工作中其實有很多零件看起來簡單，設計起來卻很難，今天咱們就看一下這種情況的汽車零部件。

（這不是汽車零件，這是美女）

說起汽車設計，可能大家最先想到的就是炫酷的造型設計。的確，最近幾年裡各大車企都加強了對於整車造型的設計。但是你可能不知道，下面這幾種汽車零件很常見，但是設計其實很難：

刮水器

刮水器絕對算不上用戶購車時候的必要考慮因素，甚至都不見得是一個受車主關注的零件，因為在絕大部分的地區絕大部分時間內，刮水器都只是一個擺設。不過，在車身領域，刮水器算得上是最難設計的零件之一。

首先，刮水器是歸類於車身零部件設計中的A類零件。何為A類零件，簡單點說，就是關乎於車輛行駛安全的安全性零件，其性能必須符合國家強制法規的標準要求。國家強制標準對刮水器的刮刷性能、實驗方法都進行了全面的約束。而這些強制法規的性能要求無疑提升了刮水器系統的設計難度。

其次，刮水器系統的相互制約參數最多。一般來說，至於刮水器性能的參數一般有三個：攻角、俯角以及刮臂壓力，這三個參數相輔相成，改變其中的一個就會導致其他兩個的變化，繼而導致刮刷效果的惡化。

第三，刮水器的安裝位置位於車身硬點區域，這直接導致了安裝空間和安裝結構的不可變。一般來說，避震塔到前圍檔板之間的距離為整車硬點，這個距離決定的是整車的平臺。所以，我們看到很多模塊化的平臺，其實這個位置都是固定的。比如說大眾的MQB。

那麼問題就來了，在這個不可變的區域內放置一套運動的四連桿機構，還要考慮到運動干涉、系統本身的性能、洗滌器噴水效果。難度可想而知。

擋風玻璃以及側窗玻璃

擋風玻璃和側窗玻璃同樣也是不受消費者關注的零件，唯一的關注恐怕就是在貼膜的時候關注吧。不過，在整車的零部件裡，擋風玻璃以及側窗玻璃同樣是關乎安全的A類零件。在設計過程中，側窗玻璃是整個車門系統設計的基準，只有確定了側窗玻璃的曲率以及面積，才可以由此向下設計玻璃導槽、舉窗電機、車門門鎖等等零件。

如果側窗玻璃曲率以及面積在造型階段沒有第一時間確定的話，那麼等待工程師的就是整個車門返工重來。擋風玻璃同樣是前部的設計基準，其曲率決定了刮水器、A柱、流水槽的結構設計。另外，擋風玻璃的曲率也會被製造工藝牢牢限制，同時，擋風玻璃還是造型面，這就使得擋風玻璃的設計一不小心就會夾在中間無法脫身。

儀表盤

儀表板和保險槓一樣，因為佈置在其上的接口多，各種按鍵，儀表，電器件等等，接口設計極其複雜。為了追求良好的觸摸質感，製造工藝複雜，搪塑啊，吸塑啊，發泡啊，都會給設計帶來困難。

儲物盒的佈置，你得放的小各種東西吧，你還得考慮人機工程，大部分人能伸手夠得著吧。儀表的事業不能遮擋，還得遮光放炫目，以免駕駛員看不清儀表上的指針數字。儀表板還不能太高吧，以免遮擋駕駛員的視野。和門護板，玻璃，中控的間隙你得控制吧，不然不美觀。車內VOC得考慮吧，你看對門奔馳都因為這個被詬病，我們三線小自主，得學著點啊，材料不能亂用，選個味道好點的。

以儀表板副駕駛佈置副駕駛氣囊那個區域，算是儀表板上難設計的一個典型。大家都知道，氣囊是佈置在儀表板下面的，所以當遇到碰撞事故時，氣囊在加速度的作用下經過傳感器引爆，把這個區域的儀表板炸裂，然後氣囊充氣鼓起，對乘員形成保護。所以，這個區域的儀表板厚度需要精確控制，厚了不行，炸不開啊。所以這個區域一般會做弱化減薄處理，有些做到零點幾毫米。但是做薄呢，又迴帶來外觀問題。為什麼呢，PP材料對厚度變化特別敏感，這個區域厚度的突變，往往會產生比較明顯的縮影，而儀表板一般是要腐蝕皮紋的，皮紋對於縮影這種缺陷是起放大作用的，所以會非常明顯。

還沒完，產品出來了進行氣囊爆破試驗，炸裂的儀表板碎片，也要控制，不能太大，重量要控制，以免爆炸後飛出傷及乘員。如果不合格怎麼辦，回來改結構，再分析，再試驗，到合格為止。

活塞環

然而看著也就是幾片圓環，卻佔據了整機35%的摩擦功，50%左右的機油耗問題與之相關，直接接觸上千度的燃燒火焰，承擔了25%-40%的的活塞散熱通道，密封了峰值爆發壓力達到100個大氣壓的燃燒室，而你只需要支付幾聽可樂的錢就可以擁有一缸副，但是如果它失效了，客戶需要支付1萬-2萬人民幣以上進行大修或者3萬-6萬人民幣進行動力總成更換。

全球入流的汽車企業的鋼製活塞環的材料99%由日本鋼材線材供應商提供。全球4-5家供應商基本佔據了全球的主要活塞環的生產。在這個寬度只有1-2mm的鋼帶上，我們實現了各類加工形貌造型，20多種金屬/非金屬塗層，使用了熱處理、電鍍、PVD/PCVD、等離子金屬噴塗等一系列的技術，目前最先進的塗層歷經24萬公里和缸體的磨損，平均磨損量僅有0.0008-0.001mm，而且能夠以每年數千萬片的規模保證質量穩定一致，平均PPM低於10。

基於三維的模擬軟件可以分析在各個發動機工況下，活塞環體在360度的變形和動態扭轉形貌，從而計算出摩擦功/機油耗/漏氣量等一系列的數據。在微觀尺度下計算u級的外周形貌變化對於油膜形態以及摩擦區域的差異和影響，同時還有透明缸套試驗+熒光高速攝影和浮動缸套試驗進行驗證，複雜的工序也體現出了它設計的難度係數。

活塞環有氣環和油環之分，氣環位於活塞的第一環和第二環，某些重型柴油機由於其工作載荷較大，為了能更好的對高溫氣體起到密封的作用，有時還具備第三道氣環。但對於汽油機和小型柴油機來說，兩道氣環的設計已經滿足密封的要求，故不需要第三道氣環。最下面的一道活塞環是油環，其作用是對氣缸壁潤滑和阻止機油進入燃燒室。

它的磨損或損壞會導致發動機工作不正常，特別是竄機油的概率增大。如果一臺使用時間很長的汽車，在機油加註正常的情況下尾氣冒藍煙，很有肯能就是活塞環出現了問題。此時如果排查其他部件沒有問題仍然燒機油的話，就得將缸蓋打開更換新的活塞環了。

翼子板

翼子板才是最可怕的零件，大學的時候有門課叫做《互換性與幾何測量技術》，裡面講的最多的就是公差與配合，最難的也就兩個零件軸和孔的配合。

直到TM出現翼子板，才知道原來一個零件可以和這摩多零件配合，發動機艙蓋、車大燈總成、前保險槓、車輪和車門，一不小心就從公差變成誤差了（手動流淚）；我終於知道為啥有些人買車的時候先買好皮尺去4S店測量翼子板各個位置的間隙去看廠家的做工怎麼樣。

計算公差就算了，翼子板上還有各種造型要求的線條；橙色箭頭與車 側窗玻璃形成的belt line；紅色箭頭與OTR外板 形成的shoulder line；還有車前黃色箭頭標示的車頭feature line…每次模型固定前，設計師、工程師和生產技術人員都會圍繞翼子板有一場口水戰。

所有三角區域的外觀件

在汽車工程領域，只要是有三個零件結合的地方，都會被工程師們稱之為死亡三角。其中最典型的區域就是A柱和窗臺線之間的三角區域。所以，接下來我們用這個區域來解釋為何這裡最難設計。

要說明這個問題，我們首先要知道一個叫公差的東西，任何零件的製造和安裝都存在著一個合理的公差範圍，對於單一零件而言，零點幾毫米的公差波動是認為合理的。不過，當幾個零件同時在一個狹小的區域實現匹配的時候，公差波動就會在這個區域出現公差累積的情況。

以車門三角區為例，在這個區域內的零件包括外後視鏡蓋板、車門密封條、窗框、玻璃導槽、窗框加強板、窗框亮條等幾個零件。這幾乎是整輛汽車上零部件搭接最密集的地方，所以也是最容易出現公差累積的位置。所以，在設計終了之後，這個位置還需要進行數論的間隙段差匹配，同樣，也是觸一發而動全身的設計。

大燈的配光設計在很大程度上受限於造型設計，特別是現在越來越多的車型採用了後掠式的大燈設計之後，就給大燈的配光設計提出了更為嚴峻的挑戰。大燈的配光設計基本上就和用電筒照下水道的原理一樣，大燈的光源必須放在一個合理的位置上，才可以使得燈光滿足性能要求照在該照的位置上。

這其中又受到光源的形式、燈碗的結構、車內安裝結構的限制。而轉向燈、尾燈的配光設計還必須保證車輛各個角度的可見光需求。所以，車輛光源的設計也是一個慢工出細活的工種。

小結

出於篇幅的關係，我們這一次只列舉了這些零件，事實上，在整車的零件設計中還有很多看似不起眼但是卻設計起來困難重重的零件。

比如說發動機罩液壓支桿、輪胎、座椅、操穩調教、排放控制等等。在這裡我們只想說的是，在一輛汽車的設計中，每一個零件都有它巧妙的設計思路，而這些巧妙的設計思路，才是構成一輛好車品質感的重要保證。