SUV车型前风挡倾角的分析

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2024年6月1日发(作者：)

摘要：为确定新车型概念开发阶段前风挡倾角的角度范围，该文基于积累的

SUV

车型数据，研究前风挡倾角与整车外型的关

系。主要研究了整车的车身形式以及

C

点与前轮中心相对位置的关系，并基于分析结果给出新车型开发时前风挡倾角的角度

范围。结果表明，

SUV

车型的前风挡倾角一般在30〜60。的范围内。为新车型开发时前风挡倾角的确定提供了参考依据。

关键词

:SUV;

前风挡倾角；分析

Analysis of Front Windshield Inclination of SUV

Abstract

：

In

order

to

determine

the

angle

range

of

the

front

windshield

inclination

in

the

conceptual

development

stage

of

new

vehicle

type

,

this

paper

studies

the

relationship

between

the

front

windshield

inclination

and

the

vehicle

appearance

based

on

the

accumulated

benchmark

data

of

SUV

,

by

studing

the

body

structure

,

and

the

relative

position

between

the

C

point

and

the

front

wheel

center

.

The

angle

range

of

the

front

windshield

inclination

is

givenbased

on

the

analysis

results

show

that

the

front

windshield

inclination

of

SUV

is

generally

in

the

range

of

30〜60。.

It

provides

a

reference

for

the

determination

of

the

front

windshield

inclination

in

the

development

of

new

models

.

Key words

：

SUV; Front windshield inclination; Analysis

随着汽车行业的快速发展，竞争越来越激烈，汽车

企业不断推陈出新，开发新车型的周期越来越短。因

此，在新车型概念开发阶段，开发目标的设定至关重

要，前风挡倾角的定义就是其中一项，若更改此项定

义，会严重影响项目开发周期，大大降低工作效率，且

增加成本。目前的研究结果表明，前风挡倾角对空气动

力学、驾驶员前方视野及乘降舒适性的影响很大，如果

后期发现问题，很难更改前风挡倾角的设定，只能通过

其他措施进行补救，往往收效甚微。文章基于137款

SUV车型的数据进行分析，通过对标的方法，主要研究

车身形式、C点[11的！向相对位置和C点到前轮心的

"向距离这3个因素的影响，为新车型开发时前风挡

倾角的设定提供参考。

图1汽车前风挡倾角示意图

1

前风挡倾角概述

前风挡倾角[1]68是指在整车的#=断面上，从C点

1.1前风挡倾角定义

沿着前风挡向上457 mm的弦与垂向的夹角，如图1所

示。C点是指在整车的$=断面上，过发动机罩投影线

上最高点的水平线与前风挡玻璃外表面的交点[1]11，如

图2所示。

图2汽车

C

点位置图

-45-

—技术聚焦

FOCUS

Er

4

i

^汽车工_师

2019年1月

技术看点

1.2基于

CATIA

的前风挡倾角测量方法

1.2.1 数据准备

测量前风挡倾角，需要发动机盖板、空气室上盖板

和前风挡玻璃在整车坐标系下的数据。三维数据可以

通过3

D

扫描和三坐标打点等方式获得，某

SUV

车型

的圆弧，进而得到圆弧与前风挡玻璃截面线的交点。经

测量，某

SUV

车型的前风挡倾角为52.9。，如图6所示。

的三维数模，如图3所示。

图3某

SUV

车型前风挡倾角的

CATIA

三维数据显示界面

1.2.2 求做！=0断面

整车断面是整车的左右对称面。在

CATIA

中，将逆向点云数据导人

CATIA

中，使用“切割”功能，

定义并生成！=0的断面，然后保存断面数据，重新加载

到

product

中，如图4所示。

1.2.3 求做

C

点

将发动机盖板、空气室上盖板和前风挡玻璃在

!$〇断面的数据在

CATIA

的草图模块中打开，过发动

机盖板或空气室上盖板最高点(取二者最高点)做水平

线，与前风挡玻璃的交点即为

C

点。对此

SUV

车型过

空气室上盖板最高点做水平线，与前风挡玻璃的交点

即为此

SUV

的

C

点，如图5所示。

图5某

suv

车型的

C

点位置确定过程显示界面

1.2.4求做前风挡倾角

前风挡倾角是从

C

点沿着前风挡向上457

mm

的

弦与垂向的夹角。所以，以

C

点为圆心，做半径为457

mm

2 SUV

车型前风挡倾角分析

根据数据库中

SUV

车型对标数据的积累，文章主

要分析11个品牌、48种

SUV

的137款车型的前风挡

倾角，如表1所示。

表

1

suv

对标车型汇总表

品牌对标车型系列

路虎

揽胜(基础款

、

加长款

、

运动款

、

极光

、

星脉)、

英系

神行者、卫士、发现

奥迪

Q5,Q7

德系

宝马

X5,X6

德系

奔驰

G500,GLS

德系

Jeep

牧马人

、

大切诺基

、

指挥官

、

指南者

、

自由光、

美系

自由客

、

自由人

、

自由侠

林肯

MKC

、

MKT

、

领航员

、

MKX

、

飞行家

、

航海员

美系

丰田

汉兰达

、

普拉多

、

兰德酷路泽

、

FJ-

酷路泽

日系

长城

哈弗

H5

，

H6

，

H7

，

H8

，

H9

，

M6

国产

广汽

传祺

GS4

,

GS5,GS7

,

GS8

国产

长安

CX55

,

CX75

,

CX95

国产

上汽

荣威

RX5

,

RX8,W5

国产

汽车的前风挡倾角与整车外形、空气动力学、驾驶

员前方视野、乘降舒适性等因素息息相关，需共同考

虑。文章重点分析前风挡倾角与整车外形之间的关系，

主要研究车身形式、

C

点的"向相对位置和

C

点到前

轮心的#向距离这3个因素对前风挡倾角的影响

。C

点与前轮心的相对位置参数，如图7所示。

#1. C点到前轮心的#向距离；1.点到前轮心的"向距离；.轴距。

图7某

suv

车型

C

点与前轮心的相对位置参数示意图

SUV

前风挡倾角一般在30〜60。范围内。前风挡倾

第1期

Feature

Engt

汽车工_师

FOCUS

技术聚焦^

角在(58±3)。范围内的车型占总数的65%;在(52±2)。

范围内的车型占总数的18%;在30〜50。的车型占总数的

10% < "1/^22%的车型占总数的87.6%，前风挡倾

角均在50〜60。范围内；仅第二代路虎揽胜、丰田FJ-

17%。SUV车型的前风挡倾角分析，如图8所示。

65 -

60

58

。

£55

50

52

。

45

自由人

■

_ 揽胜第二代

40

揽胜第一代

35 BJ40L

指挥官

牧马人

-2019

30

25

FJ

BJ80 G500

牧马人

-2017

20

卫士

2 500 2 600 2 700 2 800 2 900 3 000 3 100 3 200

轴距

/mm

图8

SUV

对标车型前风挡倾角分布图

3

前风挡倾角的影响要素分析

3.1

前风挡倾角与整车车身形式的关系

137款车型中，承载式车身占67.2%，非承载式车

身占32.8%;前风挡倾角小于50。的，绝大多数采用非

承载式车身；采用承载式车身的仅Jep的指挥官和自

由人，如图9所示。

图9整车车身形式与前风挡倾角的关系

3.2前风挡倾角与

C

点的！向相对位置的关系

137款车型中，C点到前轮心的！向距离与轴距

的比率("1/)均在10%〜30%，如图10所示。

2

3

4

5

5

0

0

6

5

5

0

0

5

0

5

o

u

自由人

揽胜第二代

揽胜第一代

指挥官

--------------

BJ40L

•----

1%

BJ80

-------

牧马人

•---

-2019

◊

FJ

—♦~

.!

•

0

-----------

0

牧马人

-2017

卫士

10

14 18 22 26 30

C

点到前轮心！向距离与轴距的比率

/

%

图10

C

点到前轮心的！向距离与前风挡倾角的关系

酷路泽和Jeep的指挥官除外；1/ >22%的车型占总数

的12.4%，分别为路虎揽胜第一代、卫士、奔驰G500、牧

马人和Jeep自由人、北京BJ80和BJ40L;由此可见，C

点！向相对位置越靠后，前风挡倾角较小。

3.3前风挡倾角与

C

点到前轮心的

Z

向距离的关系

137款车型中，C点到前轮心的#向距离均在

750〜950 mm,如图11所示。

65

揽胜第二彳

自由人

指挥官

BJ40L

BJ80

牧马人

-2019

G50C

> 牧马人

-2017

卫士

800 850 880 900 950

C

点到前轮心的#向距离

/mm

C

点到前轮心的

Z

向距离与前风挡倾角的关系

750 mm< #1 <880 mm的车型占总数的69.3%，前

风挡倾角均在50〜60。范围内，仅第二代路虎揽胜、

Jeep的指挥官和自由人除外;880 mm < #1 <950mm的

车型占总数的30.7%，前风挡倾角在30〜60。范围内都

有，但前风挡倾角在30〜40。的SUV车型均在此范围

内，其外造型风格均属硬派越野车，具体有奔驰G500、

Jeep的牧马人、路虎卫士、丰田FJ-酷路泽、北京BJ80

和BJ40L。由此可见，前风挡倾角小于40。的SUV，C点

相对前轮心的位置都较高。

4

结论

文章通过分析137款SUV对标车型的前风挡倾

角得出：

1) 绝大多数SUV的前风挡倾角在50〜60。的范围

内，占总数的83%;仅少数SUV的前风挡倾角在30〜

50。的范围内，占总数的17%。

2) C点的！向相对位置越靠前，即"1/越小，前风

挡倾角可调的范围越大，可以依据造型风格，在30〜

60。范围内调整;C点的！向相对位置越靠后，即"1/

越大，前风挡倾角可调的范围越小，很难做到（58 ±

3 )。，一般在30〜50。范围内调整。

3) 前风挡倾角小于40。的SUV(硬派越野车），

47

C点

Er

4

i

^汽车工_师

FOCUS

技术聚焦

技术看点

摘要：为了解决在整车装配过程中存在的组合仪表罩与组合仪表匹配间隙偏差的问题，该文从整车尺寸工程角度出发，综

合考虑偏差结果影响因素，运用尺寸虚拟验证进行累积公差分析，并根据分析结果，提出了 2种优化方案。通过打断组合仪

表罩装配过程中由于基准转换导致的公差链环累积，优化组合仪表外罩定位方式，缩短影响结果尺寸链环，从而在根本上解

决了组合仪表罩与组合仪表的间隙匹配问题，确保了仪表罩与组合仪表的实车匹配效果满足产品设计要求。

关键词：汽车组合仪表罩；匹配;尺寸工程

Dimensional Engineering Analysis of Matching Problem of Automobile Instrument

Cluster Cover

Abstract

；

To solve the problem of the gap deviation between the instrument cluster cover and the instrument cluster in the

whole vehicle assembly process, this paper comprehensively considers the influencing factors of the deviation from the

perspective of the whole vehicle dimensional engineering, uses virtual verification of dimensions to carry out the cumulative

tolerance analysis, and puts forward two optimization schemes according to the analysis results. By breaking the tolerance

accumulation caused by the datum transformation in assembling process, optimizing the positioning mode of the instrument

cluster cover, and cutting down the dimension chain, the gap matching problem is fundamentally solved and the matching effect

is ensured to meet the design requirements.

Key

words

：

Automobile

instrument

cluster

cover

;

Matching

;

Dimensional

engineering

品的实车效果满足设计要求，则显得尤为重要。文章通

行的定位基准分析、装配公差分析及产品内外观间隙

过解决某车型组合仪表罩匹配问题的实例，说明了尺

面差控制和评价等，及与尺寸相关的设计、分析及验证

寸工程在整车开发过程中的具体应用。

等一系列活动。它的总体目的是实现零部件顺利装配，

1

并最终达到预先设定的产品尺寸品质要求[]。在整车产

尺寸工程是在产品开发过程中，以产品为对象进

组合仪表罩与组合仪表匹配问题

某车型组合仪表罩与组合仪表均装配在仪表板本

品生产过程中，受“人、机、料、法、环、测”各方面因素[2]

体上，组合仪表罩覆盖于组合仪表上部，两者的主要配

的影响，尺寸偏差的来源繁多且复杂，如何保证最终产

合为！向间隙，名义值为2mm，匹配型面及上部断面

相对前轮心的位置都较高。

基于某新开发的非承载式车身的SUV车型，C点

位置相对前轮心比较靠后，结合文章研究的结果，建议

造型时前风挡倾角在30〜50。范围内选择。因文章仅对

整车外型进行研究，只能给出前风挡倾角的范围。若需

确定数值，需要综合考虑空气动力学特性、驾驶员前方

视野及乘降舒适性等因素。

参考文献

[1] SAE International. SAEJ1100 Motor Vehicle Dimensions[S]. Version

NOV2009. USA： SAE, 2009.

(收稿日期：2018-10-15)

本文标签： 风挡倾角仪表