现代汽车设计新技术

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汽车企业在新型汽车开发过程中，在全部设计完
成后，通常需要试制出一批样车，然后将样车交付试
验。汽车试验的任务，就是按照标准的试验规范对汽 车进行全面测试，测出各项性能指标，最后做出评价。 设计部门随后根据试验部门反馈的评价报告，再对设 计不完善(在试验中已暴露问题)的地方加以修改补充，
使产品更为完善，然后才可以交付生产部门进行投产
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缩小比例模型是在彩色效果图的基础上更进一步表
达造型构思，具有立体(三维)形象，比效果图(二维)更有
真实感，要求比例严格、曲线流畅、曲面光顺。雕塑一
个缩小比例汽车模型，需要从各个角度审视，反复推敲，
精工细雕，因而很难在两、三天内完成。
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1/5油泥模型
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4) 选型讨论会
经过初步设计，绘制出一批彩色效果图和塑制出
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图4-15 扭曲试验路
（5）坡路
汽车实验场通常还建造各种坡度的坡路，用以检验
汽车的爬坡能力，还可考察驻车制动器在坡道上的停车 能力、汽车在坡路上起步时离合器的工作状况等。
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6) 操纵性、稳定性试验设施 操纵性、稳定性试验设施最常见的是圆形广场， 直径为100 m，可供汽车转向或绕“8”字形行驶试验。 有的圆场备有洒水装置，使地面生成均匀的水膜以测 试汽车的侧滑情况。 易滑路是用来试验汽车在冰雪或附着条件很低的 情况下的行驶性能和制动性能，采用磨光、洒水、冰 雪等方法降低路面的附着系数。 横向风路段是考验汽车空气动力稳定性的设施。 在试验路段旁排列十几个直径2～3 m的大型风扇，产 生垂直于道路的横向风，以考验汽车在横向风作用下 的操纵性能，如图4-16所示。
第二章 现代汽车设计新技术
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影响外形三因素
机械工程学——能够行驶，坚固耐 用 人体工程学——驾驶容易、上下车 方便、乘坐舒适 流体力学——空气阻力
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第1节 汽车造型设计
一、设计师的作用 所谓设计，是根据一定的要求而进行构思，并且 用恰当的方法，如文字、图样、模型等表达出来。这 里有两重意思，不妨以产品设计为例：第一，为了满 足使用者对产品的要求，设计师必须进行创造性的思 考，以确定产品的形态；第二，为了使制造者了解产 品的形态，设计师还必须以恰当的表达方式。
曲线。胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，
可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美 观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为 止。胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进 一步修订。
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胶带图
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2) 1∶1整车外形效果图
单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌
不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。 现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩小比例图样
的准备工作。简而言之，新型汽车的设计必须由试验 把关。
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2、汽车试验场与典型的汽车试验
汽车试验的种类很多，按照汽车的结构特点可以分
为整车试验、部件(总成)试验和零件试验；按照所采用的
试验设施又可分为道路(室外)试验和台架(室内)试验等。 由于汽车试验在汽车开发过程中处于极为重要的地位，
许多汽车企业都投入巨额资金修建大型的汽车综合试验
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红旗轿车选型讨论会
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3．技术设计 技术设计包括确定汽车造型和确定汽车结构两个方
面。
选型讨论会选定的车型方案需要制成空气动力学试 验模型交付风洞试验，验证其形状是否合理，提出修改 意见。
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风洞实验
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技术设计阶段的造型工作包括以下几个方面：
1) 胶带图
胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的 1∶1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形
模仿汽车使用寿命中在各种好路和坏路上行驶
的情况，在汽车实验场内，除了建造沥青路外，也 建造沙土路、砾石路和凹坑路以便进行强化试验， 使汽车在较短的行驶里程内就能暴露出各种问题， 如图4-14所示。
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图4-14 凹坑路
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（4）扭曲试验路
汽车在这种道路上行驶时，车身和车架、前、后轴、悬架以及
汽车传动系统都产生反复扭转，以考验这些部件的性能。
几个缩小比例模型，就可以召开选型讨论会。会议的 目的是从若干个造型方案中选择出一个合适的车型方
案，以便作为技术设计的依据。选型讨论会主要讨论
审美问题，但也涉及结构、工艺等方面，故通常由负 责人召集造型设计师、结构设计师和工艺师等参加会
议。选型讨论会结束，说明选定的车型的造型构思基
本成熟，汽车初步设计亦结束。
装配关系编成“组”及其下属的“分组”号码。每个部 件、每个零件及其图纸都给定一个编号，以便于对全部 图纸进行管理。我国汽车行业惯用的编号方式是采用7位 数字。例如，驾驶室的左车门外板这个零件的编号是
6401015。属于64组(驾驶员门)及其下属的6401分组(车门
骨架及盖板)。最后，设计部门将全部图纸、图纸明细表、 设计说明书及有关文件移交生产部门。
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2．初步设计
汽车初步设计的主要任务是构造汽车的形状，
或称初步造型设计，包括如下内容：
1) 从脑到手：汽车总布置设计
所谓总布置设计，是将汽车各个总成及其所 装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各 总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。为了 保证汽车各部分之间合理的相互关系，需要定出 许多重要的控制尺寸——称为“硬点”。
用名贵的材料，并刻意追求精雕细琢和繁杂的纹样装饰。
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在现代化生产中，设计是第一步，其工作量只占产品 开发全部工作量的10%，成本只占5%左右，但却决定了产
品成败的命运。美国哈佛大学著名的“影子理论”生动地
反映了与产品品质有关的设计、材料、劳动、行政管理四 个方面所投入的成本及其所产生的影响，如图4-1所示。设 计虽然只占成本的5%，而它对产品的影响却占70%，可见 设计对产品的影响是至关重要的。
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图4-1 哈佛大学影子理论
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汽车是一件非常复杂的产品，即使是最富有经验和 知识最渊博的设计师，也不可能深入了解汽车上每一个
细节，更不可能由一个人独自包揽全部设计。因此，设
计师们必须有不同的分工，相互配合。总设计师、主任 设计师、普通设计师分别在不同岗位上各自发挥作用，
形成一个组织严密的工作群体。譬如，福特汽车公司就
速行驶，以考验汽车的高速性能和零部件的可靠性。
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图4-13 高速环形跑道
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（2) 高速直线跑道
高速直线跑道是水平直线路，长度2.5～4 km左
右，可供汽车动力性、制动性和燃料经济性试验。
为了节省建设费用，许多实验场将高速直线跑道设
置在高速环形跑道的直线部分，两者结合使用。
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（3）可靠性、耐久性试验道路
见，加以精工修饰而完成。将模型放置在灯光下看，
其逼真程度几乎与真车无异。
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1：1油泥模型
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1∶1外部模型
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4) 1∶1内部模型 1∶1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验 汽车内部尺寸。1∶1内部模型与1∶1外部模型同时制 作，其设计和尺寸相互配合。1∶1内部模型的形状、 色彩、覆饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使 人具有置身于真车室内的感觉。为了获得一个极优秀 的汽车室内设计，对1∶1内部模型反复推敲，精工制 造，力求逼真，是十分必要的。一些高级轿车，其外 观固然不凡，但内部设施更为豪华考究，对内部设计 及其模型的重视程度，甚至比外形设计及其模型的精 工细作有过之而无不及。
很善于从不同的部门抽调各种专家组成跨部门的设计小 组，以解决单个部门无法处理的问题。由此可见，一个
成功的设计，不仅是每个设计师良好素质的体现，而且
是强调设计师们的配合协作的集体成果。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、汽车的设计过程
1．产品开发规划 在汽车产品开始技术设计之前，必须制订产 品开发规划。根据国家的需要或企业发展的需要， 由国家机关或企业领导下达开发指令。首先，必 须确定具体的车型，亦即打算生产什么样的汽车。 其次是进行可行性分析，根据使用调查、市场情 况、技术条件、工艺分析、成本核算等，预测产 品是否符合需求，是否符合工厂的技术工艺能力， 是否对国民经济和企业有利。
和全尺寸图样的真实感是截然两样的。缩比模型上某
些圆角和曲线看上去很小巧雅致，放大5倍后就显得 笨拙臃肿。因此，汽车形状的最后确定，不能从缩小 比例的图样或模型直接放大，而应经过1∶1效果图和 1∶1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。
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3) 1∶1外部模型 1∶1外部模型是汽车外形定型的首要依据。根据 缩比模型的放大数据，结合胶带图和1∶1效果图的修 订情况，就可以制造1∶1外部模型。这个模型是在一 个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成。由于采用 数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所 以制造一个1∶1外部模型的时间很长，通常需要几个 星期。1∶1外部模型需要集中各个设计步骤的反馈意
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如图纸、说明书等反映自己的构思。现代化产品的 生产过程与手工业时代的生产方式有本质的差别。手工 业产品的创造者独自一人包揽构想和制作，不存在现代 化生产那种设计与制造分工配合的方式，因而不需要对 别人表达自己的构想。手工业产品的创造者为了显示自
己巧妙的构想和精湛的技艺以提高产品的价值，往往选
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2) 理念表达：效果图 效果图是表现汽车造型效果的图画。造
型设计师根据总布置设计所定出的汽车尺寸
和基本形状，就可勾画出汽车的具体形象。
效果图又分为构思草图和彩色效果图两种。
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构思草图是记录造型设计师灵感的速写画。
图4-2 构思草图
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彩色效果图是在构思草图的基础上绘制的较正规的绘 画，需要正确的比例、透视关系和表达质感。彩色效果图
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三、汽 车 试 验