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乘用车布局设计剖视图
随着概念的不同，整车布局设计当中的元素也会不同，但是下图所示的是大多数汽车所采用的。每个元素需要通过工程团队的研究来为汽车的设计工作提供后盾。
特定车型的特征
设计步骤
最初的布局设计需要尽可能的简单。确立外饰的硬点只需要几个基本元素即可。可以使用设计草绘的方式来表达，不要去考虑所有的细节或者尝试解决所有的问题。主要的目标是——起步。幸运的是，车辆的主要比例是由几个简单的元素确立的：成员、动力总成、轮胎、储物空间、离地间隙和碰撞保护系统。这些可以通过一种逻辑顺序组合起来，但是却可以在整个设计流程中都作为一个参照。尝试考虑哪些元素会确定整车的布局，从中又会出现那些结果，以及为什么会这样。每添加一个系统，他就会影响到整车布局当中已经存在的元素，所以在概念开发的过程当中，不用害怕重新考虑布局设计的结构并且进行调整。永远要记住参考功能目标来调整整车布局设计。通常情况下，如果严格按照逻辑来进行，布局设计将会相当简单，你也可以不用担心布局设计的修正。在下面九页的案例当中，我们展示了不同的车型如何使用相同的基本流程来进行开发，甚至他们的要求和最终的方案截然不同。在创造造型之前，简单的将草图绘制出来，并且基于功能要求调整主要元素的布局。
第一步
布局与设计概念基于功能性的要求，将几个主要的布局概念简要绘制出来。包括乘员、储物空间、动力总成、轮胎、燃料。以及，注意车身结构和车门，以及其他可能影响布局的因素。
第二步
设定驾驶员坐高与位置利用 SAE 95 分位标准设定驾驶员的位置。建立以地平为基准的驾驶员踝部位置。设定足跟点的时候应当考虑离地间隙与下部结构占据的高度。在设置座椅位置的时候，需要考虑以下因素：下方可视性、眼部高度、重心、出入口，以及空气动力学。当然，最佳的方法就是看看现有的车型是怎么布局设计的，并且对它们做出相应评价。关于评价，可以参看第四章。
第三步
设定后座乘员若有后座的话，加上后座乘员。同样使用 SAE 95 分位数据，同时考虑腿部空间和“剧院座椅”。如果需要的话，也可以为后座乘员提供较佳的可视空间。注意，有一些特殊的车辆，如双门双座跑车或者微型轿车，是无法应用 95 分位数据的。当两个数据组都设定完成之后，会在其周围添加一个特殊的包络线，并且调整造型开发。首先检查有效头部空间和肩部空间。然后检查纵向可视角度。此阶段，其他任何与乘员有关的因素都应当注意到。
第四步
选择、安装动力总成选择并且放置一种动力总成（包括引擎、变速箱和主减速器）。系统的选择可能会对比例产生巨大的影响。选择的基准包括体量、动力要求，同时还必须考虑主动轮的类型。关于动力总成的更多信息请参见第七章。
第五步
建立乘员横向位置当动力总成建立完成之后，可以建立乘员的位置。考虑总体宽度限制和内饰环境以及该车型的限制。乘员的位置同样也会受到动力总成、空气动力学、乘员通过性和座椅的影响。
第六步
建立货物空间货物空间可以基于特定的物体或者目标容量进行设计。尝试建立一种高弹性的内部环境，比如折叠座椅和隔板。同时，也需要考虑重量因素，因为它可能影响到其他元素的位置和尺寸，比如车身结构和悬架。关于货物空间的详细内容，请参见第六章。
第七步
确立驱动轮位置和尺寸决定轮胎的尺寸和轮胎的位置。驱动轮类型关系到乘员和动力总成的设计。研究下方的布局设计，并且记下各元素之间的关系，随着动力总成的不同，它们也将有相当大的不同。关于轮胎的选择和设计的详细信息，请参考第八章。
第八步
确立轴距另一对轮胎 / 另一根车轴的位置将会基于轴荷分布和布局设计效率来考虑。对于小型经济型轿车来说，轴距会尽可能接近乘员，而高性能汽车和豪华汽车，轴距的设计则会考虑到操纵性和舒适性的因素。卡车和商用车则需要将轮胎放在货物空间的下方，来减小车辆满载的时候，额外重量对转向的影响。关于轴距的确定，参见第四章。
第九步
设置前后轮距虽然设计师一般倾向于让轮胎露在外边越多越好，但是，这一参数一般受到车宽、货物空间或者操纵性要求的限制。关于轮距的设置，参见第四、六和第九章。
第十步
建立车身和内饰截面形状在创建布局设计的同时，建立车身和内饰的截面图。车身结构、车门的设计和内饰设计同样会影响到车身造型的曲面。关于车身结构和内饰的更多信息请参见第六和第十章。
分段设计
总体布局设计和车身是分成五个“分区视图”来设计的（一个视图当中有多个分区），这些分区实际上是通过主要元素的剖视图——比如臀点、传动轴、动力总成、油箱和储物空间。在布局设计的过程当中，可以在车身上创建更多的分区，但是，为了保持原始设计，其中需要注意保持分区的尽量简单。本阶段的主要目标是建立数个主要硬点，这样在外饰建立的时候，可以以这些硬点为基础，来建立车身的结构。每种类型的车辆对于这些分区的位置都有一定的要求，某些车型的发动机有可能在后面或者在地板下。比如皮卡就需要围绕货舱来设计。
五个分区视图是通过主要布局设计元素的剖视图。因为大多数车辆都有大量的曲线，因此，多个剖视图放在一起可以形成一个简单的车身的造型。比如侧视的 A-A 视图，车身的外形线被称为 Y0 中央线 *。成员也同样在其中显示出来，头部空间在前后视图当中也被精确绘制出来。*Y 网格平面通过车身的正中央，其中所有的元素都位于 Y0 位置。
- A 视图这是侧面的剖视图，从车辆的正中间剖过。其他的部件也遵从原始的布置设计显示出来。
- B 剖视图在前轮轴的中央剖过，这个视图是用来验证前悬架和引擎在引擎盖下的布局设计。
- C 剖视图从前乘员的 H 点和头部点剖过，本视图的作用是用来建立们的位置、侧面窗玻璃和车顶导轨的设计。其他的元素，比如车顶、车框、地板和车下结构也将保留。
- D 剖视图从后乘员剖过，与前乘员剖视图类似，但是图中会出现油箱。
- E 剖视图在后车轴位置上剖过，显示储物空间和后悬架系统，以及其他的一些系统比如排气管、备胎。
网格平面 SAE JI83
布局设计是在 100mm 三维网格当中建立起来的，这个系统就是整个项目进程当中的主网格系统。XYZ 网格是由一系列水平、纵向和横向的平行平面构成的。这种网格系统在 CAD 系统（计算机辅助设计）当中被当成建模（或者绘图）参考系。车辆的主要元素和剖视面也都可以在网格上建立参照。
地面平面（线）
在设计过程当中，车身、动力总成、乘员等元素，会在网格系统当中占据一个位置。地面线是由轮胎的接触点来确定。（这一点和现实生活是不一样的，现实生活中轮胎会上下移动来适应地面的不平）。三个不同的因素会导致车辆和地面之间关系的变化：1、载荷（纵向） 2、轮胎尺寸 3、车辆高度设定
下图展示了不同的地面线设定。设置地面线有多种不同的原因，其中之一是保证足够的离地间隙。除此之外，维持整车高度也是一个非常重要的因素。大多数车辆是在“满油料，无乘员”状态的基础上设计和建模的。
车身姿态
当车辆有负载的时候，地面线会向车身移动。上图三条线分别展示了三种状态：1、满油料，无乘员2、最大载荷（ ）3、悬架压缩极限这是三种设计当中会用到的主要状态，用于检查车辆达到了所有的高度和离地间隙要求。
轮胎尺寸
大多数车辆提供了多种轮胎和车轮设计，这就导致了车轮尺寸的变化。若悬架系统没有做出相应的调整，车辆与地面的关系就会发生变化。
车辆高度
道路车辆与越野车辆的高度设定也是不一样的。某些车辆通常会有两套悬架设定来提高相应环境下的性能。
关键硬点
汽车设计工作室当中的工程师最首要的一个任务就是将布局设计当中产生的硬点反馈给设计师。下图所示的就是油泥模型或者 CAD 模型中会用到的主要硬点
- 底板高度：由离地间隙、越障要求和底部结构决定。其最低点往往是底盘或者动力总成的一个零件。
- 前轮与前轮胎：前车轴高度是由静载荷条件下的轮胎半径所决定的。在纵向上，轮胎的设计会确立前轮轴到前排乘员之间的距离。当然，车轴也有可能前移以调整车辆的轴荷分布。另外，对于前驱车而言，变速箱的输出轴位置也是一个考虑要素。前轮距是由前车身结构域车轮转向包络面决定的。轮胎的尺寸是由车身尺寸、悬架零件和车辆的转向半径决定的。
- 前保险杠高度：前保险杠必须要保证162mm 高度以便于停车。乘用车需尽可能要保证 10 度的接近角（满载状态）。而对于越野车而言，至少需要 28 度的接近角。
- 前保险杠位置：对于乘用车而言，保险杠系统必须要覆盖整个保险杠区域，位于地面上方 406 到 508mm，纵向位置必须能够为乘员提供足够的防撞保护，保证在 40mph（64kph）速度的碰撞下不会压缩到前排乘员的脚部。任何在碰撞中不容易被压缩的部件，比如发动机、变速箱、转向臂等，必须列入考虑范围。保险杠的压缩距离要视碰撞环境要求和制造的成本限制而定。为了满足低速碰撞的要求，保险杠H-Point | 43的平均厚度要求是 50-70mm，但是更小的厚度也是需要评估的，对于欧洲车而言，车牌位置的形状也需要满足对行人碰撞的安全要求。
- 前脸上缘：一般来说，散热器会影响到前脸的高度和水平位置。引擎盖的闭锁机构也需要额外的空间。
- 引擎盖：受到引擎进气系统（包括进气歧管、节流阀等）的影响。近期的欧洲安全标准对头部的碰撞安全提高了要求，因此，对引擎盖的外露硬质部件提出了新的要求。悬架梁通常会影响到引擎盖的高度。
- 整流罩 / 前挡风玻璃下缘：整流罩的高度受到发动机空间需求以及乘员视线要求产生的硬点的影响。一般要求驾驶员有 6 度的向下可视角度，更小的角度可能会对矮个的驾驶员产生困扰。纵向的位置是通过发动机维护口（向前）以及到控制台的距离（向后）的位置来控制的。若前挡风与驾驶员的眼睛距离过远，A柱就有可能影响驾驶员的前部视线。若前挡风的安装角度过于激进，则会导致视野的扭曲（在现有的玻璃技术下，65°的倾角被认为是最大值）。
- 前挡风玻璃上缘：由头与头部上限之间的关系、头部构造、头部防撞泡沫厚度决定。上视角也有助于确定挡风玻璃上缘位置。一般来说 11°的上视角度被认为是可以接受的。
- 前天花板：应当提供适当的头部空间，以容纳头顶空隙、内饰面板和遮阳板（如有需要）。车顶需要尽可能的低，以降低重量、重心和迎风面积以降低风阻。
- 后天花板：与前天花板的要求类似，很多车辆会在后座的头部空间上有所妥协，这种情况在运动型双门跑车和 SUV 的第三排座位上非常普遍。
- 后窗上缘：与前挡风上缘类似。掀背车要求额外的结构来安置掀背的转轴。
- 后储物空间：大多数车辆有一些储物空间；对于某些车辆而言，储物空间还很重要。储物空间的高度是受到有可能放进去的物体的尺寸影响的。向后可视性同样也会影响货舱的高度设计。
- 后保险杠位置：与前保险杠的高度要求相类似，但是需要考虑到不同载荷下的高度变化。后部的防撞要求将会影响到后保险杠的位置，同时后保险杠的位置也会影响后部储物空间的高度。
- 后部下方结构（离去角）：可以比接近角略小（对于越野车而言是 20°）一般来说，车后部比较低的零件是排气管或者备胎。
- 后轴：轮距和高度设计方法和前轴类似。纵向位置是尽可能向后乘员靠近。在设计卡车或者厢型车的时候，轴荷分布也是需要考虑的一个因素。
- 车顶纵梁：车顶纵梁的大型是由一系列内秉要素决定的。在为乘员提供足够的头部空间的同时，通过车顶纵梁的形状同样也是构成白车身（BIW）、车架、头部碰撞保护结构和内饰面板的一个要素。选用的车身结构将会影响到车顶纵梁的类型。
- 侧面玻璃：通常是弧面的，但是偶尔也是平面的。上缘是在车顶纵梁的基础上设计的，与车顶纵梁的距离是在车门的基础上构建的。而下缘则是位于安全带线，以提供足够的肩部空间，并且保证车窗玻璃可以收入车门结构当中。
- 安全带线：其高度和宽度是受到外饰的影响的。但是，其与乘员的距离也应考虑在内。与乘员肩部的高度差可以基于现有车型进行评估以确认其不会太极端，车门内部需要为人员提供足够的肩部空间。
- 车身侧面：必须要保证侧窗能够收入车门结构当中，而不会受到车门当中的零部件的影响。
- 轮拱：大多数车辆需要满足欧洲的轮拱要求。该标准要求车身必须覆盖从车轴起计向前30°和向后 50°的范围。
布局设计图与视觉传达
最初的布局设计是在 3D CAD 系统当中精确开发的。但是在设计进程当中，布局设计需要向项目中的所有人展示。可以用平面的图形清晰表达出来。下一页所展示的就是一个典型的布局设计样例。它包含了布局设计的细节和所有影响这些细节的要素。它的目标是描述一辆车后面的逻辑，以便设计团队可以做出足够好的决策来控制设计。主视图代表车辆的主体结构和和所有的主要系统，他们被详细表述出来。车辆的尺寸也同样包括其中，并且也有一些与目标车型的对比评估图。这些评估有助于验证设计的可行性。更多的细节可以参照本书 216-217 页，评估的细节可以参照 82-85 页。
“所有的汽车都必须满足一种目标，否则没人会买。因此，市场需求是设定功能的要素，汽车也是以满足消费者、厂商和环境提出的功能需求为目标构建的。布局和设计也需要遵从总体的结构比例。”
功能与市场要求 |02
功能要求简介
对于一个设计团队而言，开始一个项目的机会只有一次。他们有可能犯下的最大的错误就是没有在项目生命周期中深入考虑他们所要设计的概念的功能需求。每个产品都必须满足厂商与消费者提出的要求。这些要求需要在绘制布局设计或者设计的第一根线条之前就需要深思熟虑。刚开始就考虑这些问题似乎会让项目进展陷入停顿，但是，事实的情
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