汽车内外饰设计
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第三节 内外饰品质设计要求

一、概述

汽车已从最初的交通工具转变为与人们日常生活密不可分的消费品,内外饰零件是消费者选购心仪车辆时最直接看到和摸到的零件,高品质的设计定位也体现了车主的品位和对生活的态度。因此,高品质的内外饰零件设计要求不仅要满足各种标准,还应该考虑车主在使用车辆过程中的感知体验,如设计感、色彩纹理、驾乘舒适性等一系列的高品质诉求。

二、设计感

设计感是理性与感性的结合,既需要天马行空的创作,也需要深思熟虑的逻辑关系。只有优秀的设计协调性,才能让卓越的设计感表现得淋漓尽致。

在汽车领域,造型所涉及的设计协调性可以归纳为四大类,即主题协调、视觉协调、色彩协调和操作协调,下面将对设计协调性的应用进行重点阐述。

1.主题协调性设计

评判汽车造型是否具备设计感,首要的评价标准是是否有鲜明的设计主题。在汽车设计中需要针对不同的客户群体、不同的使用场景,进行不同的内外饰造型设计,有取舍和侧重点,而并非东拼西凑地将功能区域单独设计后进行简单的堆放。例如针对多用途汽车(MPV)的设计,需要在规整简洁方面多作考虑;又如房车的设计,针对家庭场景的设计主题需要更偏向活泼和温馨的基调;而类似运动型多用途汽车(SUV)车型,则更多地考虑旅游或者探险的使用场景,需要专业而个性的设计。图2-5所示为几种不同风格的内饰。

图2-5 不同风格的内饰

2.视觉协调性设计

视觉的协调性设计在日常生活中的服饰、家装等领域较为常见。在汽车设计中,设计师们也一直在寻找一种视觉的协调关系,不懈地追求着完美的视觉表现。

在汽车设计中,合理的视觉协调关系可以起到强化和突出主题的作用。比如在外饰的应用上,同样为满天星格栅,通过烫印面积的变化和不同的排布,可以给人不同的视觉感受,如图2-6a、b所示;又如在内饰设计中,娱乐屏的尺寸和布置都会对造型风格产生影响,不同的布置关系应遵循不同的车型定义来进行协调性设计以烘托主题,如图2-6c、d所示。

3.色彩协调性设计

首先,色彩的选用要与主题贴合,其次才是各个色彩之间的协调和融合设计。“色不在多,和谐则美”,协调的配色方法,应该是选择一两个系列的颜色,以此为主色调装饰,其他少量的颜色作为辅助,进行对比、衬托或点缀。

图2-6 视觉协调图例

色彩搭配主要分同类色搭配、近似色搭配和对比色搭配。比如咖啡配米色、深红配浅红等,同类色配合会显得柔和文雅;比如红色与橙红、黄色与橙黄色的近似色相配,会更突显层次而又避免突兀;又比如黄色与紫色、红色与青绿色这类配色较为强烈,可以形成鲜明的对比,应用得当会收到意想不到的效果。

4.操作协调性设计

汽车设计不同于其他设计,有自身的特殊性,设计时必须要考虑驾驶员和乘员在车辆行驶过程中所被允许的活动范围以及在受限制情况下的零件使用操作协调性。例如:门把手、中央扶手、电器按钮、储物盒、电源开关等零件的布置位置均需考虑人机操作协调性。图2-7所示为信息娱乐系统的操作示意。

图2-7 操作协调图例(信息娱乐系统)

综上所述,设计者应站在用户的角度进行汽车造型的设计和评价。好的设计应以客户体验为设计原点,从主题、视觉、色彩和操作协调等多方面给使用者带来更深层次的感受,以提升客户的品质感知。

三、CMF

CMF是color(颜色)、material(材料)、finishing(表面处理工艺)三个单词的缩写,最早在工业设计领域出现。CMF涉及美学、色彩学、材料学、心理学等,是各学科、流行趋势、工艺技术、创新材料、审美观念等跨学科的综合产物。CMF概念最早出现在欧洲,其发展已超过20年;在日韩地区,CMF概念的产生也已经超过10年;而在中国,CMF在企业内发展则在10年以内,属于刚起步阶段。因此,我国CMF的发展空间巨大。

随着汽车工业的发展,汽车不仅是一种代步交通工具,更是消费者身份的象征、文化内涵的体现。现在消费者购车除了关注汽车整车配置,越来越看重内饰的舒适感和美观性,而内饰的颜色搭配、材料选择和表面处理工艺都是提高其舒适感和美观性的关键。

1.颜色

颜色是指不同波长的电磁波反射到人眼产生的视觉效果。不同的颜色组合在一起构成了颜色搭配,通过颜色搭配可以改变空间的舒适度和环境氛围。汽车内饰颜色搭配则是在整个汽车内部空间里面,通过定义不同区域的颜色实现不同的内饰设计语言,形成不同的内饰风格。

(1)颜色定义

在汽车内饰设计中,车内环境是综合了零件形状、颜色和材质等构成的,这些因素都可以诉诸视觉。但是在进入车内时,首先映入眼帘的是颜色,相同形状和材质的零件,因为颜色的不同可以形成差别极大的感受和氛围。因此,颜色搭配设计对于汽车内饰设计来说至关重要。如果颜色搭配不协调,即使内饰造型设计再好,也会直接影响整个内饰的品质。

汽车内饰颜色定义区域通常划分为顶部区域、座舱区域和脚部及行李箱区域三部分,如图2-8所示。三大区域的颜色定义要求不同,通常遵循以下原则:

图2-8 内饰颜色定义划分区域

① 顶部区域一般为浅色(以米色为主),主要是因为浅色能给人以居家舒适的感觉。如果使用黑色,空间压抑感很强,中国消费者很少能接受,并且顶部区域一般接触少耐脏要求低,因此功能上也不需要使用深色。不过现在也有一些个性化车型开始使用黑色顶棚。

② 座舱区域的颜色比较丰富多变,一般会根据内饰主题,设计不同的颜色搭配。考虑到中部区域有反光要求,一般仪表板上体和门板上体要使用深色,其他零件则可以按照设计风格定义。

③ 脚部及行李箱区域一般为黑色,因为脚部区域是用户触碰区域,行李箱则是储物存放区域,这些区域容易接触到脏物,所以一般使用比较耐脏的黑色。不过也有一些豪华车或商务车在脚部区域使用浅色。

(2)颜色搭配

三大区域中,顶部区域、脚部区域及行李箱区域一般不跟随内饰颜色的变化而变化,通常市场配置中提到的内饰颜色指的是座舱区域的颜色,座舱风格不同,其颜色搭配也有所不同。

① 传统的内饰颜色搭配。传统的内饰颜色以全黑或者黑色搭配米色为主。其中全黑内饰一直是标准的内饰颜色:黑色既成熟稳重又充满科技感,可以适应于不同的内饰风格;黑色内饰很容易同其他材质的颜色搭配,并很好地突显设计元素。例如在对高端车型内饰进行设计时,一般会应用钢琴黑饰板搭配亚光电镀饰圈来体现豪华感和科技感。其中亚光电镀的银色同黑色形成的对比更好地突显零件本身的形状并起到很好的勾勒效果。在对中低端车型内饰进行设计时,也会在黑色软包饰件或者座椅面套上使用异色缝线来点缀,突出层次感。黑米搭配也是比较传统中庸的内饰颜色,可以营造温馨居家的氛围。其表现形式有两种:一种是上深下浅(图2-9a),这种形式通常空间感较大;另一种是三明治形式,即上下深中间浅(图2-9b),这种形式空间感稍微紧凑、层次感强。

图2-9 黑米搭配的表现形式

② 流行的内饰颜色搭配。除了用传统的内饰颜色作为标配外,流行色在汽车内饰上的应用也日益增多。

棕色是目前的流行色系之一,其灵感来源于自然木质和皮革。棕色作为饱和度较低的中性色,既不会显得过于跳跃,也不会显得过于抢眼,不论是单独应用还是与其他颜色搭配都会给人稳重的感觉。近年来棕色被广泛运用于中高端车型,其主要表现形式有全棕内饰或者黑棕搭配。各大车企也按照不同的偏好,调配出不同色相的棕色,包括红棕、黄棕等,如图2-10所示。

图2-10 棕色内饰表现形式(见彩插)

黑彩搭配也是现在流行的颜色搭配之一,它越来越受到年轻消费者的追捧,正成为SUV和互联网汽车的主流内饰颜色。黑彩搭配设计中,彩色一般适用于软包和装饰件,例如红色软包饰板、红色装饰件或者红色座椅面套等,使整个内饰充满运动感和时尚感,如图2-11所示。

图2-11 红色应用示例(见彩插)

③ 个性化的内饰颜色搭配。随着新能源汽车、互联网汽车、智能汽车等概念的提出,整个汽车设计都将发生较大转变,作为内饰设计中不可或缺的要素,颜色也会有相应的演变。例如白色作为纯净、简洁的颜色,将会越来越多地应用到电动汽车内饰中来,以体现环保节能的理念,如图2-12所示。定制化颜色也将成为一种趋势,客户可以根据自己的喜好定制专属的内饰颜色搭配。

图2-12 电动车内饰颜色举例(见彩插)

综上所述,不同的颜色搭配对应不同的内饰风格,每部车在设计时都会有不同的定位和目标受众,因此颜色纹理设计师需要根据产品的特点、使用环境、产品的定位以及流行色趋势等完成不同颜色的搭配,实现整个内饰的品质提升。

2.纹理

纹理是指生长于生物表面的天然纹路,通常指在人类或其他动物(如牛、羊、鹿、鳄鱼等)皮肤表面的自然纹路,也可泛指在植物(如树木表皮、断面、叶片等)表面的纹理。随着设计概念的不断拓展,纹理的概念已经发展到其他天然或人工物品表面的纹理,如大理石纹、山川纹、编织纹理等。内饰纹理主要包括塑料纹理、薄膜装饰纹理、皮革面料纹理等。下面将主要介绍塑料纹理,其他材质的纹理见第十二章。塑料纹理主要是指经过腐蚀工艺处理,在塑料件表面形成凹凸不平的效果,既包括纹理本身,也包括纹理的光泽度。纹理一般根据应用区域不同分为动物纹理、几何纹理、磨砂纹理。一般来说,具有反光特性的动物纹理主要应用于仪表板上体、仪表板下体、中控台本体、门饰板本体等高关注区域;几何纹理考虑其美观因素通常被应用于仪表板中嵌、门饰板中嵌、门饰板饰条等装饰区域;其他低关注区域或小零件的表面常采用磨砂纹理。对于动物纹理而言,不但要求其纹理本身层次丰富、清晰立体,还要求其表面具有柔和的光泽度,能最大限度地降低塑料感,保证它与软包材质的匹配度;磨砂纹理的要求则为纹理精细,能够体现整个零件的精致感;几何纹理更多关注的是其微观结构是否闭合,避免因排气困难导致的表面质量缺陷。

纹理是影响内外饰风格的最重要因素之一,不但能够在一定程度上削弱产品外观的缺陷,还能增加零件表面的触感以及在透明物体上产生散射效果以达到减少反光的目的。纹理的巧妙应用能够呼应设计主题,突出整车风格。如图2-13所示,全新MG3在内饰中大胆采用了巴宝莉格子的元素,不但体现在仪表板装饰条上,还体现在座椅织物面料上,使消费者在进入车内的第一时间就被这个元素所吸引,再配以黑色碳纤维纹理的装饰,既突出MG品牌英伦风格,又增强了运动感。

图2-13 MG3仪表板和座椅上巴宝莉格子元素的体现

不同纹理的和谐搭配是内外饰整体设计风格的重要体现,将有力提升内外饰品质和价值。不同材质之间纹理的匹配是对纹理的最高要求,如荣威i6的仪表板(图2-14)上体采用颗粒较大的荔枝纹,立面皮革包覆采用了较细的仿Nappa纹理,仪表板下体采用颗粒稍小于上体的荔枝纹。通过两种材质、三种纹理的巧妙搭配,更能突出整车的层次感。通过对塑料件光泽度的严格控制,实现了不同材质间纹理和光泽的良好匹配。

图2-14 荣威i6仪表板上不同纹理的巧妙搭配

随着表面纹理和加工工艺的发展,各材质展现出不同的特点和发展趋势。

(1)塑料纹理

传统的塑料纹理已经越来越难以满足市场需求,在低成本的开发环境下,利用纹理模拟出越来越多其他材质的外观效果成为争相追捧的热点,比如用纹理喷漆取代水转印或用纹理印刷取代油墨类型的模内嵌件注射成型工艺(以下简称INS)都正悄然兴起。金属拉丝纹、碳纤维纹、渐变花型纹、内饰主题纹等纹理应用越来越广泛,再配以高光或亚光效果的喷漆,营造出超出想象的视觉效果,打破了传统塑料纹理的概念。

(2)薄膜装饰纹理

薄膜装饰纹理实现的方式越来越多,水转印、模内装饰技术(以下简称IMD)和INS已成为中低档车型的代名词,取而代之的是更真实、更具自然效果的装饰工艺。模外覆膜工艺(以下简称TOM)是新兴的膜片加工方法,不但可以保持膜片本身的触感,还可以实现零件本身的凹凸造型,达到视觉和触觉双重感官的立体效果,其纹理本身更倾向于自然实木,但却能制造出比自然实木装饰更复杂的零件。此外,内饰品质感、科技感日益重要,使得真铝和实木工艺逐渐向中低端车型扩展。通过真铝和实木的运用,更能突显车型的运动感与豪华感。

(3)织物纹理

经编、纬编、机织、压花等织物的纹理已经太过传统,在各大车展上,特殊纹理和处理工艺已成为一大看点。例如:仿大理石纹理、仿丝绸的烫金纹理、多层材质层合交织纹理、仿麂皮绒的磨毛纹理等装饰纹理;高频焊接工艺、防水防污防静电后处理工艺,使得面料在原本的装饰效果中又增添抗菌、发光、导电等更多的功能性。

(4)皮革纹理

皮革自身的纹理比较有局限性,一般为动物皮肤的肌理或模拟动物皮肤的肌理,但皮革表面的特殊处理使得纹理呈现复杂多样化,如参数化打孔、绗缝图案、刺绣特征和压印logo等应用越来越为广泛。目前在PVC或PU材料成型过程中,通过PU树脂喷墨打印来实现织物印花效果的图案,使得皮革纹理设计能够像织物纹理一样自由设计,给设计师提供更大的发挥空间。

3.表面处理

表面处理是指在材料表面人为处理形成的,在物理性能、化学性能和力学性能等方面有别于材料基体的表层工艺。表面处理的目的是满足产品的耐候性、耐磨性、美观性和其他特殊要求等。汽车内饰表面材料种类繁多,总体分为软质材料和硬质材料。材料不同,表面处理工艺会有所不同。

① 软质材料工艺主要包括织物工艺、PVC工艺、PU工艺和真皮工艺等。通过对材料表面进行压花、刺绣、压印、数控打孔、高频焊接等处理呼应整车的设计主题,展现车型的与众不同,如图2-15所示。

图2-15 软质材料表面处理示例

② 硬质材料工艺主要分为注塑皮纹、喷漆、电镀、薄膜装饰等。塑料材料的表面处理一般为皮纹、火花纹和喷砂等工艺,主要为了降低零件表面光泽度、遮蔽零件表面缺陷。薄膜装饰又分为模内装饰和模外装饰。模内装饰指在模具内铺设带有印刷图案的薄膜,在零件注射成型的同时,直接将薄膜覆在零件表面的工艺;模内装饰通常指的是IMD、INS工艺,通过不同的薄膜选择实现不同的装饰效果。模外装饰指在零件注射成型后完成覆膜的工艺,通常指的是TOM、真木和真铝工艺,详见第十二章。硬质材料按照表面处理的成本从低到高依次分为塑料皮纹、喷漆、电镀、水转印、热烫印、IMD、INS、TOM、真铝和真木。图2-16所示为硬质材料表面处理示例。

随着汽车向互联化、智能化方向的发展,内饰智能表面将是未来发展趋势。内饰表面将从传统的装饰件发展为集表面装饰、传感技术、电子功能为一体的多功能装饰件。

图2-16 硬质材料表面处理示例

四、驾乘舒适性

驾乘舒适性包含面非常广,比如:车辆行进中是否有异响、新车车内是否有污染物、乘坐的空间是否满足各类人群的需求、驾驶员在操控汽车时是否安全便捷、驾乘人员是否乘坐舒适、车辆的储物空间是否满足日常的需求。以上这些,都会直接或间接地影响驾乘的舒适性。因此,进行内外饰设计时需要综合考虑以上因素,以满足不同用户驾乘舒适性的要求。

1.乘坐舒适性的评判方法

乘坐舒适性是指乘员以舒适坐姿使用操纵件的同时拥有较大的乘员空间,使驾乘人员在长时间驾乘时不易疲劳。

(1)舒适性坐姿的确定方法

为了满足5%女性到95%男性整个区间的所有人体的舒适坐姿要求,座椅必须有一定的调节范围。以95%男性为正常驾驶时的最后H点,以5%女性为正常驾驶时的最前H点,座椅调节范围应大于5%女性和95%男性正常驾驶时H点的调节范围。舒适坐姿常用的人机参考点如图2-17所示。

图2-17 人机参考点

摆放人体坐姿时,先确定加速踏板和转向盘的位置,然后将脚跟着于地毯上,脚面踏在加速踏板上,脚跟与地毯的交点为踵点,踵点与地毯的压缩量要根据地毯面料的厚度确定,以踵点为人体布置的起点,分别将95%、5%的人体模型按人体舒适的姿势摆放来确定H点。同时需要综合考虑车内长高的设计指标,协调空间大小与驾驶姿势的关系,并比较两种百分位人体布置的各关节角度变化和坐姿位置变化情况,分析各H点位置和座椅调节行程是否合适,分析加速踏板全行程人体姿势的变化,最终确定H点位置。推荐人体舒适性坐姿范围见表2-3。

表2-3 推荐人体坐姿范围

(2)乘员空间的评判方法

乘员空间是指乘员坐姿确定后其相应的活动空间尺寸,主要包含头部、肩部、臀部、肘部、膝部、腿部、脚部空间等。

① 头部空间是为了保证乘员头部可以正常活动以及在颠簸等情况下有缓冲空间。在考虑头部空间的目标值时,需要综合考虑遮阳板、天窗及外造型等因素。在保证头部空间的前提下,也不要浪费内部空间而造成车型尺寸增加。常用头部空间尺寸如图2-18所示。

图2-18 头部空间人机参考点

H61——头部前排有效空间,H点沿向后8°线到顶盖的距离加上102mm。

H35——头部前排垂直空间,95%人体头部包络垂直移动,与内饰接触时最小移动距离。

L38——头部前端空间,95%人体头部包络到水平方向上最低点的距离。

W35——头部横向空间,95%人体头部包络横向移动,与内饰或其他部件接触时的最小移动距离。

W27——头部斜向空间,95%人体头部包络斜向上30°方向移动,与内饰接触时的最小移动距离。

② 肩部、臀部、肘部空间是乘员在车辆中宽度方向的尺寸。在加大该尺寸保证舒适的同时,也要保证内饰板到钣金件的合理距离,以满足侧碰的要求。

③ 膝部、腿部空间是乘员在车辆长度方向的尺寸,与H点位置相关,要综合轴距和整车长度考虑该尺寸是否合理,如图2-19所示。

图2-19 肩部、臀部、肘部、膝部、腿部空间人机参考点

W3——前排肩部空间,在过H点的平面内,并在H点之上254mm门内饰间的距离。

W5——前排臀部空间,在过H点的平面内,左右门饰板之间的距离。

W31——前排肘部空间,在过H点的平面内,扶手向上30mm门内饰间的距离。

L48——二排假人膝部转动中心到前排靠背的距离减去51mm。

L34——前排腿部空间,右脚脚踝点到H点的距离加上254mm。

2.空间设计

空间是乘坐舒适性的重要因素之一。很多人买车追求大空间,因为大就意味着宽敞、舒服、实用和更大的承载能力。但是车内空间大并非意味着车身大,而是使用空间或者感知空间充足,因此空间设计可主要分为客观空间和主观空间两方面。

(1)客观空间感设计

① 座椅到车顶的高度差。影响车内客观空间的因素很多,例如众所周知的底盘高度。除此之外,汽车座椅的设计高度也是重要的影响因素,因为有些底盘低的车辆,如果座椅设计偏高,也会显得车内较为拥挤,而同样高度的车,座椅设计偏低则头部空间就更大。

② 后排座椅设计对空间的影响。后排座椅设计也是车内空间的重要因素之一,如图2-20所示。坐垫长度越短,腿部空间越大,就不容易碰到前排座椅;后排座椅的靠背厚度越薄,车内空间就越多,但是这样设计的弊端是影响用户乘坐的舒适性和腿部支撑,降低用户体验满意度,故设计时需综合考虑。

③ 汽车车头长度。这里指的是汽车发动机舱的长度。有些车为了追求美感和优化车身配重,会采用中置发动机设计。这类设计会导致车头过长,大大压缩车身内部空间。如果可以适当缩短汽车发动机舱长度,将更多空间留给座舱,那么车内空间将会相对增大很多。

图2-20 坐垫长度示意

④ 汽车尾部造型对空间的影响。有许多运动型轿车喜欢用后溜背造型以减小风阻,通常此类车型的尾部造型会下压,这会对后排空间产生不利的影响。如奥迪TT就是一款典型的运动型轿车,其下压的运动造型使得其第二排空间和舒适度都相应下降。

(2)主观空间感设计

所谓主观空间设计,是指让客户获得更大的视觉空间感。那么如何从造型设计来达到这种视觉上的空间效果?在此之前,先解释空间感概念,简单而言,它可以被称为“立体感”,大致可以分为以下几种表现方法:

① 比例对比关系。所谓比例对比,就是通过点、线、面的结合按一定规律排布,然后组成一个具有层次感的内饰设计。通俗来讲就是近大远小,设计时可以利用这种视觉错觉来强化空间感。类似地,运用粗细、明暗等的对比都可以达到这样的空间效果。图2-21展示了不同比例关系的视觉效果。

图2-21 比例对比关系图例

② 光线对比增加空间感。我们在对一个形体进行素描的时候,会进行明暗光线处理,甚至把暗部的地方再进行对比,显示出更暗的效果。调子素描就是在不断地对比中塑造出一个物体的“空间感”,那么在汽车设计时可同样通过不同的光线或色彩的明暗调整来突显空间的立体感。

③ 清晰与模糊的对比。简而言之,清晰会给人距离近和重要的感觉,模糊显然是次要的,如同摄影中的聚焦特效。缺少背景会显得画面单调,而运用模糊处理,则会让画面立体起来。这也是空间感的一种表现。

④ 颜色对比。颜色明度和纯度较高或颜色较为鲜艳的物体在经周围其他颜色的对比之后,会被烘托而出,显得更为靠近观察者。当然,前提也和上面一样,在“对比”下空间感觉会强很多。

车内较少用单一颜色,基本都会采用2~3种颜色作搭配处理。通常以一种颜色为主,其他颜色作点缀。主色调用浅色更能体现出空间大,比如现在用得比较多的米白色、浅棕色,配上黑色和银色的点缀,明暗交错,既有立体感,又体现了空间感。

在汽车内饰设计中,合理地运用上述技巧可以很好地增加内饰空间感和层次感,在有限的空间下实现更好的空间感知。

3.车内储物要求

(1)车内前排储物空间

通常车内前侧是驾乘人员取放物品较为便利的方位,因此在仪表板上我们会看到比较多的储物空间。但考虑到安全气囊布置和安全碰撞的要求,通常建议以封闭式储物空间为主,例如杂物箱、IP中央储物盒、DSL卡片储物盒等,如图2-22所示。

图2-22 前侧储物空间

车辆在实际使用中,前排储物常常存在较多误区,一些物品常被放置于危险区域,这些错误的储物操作很可能对驾乘人员造成严重的伤害。例如:仪表板上放置物品会对驾驶员的视野造成一定的遮挡,存在安全隐患;当车辆发生碰撞促发安全气囊点爆时,放置在仪表板上的香水瓶或者手机都将成为致命的武器,如图2-23所示。

图2-23 前侧储物空间误区

(2) 车内中央区域

车内中央区域的储物非常重要,主要集中在中控台和座椅区。在中控台上的储物盒的形式也较为多样,有敞开式和封闭式。

① 敞开式,通俗来说就是不带盖子的,它的特点就是使用方便,放钥匙、零钱、卡片等取放方便。

② 封闭式,是指带盖子的,这里的盖子种类也较多,较为常见的盖子有弹开式、卷帘等。这类储物盒的特点是私密性较高,也可以让整车更为干净整洁,如图2-24所示。

图2-24 中控台上的储物空间

中控台前部下端也常被设计成储物空间,为客户提供更多的利用空间。但通常这些区域空间有一定局限,因此大多被设计成放置手机、钥匙等小物件的小区域储物空间,如图2-25所示。

图2-25 中控台两侧和座椅上的储物空间

座椅的储物空间有限,通常集中在靠背和中央扶手区域,以地图袋或网袋形式居多。后排中央扶手区也会设有杯托和小储物盒。

(3)车内两侧储物空间

两侧的储物通常指的是门饰板上和座椅旁侧板上的储物空间,例如门饰板地图袋、扶手拉杯等。门饰板地图袋的储物需求通常为瓶装水、保温杯等;扶手拉杯处的储物空间较小,多被用来放置卡片、钥匙、手机等。为了进一步扩大储物空间,也可以在门饰板地图袋区域进行可扩展设计。这种带有可扩展功能的门板储物盒较为灵活,当有大件饮料或物品需要存放时可以展开,而当座椅需要调节时,储物盒又可以收起,留给驾驶员更充裕的手部空间,如图2-26所示。

图2-26 门板及座椅储物空间

(4)车内后舱储物空间

后舱是整车最大的也是较为完整的储物空间,通常用于放置大件物品,如图2-27所示,如手提箱、帐篷、收纳盒等。设计行李的储物空间时,除容积上的要求外,对行李的利用率和规整度也会有一定要求。

图2-27 行李箱储物空间

另外,考虑到物品在车辆行驶过程中易出现滑移的情况,地毯面通常选用毛毡类摩擦力较大的材质,同时一定程度上提升了整个行李的品质。这种材料也越来越多地被应用到两侧的饰板上以取代塑料饰板。

(5)车内顶部储物空间

汽车顶部须考虑驾乘人员的头部空间和舒适性等因素,同时还需要考虑物品存放的安全性及便利性,因此顶部区域的储物空间通常较小,主要集中在顶控台和遮阳板上,如图2-28所示。

图2-28 顶部储物空间

4.操作要求

操作要求是指内饰操纵件应满足驾乘人员使用舒适性要求,其布置位置、布置角度、操作空间、操作力大小等需满足驾驶员安全行驶的状态下能够方便舒适地操作,能满足驾乘人员舒适愉悦地操控车辆的要求。具体操作要求如下:

① 操作件的位置应布置在驾驶员手伸及舒适性范围。手伸及是指驾驶员以正常坐姿坐在座椅上,身系安全带,右脚支撑于加速踏板踵点,一手握住转向盘时,另一只手所能伸及的最大空间轮廓面。

② 操作件的角度布置应符合人体正常坐姿状态下的人机工程,如图2-29所示侧视图上,在肩点到按钮的中心连线以上5°~15°范围,俯视图上需保证在肩点到按钮中心连线10°~15°范围。

③ 操纵件的操作空间布置根据操纵接触形式的不同需布置足够的操作空间。操纵接触形式分为触及类、旋拧类和抓握类,如图2-30所示。图2-31~图2-33所示为常用的手部空间操作及尺寸要求。

图2-29 操作要求图例

图2-30 操纵接触形式

触及类的操作是指伸出食指触及或拨动按钮的操作姿势,其操纵件通常有显示屏、按钮等。触及类零件一般设计要求如下:

① 圆形按钮直径D:最小10mm。方形按钮长A、宽B:最小10mm。

② 按钮行程H:1.5~3mm。

③ 按钮边界d:最小8mm。

图2-31 触及图例

旋拧类的操作是指伸出三个指头或四个指头旋转旋钮的操作姿势,其操纵件通常有空调、音量等旋钮。旋拧类零件一般设计要求如下:

① 直径D:最小10mm;最大75mm。

② 高度H:最小10mm。

③ 距离边界d:最小25mm。

抓握类的操作是指满手握住的操作姿势,其操纵件有转向盘、组合开关、变速杆、驻车制动手柄等。抓握类零件一般设计要求如下:

① 操纵球杆包络空间:最小17mm。

② 操纵球杆直径:最小6mm,最大16mm。

③ 操纵球杆高度:最小22mm。

图2-32 旋拧图例

图2-33 抓握图例

常见手部操作尺寸见表2-4。

表2-4 常见手部操作尺寸

操作力是指驾乘人员以舒适坐姿,操作内饰件使用的力。操纵力主要包括肢体的臂力、指力、腿力、脚力等,有时也包含腰力、背力等躯干力。操纵力与施力人体部位、施力的方向和指向,施力时人体的体位姿势、施力的位置等相关。内饰操纵件的操作力要求操作轻便、快捷,长时间使用不易疲劳。表2-5和表2-6所示分别为常见手部拉力和手指操作力的范围。

表2-5 常见手部拉力

(续)

表2-6 常见手指操作力

5.声音控制

我们这里所说的声音控制并非指车辆故障产生的异响,而是指汽车在正常行驶中所产生的非正常的声音或噪声的控制。车内较为常见的异响通常发生在内饰零部件、电器件、机械组等,比如:饰板安装不可靠、杂物箱松动、安全带锁扣撞击内饰板等,这些异响虽然不会对行车安全造成影响,但是往往会给客户带来不良的质量感知。

因此内外饰前期设计时需从零件结构设计上规避异响,以提升整车的品质感。

(1)内部声音控制

结构设计导致的异响应在设计前期避免,如顶棚异响、饰板异响、门饰板异响、转向盘晃动、储物盒松动等。在零件开发前期,应充分考虑零件材料自身的收缩或变形等物理特性、尺寸公差的要求、装配策略、紧固件的合理选用和实车应用情况等。通过对这些关键参数的严格把控和设计优化,来控制零部件结构异响。

在使用和操作中产生的异响也可以在结构和功能上进行优化,如安全带锁扣撞击饰板、遮物帘随车晃动、遮阳板撞击顶棚、座椅滑移产生的摩擦声等。在开发前期,通过增加结构或零件来改善,如为安全带锁扣增加垫块或阻隔物、为遮物帘增加导向结构防止晃动异响、为遮阳板区域顶棚内部增加垫片以防止回位时撞击声等,如图2-34所示。

图2-34 撞击零件图示

外部物件带来的异响也需进行设计控制,如水杯、硬币、卡片、手机和手提箱等,当这些物品被放置在中控台杯托、杂物箱或行李箱等区域时,车辆行驶过程中由于颠簸等而产生撞击声。设计时应该在这些区域做防异响措施,比如在杯托底部增加橡胶垫片、在杂物箱和行李箱里铺一层毛毡类的表面处理,以减少异响的产生。

(2)外部声音控制

除了上述提到的来自汽车内部的声音需要控制之外,还需注意对来自车辆外部的声音进行控制或阻隔。

① 发动机舱内和底盘路面等产生的声音。这类声音可以通过增加前围隔音垫或在地毯下方增加发泡层等来缓解。

② 汽车行驶过程中路面石子撞击轮罩和底盘的声音。这类声音可以通过更换轮罩衬板的材料,比如改用毛毡等吸声材料,或者增加底部护板等措施来改善。

③ 外后视镜、开启的天窗等这类外凸零件所带来的风噪。可通过优化其外观造型尺寸和迎风角度等参数来降低风噪的产生。

④ 运动件产生的声音,比如刮水器在刮刷时的声音。可以在设计前期通过优化风窗玻璃的曲率、刮水器的长度及比例、压杆力大小等因素来改善。

⑤ 空气快速通过前保险杠格栅通风孔时产生的高频啸叫。为避免此类啸叫声,设计格栅造型和内部结构时应尽量避免深而窄的槽。

综上所述,要给客户一个舒适静逸的用车环境,设计时不仅要内疏还要外堵。双管齐下才能更有效地做好整车声音控制。

6.易挥发性有机化合物(VOC)

近年来,作为车内空气污染物之一的挥发性有机物质越来越受到消费者的关注,媒体时有曝出车内空气质量问题,为汽车行业敲响了警钟。

政府相关部门为此出台了相应指导性文件和标准法规,如HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测试方法》、GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》等。目前还有一项《车内非金属部件挥发性有机物和醛酮类物质检测方法》标准正在征求意见中。

(1)VOC的概念

易挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOC),按WHO的定义是指在常温状态下容易挥发的有机化合物,较常见的有三氯乙烯、四氯乙烯、甲醛、甲苯、苯、二甲苯等,此外还有乙醇类和酮类等多个种类。这些有害化学物质具有易挥发(易干燥)和亲油(易于去除油污)等特点,被广泛应用于涂料、黏合剂等溶剂以及洗涤剂等工业领域。WHO对VOC的定义举例见表2-7。

表2-7 WHO对VOC的定义举例

(2)VOC的来源

VOC主要来源于汽车地毯、仪表板的塑料件、车顶毡、座椅等非金属零部件和车内黏结装饰材料所使用的各种化工胶水、油漆涂料等。

(3)车内VOC的特点

按照JAMA的研究,车内VOC有如下几个特点:

① 历时变化:一般来说,车内VOC的浓度会随着时间的推移有所降低,但不同物质的降幅有所不同,如图2-35所示。

② 温度依存性:车内VOC浓度与车厢内温度有关。停放在烈日下的汽车,其车厢内VOC浓度可能会上升,如图2-36所示。

图2-35 甲醛浓度历时性变化

图2-36 甲醛浓度的温度依存性

③ 通风效果:行驶过程中打开车窗或空调进行通风,可大幅降低汽车内VOC。

(4)VOC的检测

VOC的检测方法是将GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》内的限值要求作为整车空气质量的最低要求,然后将其分解到各级零件,再从零件分解到材料,如图2-37所示。通过材料—部件—整车三级控制,来实现车内空气质量的控制和提升,具体如下:

图2-37 零件与整车的VOC关系

① 材料的检测方法普遍以VDA270、275-278为蓝本进行气味、甲醛、雾翳和总碳的检测和控制。

② 部件的检测常用方法有袋式法和箱式法,如图2-38所示。袋式法指将样件装入一定尺寸氟塑料采样袋中,充入适量氮气后密封,在给定的温度条件下加热、采集气体的试验方法。箱式法指将样件放入试验箱内(常见为1m3箱),在给定的温度、湿度和空气交换率条件下进行处理后,采集气体的试验方法。

图2-38 整车空气质量样品采集示意图

1—受检车辆 2—采样导管3—填充柱采样管 4—恒流气体采样器

③ 整车空气质量按HJ/T 400—2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》进行测试,限值按GB/T 27630—2011进行考核。