前言:汽车是一种流动的艺术,在几万个零部件经过焊装、涂装、拼接,数千小时的台架实验模拟、风洞测试以及路试,在市场部、设计部、样板部、采购部、质保部、制造部、销售部所有工作人员不日不夜的努力下,最终呈现在消费者面前。
当坐上座椅,踏起油门踏板的瞬间,所有的激情伴着发动机的轰鸣,在驾驶者的血液里开始流淌。
几乎所有对燃烧着“黑色黄金”的大家伙感兴趣的人都不禁存在着这样的幻想:要是自己能亲手造一辆车该有多好。自己设计一辆车到底多难,汽车到底是怎样的开发与设计流程?《童济仁的汽车评论》以别克全新SUV昂科威举例,将汽车设计研发的五大流程(方案策划、概念设计、工程设计、样车试验、投产启动)逐一为大家道来。
方案策划阶段:如何读懂五年后消费者的心?
一个全新车型的开发需要几亿甚至十几亿的大量资金投入,投资风险非常大,如果不经过周密调查研究与论证,就草率上马新项目,轻则会造成产品先天不足,投产后问题成堆;重则造成产品不符合消费者需求,没有市场竞争力。
因此市场调研和项目可行性分析就成为了新项目至关重要的部分。通过市场调研对相关的市场信息进行系统的收集、整理、纪录和分析,可以了解和掌握消费者的汽车消费趋势、消费偏好和消费要求的变化,确定顾客对新的汽车产品是否有需求,或者是否有潜在的需求等待开发,然后根据调研数据进行分析研究,总结出科学可靠的市场调研报告,为企业决策者的新车型研发项目计划,提供科学合理的参考与建议。
汽车市场调研包括市场细分、目标市场选择、产品定位等几个方面。项目可行性分析是在市场调研的基础上进行的,根据市场调研报告生成项目建议书,进一步明确汽车形式(也就是车型确定是微型车还是中高级车)以及市场目标。
可行性分析包括外部的政策法规分析、以及内部的自身资源和研发能力的分析,包括设计、工艺、生产以及成本等方面的内容。在完成可行性分析后,就可以对新车型的设计目标进行初步的设定,设定的内容包括车辆形式、动力参数、底盘各个总成要求、车身形式及强度要求等。
理论之后,说说案例:拿昂科威来说,这款车在开发前,通用的市场部们首先会考虑哪些问题?
第一,市场部们首先会根据现有通用旗下车型的尺寸和价格覆盖区间入手,优先考虑坐标轴上的空白区域抢占市场。昂科威正是基于这样的理念来开发的一款填补别克主流中型SUV市场空白的战略性产品。
第二,车型的开发会定位其目标消费群,基于满足该目标群体感性需求和理性需求进行配置和布局。昂科威的目标群体为35-45岁,受过良好教育,中层管理人员及私营业主,家庭月收入15,000-25,000元,近一半比例为增/换购的男性用户。
那这样的人在购置SUV时,会关注汽车的什么性能呢?
一、出众的外观和卓越的驾驶性能,满足自由探索的享受;
二、优越的内部空间,满足家庭出行的便利性需求;
三、扎实车身和完备主动安全科技,满足后顾无忧的安全感觉。这三点定位了第二个环节??概念设计的基调。
概念设计阶段:如何看到五年后的流行趋势?
概念车设计阶段的任务主要包括总体布置草图设计和造型设计两个部分。
总体布置草图也称为整体布置草图、整车布置草图。绘制汽车总布置草图是汽车总体设计和总布置的重要内容,其主要任务是根据汽车的总体方案及整车性能要求提出对各总成及部件的布置要求和特性参数等设计要求;协调整车与总成间、相关总成间的布置关系和参数匹配关系,使之组成一个在给定使用条件下的使用性能达到最优并满足产品目标大纲要求的整车参数和性能指标的汽车。而在进行了总体布置草图设计以后,就可以在其确定的基本尺寸的基础上进行造型设计。
汽车的造型设计现在已经成为汽车研发中至关重要的环节,包括外形和内饰设计两部分。而造型设计过程也分为设计和模型制作两个阶段。
汽车造型设计师根据要设计的车型,首先收集同类车型的图片资料,对同类车型进行造型上的比较,根据这些车型在市场上的受欢迎程度,总结出目前的流行的一些设计趋势以及时尚元素,作为设计的主题或关键词。比如简洁、复古、前卫等词语。
以昂科威来说,它延续了别克最新一代“动感流畅、宁静舒适”的设计语言,因此在外型设计方面,我们就看到了其“多10%空间”的艺术。我们所可以看到的别克的造型师在设计的时候十分用心,车头的动感犀利,车身的灵动,以及大气车尾都是设计师们在一遍一遍调整线条与曲面角度、车身站姿、WD比例、细节优化,直至最后仿真模拟后的结果。
内饰方面,消费者一般注重的空间有内部空间和储物空间两种。对于SUV来说,舒适的乘坐空间,更提供了丰富多变的储物空间是所有SUV所追求的,这一点可以在昂科威的内部空间设计上体现得淋漓尽致。
在用Photoshop、Painter以及Alias Skethbookd等绘图软件对设计方案效果图进行评审以后就要开始制作模型了,一般油泥模型的制作会经过由1:5小比例到全尺寸整车模型的逐一放大阶段。这时要进行一次全尺寸模型的评审会,从中选出最终的设计方案,并对其提出一些修改意见。
油泥模型师根据修改意见调整油泥模型,修改完毕后再次进行评审,并最终确定造型方案,冻结油泥模型。至此造型阶段全部完成,项目进入工程设计阶段。
工程设计阶段:如何实现艺术设计和工程设计的完美衔接?
工程设计阶段的主要任务就是完成整车各个总成以及零部件的设计,协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾,保证整车性能满足目标大纲要求。
工程设计阶段主要包括以下几个方面:1.总布置设计;2. 车身造型数据生成; 3.发动机工程设计; 4.白车身工程设计; 5.底盘工程设计; 6.内、外饰工程设计; 7.电器工程设计。
由于工程设计的阶段环节烦杂,在这里就不一一赘述了,只是举几个大家在购车时比较关心的点来说明一下。拿发动机工程设计来说,一般新车型的开发都会选用现有成熟的发动机动力总成,发动机部门的主要工作是针对新车型的特点以及要求,对发动机及附件等进行布置,并进行发动机匹配,这一过程一直持续到样车试验阶段,与底盘工程设计同步进行。
“多10%动力”的昂科威也不例外:这款2.0T SIDI直喷涡轮增压发动机为什么可以达到“191KW/5500rpm的最大功率及353N.m/2000-5300rpm的峰值扭矩,升功率高达95.5KW/L,8.4秒百公里加速”的傲人成绩呢?
从发动机的结构来看,双流道涡轮增压器设计可以有效减少涡轮迟滞,可使油门响应更为灵敏,提升发动机工作效率,较传统涡轮增压器可提升27NM扭矩。
进气中冷器能够有效降低进气温度,提升发动机工作效率及稳定性;DVVT连续可变正时气门可以通过调整进排气门开闭时间,使发动机工作更加高效稳定。
针对增压发动机高载荷工况,高强度锻造曲轴、中空充钠排气门可在运转中保持良好的稳定性。中空充钠排气门、活塞冷却喷嘴都可有效降低活塞的工作温度;SIDI智能缸内直喷技术,相对于传统供油系统可使油气混合更加充分,提升燃烧效率的同时可降低气缸内温度减少爆震,冷启动时能降低25%的油耗;齿形正时链条设计,有效降低发动机工作噪音并无需维护;可变机油泵可以有效降低发动机摩擦功,节约油耗。安装于油底壳的一体化式平衡轴设计,能够有效减低发动机震动,降低发动机重心。
仅从发动机的设计我们可以看出,汽车的经济性、动力性、维护成本的可控性、安全性都是工程设计环节必须考虑的因素。
驱动系统也是一款新车重要的组成部分,以昂科威为例,日常使用通过性和燃油经济性进行平衡,扭矩管理器就起到了至关重要的作用。传统的适时四驱(比如大众的4motion)中,扭矩管理器通常布置在前/后桥间,且多采用电控电磁离合器;昂科威的四驱系统中扭矩管理器采用侧向布置,由油压推动离合器片,实现扭矩的分配,这种液压离合器相较电磁离合器,在尺寸相同时传递扭矩要高出3倍,且相比结合与分离快速、平稳。
对于顶配车型来说,由于成本空间更大,工程师们在布置时,能够更自如地发挥所长,忽略成本等其他因素,进行结构化设计。比如昂科威这款2.0T顶配,我们就可以看出底盘工程师的热情,这套双离合适时四驱系统Twin Clutch Active AWD已经足够强大到去挑战类似Quattro这样比较专业的机械式四驱系统了。
安全性如何体现?就拿昂科威的“多10%安全”来说,分为主动安全和被动安全系统。就像昂科威一样,被动安全可以通过以超高强度车身材料和先进的激光钎焊技术,打造坚固车身来实现。
昂科威主动安全的实现则通过了HSA坡道辅助系统、HDC陡坡缓降系统、EDC发动机阻力矩控制系统、EBD电子制动力分配系统、BAS制动辅助系统、ESC车身电子稳定系统、ROM翻滚感应系统。同时在汽车配置的过程中,不得不提最近在汽车界非常火的辅助驾驶。
目前可以基本实现辅助驾驶的功能由ACC自适应巡航系统、LKA车道保持系统、LDW车道偏离预警、LCA车道变更辅助系统、SBZA侧盲区预警系统、FDI前车距离提示系统、FCA前碰撞预警系统、CMB碰撞缓解系统,这些在昂科威这种SUV上都得到了很好的体现。
经过以上各个总成系统的设计,工程设计阶段完成,最终确认整车设计方案。此时可以开始编制详细的产品技术说明书以及详细的零部件清单列表,验证法规。确定整车性能后,将各个总成的生产技术进行整理合成。
样车试验阶段:验证设计和查漏补缺的关键!
工程设计阶段完成以后进入样车试制和试验阶段,样车的试制由试制部门负责,他们根据工程设计的数据,根据试验需要制作各种试验样车。样车的试验包括两个方面:性能试验和可靠性试验。
性能试验,其目的是验证设计阶段各个总成以及零部件经过装配后能否达到设计要求,及时发现问题,做出设计修改完善设计方案。
可靠性试验的目的是验证汽车的强度以及耐久性。试验应根据国家制定的有关标准逐项进行,不同车型有不同的试验标准。根据试制、试验的结果进行分析总结,对出现的各种问题进行改进设计,再进行第二轮试制和试验,直至产品定型。试验阶段完成以后,新车型的性能得到确认,产品定型。
投产启动阶段:新车诞生前的最后冲刺!
投产启动阶段的主要任务是进行投产前的准备工作,包括制定生产流程链,各种生产设备到位、生产线铺设等等。在试验阶段就同步进行的投产准备工作包括,模具的开发和各种检具的制造。
投产启动阶段大约需要半年左右的时间,在此期间要反复的完善冲压、焊装、涂装以及总装生产线,在确保生产流程和样车性能的条件下,开始小批量生产进一步验证产品的可靠性,确保小批量生产3个月产品无重大问题的情况下,正式启动量产。
在这样五个阶段后,昂科威的研发就完成了。在经过车身、焊接、涂装、总装四大流程后运送到经销商处,您面前呈现的就是这样一辆以极富时代感的造型、高档舒适的内部空间、卓越的安全性能、宁静顺畅的驾乘感受和越级的科技配置的中型SUV。
最后,看完昂科威的整个开发流程,您会造suv了吗?
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