现代汽车设计概论

现代汽车设计方法概论

本学期我选了《现代汽车设计方法概论》这门课程。《现代汽车设计方法概论》是交通科学与工程学院为全校本科学生开设的一门公共选修课程。通过本课程的学习，使学生能够比较系统和全面地了解汽车的基本知识；汽车车身的主要发展阶段以及不同发展阶段的主要特点；初步掌握逆向工程技术在现代汽车车身设计中的应用；了解现代汽车造型与模型制作技术；汽车安全技术中现代设计方法的应用等。

一·汽车的发展

汽车有着一百多年的发展历史了。汽车刚开始的时候是人，畜力的，也就是所谓的马车，这种车是最原始的，效率也是最低的。随着瓦塔改良了蒸汽机，人

类开始步入蒸汽时代。

1766年英国发明家瓦特(1736--1819)改进了蒸汽机，拉开了第一次工业革命的序幕。

1769年法国陆军工程师古诺(1725--1804)制造出第一辆蒸汽机驱动的汽车。

由于试车时转向系统失灵，撞到般圣奴兵工厂的墙壁上粉身碎骨，这是世界上第一起机动车事故。

1771年古诺改进了蒸汽汽车，时速可达9.5千米，牵引4-5吨的货物。

1794年英国人斯垂特首次提出把燃料和空气混合制成混合气体以供燃烧的构想。

1796年意大利科学家沃尔兹发明了世界上第一台蓄电池，这项发明为汽车的诞生和发展带来了历史性的转折。

1801年法国人勒本提出煤气机原理。

1803年法国工程师特利维柯(1771-1833)采用新型高压蒸汽机，可乘坐8人，在行驶中平均时速13km，从此，用蒸汽机驱动的汽车开始在实际中应用。

1827年英国嘉内公爵(1793--1873)制造的蒸汽汽车成为世界上第一辆正式运营的蒸汽公共汽车。可载客18人，平均时速19km。

1838年英国发明家亨纳特发明了世界第一台内燃机点火装置，该项发明被世人称之为“世界汽车发展史上的一场革命”。

1842年美国人古德发明了硬橡胶轮胎，该轮胎是实心的，行驶中颠簸很厉害。

1858年法国工程师洛纳因发明了世界上第一只用陶瓷绝缘制成的电点火火花塞。以上过程称为汽车发展的第一阶段。

直到二十世纪二十年代，随着发动机的发明，热内开始进入电气时代，汽车也有了快速的发展，汽车的发展也进入成型时代。1890-1920 马车过渡到汽车，金属车身出现1885年，德国工程师卡尔·本茨制成了世界上第一辆三轮车，并于1886年1月29日申请并获得了发明专利，所以，1886年1月29日被认为汽车的诞生日。德国发明了汽车,美国则把这个行业带入了艺术设计的圣殿,而哈利厄尔则是有史以来最伟大汽车设计大师,对现代汽车的影响不可估量。汽车经过了发动机，底盘，材料的发展之后，逐渐成型，这是汽车发展的第二阶段。

随着流体力学知识在汽车外形的应用，汽车的发展逐渐进入第三阶段。汽车的外形经历了马车型，箱型，甲壳虫型，船型，楔型发展到现在的流线型，汽车已经发展进入真正的发展期，越来越人性化设计，进入21世纪后,从现在的汽车设计趋势来看,最后边锋主义还是战胜了流线主义,不管是在内饰还是外部线条都追求极其硬朗的线条.这种线条可以让汽车看起来强劲有力,大型车和跑车就非常合适,比较经典的如克莱斯勒300C,兰博基尼GALLARDO等.很安全使得汽车工业一度成为全球产值最高的产业。这是汽车的第三个发展阶段。

兰博基尼GALLARDO克莱斯勒300C

二，汽车的分类

首先，按照用途来分，可以分为乘用车和商务车。

乘用车是指设计和技术特性上主要用于载运乘客及随身行李和/或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位，它也可以牵引一辆挂车。乘用车又可细分为：轿车、旅行车、多用途乘用车、短头乘用车、越野乘用车、专用乘用车、旅居车、防弹车、救护车、殡仪车。

商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车。乘用车不包括在内。商用车可细分为：客车、小型客车、城市客车、旅游客车、铰链客车、越野客车、专用客车、半挂牵引车、货车、普通货车、多用途货车、全挂牵引车、越野货车、专用作业车、专用货车。

二.按车用动力分类：内燃机仍在车用动力中占统治地位，所以绝大多数汽车都属于内燃机汽车。

以蓄电池和电动机为动力装置，经机械式传动系驱动车轮的汽车称为电动汽车。

太阳能汽车是以太阳能为动力源的汽车，这种车辆上装有太阳能吸收装置和光电转换装置。目前，太阳能汽车尚处于试验阶段。

用燃气轮机作动力的汽车适宜作军用和重型车辆，因为这种车辆有高的比功率、良好的扭矩特性和燃用多种燃料的能力。

三.按行驶道路条件分类：汽车按行驶到路条件分类主要分为公路用车和非公路用车两类。

四.按行驶机构特征分类：汽车按行驶机构特征分类可分为轮汽车、履带式汽车、雪撬推进式汽车、气垫车、水陆两栖车、车轮-履带式汽车、步行机构式汽车等。

五.按汽车设计理念：1.SUV2.SRV3.CRV4.CUV5.RV6.HRV7.RAV8.MPV9.NCV 三，发动机

发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。简单来说，发动机就是一个能量转换机构，即将汽油汽车发动机柴油)或天然气的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本的原理。发动机的所有结构都是为能量转换服务的，

发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计、制造、工艺还是在性能、控制方面都有很大的提高，但其基本原理仍然没有改变。这是一个富于创造的时代，那些发动机的设计者们，不断地将最新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机性能达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点，现在的汽车发动机不仅注重汽车动力的体现，更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面，从而使人们在悠闲的享受汽车文化的同时，也能保护环境、节约资源。

汽车发动机的工作原理：往复活塞式内燃机所用的燃料主要是汽油(gasoline)

或柴油(diesel)。由于汽油和柴油具有不同的性质，因而在发动机的工作原理和结构上有差异。

一.四冲程汽油机工作原理，汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成

良好的混合气，在吸气冲程被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生热能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完成一个工作循环。

二.四冲程柴油机工作原理，四冲程柴油机和汽油机一样，每个工作循环

也是由进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油相比，柴油自燃温度低、黏度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点压燃着火，也叫压燃式点火，其工作过程及系统结构与汽油机有所不同.

发动机的组成

由于发动机的工作原理相似，基本结构也就大同小异。汽油发动机通常是两大机构五大系统组成，柴油发动机通常是由两大机构四大系统组成（无点火系）。

发动机总成

曲柄连杆机构——实现热能转换的核心，也是发动机的装配基础。

配气机构——保证气缸适时换气。

燃料系——控制每循环投入气缸燃油的数量，以调节发动机的输出功率和转速。汽车发动机冷却系——控制发动机的正常工作温度。

润滑系——减少摩擦力，延长发动机的使用寿命。

点火系——适时地向汽油发动机提供电火花（柴油发动机无点火系）

起动系——使曲轴旋转完成发动机起动过程。

发动机的分类

按活塞运动方式分类：活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。前者活塞在汽缸内作往复直线运动，后者活塞在汽缸内作旋转运动。

按照进气系统分类：内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。若进气是在接近大气状态下进行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压内燃机。增压可以提高内燃机功率。

按照气缸排列方式分类：内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式、双列式和三列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的。双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。三列式把气缸排成三列，成为W型发动机。

按照气缸数目分类：内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用三缸，四缸、六缸、八缸发动机。

按照冷却方式分类：内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。

按照行程分类：内燃机按照完成一个工作循环所需的冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为四冲程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个冲程，完成一个工作循环的内燃机称为二冲程内燃机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。

按气门机构种分类：侧置气门（SV）发动机、侧置凸轮轴（OHV）发动机、顶置凸轮轴（OHC）发动机、可变气门（VTEC）发动机和Desmo气门机构发动机。

按燃油供应方式分类：化油器发动机和电喷发动机。

按照所用燃料分类：内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。

汽车发动机的发展

往复活塞式四冲程汽油机是德国人奥托在大气压力式发动机基础上，于1876 年发明并投入使用的。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%，而发动机的质量却降低了70%。

1892 年德国工程师狄塞尔(Rudolf Diesel)发明了压燃式发动机(即柴油机)，实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1 倍。1926 年，瑞士人布希(A.Buchi)提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50 年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。1956年，德国人汪克尔发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。1978年，日本研究成功复合动力汽车，即内燃机——电力汽车。1980年，美国试制成功了一种锌氯电池电动汽车。

三，汽车底盘

汽车底盘有四个系统：传动系、行驶系、转向系和制动系组成。同时，由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器、半轴六部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。

离合器的功用——使发动机与传动系平顺接合，把发动机的动力传给传动系，或者使两者分开，切断动力的传递。

变速器的功用是实现变速、变扭和变向。

万向传动装置的功用是将变速器传出的动力传给主减速器。万向传动装置的长度是可以伸缩的,且装有能够适应传动夹角变化的万向节。

主减速器的功用是降低转速以增加扭矩(保证汽车克服行驶阻力而正常行驶)，并且通常要将传动系的旋转方向改变90°,把由传动轴传来的动力传给差速器。

差速器的功用是将主减速器传来的动力分配给左右半轴，并允许左右半轴以不同的转速旋转，使汽车既能直行，又能轻便地转向。

半轴将动力由差速器传给驱动车轮，使驱动轮获得旋转动力。

1汽车传动系统汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。传动系统的功用是将发动

机发出的动

力传给驱动

车轮，使路面对驱动

车轮产生一个牵引

力，推动汽车行驶。

2 汽车行驶系由车架、车桥、车轮和悬架组成

车架的作用是支承连接汽车的各零部件，并承受来自车内外的各种载荷；

车桥通过悬

架和车架（或承

载式车身）相连，

它的两端安装车

轮，其功用是传

递车架（或承载

式车身）与车轮

之间各方向的作

用力及其力矩；

车轮是介于

轮胎和车轴之间承受载荷的旋转组件，通常由两个主要部件轮辋和轮辐组成；

悬架是车架与车桥之间的一切连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架上，以保证汽车的正常行驶。

3 汽车转向系统转向操纵机构：主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成

转向器：将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。

转向传动机构：将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮

按一定关系进行偏转的机构。

对转向系统的要求：

(1)要求工作可靠，操纵轻便。

(2)转向机构还应能减小地面传到转向盘上的冲击，并保持适当的"路感"。

(3)当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。

4 汽车制动系统

汽车制动系统由供能装置，控制装置，制动器，制动传动机构组成，其功用是：驻车制动—汽车静止停在坡路上；行车制动—正常条件下车速控制，包括减速及停车；长坡缓行，包括汽车缓行器及发动机排气制动。

供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件；

控制装置：包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件；

制动传动机构：包括将制动能量传输到制动器的各个部件；

制动器：产生阻碍汽车运动或运动趋势的力(制动力)的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。

汽车制动系统按制动系统的功用分类:

行车制动系——使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置；

驻车制动系——使已经停止的汽车驻留原地不动的一套装置

第二制动系——在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的装置；

辅助制动系——在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。

按制动器型式分类：蹄式（鼓式）制动系，盘式制动器。

四汽车车身的发展

一部汽车车身造型发展史，从某种意义上说就是一部不断追求具有最佳气动造型的历史人们一直在努力研究能够减小气动阻力且气动稳定性好的车身造型，今后这将仍是未来车造型追求的目标之一，但更主要的工作是在研究气动。

早期车的造型

行驶稳定性上人们总习惯以艺术的观点欣赏汽车的外型，而汽车犹如一个个流动的精度建筑物游戈在道路上，优美的车身往往给人留下难以忘怀的印象。事实上汽车的车身造型是一个时代社会政治、经济和文化等多方面生动的综合反映，也鲜明拆射出这个时代的整个工业水平及完备程况。特别是汽车制造工业水淮的高低。1913年以前，从汽车诞生起，汽车车身千遍一律是木质马车的改型，直

到1915年世界上才出现第一辆由美国巴德公司为道奇轿车制造的全钢车身，从此汽车车身跨进金属结构的时代。那时能获的一辆封闭式车身的汽车就是用户的最大心愿。30年代流行箱式大车身，那时车速很低，设计师不需顾虑空气阻

现代名车的造型

力的大小。四、五十年代军车大出风头，为了打赢第二次世界大战, 各式战争用车，如吉普、牵引车、富秋莎炮车纷纷涌向战场。60年代汽车在保持大功率的同时，车身开始讲究安全性。70年代的能源危机使小巧玲戏的轻型轿车狠狠地赚了一笔，把曰本等推上了经济大国的地位。80年代车身设计师要兼顾动力性、排污性及经济性等多方面的要求。随着电子技术的广泛使用，虚拟现实技术在车身造型中应用，使得造型设计中可采用计算机模拟色彩、纹理、质感、背景、阴影及运用三维视觉效果生成虚拟汽车车身造型并实施漫游。通过仿真设备和虚幻环境的动态模型创造出人能够感知的虚拟现实，完全替代传统的实体模型和造型效果图的平面表述方式，甚至能做到未出实车而能体验实车的感觉，使车身造型技术发生了实质性的变革。结构紧奏强度高的流线型轿车现已大量行驶在道路上。展望未来，进入21世纪后,从世界各大汽车博览会推出的多款新概念车看,造型更是、更具个性化和特色.车身造型的未来发展趋势综合起来主要有以下

1气动最优化一部汽车车身造型发展史,从某种意义上说就是一部不断追求具有最佳气动造型的历史人们一直在努力研究能够减小气动阻力且气动稳定性好的车身造型，今后这将仍是未来车造型追求的目标之一，但更主要的工作是在研究气动行驶稳定性上。

五逆向工程在车声设计中的应用

逆向工程也称反求工程，它是相对传统设计而言的。传统的产品实现通常是从概念设计到图样，再制造出产品，称之为正向工程，而产品的逆向工程是从一个存在的零件或原型入手，利用3D 数字化测量仪器，准确、快速地测量轮廓坐标，并经建构曲面、编辑及修改后，传送至一般的CAD/CAM 系统作进一步的设计，再由CAM 所确定的NC 加工路径送至CNC，加工机制作所需模具，或者送到快速成型机将样品模型制作出来。目前大多数有关逆向工程技术的研究和应用都集中在几何形状，即重建产品实物的CAM 模型和最终产品的制造，称为实物逆向工程。逆向工程技术能快速建立新产品的数据化模型，大大缩短新产品研发周期，提高企业生产效率。

逆向工程技术并不是孤立的，它和测量技术、CAD/CAM技术有着千丝万缕的联系。从理论角度分析，逆向工程技术能按照产品的测量数据建立与现有CAD/CAM系统完全兼容的数字模型，这是逆向工程技术的最终目标。但凭借目前人们所掌握的技术，包括工程上的和理论上的（如曲面建模理论），尚无法满足这种要求。特别是针对目前比较流行的大规模“点云”数据建模，更是远没有达到直接在CAD系统中应用的程度。“点云”数据的采集有两种方法：一种是使用三坐标测量机对零件表面进行探测，另一种是使用激光扫描仪对零件表面进行扫描。采集到的数据经过CAD/CAM软件处理后，可以获得零件的数字化模型和用于加工的CNC程序。

六现代汽车造型和模型制作

过去，新型轿车从构思到试产一般要经历4～5年，现在运用了计算机，仅需要2年或更少的时间。其中，轿车的车身造型设计是整个设计工作最重要的内容，越是现代化的大批量流水生产的产品，对其设计的内容要求更严密，要经过一步步可靠的技术验证，否则设计中的错误或缺陷将会在批量生产中造成严重的后果。那么，轿车的外貌是怎样诞生出来呢？下面首先将传统的设计过程展示出来。任何新型轿车的构思，都是建立在旧款车或者其它车辆的基础上借鉴、继承和改进而形成的，这里面包括消费者对汽车的意见和期望。每年在世界各地举办的汽车展览会、市场的信息反馈，都是设计开发部门资料信息来源的“源泉”。例如我国第一辆概念车“麒麟”，就从5个城市的汽车用户做过调查，汇集了各地不同人群对汽车的需求信息，才着手进行图纸设计。目前时兴的品牌轿车“四位一体”的专营销售中，其中一项是“信息反馈”，作用之一就是做厂家开发新产品的依据。

从“纸上谈兵”到实物实体的第一步，就是将设计构思实物化，将纸面的东西用形体表现出来，让设计人员进行更细致和具体的探讨。第一步就是选择确定

几幅效果图，依图做缩小比例的汽车

油泥模型或石膏模型，比例为3:8（美、

英等英制国）或者1:10、1:5等。小

比例模型的好处就是可以反复修改，

成本低廉，如果一开始就做全尺寸模

型，并在大模型上反复修改，就会消

耗大量的时间和人力。由于现代轿车

生产的规模化，任何设计上的错误都

会导致巨大的损失和浪费，因此设计

师在缩小比例车模上进行研制是必不可少的一个环节工作。但随着技术的发展, 手工模型作的越来越少,取而代之的是数控加工可加工塑料模型.

一般效果图给客户后，客户要经过几轮确认，从几十种方案里选择几种方案，选择几种方案后你再提出修改合并方案，或者把几种优点放一起，再搞几种合并方案，合并方案后再去选择评选，最后确定。确定以后，根据评选的几种效果图，要做1：4或1：5的外模型，然后再做1：1的外模型。作完1：4 或1：5的外模型，然后都要评审，做内模型的材料可用木头或金属，把车轮也装上去，做木头车轮或买橡胶车轮装上去，然后都仿真成象真的一样。里面到外面放20~30mm 的余量。，比如油泥材料，油泥可修来修去，但外面不能太厚，它要变形的，它容易掉而且价格贵，木头很便宜，油泥很贵，国产油泥也要2万多元钱一立方，进口的还要贵几倍，模型骨架可用木头的，然后你可在上面修，按效果图来修，修好以后再贴一些薄模，贴一些分界线做装饰，看起来就象一辆真车，包括后风窗和倒车镜，都做出来装上去，让它尽可能真实。最后1：1模型定了以后，一般建议数控加工1：1模型，一般指外模型，内模型不太好加工，因为仪表板模

型很难加工。外模型就是外形造型。1：1模型一般都用木头骨架或型钢、角铁焊成一个骨架，外头贴上木头层，胶合板等等，外头再贴上30~50mm厚的可加工塑料，类似如泡沫材料的可加工材料，一种高密度的泡沫塑料，因为可加工塑料很贵，二十几万元每立方，一般加工塑料都用薄一点，里头用木头骨架。可加工塑料加上以后，轮胎用真实的轮胎装上去，因为1：1的，要把选中的真实轮胎装上去。因为真实轮胎装上去以后可以推来推去，真实的轮胎装上去主要是为了看效果，一般要做一个金属骨架或木头骨架，要装一个车轴，精度要求不高，不装轴承，能把车轮中心定位，能转动就行，然后对外表面进行精修，因为数控加工以后，表面还要打光，表面还要贴一些薄膜或者光滑处理，可以喷漆，也可以改，然后领导评审，看看1：1的模型和真的车是不是一样，如果做出来的效果和真车一样，如果领导说某一根线型不对，能否改一下，让领导把意见统统提出来，然后直接在模型上改，改完后再喷上漆，然后再叫领导看，并征求领导意见，领导说行，就冻结模型, 进行三维测量，再对CAD数模进行修改。

这里有几种做法，就是说有几种做的途径：未来的世界，也就是十年，二十

年能看得到的，未来的趋势我们的手工模型将慢慢被取代掉，把手工外模型这一过程去掉，因为节约时间，节约成本。在造型效果图时，用大型软件，象AUTOSTUDIO和ALIAS等软件做效果图以后，把ALIAS中的一些控制线，控制面取出来，取出后再转到UGII里去，在CAD里做面的光顺，再用大型五轴铣，直接铣出塑料1:5或1：1模型给领导看，结果不满意，再在上面改，当然在这之间还有好多，比如虚拟设计。如美国通用公司有一个大的虚拟设计室，就是为方案评审用的，做几十种造型效果图，由领导来给评审方案，1：1环境，戴上头灰立体环境，看看效果如何，转动转动，你觉得OK，就用这种方案，然后再铣一个1：1的模型，再看实物，这个趋势是不可能逆转的，手工制作模型的趋势被取消掉不可逆转，但是，目前包括通用汽车公司，通用汽车公司开发不是技术最快的，美国通用比德国大众要快。德国大众是手工的东西多，另外，德国大众还没摆脱手工制模型这过程，到目前为止还没摆脱，但越来越少，体现在什么地方呢？大多数1：1的手工模型停掉了，不做了，只做到1：4或1：5的模型，模型做出来，然后你觉得行了，就到三坐标仪上去测量，实际同济同捷科技开发的几个车型也是手工仅仅做到1：5模型，1：1 模型手工没做。没有做是有缺点，就是细微特征必须到数控加工模型上去改。在先前造型从艺术角度上去刮行。1：5模型上特征很难做那么细，这里有几种方案，将来的趋势，1：1手工模型将越来越少，甚至被淘汰。手工模型花的时间很长，要3-5个月时间去做1：1 手工模型，这样太化费时间。1：1手工模型用油泥局部改就省时间了。人工修腰线和特征的时间非常多，而且费用非常贵，材料费、人工费等，美国人工费很贵，它的开发期压得很短，不希望时间搞得很长，所以从整个全球思路来看，目前全世界所有车厂都在采用以上的方法。

七汽车设计

在近百年中，汽车设计技术也经历了由经验设计发展到以科学实验和技术分析为基础的设计阶段。20世纪60年代中期，在设计中引入电子计算机后又形成了计算机辅助设计(CAD，Computer Aided Design)等新方法，使设计逐步实现半自动化和自动化。

经验设计是以已有产品的经验数据为依据，运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法，使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。一种新车型的开发，往往要经过设计—试制—试验—改进设计—试制—试验等二次或多次循环。反复修改图纸，完善设计后才能定型，设计周期长，质量差，消耗大。

随着测试技术的发展与完善，在汽车设计过程中引进新的测试技术，和各种专用的试验设备，进行科学实验，从各方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。同时广泛采用近代数学物理分析方法，对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究，这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。电子计算机的出现和在工程设计中的推广应用，使汽车设计技术飞跃发展，设计过程完全改观。汽车结构参数及性能参数等的优化选择与匹配，零部件的强度核算与寿命预测，产品有关方面的模拟计算或仿真分析，都在计算机上进行。这种利用计算机及其外部设备进行产品设计的方法，统称为计算机辅助设计(CAD)。

随着计算机在汽车设计中的推广应用，一些近代的数学物理方法和基础理论方面的新成就，在汽车设计中也日益得到广泛应用。现代汽车设计，除传统的方

法和计算机辅助设计方法外，还引进了最优化设计、可靠性设计、有限元分析、计算机模拟计算或仿真分析、模态分析等现代设计方法与分析手段，甚至还引进了雷达防撞、卫星导航、智能化电子仪表及显示系统等商新技术。

在产品开发的整个过程中，产品先天质量决定于设计，产品在包括原材料、锻造、使用、维修等各方面的花费，即广义成本的70%是由设计阶段决定的。因此设计方案的修改尽可能地在产品开发的前期进行，使产品设计一次成功，避免在产品开发后期因改变设计而造成的巨大浪费。