2.1 汽车总体设计的作用

1.汽车设计的要求

由于汽车产量大、品种形式多，所以汽车设计中产品以大批量生产为主，须实行“三化”。所谓“三化”是汽车设计的标准化、系列化、通用化（图2-2），以达到简化生产、提高工效和改进产品质量、降低成本的目的。

图2-2 汽车的设计三化

产品的标准化：这在国外汽车设计中得到广泛采用。国外汽车厂常从各专业化工厂选购零部件并进行总装，以完成整车的生产。各专业厂为了既能供应各种型号汽车所需的部件，又能进行大量生产，常把产品合理分档，组成系列，并考虑各种变型，分成几个不同等级的标准。

产品的系列化：汽车产品的系列化设计，就是要以最少品种的总成和零部件组合出最多品种的车型来满足市场的需求。车型系列化设计的关键在于如何解决系列各车型各自的特殊要求，以提高各车型之间的通用程度。用系列化的总成设计来提高总成内部零件的通用程度，从而使整车的通用化程度提高。

产品的通用化：所谓通用化就是在汽车总质量相近或同一系列的一些车型上，尽可能采用同样结构和尺寸的部件。

汽车车身外形和色彩设计应适应时代的特点、人们的喜好，起到美化环境的作用。设计中还要考虑乘坐舒适、操纵轻便、安全可靠，以减少交通事故，应有保护防伤措施，还应有净化装置和隔振减噪措施，以减少废气和噪声对环境的污染。因此，设计汽车还要从政府法规、人机工程、交通工程与艺术设计等方面进行仔细的考虑，这是颇具特色的一种要求。

2.汽车总体设计的作用

在汽车设计领域，使用的是当今汽车工业最先进的计算机辅助造型（CAS）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）软件。

在整车设计开发过程中，概念设计、汽车造型、表面数字化、总布置设计、底盘工程设计、白车身工程设计、内饰工程设计、车身附件工程设计、电气工程设计、整车安全性计算分析、CAE分析、NVH分析、操纵稳定性分析等诸多相关项目的设计工作，大大加快了整车开发的进度和新车推出的速度，降低了汽车整车的开发风险，为企业赢得了时间和效益。

汽车总体设计是汽车各部件组合匹配的总体设计。

3.汽车总体设计的布置

在汽车开发项目的设计任务书确定之后，总布置设计（Layout Design或Packaging）的工作就正式开始了。汽车总布置设计是通过对整车设计的总体规划来确立车身、底盘、动力总成等系统之间的配置关系，以满足法规和整车的相关性能要求指标。

总布置设计首先是确定设计硬点（Hard point），在主要设计硬点确立以后，造型、车身、底盘等设计就有了共同参照的依据和遵循的规范，各个子项目分头展开。

整车总布置设计对各运动机构和非运动部件的关系进行有机的协调，避免零部件之间发生运动学干涉。例如：轮胎跳动与轮罩包络图、悬架跳动和转向系统的运动学干涉校核、转向梯形校核等。

在整车设计中，人机工程学和舒适性设计是总布置设计必须校核满足的条件。例如：人体模型设计、驾驶人视野校核、上车舒适性校核、驾驶人可操作性校核、汽车座椅和头枕校核、前后刮水器校核、眼椭圆和头廓包络线校核等。

整车的总布置设计实现整车性能计算和仿真，进行整车性能匹配和系统优化。例如：制动力匹配、碰撞结构设计和模拟、动力性能计算、燃油经济性能分析、操纵稳定性计算、平顺性能计算、前后悬架刚度和阻尼匹配计算和分析、整车可靠性仿真分析、NVH（振动、噪声和舒适性）分析等。

总布置设计通过确定关键零部件设计参数，指导设计选型。在设计选型上，设计公司通过和相关厂家合作，确定转向系统设计和选型、悬架设计与选型、发动机和变速器的选型、电喷和排放系统的匹配、安全带与安全气囊的选型和仿真等。

总布置设计使整车的项目分组管理和协同开发（Concurrent Engineering）成为可能，让汽车设计在一个科学、有计划和合理的条件下进行。早期的汽车总布置设计，采用二维总布置图样来发布。随着计算机技术的发展，三维发布的总布置设计已经被一些国外先进的汽车公司采用并逐渐被推广。这项技术的应用，在很大程度上提高了布置和设计的准确性和精度。

目前，国内的整车总布置设计与底盘及动力系统的状况相似，设计和匹配试验的能力和发达国家相比还有一定的差距。建立在成熟底盘基础上进行的车身造型设计和改型设计，是目前绝大多数汽车公司普遍所采用的开发方式。这种开发的模式，使汽车设计的安全性和稳定性得到保证，同时大大缩短了开发周期，降低了开发的成本和风险。汽车总布置作为汽车设计的主线，在汽车的开发过程中扮演着总设计师的角色，它的主要作用如下：

①市场调研和情报收集。

②整车的总体布置设计。

③确定整车的设计硬点和设计控制标准。

④整车所有运动部件的运动干涉检查。

⑤整车的人机工程设计和舒适性法规的校核与优化。

⑥整车的性能计算和仿真：实现整车性能匹配和系统优化设计，实现整车主要性能的优化设计。

⑦对整车数模进行全数字化装配检查，并协调各部门设计优化。

⑧协调各部门进行整车试制和对样车进行法规要求的性能试验。

要点

总体设计是汽车设计中极其重要的设计环节，不仅贯穿整个设计过程，而且为各总成、部件进行设计指导，这表明总布置设计在产品开发各个环节起着关键性作用，其工作质量的高低直接影响着汽车设计的成败。