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:S U V；前风挡倾角；分析
Analysis of Front Windshield Inclination of SUV
A b s tra c t：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.The results show that the front windshield inclination of SUV is generally in the range of30〜60。.It provides a reference for the determination of the front windshield inclination in the development of new models.
K ey w o rd s：SUV; F ro n t w indshield in clinatio n; A nalysis
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。
1前风挡倾角概述
1.1前风挡倾角定义
前风挡倾角[1]68是指在整车的#=断面上，从C点 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$=断面上，过发动机罩投影线 上最高点的水平线与前风挡玻璃外表面的交点[1]11，如 图2所示。图1汽车前风挡倾角示意图
图2汽车C点位置图
-45
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—技术聚焦FOCUS E r4i^汽车工_师2019年1月
技术看点
1.2基于CATIA的前风挡倾角测量方法
1.2.1数据准备
测量前风挡倾角，需要发动机盖板、空气室上盖板和前风挡玻璃在整车坐标系下的数据。三维数据可以通过3D扫描和三坐标打点等方式获得，某SUV车型的三维数模，如图3所示。
图3某SUV车型前风挡倾角的CATIA三维数据显示界面
1.2.2 求做！=0断面
整车断面是整车的左右对称面。在CATIA 中，将逆向点云数据导人CATIA中，使用“切割”功能，定义并生成！=0的断面，然后保存断面数据，重新加载到product中，如图4所示。
1.2.3 求做C点
将发动机盖板、空气室上盖板和前风挡玻璃在!$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s u v车型的C点位置确定过程显示界面的圆弧，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。
2 S U V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1s u v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)、
神行者、卫士、发现
英系奥迪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、
自由客、自由人、自由侠
美系
林肯M K C、M K T、、M K X、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 G S4,G S5,G S7,GS8国产
长安C X55,C X75,CX95国产
上汽荣威 R X5,R X8,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。
1.2.4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 #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s u v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
BJ40L
BJ80 牧马人-2019
>
牧马人-2017
卫士
800
850
御天敌是什么车880 900
950
C 点到前轮心的#向距离/m m
C 点到前轮心的Z 向距离与前风挡倾角的关系
750 m m < #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 m m < #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G 500、
Jeep 的牧马人、
路虎卫士、丰田FJ -酷路泽、北京BJ 80 和BJ 40L 。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
宜宾建国汽车内，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%。
留学生购车政策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），C 点
自由人
揽胜第一代
BJ40L
--------------•----BJ80 牧马人-20191%-------•---.!00牧马人-2017
—♦~•-----------卫士
宝马m3怎么样14 18
22
26
30
C 点到前轮心！向距离与轴距的比率/%
65
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 - 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G 500、牧 马人和Jeep 自由人、北京BJ 80和BJ 40L ；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。
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。
揽胜第二彳
自由人
指挥官
G50C Feature
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 17%。SUV 车型的前风挡倾角分析，如图8所示。
33.1
65 - 60£
55
50
45
■
58。52。
_ 揽胜第二代40揽胜第一代 35
BJ40L 30 25
20
自由人指挥官
牧马人-2019
FJ
BJ80
G500 牧马人-2017
卫士
2 500 2 600 2 700 2 800 2 900
3 000 3 100 3 200
轴距/m m
图8 SUV 对标车型前风挡倾角分布图
神盾电池前风挡倾角的影响要素分析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J e p 的指挥官和自 由人，如图9所示。
u
揽胜第二代
指挥官
◊
FJ
第1期
E n g t
汽车工_师
FOCUS 技术聚焦^
o
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050505050 6543210
图10
C 点到前轮心的！向距离与前风挡倾角的关系
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E r4i^汽车工_师FOCUS技术聚焦
大众汽车尚酷技术看点
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 instrum ent 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
尺寸工程是在产品开发过程中，以产品为对象进 行的定位基准分析、装配公差分析及产品内外观间隙 面差控制和评价等，及与尺寸相关的设计、分析及验证 等一系列活动。它的总体目的是实现零部件顺利装配，并最终达到预先设定的产品尺寸品质要求[]。在整车产 品生产过程中，受“人、机、料、法、环、测”各方面因素[2]的影响，尺寸偏差的来源繁多且复杂，如何保证最终产品的实车效果满足设计要求，则显得尤为重要。文章通 过解决某车型组合仪表罩匹配问题的实例，说明了尺
寸工程在整车开发过程中的具体应用。
1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 体上，组合仪表罩覆盖于组合仪表上部，两者的主要配 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)
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