1、汽車車燈

多少人以為只需要一個(gè)燈泡（或者LED），一個(gè)反光碗（甚至有人都不知道還有反光碗更不要提上面的光學(xué)面了），再加一個(gè)燈罩就完事了！

每一次被問工作時(shí)，答曰：汽車車燈設(shè)計(jì)。然后對方就一臉嫌棄：一個(gè)燈有什么好設(shè)計(jì)的…

前燈主要由面罩、飾框組、光源系統(tǒng)、底座組成。

面罩就是車燈外面的那個(gè)透明罩子，看著就像個(gè)畸形的臉盆似的，并無什么特別的地方，然而并沒有看著的那么簡單。

面罩分為單色和雙色面罩。

單色面罩較為簡單，然而考慮到內(nèi)滑塊或者斜頂和近光燈對配光的嚴(yán)格要求，一般采用單色面罩的前燈Z向開口都比較大，外觀可能就不是那么美觀（如上兩張圖你會喜歡哪一款）。而且仔細(xì)看，在某些地方有一些細(xì)線——滑塊線，當(dāng)然為了減小滑塊線對外觀的影響，需要在內(nèi)部做一些特征使滑塊線顯得不是那么明顯?？刹豢梢圆挥脙?nèi)滑塊或者斜頂？好吧，如果造型不改的話那么燈具末端靠近翼子板的三角區(qū)域怎么出模？靠近引擎蓋的地方的縮水如何避免？

雙色面罩可以避免滑塊線的外觀問題，造型盡量美觀一些。然而前燈面罩的雙色?？刹皇悄敲慈菀鬃龅模瑖鴥?nèi)做的好的沒有幾家，因?yàn)槟＞叽蠖覐?fù)雜、加工精度還高。

此外，面罩外部需要噴一層漆，即所謂的PC-coating，防止劃傷。內(nèi)側(cè)根據(jù)客戶要求是否噴防霧涂層。設(shè)計(jì)面罩的時(shí)候也需要考慮工藝，不好的設(shè)計(jì)會導(dǎo)致於漆，滑漆燈外觀問題。此外還需要考慮模流，不好的設(shè)計(jì)會導(dǎo)致流痕，而流痕這種東西即使用moldflow分析也未必分析的出。

最后，last but not least，膠腿的設(shè)計(jì)也很重要。什么是膠腿，面罩和底座是通過膠粘在一起的，底座上為膠槽。下圖中LENS即面罩，BASE即底座，也叫Housing。這里如果設(shè)計(jì)不合理，會導(dǎo)致氣密問題，那么整個(gè)燈就廢掉了。此外，選用的膠的種類也很重要。

飾框和內(nèi)套。飾框主要起裝飾作用，將內(nèi)部結(jié)構(gòu)遮擋其他。

呃。。。看來大家都知道車燈不好搞，那就不用再掰扯了，下一個(gè)~

2、雨刮器

在很多時(shí)候刮水器都是個(gè)擺設(shè)零件，但是在整車中，這個(gè)小小的零件算的上是比較難設(shè)計(jì)的零件之一。

為什么這么說呢？首先雨刮器可以歸類為車身零件中的A類零件。那么什么事A類零件？簡單點(diǎn)說，就是車輛安全行駛的必要零部件，它的性能是必須符合國家強(qiáng)制法規(guī)要求來配備的。

舉個(gè)例子，老的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，雨刮器必須在120公里每小時(shí)的車速下穩(wěn)定工作，眼下，這一標(biāo)準(zhǔn)提升到160公里每小時(shí)，在這一時(shí)速下要保證雨刮器能夠緊密的貼合擋風(fēng)玻璃，并且回水寬度滿足法規(guī)要求，僅這一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求的變化，就會使得整個(gè)雨刮器系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)。

其次，雨刮器系統(tǒng)的相互制約參數(shù)最多。一般來說，至于刮水器性能的參數(shù)一般有三個(gè)：攻角、俯角以及刮臂壓力，這三個(gè)參數(shù)相輔相成，改變其中的一個(gè)就會導(dǎo)致其他兩個(gè)的變化，繼而導(dǎo)致刮刷效果的惡化。

第三，雨刮器的安裝位置位于車身硬點(diǎn)區(qū)域，這直接導(dǎo)致了安裝空間和安裝結(jié)構(gòu)的不可變。一般來說，避震塔到前圍檔板之間的距離為整車硬點(diǎn)，這個(gè)距離決定的是整車的平臺。所以，我們看到很多模塊化的平臺，其實(shí)這個(gè)位置都是固定的，比如說大眾的MQB。

那么問題就來了，在這個(gè)不可變的區(qū)域內(nèi)放置一套運(yùn)動的四連桿機(jī)構(gòu)，還要考慮到運(yùn)動干涉、系統(tǒng)本身的性能、洗滌器噴水效果。難度可想而知。

3、擋風(fēng)玻璃及側(cè)窗玻璃

擋風(fēng)玻璃和側(cè)窗玻璃同樣也是被大家忽略關(guān)注的零件之一，大家對它的關(guān)注恐怕就是在貼膜的時(shí)候才能想到吧。不過，在整車的零部件里，擋風(fēng)玻璃以及側(cè)窗玻璃同樣是關(guān)乎安全的A類零件。在設(shè)計(jì)過程中，側(cè)窗玻璃是整個(gè)車門系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，只有確定了側(cè)窗玻璃的曲率以及面積，才可以由此向下設(shè)計(jì)玻璃導(dǎo)槽、舉窗電機(jī)、車門門鎖等等零件。

如果側(cè)窗玻璃曲率以及面積在造型階段沒有第一時(shí)間確定的話，那么等待工程師的就是整個(gè)車門返工重來。擋風(fēng)玻璃同樣是前部的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，其曲率決定了刮水器、A柱、流水槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

另外，擋風(fēng)玻璃的曲率也會被制造工藝?yán)卫蜗拗?，同時(shí)，擋風(fēng)玻璃還是造型面，這就使得擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)一不小心就會夾在中間無法脫身。所以也大大提升了擋風(fēng)玻璃的設(shè)計(jì)難度。

4、保險(xiǎn)杠

普通消費(fèi)者對保險(xiǎn)杠的認(rèn)知，可能還停留在這就是一塊塑料殼。對，我們就是這么任性，車上全是塑料殼。對于設(shè)計(jì)人員，一個(gè)前保險(xiǎn)杠，可能是比較復(fù)雜的外飾件之一了。首先是，周邊環(huán)境復(fù)雜，對口件太多。引擎蓋啊，擋泥板啊，輪胎包絡(luò)啊，各種燈啊，水箱位置啊，防撞梁啊，脫鉤啊，雷達(dá)啊，AEB啊等等。

作為一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)汪，你真在專心致志地做數(shù)據(jù)，開閉件工程師跑過來，你這里這里圓角倒得有問題，導(dǎo)致視覺間隙很大，得改一下。你一看這么大一個(gè)鍋，也不敢獨(dú)自背啊，臥槽，這圓角特么是A面上的圓角，我能改么，你找Style吧（造型設(shè)計(jì)師打了個(gè)噴嚏）。

開閉件工程師一看，吆喝，放大招啊，好啊，找造型去。這邊剛走，輪胎工程師又來了，剛才把輪胎包絡(luò)重新做了一下，變大一點(diǎn)，你這里這里的卡扣和緊固點(diǎn)距離包絡(luò)的間隙不夠安全值，都得改……你一聽把剛和的水全吐輪胎工程師臉上了，大哥，不帶這么玩的，你知道工作量有多大嗎？輪胎工程師表示沒辦法，專家給的新算法，更精確。這個(gè)好像沒法推了，怎么辦，我水還沒喝完呢。你把輪胎包絡(luò)先發(fā)給我吧，我看看。已經(jīng)發(fā)給你了，你查查郵箱，你滾！這邊輪胎工程師剛走，冷卻系統(tǒng)的工程師又來了，你預(yù)感到一層黑暗氣息輪罩了你的辦公桌三尺范圍之內(nèi)。忙哈，我剛才又算了一下進(jìn)風(fēng)面積，你這里這里做的結(jié)構(gòu)把進(jìn)風(fēng)口擋住了，不利于水箱散熱，格柵這里需要做一下調(diào)整……

此刻你腦子里只有調(diào)整調(diào)整兩個(gè)字在循環(huán)，心里想著特么你兩個(gè)字我B面結(jié)構(gòu)就要重新做了。正在這時(shí)，電器工程師跑過來拍了一下你的肩膀，露出迷之微笑，上面決定了，高配車型要加裝AEB系統(tǒng)，格柵這里這里結(jié)構(gòu)需要更改，還有增加一個(gè)低配時(shí)裝飾用的裝飾蓋。唉，你怎么打人啊，打人是不對，啊啊啊啊……大家都走了，你又開始一個(gè)人忙碌，把工程更改梳理梳理吧，一晃太陽西斜，快下班了，你的心情頓時(shí)明亮了起來。你站起來伸了伸腰，活動活動筋骨。這時(shí)，電腦右下角傳來一聲Outlook魔性的郵件提醒聲，你大叫一聲不好，然而為時(shí)已晚。來自造型設(shè)計(jì)師的郵件，就五個(gè)字：面用原來的。

你以為完了，可以神游天國了，怎么可能，CAE工程師救活了你。您還不能走啊，分析結(jié)果顯示，你這里的結(jié)構(gòu)太硬了，不利于行人保護(hù)；然后你這里的結(jié)構(gòu)又太軟了，不利于低速碰撞。你先把這兩個(gè)問題解決了再走吧。你下班了，但是明天還得繼續(xù)戰(zhàn)斗。這就是一個(gè)保險(xiǎn)杠產(chǎn)品工程師的日常。

保險(xiǎn)杠從外觀上看，沒什么，確實(shí)是一個(gè)塑料殼子，但是其B面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，各種對手件的集成設(shè)計(jì)，還有法規(guī)項(xiàng)的考量，卡扣形式的選擇，都是需要慢慢去摳接口，做布置，挑戰(zhàn)其他系統(tǒng)，也對其他系統(tǒng)做出各種妥協(xié)的結(jié)果。除了這些之外，考慮模具的影響，澆口的布置，各種接口的實(shí)現(xiàn)，又得對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化?？紤]涂裝的影響，又要根據(jù)工廠的涂裝線規(guī)劃，機(jī)器人的能力，對產(chǎn)品做出修改。裝配線，運(yùn)輸懸鏈等等，都會對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)一點(diǎn)都不簡單。

5、儀表盤

儀表板和保險(xiǎn)杠一樣，因?yàn)椴贾迷谄渖系慕涌诙?，各種按鍵，儀表，電器件等等，接口設(shè)計(jì)極其復(fù)雜。為了追求良好的觸摸質(zhì)感，制造工藝復(fù)雜，搪塑啊，吸塑啊，發(fā)泡啊，都會給設(shè)計(jì)帶來困難。

儲物盒的布置，你得放的小各種東西吧，你還得考慮人機(jī)工程，大部分人能伸手夠得著吧。儀表的事業(yè)不能遮擋，還得遮光放炫目，以免駕駛員看不清儀表上的指針數(shù)字。儀表板還不能太高吧，以免遮擋駕駛員的視野。和門護(hù)板，玻璃，中控的間隙你得控制吧，不然不美觀。車內(nèi)VOC得考慮吧，你看對門奔馳都因?yàn)檫@個(gè)被詬病，我們?nèi)€小自主，得學(xué)著點(diǎn)啊，材料不能亂用，選個(gè)味道好點(diǎn)的。

以儀表板副駕駛布置副駕駛氣囊那個(gè)區(qū)域，算是儀表板上難設(shè)計(jì)的一個(gè)典型。大家都知道，氣囊是布置在儀表板下面的，所以當(dāng)遇到碰撞事故時(shí)，氣囊在加速度的作用下經(jīng)過傳感器引爆，把這個(gè)區(qū)域的儀表板炸裂，然后氣囊充氣鼓起，對乘員形成保護(hù)。所以，這個(gè)區(qū)域的儀表板厚度需要精確控制，厚了不行，炸不開啊。所以這個(gè)區(qū)域一般會做弱化減薄處理，有些做到零點(diǎn)幾毫米。但是做薄呢，又回帶來外觀問題。為什么呢，PP材料對厚度變化特別敏感，這個(gè)區(qū)域厚度的突變，往往會產(chǎn)生比較明顯的縮影，而儀表板一般是要腐蝕皮紋的，皮紋對于縮影這種缺陷是起放大作用的，所以會非常明顯。

還沒完，產(chǎn)品出來了進(jìn)行氣囊爆破試驗(yàn)，炸裂的儀表板碎片，也要控制，不能太大，重量要控制，以免爆炸后飛出傷及乘員。如果不合格怎么辦，回來改結(jié)構(gòu)，再分析，再試驗(yàn)，到合格為止。

6、三角區(qū)域外觀配件

在汽車工程領(lǐng)域，只要是有三個(gè)零件結(jié)合的地方，都會被工程師們稱之為死亡三角。

其中典型的區(qū)域就是A柱和窗臺線之間的三角區(qū)域。那么它為什么被公認(rèn)難啃的設(shè)計(jì)之一呢？

要說明這個(gè)問題，我們首先要知道一個(gè)叫公差的東西，任何零件的制造和安裝都存在著一個(gè)合理的公差范圍，對于單一零件而言，零點(diǎn)幾毫米的公差波動是認(rèn)為合理的。不過，當(dāng)幾個(gè)零件同時(shí)在一個(gè)狹小的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)匹配的時(shí)候，公差波動就會在這個(gè)區(qū)域出現(xiàn)公差累積的情況。

也就是說，這個(gè)零件尺寸在正常范圍內(nèi)跑偏了零點(diǎn)幾毫米，另外一個(gè)零件也在正常范圍內(nèi)跑偏了零點(diǎn)幾毫米，但是當(dāng)它們匹配在一起的時(shí)候，這些正常的公差值就會體現(xiàn)為一個(gè)誤差值，繼而造成外觀質(zhì)量甚至是性能方面的缺陷。

以車門三角區(qū)為例，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的零件包括外后視鏡蓋板、車門密封條、窗框、玻璃導(dǎo)槽、窗框加強(qiáng)板、窗框亮條等幾個(gè)零件。這幾乎是整輛汽車上零部件搭接最密集的地方，所以也是最容易出現(xiàn)公差累積的位置。所以，在設(shè)計(jì)終了之后，這個(gè)位置還需要進(jìn)行數(shù)論的間隙段差匹配，同樣，也是觸一發(fā)而動全身的設(shè)計(jì)從而大大提升了難度。

7、活塞環(huán)

然而看著也就是幾片圓環(huán)，卻占據(jù)了整機(jī)35%的摩擦功，50%左右的機(jī)油耗問題與之相關(guān)，直接接觸上千度的燃燒火焰，承擔(dān)了25%-40%的的活塞散熱通道，密封了峰值爆發(fā)壓力達(dá)到100個(gè)大氣壓的燃燒室，而你只需要支付幾聽可樂的錢就可以擁有一缸副，但是如果它失效了，客戶需要支付1萬-2萬人民幣以上進(jìn)行大修或者3萬-6萬人民幣進(jìn)行動力總成更換。

全球入流的汽車企業(yè)的鋼制活塞環(huán)的材料99%由日本鋼材線材供應(yīng)商提供。全球4-5家供應(yīng)商基本占據(jù)了全球的主要活塞環(huán)的生產(chǎn)。在這個(gè)寬度只有1-2mm的鋼帶上，我們實(shí)現(xiàn)了各類加工形貌造型，20多種金屬/非金屬涂層，使用了熱處理、電鍍、PVD/PCVD、等離子金屬噴涂等一系列的技術(shù)，目前先進(jìn)的涂層歷經(jīng)24萬公里和缸體的磨損，平均磨損量僅有0.0008-0.001mm，而且能夠以每年數(shù)千萬片的規(guī)模保證質(zhì)量穩(wěn)定一致，平均PPM低于10。

基于三維的模擬軟件可以分析在各個(gè)發(fā)動機(jī)工況下，活塞環(huán)體在360度的變形和動態(tài)扭轉(zhuǎn)形貌，從而計(jì)算出摩擦功/機(jī)油耗/漏氣量等一系列的數(shù)據(jù)。在微觀尺度下計(jì)算u級的外周形貌變化對于油膜形態(tài)以及摩擦區(qū)域的差異和影響，同時(shí)還有透明缸套試驗(yàn)+熒光高速攝影和浮動缸套試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，復(fù)雜的工序也體現(xiàn)出了它設(shè)計(jì)的難度系數(shù)。

活塞環(huán)有氣環(huán)和油環(huán)之分，氣環(huán)位于活塞的第一環(huán)和第二環(huán)，某些重型柴油機(jī)由于其工作載荷較大，為了能更好的對高溫氣體起到密封的作用，有時(shí)還具備第三道氣環(huán)。但對于汽油機(jī)和小型柴油機(jī)來說，兩道氣環(huán)的設(shè)計(jì)已經(jīng)滿足密封的要求，故不需要第三道氣環(huán)。下面的一道活塞環(huán)是油環(huán)，其作用是對氣缸壁潤滑和阻止機(jī)油進(jìn)入燃燒室。

它的磨損或損壞會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作不正常，特別是竄機(jī)油的概率增大。如果一臺使用時(shí)間很長的汽車，在機(jī)油加注正常的情況下尾氣冒藍(lán)煙，很有肯能就是活塞環(huán)出現(xiàn)了問題。此時(shí)如果排查其他部件沒有問題仍然燒機(jī)油的話，就得將缸蓋打開更換新的活塞環(huán)了。

8、密封條

哪天你發(fā)現(xiàn)怎么我的車怎么不使勁摔關(guān)不上門，怎么開門聲音是啪的一聲，而不是彭的一聲？

哪天你發(fā)現(xiàn)你的車怎么開始漏水了，后備箱一打開里面可以養(yǎng)魚了……

哪天你發(fā)現(xiàn)玻璃怎么升降過程這么慢，還有點(diǎn)亂七八糟的響聲，甚至卡住……

哪天你發(fā)現(xiàn)開車呼呼的風(fēng)噪大到你沒法聽音樂……

哪天你發(fā)現(xiàn)你的車窗上被塞滿了小卡片，而旁邊的豪華車卻是夾在風(fēng)擋玻璃上……

這一切，密封條都逃脫不了干系！

內(nèi)行人看車先看車門，而看車門重點(diǎn)還在密封條上。可惜的是，國內(nèi)這方面設(shè)計(jì)能力太欠缺，明明很重要的一個(gè)零部件，可從上到下都不重視，各種壓縮成本……

國內(nèi)也欠缺這方面的人才，缺到什么地步呢？網(wǎng)上某人說，一個(gè)三流主機(jī)廠的半吊子密封條產(chǎn)品工程師都被獵頭推薦到上海一家外企設(shè)計(jì)公司去了，外企HR說他英語不過關(guān)，人家說：沒關(guān)系，我們可以放寬要求……不要求你英語……

9、翼子板

翼子板才是最可怕的零件，大學(xué)的時(shí)候有門課叫做《互換性與幾何測量技術(shù)》，里面講的最多的就是公差與配合，最難的也就兩個(gè)零件軸和孔的配合。

直到TM出現(xiàn)翼子板，才知道原來一個(gè)零件可以和這摩多零件配合，發(fā)動機(jī)艙蓋、車大燈總成、前保險(xiǎn)杠、車輪和車門，一不小心就從公差變成誤差了（手動流淚）；我終于知道為啥有些人買車的時(shí)候先買好皮尺去4S店測量翼子板各個(gè)位置的間隙去看廠家的做工怎么樣。

計(jì)算公差就算了，翼子板上還有各種造型要求的線條；橙色箭頭與車 側(cè)窗玻璃形成的belt line；紅色箭頭與OTR外板 形成的shoulder line；還有車前黃色箭頭標(biāo)示的車頭feature line…每次模型固定前，設(shè)計(jì)師、工程師和生產(chǎn)技術(shù)人員都會圍繞翼子板有一場口水戰(zhàn)。

10、車載電控單元

車載的電控單元是看不見摸不著的一段3MB大小的代碼。車載控制器和發(fā)動機(jī)配套的就是發(fā)動機(jī)控制器(ECU)；和變速箱配套的就是變速箱控制器(TCU)；和混動配套的有混動中央控制器(HCU)，電機(jī)控制器(MCU)，電池控制器(BMS)；還有車身控制器(VCU)，ESP……

在車輛全面電控化的今天，控制器就是各類子系統(tǒng)的大腦，連懸架可能都有獨(dú)立的控制器。而缺少某個(gè)關(guān)鍵控制器，你的車也就和刷ROM掛掉的手機(jī)一樣，板磚一個(gè)……

然而大多控制器都很小巧，且藏在發(fā)動機(jī)艙，后備箱或者其他內(nèi)飾板下面，故障率極低，所以一般用戶可能永遠(yuǎn)都不會接觸到，甚至不會意識到他們的存在?？梢钥吹降囊仓徊贿^是一個(gè)金屬外殼，不知道里面有什么，知道的人大多以為這只不過是塊電路板，也不知道這個(gè)可能是整車設(shè)計(jì)最難和最貴的部分。

成本高和設(shè)計(jì)最復(fù)雜的，還不是車載控制器硬件本身，而是你根本看不到的刷寫在ROM里的控制軟件代碼。一個(gè)控制器的電路硬件成本可能只有上百美刀。一個(gè)復(fù)雜控制器裝載的軟件，比如發(fā)動機(jī)和變速箱控制器的軟件，5兆字節(jié)不到，但是從頭開發(fā)的話需要：①在國外成熟的技術(shù)條件下，一個(gè)數(shù)十人的有相關(guān)豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。② 三至五年或者更久的時(shí)間產(chǎn)出頭一版量產(chǎn)軟件，然后再用一個(gè)更久的周期使軟件成熟。③ 輕松上億人民幣的研發(fā)費(fèi)用，而要一個(gè)軟件真正成熟，經(jīng)過多年的版本更迭研發(fā)費(fèi)用輕松達(dá)到十億級別。

這一切只為產(chǎn)出大概 3MB 的代碼。

所以，很多車載系統(tǒng)的自動化都伴隨著極為昂貴和復(fù)雜的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，比如從手動變速箱到自動變速箱，又比如自動駕駛。其中成本的增加不只是一個(gè)幾千上萬塊的箱子或者幾個(gè)攝像頭雷達(dá)而已，只不過一般消費(fèi)者看不到罷了。