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赢博体育有哪些汽车上不起眼的零部件看起来简易但计划起来至极有难度?

  看看也就是几片圆环,占据了整机35%的摩擦功,50%左右的机油耗问题与之相关,直接接触上千度的燃烧火焰,承担了25%-40%的的活塞散热通道,密封了峰值爆发压力达到100个大气压的燃烧室,而你只需要支付几听可乐的钱就可以拥有一缸副,但是如果它失效了,客户需要支付1万到2万人民币以上进行大修或者3万-6万人民币进行动力总成更换。

  全球入流的汽车企业的钢制活塞环的材料99%由日本钢材线家供应商基本占据了全球的主要活塞环的生产。在这个宽度只有1-2mm的钢带上,我们实现了各类加工形貌造型,20多种金属/非金属涂层,使用了热处理、电镀、PVD/PCVD、等离子金属喷涂等一系列的技术,目前最先进的涂层历经24万公里和缸体的磨损,平均磨损量仅有0.0008-0.001mm,而且能够以每年数千万片的规模保证质量稳定一致,平均PPM低于10。

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  基于三维的模拟软件可以分析在各个发动机工况下,活塞环体在360度的变形和动态扭转形貌,从而计算出摩擦功/机油耗/漏气量等一系列的数据。在微观尺度下计算u级的外周形貌变化对于油膜形态以及摩擦区域的差异和影响,同时还有透明缸套试验+荧光高速摄影和浮动缸套试验进行验证,这个就是这么神奇。

  在绝大部分的地区、绝大部分时间内,刮水器都只是个摆设。不过,在车身领域,刮水器算得上是最难设计的零件之一。

  首先,刮水器是归类于车身零部件设计中的A类零件。何为A类零件?简单点说,就是关乎于车辆行驶安全的安全性零件,其性能必须符合国家强制法规的标准要求。国家强制标准对刮水器的刮刷性能、实验方法都进行了全面的约束。而这些强制法规的性能要求无疑提升了刮水器系统的设计难度。

  举个例子,老的国家标准规定,刮水器必须在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刮水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,就会使得整个刮水器系统需要重新设计。

  其次,刮水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,刮水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。

  挡风玻璃和侧窗玻璃同样也是不受消费者关注的零件,唯一的关注恐怕就是在贴膜的时候关注吧。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。

  在汽车工程领域,只要是有三个零件结合的地方,都会被工程师们称之为死亡三角。其中最典型的区域就是A柱和窗台线之间的三角区域。所以,接下来我们用这个区域来解释为何这里最难设计。

  要说明这个问题,我们首先要知道一个叫公差的东西,任何零件的制造和安装都存在着一个合理的公差范围,对于单一零件而言,零点几毫米的公差波动是认为合理的。不过,当几个零件同时在一个狭小的区域实现匹配的时候,公差波动就会在这个区域出现公差累积的情况。

  也就是说,这个零件尺寸在正常范围内跑偏了零点几毫米,另外一个零件也在正常范围内跑偏了零点几毫米,但是当它们匹配在一起的时候,这些正常的公差值就会体现为一个误差值,继而造成外观质量甚至是性能方面的缺陷。

  以车门三角区为例,在这个区域内的零件包括外后视镜盖板、车门密封条、窗框、玻璃导槽、窗框加强板、窗框亮条等几个零件。这几乎是整辆汽车上零部件搭接最密集的地方,所以也是最容易出现公差累积的位置。所以,在设计终了之后,这个位置还需要进行数论的间隙段差匹配,同样,也是触一发而动全身的设计。

  别看现在市面上到处都是改灯的店面,看上去大灯很简单的样子。但是,在车辆的工程领域,大灯的设计难度系数也是数一数二的。原因有几点,第一当然是A类零件的强制法规要求。第二则是配光的需求。

  大灯的配光设计在很大程度上受限于造型设计,特别是现在越来越多的车型采用了后掠式的大灯设计之后,就给大灯的配光设计提出了更为严峻的挑战。大灯的配光设计基本上就和用电筒照下水道的原理一样,大灯的光源必须放在一个合理的位置上,才可以使得灯光满足性能要求照在该照的位置上。

  这其中又受到光源的形式、灯碗的结构、车内安装结构的限制。而转向灯、尾灯的配光设计还必须保证车辆各个角度的可见光需求。所以,车辆光源的设计也是一个慢工出细活的工种。

  事实上,在整车的零件设计中,还有很多看似不起眼但设计起来困难重重的零件。比如说发动机罩液压支杆、轮胎、座椅、操稳、排放控制等等。在一辆汽车的设计中,每一个零件都有它巧妙的设计思路,而这些巧妙的设计思路,才是构成一辆好车品质感的重要保证。

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  难度非常之高,要不然为什么30多年来,一向以科技实力著称的宝马都没能攻克这个难关

  所有塑料内外装饰件,诸如车灯,前后保险杠,仪表板,中控面板等等。这个得慢慢说了,先占坑。

  我们日常所见的车灯,大家可能只关注的是是不是LED大灯,矩阵式LED大灯这些抽象的名词,但是其背后却是非常多学科技术的集合结晶。先不说昂贵的光学组件,牛逼闪闪的光导这些光学器件,就是单单承载这些的壳体,进行反光的光学面结构,透明的灯罩这些,就非常难搞。首先大灯光电转换的效率比较低,很大一部分电能都转换为热能散失了,所以前大灯设计了各种的散热设备,这些很多都要集成安装在灯壳上,往往安装的方向又和灯壳的出模方向是不一致的,这又要用滑块或者斜顶成型,所以不仅仅自身产品结构复杂,而且模具也非常复杂。加上随着车灯技术的发展,各种绚丽的灯带,光导,激光大灯这些技术的应用,使得前大灯的壳体设计越来越复杂。而我们普通消费者,只可能认识到这是一个塑料壳子,但是却不知道车灯工程狗在开发阶段被这灯壳子虐得是体无完肤啊。

  这些面不是我们随便开脑洞画出来的,这是我们光学工程师经过计算,然后用专用的工具做出来,输入给产品设计狗,一片一片抠出来的。你以为我在软件里把面抠出来就完了吗?Too Young!这是注塑件啊,你是不是得考虑一下材料收缩率,就按0.5%算吧,算了一下,你告诉了光学工程师,你给我这个镜面在产品上做出来会有一点点偏差。光学工程师怒了,,你玩我,不行,要是光束射出来有偏差你们是要负责的!怎么办,你没办法,模具上想办法吧,放一点收缩率。你以为万事大吉,开心的放了国庆假和女票双宿双飞,不亦乐乎。回来一看光学工程师一脸逗我的表情。

  原来是你抠的面注塑出来有缩印,反射出来的逛畸变了,本来是射地的,现在改射天了。你吓一大跳,,怎么回事,怎么回事,一检查发现有一处厚度不均匀,导致此处有缩印。你顿时觉得,一世英名,毁于一旦,都贵自己想着和女票度假,检查不仔细。改吧,你无奈的说,拿起你的剪刀,不对,你软件里的剪切修改工具,开始缝缝补补,不一会儿就弄好了,光学工程师表示很满意,你长松了一口气说,做了点微小的贡献。(非车灯行业,纯属脑补)

  如果我们去看这些光学面的剖面,从大的尺度上,此处壁厚基本均匀,放大之后,再内壁上就能发现细小的凸包,这些就是光学面。

  灯罩不详细说,可以想象,不仅仅是外观件,而且还是因为其要投射车灯灯光,对产品的质量要求更加严格,设计需要把控的自然也不简单。

  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,,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:

  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。

  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。

  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。

  我虽然不设计零部件,但是由于我做整车试验,车上的很多零部件最后都需要我这边的试验结果来验收认证,车上零部件出现的问题估计很少有人比我知道的多(吹牛开始了)。

  当年刚开始做新能源车,包括混动车。第一次接触到动力电池,由于最初阶段车辆故障较多,尤其是以三电系统故障尤为突出。所谓久病成良医,见的故障多了,对一些系统就有了一些了解。

  我自己觉得有一个零部件虽然不起眼,但是特别有意思,也挺难设计的,要不然当初也不会经常出问题了。

  说起连接片(他们也叫铜排),看起来就是一片“铁皮”,貌似也没有什么技术含量,在电池系统里也不是很重要的样子,风头都被电池里一块块的电芯以及热管理系统等盖住。它不就是一段导线的性质么。

  确实,连接片也就是一段导线,起的作用也就是串联各电芯的作用。好像并没有什么技术含量的样子。

  为什么这么说?因为最初的连接片就是一块宽不过20-30mm,厚不过3-5mm的一块铜片(具体宽度厚度没有实测,约数),通过螺栓固定在各电芯之间起导通作用。

  后面跑试验的过程中,经常出现诸如连接片断裂之类的故障导致车辆无法行驶的事件,随着我自己去救援试验车的次数增加,我发现这玩意其实还是很有门道的。

  曾经出现过,前脚在车间检查完试验车,后脚试验车就在试验场门口趴窝的事,一检查就是连接片断裂。等换上新连接片,跑了不到两天又断了。。。

  都知道,车辆在行驶过程中,各部件都会有不同程度的振动、形变等,电池包作为新能源车重要的部件,其实不是一个刚体,一般在车底随着车辆运动会有一定的变形振动。而连接片作为电芯之间的导通,由于电池包体的形变它也会跟着有弯折的情形。这样就对连接片的抗疲劳特性有一定要求,尤其是一些电池包设计的刚度不好的话要求更高。

  正是由于经常性跑试验把连接片跑断,后来就变了,将原来一整片连接片分成了几个薄片叠加而成,这么一设变之后再也没有出现断裂的情况了,但是仍然会在连接片转角处有轻微裂痕。

  于是后来又改了赢博体育,改成了更薄的铜片叠加而成了。。。具体受力分析数据我没有,不过看起来就是更薄、更多的铜片出现裂纹、断裂的情况明显改善,再也没有出现因连接片断裂导致的动力中断情况了。

  有人肯定会说,如果薄片容易断,那把连接片加厚就好了。但是也不可能无限加厚,毕竟这玩意这么多铜,是要加钱的,而且并不一定单纯加厚就更抗弯折了。

  对于连接片,还有个问题。那就是如果连接片的内阻大,那么在动力电池工作的时候连接片容易产生大量热量,引起PACK温度高。那就需要连接片有良好的导通性,金银虽好,但是价格贵,赢博体育你懂的。而且如果连接片连接固定不良,容易在工作时产生电弧,引起电池故障等,所以连接片的固定也会有一定要求,看似简单的东西门道其实不少。

  还有一个比较“难”的零部件就是某些工程师设计的水泵支架,为啥说“难”呢?因为他设计的这玩意当时拿过来的时候用脚趾头一想就知道肯定会断,因为他设计了一个支架拐个弯,做的又薄有长,类似于“Z”字形,水泵那么一坨固定在上面想都不用想都会有很大晃动,果不其然装车跑了不到两天就断了···(这个案例是开玩笑的)

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