部分，车门系统包括4大部分：车门开闭系、玻璃升降系、门锁系、车门密封系。
车门质量的好坏对整车质量有很大的影响。
车门设计也是车身设计中相对复杂的部分。
设计硬点是总布置设计过程中，为保证零部件之间的协调和装配，及造型风格要求所确定的控制点(或坐标)、控制线、控制面及控制结构的总称。
这是汽车零部件设计和选型、附件及车身设计最重要的尺度和设计原则，能使项目组分而不乱，是并行设计的重要方法，一旦确定后不要轻易调整。
开始粗定的硬点随着开发逐步深化，变得更加“硬”起来，越接近设计终结硬点越“硬”，不要轻易改动。
设计硬点是所有设计的灵魂。
车身结构主断面是对车身结构方案的具体描述，分布在车身各个位置以决定车身结构设计。
车门设计的主要硬点和设计过程车门设计总的设计原则是由外而内、先外板再内板、先断面再数模、先周边再内部的过程。
主要设计硬点有外板曲面、分缝线、门锁结构、内板结构、密封间隙、铰链中心线长度姿态、玻璃升降器位置和玻璃曲面等。
1.1 车门外板设计车门外板设计是在光顺好的整体造型面和车门轮廓线的切割面片基础上加周边翻边和门锁等特征后的车身零件。
分缝线和锁机构等是门外板的设计硬点。
分缝线通过2种方法获得：(1)一般先将汽车内外观面整体造型面光顺到A级曲面(CLASS A)，同时将造型边界线投影到XZ铅垂平面后光顺到A级曲线，然后采用该投影的边界线投影到光顺好的A级大造型面与造型面相交，获得边界线，该交线理论上定为A级曲线。
(2)另外也可以采用空间曲线光顺后与曲面相交，反复相交反复光顺的方法，相交后将交线进一步光顺，重新获得边界线，再将该线投影到光顺面上获得更新的边界线，重复这一过程直到边界线达到A级曲线要求，用最后获得的边界线作为车门边界线，并与大的光顺面相切割得到车门外板面。
外板面设计好后，将门锁机构等有关设计硬点特征加上去便完成了车门外板设计(见图1)，较大的门外板需与内板或车门侧向防撞梁，采用传力胶进行支承，不允许直接接触外板焊接，以防止热变形和几何干涉变形。
总平面设计要点你知道吗?总平面设计也是平面设计的一种，但是一般很少有人了解到它。
以下是有店铺为大家整理的总平面设计要点，希望能帮到你。
总平面设计要点一、交通分析1、车行道：注意从主干道进出小区路线是否顺畅;地下车库出入口与小区路、城市道路间的关系。
(1)小区通路出入口应距大中城市主干道交叉口的距离自道路红线交点量起，不应小于80m,次干道不小于70m。
(2)小区内道路至少应有两个出入口;住宅区内主要道路至少应有两个方向与外围道路相连接;机动车对外出入口数应控制其出入口间距不应小于150米。
人行出入口间距不宜超过80 米，当建筑物长度超过80米时，应在底层加设人行通道。
(3)住宅区内尽端式道路的长度不宜大于 120米，并应设不小于12米×12米的回车场地。
(4)当住宅区内道路纵坡在10%以上且坡超过30米时，应设步行梯道，每段梯步不得少于3级，每15级左右应设置高度不小于1.5米的缓冲平台，并在坡道旁附设推自行车的坡道。
(5)住宅区内道路最小转弯半径，视道路等级而不同，除满足消防车通行的规定外，宜采用9米～20米，最小可采用5米，会车最小视距为30米，停车视距为15米～20米;机动车、非机动车和人行道的横坡宜采用1%～2%。
(6)住宅区内各级道路宽度宜为：a、小区路路面宽度为5米～8米，建筑控制线宽度不宜小于10米;组团路路面宽度为3米～5米，b、建筑控制线宽度不宜小于8米;c、宅间小路路面宽度不宜小于2.5米。
2、人行道：研究人的活动模式;人车分流设计。
(1)城市中人行交通系统规划应以行人流量的大小和流向为依据，并结合建筑功能的需要，组成空中、地下和地面的人行交通系统。
(2)住宅区内人流量115～150人/分，人行道宽度3.5米;75～115 人/分，人行道宽度3.0米;小于75人/分人行道宽度2.0米;很少人流量，人行道宽度1.5米。
3、消防车道：坡度;与建筑物间距;回车场;(参见防火设计规范)地下室顶板对路面的降板处理;排水;荷载。
关于总布置设计硬点
由于零部件设计要在整车总布置基本完成后才开始，在总布置设计阶段中往往没有零部件的详细资料，还不能解决零部件和总成内部的细节问题。
所以在布置设计图上出现的是各总成的主要控制点、主要中心线，也包括重要的外廓线和由这些轮廓线构成的控制面以及运动极限位置等。
这些控制点称为硬点（Hard point），包括整车及关键零部件的各种控制点、线、面以及控制特征等。
汽车整车设计硬点分类:
概括了描述整车、总成及关键零部件的尺寸、结构型式、空间位置等的关键参数，它主要包括以下内容：
整车外廓形状及尺寸：整车长度、整车宽度、整车高度、轴距、轮距等；
驾驶区控制尺寸：踏板点、踵点，仪表板、转向柱及方向盘控制位置等；
整车乘员空间内部尺寸：H点位置、头部空间、伸腿空间等；
主要总成的设计硬点：总成的最大包络空间、定位点、配合点等；
设计硬点构成了汽车总布置设计的骨架。
汽车总布置设计的过程就是设计硬点不断明确、逐步确定的动态过程。
所谓硬点，是通过英文的"hardpoint"直译过来的，它是个布置的概念，在整车开发中（由于整车由成千上万个零部件组成，那么怎么样来协调这些部件间的安装配合呢？硬
点由此而生）为保证零部件之间的协调和装配关系,及造型风格要求所确定的控制点(或坐标),控制线,控制面及控制结构
的总称。
所以会有底盘的硬点（这也是大家所熟知的），车身的硬点，内外饰的硬点，成员的硬点（例如H点）等等。
一般一个整车项目开发过程中，最先确定的就是这些硬点，这也是决定所开发的车型平台能否成功的关键因素之一，这些硬点必须要在满足PACKAGE要求的同时，也要满足性
能的要求（例如底盘的硬点要满足整车的操纵稳定性和平顺性的要求），硬点将是汽车零部件设计和选型, 内外饰附件
设计及车身钣金设计的最重要的设计原则，也是各项目组公共认可的尺度和设计原则.同时也是使项目组分而不乱,并行
设计的重要方法. 一般确定后设计硬点不轻易调整, 如需调
整设计硬点,需要和所有的设计人员协商，得到所有子项目组认可。
那么对于底盘而言，什么是硬点呢？底盘是整车的重
要的组成部分，实现车辆作为交通工具的三个基本功能：直
行，转向，制动（这三个工况也是任何汽车公司计算底盘零部件载荷时必要考虑的工况，因为是最基本的，呵呵），其最基本的要求就是承受车身载荷，受力的主要部件系统。
所以底盘的硬点为力的作用中心点，底盘中最常见的零件之间的联系方式，就是球铰（力的作用点自然在球铰的中心），和衬套（力的作用中心点自然在衬套轴线的中点处），把握了这个原则，大家在逆向的过程中，就可以很清楚的测量竞争车型的硬点数据了（具体需要注意哪些注意事项，我以后再谈）。
