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1、汽车造型设计 第一章 汽车造型设计基础交通系统是城市规划必不可少的组成部分，它就如人体的血管一样必须分布合理，否则城市里有的“器官”就会供血不足。北京为了缓解市区交通严重拥堵问题，出台了一系列交通法规，车辆拥堵确实有所缓解，但公交、地铁却负荷大增，北京从“首堵”变成了“首挤”，人们出行仍然不便。城市-道路-车-人是个系统问题。第一节交通与人一辆车里的人并不是只和这辆车产生关系，车里车外的人与车都是运转中的交通系统里的一份子，因此，人与车的互动性将是我们研究的主题，图1-1奥迪侧向辅助系统（一）第二节车身与人一、车身的含义与构成汽车车身是指安装在汽车底盘上各种特种箱形构件和覆盖件的总称。它的主要
2、作用是为驾驶员提供便利的工作环境，为乘客提供安全舒适的乘坐环境和活动场所，为运载的货物提供合适的运载空间，为发动机和底盘部件提供必要的覆盖、隔离和保护。现代汽车车身还起到美化环境、减少空气阻力、提高燃料经济性和行驶安全性的作用。（一）广义车身广义车身包括除底盘（包括驱动系、悬挂系、行走系、大梁等）外的所有部分。图1-3两厢轿车的底盘与车身的透视效果图1-4客车的地盘与车身透视效果驾驶人员和乘客通常不会跟底盘部分发生直接关系，只有驾驶人员通过转向器和变速器操纵杆与底盘发生联系。底盘的性能和特性都是需要通过车身传递给车内的驾驶人员和乘客的。（二）狭义车身狭义车身包括车身壳体、车门、发动机盖、行李厢
3、盖等部件的白车身。二、车身设计制造的要素（一）安全性汽车被称为“改造世界的机器”。一方面拥有快捷、舒适的正面效应；另一方面，也给人类带来了较大的负面效应。交通事故就是其中最严重、危害最大的负面效应之一，这是我们每天都要面对的“现代文明病”。车身安全性能的首要要素就是碰撞后尽量减小严重变形的可能。为此，我们有两件关键的事情要做，一是保持车身刚性，二是分散撞击能量。汽车安全性配置按照事故发生的前后基本可以分为主动安全和被动安全两大类。（1）安全带传统的安全带主要有两点式和三点式两种。两点式只固定乘员的腰部，不能固定上半身，一般不用在前座。三点式在两点的基础上加一根斜跨到肩部固定上半身的带子，固定带
4、子的固定点有三处，它可固定乘员的上半身，提高了安全性。（2）安全气囊安全气囊可以有效地减轻车辆撞击时人员头部的受伤，与安全带一起对前排乘员提供有效的保护。（3）头枕头枕是汽车后部受撞击时限制人的头部向后甩动的安全装置，头枕可降低颈椎受伤的可能性。（4）安全玻璃如夹层玻璃（最适合于前挡风玻璃的安全玻璃），发生碰撞时不会散落而造成二次伤害。（5）门锁与门铰链汽车的门锁与门铰链应有足够的强度，以避免行进过程中车门开启造成乘员被甩出车外的危险。现在人们利用计算机模拟方法可以得到汽车稳定性和变形的参数，根据这些参数进行各种冲击试验而设计提供乘员更高的安全性保障措施。在工业产品中，交通工具是处于运动状态的
5、产品。陆行交通工具中火车由于是在固定路线上行驶，并且由于其运输特点决定了它是长距离、大跨度行驶，因此大多数时间其外观也是远离人们视线的。汽车以及摩托车、自行车等这些陆行交通工具是短距离运输工具，长时间在人们的视线内，同时与人的接触距离非常近，造型的要求自然高。（二）舒适性噪声、振动和舒适性是衡量汽车舒适程度的指标，是汽车用户最直接最重要的价内容。噪声（noise）、振动（vibration）、舒适性（harshness）统称为车辆的NVH随着汽车普及率的提高，汽车NVH性能必将成为用户选择的重要衡量标准。乘坐区的舒适主要是指人在乘坐车辆时，处于非工作状态，不会因为车辆路面的变化而产生疲倦，尤其
6、是躯干和下肢的活动空间能够有所调整变化。（三）视觉传递性视觉传递性指外部感观效果。如宝马这个品牌的外观同这品牌具有很强的一致性力量、稳健、成熟（见图1-17），奇瑞QQ这个品牌的外观同其名字一样青春、活力、小巧（见图1-18）。第三节车身与底盘一、连接方式与结构分类（一）焊接承载式车身与底盘直接连接，连接方式通常是焊接等刚性连接方式，这种连接和承载方式是将车身和底盘连为一体，车身同底盘一起参与承受汽车在行驶过程中的各种载荷。这种连接和承载方式通常应用在轿车和高档大客车上，目的是在保证安全性的前提下，提高乘坐舒适度，使车辆的平顺性得到改善，同时有效增大了车辆的装载空间。（二）铆接或螺栓连接半承载
7、式车身与底盘连接用铆接或螺栓以及与焊接并行的连接方式。车身与底盘是半刚性连接，在牺牲一些舒适性的情况下，获得较高的安全性。这类连接方式较承载式连接方式成本要低，比较经济实用，主要应用在校车、低档客车和货车上。（三）螺栓连接非承载式车身与底盘是非刚性连接，一般通过螺栓和橡胶缓冲垫连接，车身高度增加，重心提高，在不损失安全性的前提下，可获得较高的越野性和舒适性。这种连接和承载方式成本较高，主要应用于各种越野车辆上。二、各种车身结构主要应用的范围（一）非承载式（有车架式）通常，货车（除微型货车）、大客车、专用汽车及大部分高级轿车上都装有单独的车架，车身上的载荷主要由车架来承担，但车身仍在一定程度上承
8、受由车架弯曲和扭转变形所引起的载荷。（二）半承载式半承载式是一种过渡型的结构，车身下部仍保留有车架，不过它的强度和刚度要低于非承载式的车架，一般将它称之为底架（见图1-29、图1-30）。它之所以被命名为半承载式是出于以下考虑：让车身也分担部分载荷，以此来减轻车架的自重力。（三）承载式（无车架式）承载式车身无车架，车身的强度和刚度通常主要由车身下部来予以保证，一般中低档轿车车身属于承载式车身（如图1-33 图1-36）。承载式车身整个车身没有单独的车架，具有如下特点 它由一个个以压力加工而成的不同形状的薄钢板散件（钣金件）点焊连接成一个整体，具有良好的抗弯曲和抗扭曲的性能。由于无车架结构，整个
9、车身几何空间比较小，仅适合于轿车。从传动和悬挂系统传来的振动和噪声直接进入底板槽，可能引起车身强烈振动，设计时需要附加抑制振动和噪声的隔振或减振装置。由于车身底部与地面距离较小，地面泥、水会使车身底部的钣金件生锈，因此，防腐蚀措施显得尤为重要。第四节车身与附件一、汽车车身结构汽车车身结构主要包括：车身壳体、车门、车窗、车前后钣金制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等。在货车和专用汽车上还包括车厢和其他装备。车身壳体是一切车身部件的安装基础，通常是指由纵梁、横梁和支柱等主要承力元件以及与它们相连接的钣金件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数具有明显的骨架，而轿车
10、车身、货车驾驶室则没有明显的骨架。车身壳体通常还包括在其上敷设的隔声、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。二、车身的特殊附件 透明材料：钢化玻璃（破碎后，导致玻璃突然变得不透明，只能作为侧窗、后挡风玻璃和车门玻璃）；夹层玻璃（最适合于前挡风玻璃的安全玻璃）；区域钢化玻璃；调光玻璃和热线反射玻璃。敞篷顶、行李架、扰流板等。第五节车身与造型一、功能与造型满足功用是造型的基础，满足安全是造型的前提。从汽车诞生到发展的过程中，人们对速度、安全、舒适的要求推进车身外观造型的改进经历了如图1-40 所示几个主要阶段的演变。二、制造工艺与造型加工能力是造型的基础，制造成本是造型的关键。不同的制造工艺造就不同的产品效果，好的工艺可以确保造型设计的完美实施，落后的工艺能变好的造型设计为粗制滥造的低端产品。车身造型设计应根据加工企业的实际工艺手段来确定一些造型方案的取舍。合适的造型、合适的工艺可能更有利于生产质量的保证，成本也相应降低。同时，造型设计也是推动工艺改进的动力。第六节车身与市场是市场决定车身设计的方向还是设计引导市场的消费？车身造型设计为汽车功能服务，汽车功能应满足人的使用及审美要求。功能是造型的依据，但造型绝不是简单功能的组合。一种车型的造型设计不得不考虑车与人、车的使用场合等关系，否则，盲目和缺乏针对性的设计是很难有市场的。