汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一一 汽車的基本結(jié)構(gòu)汽車的基本結(jié)構(gòu)l發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)l底盤底盤l車身車身l電器設(shè)備電器設(shè)備1 1 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)l發(fā)動(dòng)機(jī)是為汽車行使提供動(dòng)力的裝置。其作用是使燃料燃燒產(chǎn)生動(dòng)力，然后通過底盤的傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)車輪使汽車行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種。 l現(xiàn)代汽車廣泛采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。它是通過可燃?xì)怏w在汽缸內(nèi)燃燒膨脹產(chǎn)生壓力，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)并通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)來對(duì)外輸出功率的。主要包括兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)，它們是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）、起動(dòng)系統(tǒng)、冷卻供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)（汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）、起動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)

2、系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)組成。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火方式為壓燃式，所以無點(diǎn)火系。 2 2 底盤底盤l底盤作用是支承、安裝汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證正常行駛。底盤由傳傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系組成。 3 3 汽車車身汽車車身l 車身容納駕駛員、乘客和貨物，并構(gòu)成汽車的外殼。載重汽車車身由駕駛室的貨廂組成，客車與轎車的車身由統(tǒng)一的外殼構(gòu)成。其他專用車輛還包括其他特殊裝備等。車身還包括車門、窗、車鎖、內(nèi)外飾件、附件、座椅及車前各鈑金件等。 4 4 電器設(shè)備電器設(shè)備l電器設(shè)備由電源和用電設(shè)備組成。電源包括發(fā)電機(jī)和蓄電池。用電

3、設(shè)備的內(nèi)容很多，不同車型不太一樣，主要有點(diǎn)火系、起動(dòng)系、照明、儀表信號(hào)系統(tǒng)、空調(diào)以及其他用電設(shè)備等。 二二 汽車車身的主要構(gòu)成部件汽車車身的主要構(gòu)成部件 l發(fā)動(dòng)機(jī)蓋(又稱發(fā)動(dòng)機(jī)罩) l車頂蓋 （車頂蓋是車廂頂部的蓋板 ）l行李箱蓋 l車門l翼子板 （翼子板是遮蓋車輪的車身外板 ）l前圍板（前圍板是指發(fā)動(dòng)機(jī)艙與車廂之間的隔 板） 發(fā)動(dòng)機(jī)蓋發(fā)動(dòng)機(jī)蓋車頂蓋車頂蓋行李箱蓋行李箱蓋車門車門翼子板翼子板三三 汽車車身造型的演變汽車車身造型的演變l馬車型汽車 l箱型汽車 l甲殼蟲型汽車 l 船型汽車 l魚型汽車 l楔形汽車 1 1 馬車型汽車馬車型汽車l 最早出現(xiàn)的汽車，其車身造型基本上沿用了馬車的形式，因

4、此稱為“無馬的馬車”。英文名Sedan就是指歐洲貴族乘用的一種豪華馬車，不僅裝飾講究，而且是封閉式的，可防風(fēng)、雨和灰塵，并提高了安全度。18世紀(jì)這種車傳到美國后，也只有紐約、費(fèi)城等少數(shù)大城市中的富人才有資格享用。1908年福特推出T型車時(shí)，車身由原來的敞開式改為封閉式，其舒適性、安全性都有很大提高。福特將他的“封閉式汽車”(Closedcar)稱為Sedan。著名的福特福特T型車型車是馬車型汽車的佼佼者。 最早的汽車最早的汽車l1885年，德國工程師卡爾奔馳在曼海姆制造成一輛裝有0.85馬力汽油機(jī)的三輪車。馬車型汽車馬車型汽車福特福特T T型車型車2 2 箱型汽車箱型汽車 l美國福特汽車公司在

5、1915年生產(chǎn)出一種不同于馬車型的汽車，其外形特點(diǎn)很像一只大箱子，并裝有門和窗，人們稱這類車為“箱型汽車”。因這類車的造型酷似于歐洲貴婦人們用于結(jié)伴出游和其他一些場(chǎng)合的人抬“轎子”式輕便座椅，所以它在商品目錄中被命名為“轎車”。 箱型汽車箱型汽車 1 1箱型汽車箱型汽車 2 23 3 甲殼蟲型汽車甲殼蟲型汽車 l1934年，流體力學(xué)研究中心的雷依教授，采用模型汽車在風(fēng)洞中試驗(yàn)的方法測(cè)量了各種車身的空氣阻力，這是具有歷史意義的試驗(yàn)。1934年，美國的克萊斯勒公司首先采用了流線型的車身外形設(shè)計(jì)。1937年，德國設(shè)計(jì)天才費(fèi)爾南德保時(shí)捷開始設(shè)計(jì)類似甲殼蟲外形的汽車。甲殼蟲不但能在地上爬行，也能在空中飛

6、行，其形體阻力很小。保時(shí)捷博士最大限度地發(fā)揮了甲殼蟲外形的長處，使“大眾”汽車成為當(dāng)時(shí)流線型汽車的代表作。從20世紀(jì)30年代流線型汽車開始普及到40年代末的20年間，是甲殼蟲型汽車的“黃金時(shí)代”。 甲殼蟲甲殼蟲汽車汽車 1 1甲殼蟲汽車甲殼蟲汽車 2 24 4 船型汽車船型汽車 l1945年，福特汽車公司重點(diǎn)進(jìn)行新車型的開發(fā)，經(jīng)過幾年的努力，終于在1949年推出了具有歷史意義的新型V8型福特汽車。因?yàn)檫@種汽車的車身造型頗像一只小船，所以人們稱它為“船型汽車船型汽車”。福特V8型汽車的成功之處不僅僅在于它在外形設(shè)計(jì)上有所突破，而且它還首先將人體工程學(xué)人體工程學(xué)的理論引入到汽車的整體設(shè)計(jì)上，取得了

7、令人較為滿意的結(jié)果。船型汽車不論從外形上還是從性能上來看都優(yōu)于甲殼蟲型汽車，并且還較好地解決了甲殼蟲型汽車對(duì)橫風(fēng)不穩(wěn)定的問題。現(xiàn)在，福特公司的那種具有行李箱的四門四窗的轎車，已被全世界確認(rèn)為轎車的標(biāo)準(zhǔn)形式。 船型汽車船型汽車 1 1船型汽車船型汽車 2 25 5 魚型汽車魚型汽車 l1952年，美國通用汽車公司的別克牌轎車開創(chuàng)了魚型汽車的時(shí)代。如果僅僅從汽車背部形狀來看，魚型汽車和甲殼蟲型汽車是很相似的。但如仔細(xì)觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)魚型汽車的背部和地面所成的角度比較小，尾部較長，圍繞車身的氣流也就較為平順些，所以渦流阻力也相對(duì)較小。另一方面，魚型汽車是由船型汽車演變而來的，所以基本上保留了船型汽車的長

8、處，諸如車室寬大，視野開闊，車身側(cè)面的形狀阻力較小，造型更具有動(dòng)感，乘坐舒適等，這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了甲殼蟲型汽車的性能。另外，魚型汽車還特別地增大了行李艙的容積，所以更適合于家庭外出旅行等使用。 魚型汽車魚型汽車 6 6 楔形汽車楔形汽車 l這種車型就是將車身整體向前下方傾斜整體向前下方傾斜，車身后部像刀切一樣平直，這種造型能有效地克服升力有效地克服升力。第一次按楔形設(shè)計(jì)的汽車是1963年的司蒂倍克阿本提，這輛汽車在汽車外形設(shè)計(jì)專家中得到了極高的評(píng)價(jià)。1968年，通用公司的奧茲莫比爾托羅納多改進(jìn)和發(fā)展了楔形汽車，20世紀(jì)80年代的意大利法拉利跑車意大利法拉利跑車，就是典型的楔形造型。楔形造型對(duì)于

9、目前所考慮到的高速汽車來說，無論是從其造型的簡練、動(dòng)感方面，還是從其對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的體現(xiàn)方面，都比較符合現(xiàn)代人們的主觀要求，具有極強(qiáng)的現(xiàn)代氣息，給人以美好的享受和速度的快捷感。法拉利跑車法拉利跑車 1 1法拉利跑車法拉利跑車 2 2法拉利跑車法拉利跑車 3 3法拉利跑車法拉利跑車 4 4四四 汽車主要車型介紹汽車主要車型介紹lSedan（四門三廂車/轎車/房車）lCoupe（兩門三廂車）lHatchback（揭背式/兩廂車）lWagon（旅行車）lVAN /MPV （客貨兩用車、多功能用途車)lSUV（SportUtilityVehicle）lpick-uptruck（皮卡）lConvertib

10、le（可折疊的敞篷車）lROADSTER（跑車）1 Sedan2 Coupe BMW Z4Coupe福特福特Ford GTCoupe3 Hatchback QQHatchbackPOLO4 Wagon GolfWagon馬自達(dá)馬自達(dá)AZ-Wagon5 VAN/MPVMPV別克別克GL8VAN/MPV東風(fēng)風(fēng)行東風(fēng)風(fēng)行MPV6 SUV 凌志凌志LX470SUV陸地巡洋艦陸地巡洋艦SUV大切諾基大切諾基 7 Pick-up truck 道奇皮卡道奇皮卡Ram Mega Cab Pick-up truck雪弗蘭雪弗蘭s-10Pick-up truck8 Convertiblevolvo c70Conv

11、ertible寶馬寶馬645645CiCi Convertible Convertible ConvertibleConvertible福特福特Mustang GT9ROADSTER Benz SLROADSTER蘭博基尼蘭博基尼Murcilago RoadsterROADSTER蘭博基尼蘭博基尼Murcilago RoadsterROADSTER本田本田 Acura NSXROADSTERBMW Z8SRV (Small Recreation Vehicle)l中文意思是“休閑車”。從廣義上講，除了轎車、跑車外的輕型乘用車，都可歸屬于RV，包括SUV也可屬于RV。RV是以家庭用車為前提的，它

12、最重要的特點(diǎn)，在于外形上與傳統(tǒng)的三廂式轎車不一樣，看上去有些RV像兩廂式轎車，有些RV像越野車。雙環(huán)雙環(huán)SRV 吉吉利新車豪利新車豪情情SRV賽歐賽歐SRV五五 汽車設(shè)計(jì)程序汽車設(shè)計(jì)程序l市場(chǎng)調(diào)研（準(zhǔn)備工作）l從腦到手：草圖 l初步定稿：草圖+說明 l理念表達(dá)：效果圖 l內(nèi)部設(shè)計(jì)：內(nèi)廂效果圖 l觀感評(píng)估：1/5油泥模型 l改進(jìn)階段：1：1油泥模型 l測(cè)量階段：三維坐標(biāo)測(cè)量 l最后階段：電腦設(shè)計(jì) 汽車草圖汽車草圖草圖草圖+細(xì)節(jié)細(xì)節(jié)效果圖效果圖內(nèi)箱效果圖內(nèi)箱效果圖油泥模型油泥模型三維坐標(biāo)測(cè)量三維坐標(biāo)測(cè)量六六 汽車設(shè)計(jì)汽車設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的確定技術(shù)參數(shù)的確定 車長車長l長度長度是對(duì)汽車的用途、功能、使用

13、方便性等影響最大的參數(shù)。因此一般以長度來劃分車身等級(jí)。車身長意味著縱向可利用空間大，這是顯而易見的；但太長的車身會(huì)給調(diào)頭、停車造成不便。4米長與5米長的汽車在駕駛感覺上會(huì)有很大的差異，一般中小型乘用車長4米左右，接近5米長的可算作大型車了。 車寬車寬l寬度寬度主要影響乘坐空間和靈活性。對(duì)于乘用轎車，如果要求橫向布置的三個(gè)坐位都有寬闊的乘坐感（主要是足夠的肩寬），那么車寬一般都要達(dá)到1.8M。日本車對(duì)寬度的限制比較嚴(yán)，大部分在1.8M以下，歐洲車則傾向增大車寬。但是車身太寬會(huì)降低在市區(qū)行走、停泊的方便性，因此對(duì)于轎車來說車寬2M是一個(gè)公認(rèn)的上限。車高車高l高度車身高度直接影響重心（操控性）和空間

14、。大部分轎車高度在1.5米以下，與人體的自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全車重心的考慮，以確保高速拐彎時(shí)不會(huì)翻車。MPV、面包車等為了營造寬闊的乘坐（頭部空間）和載貨空間，車身一般比較高（1.6米以上），但隨之使整車重心升高，過彎時(shí)車身側(cè)傾角度大；這是高車身車種的一個(gè)重大特性缺陷。軸距軸距l(xiāng)軸距在車長被確定后，軸距是影響乘坐空間最重要的因素，因?yàn)檎冀^大多數(shù)的2廂和3廂轎車，乘員的坐位都是布置在前后軸之間的。長軸距使乘員的縱向空間增大，直接得益的是對(duì)乘坐舒適性影響很大的腳部空間。在行駛性能方面，長軸距能提高直路巡航的穩(wěn)定性，但轉(zhuǎn)向靈活性下降，回旋半徑增大。因此在穩(wěn)定性和靈活性之間必須作出取

15、舍，取得適當(dāng)?shù)钠胶狻?前、后懸前、后懸l車長=前懸+后懸+軸距。所以軸距越長，前后懸便越短。最短的懸長可以短至只有車輪，即為車輪半徑1/2。但除了一些小型車要竭力增加軸矩來擴(kuò)大乘坐空間外，一般轎車的懸長都不能太短，一來軸矩太長會(huì)影響靈活性，二來要考慮機(jī)械零件的布局。但前懸也不應(yīng)過長，以確保爬坡通過性，越野車為了保證爬坡、越臺(tái)的能力，一些高性能跑車的前后懸取值主要是出于對(duì)前后重量平衡和動(dòng)態(tài)重心轉(zhuǎn)移的考慮。近年為了滿足嚴(yán)格的正面撞擊測(cè)試法規(guī)，有加長前懸的趨勢(shì)，目的是容納車架的撞擊緩沖結(jié)構(gòu)。后懸則可以比前懸稍長一些。 輪距輪距l(xiāng)輪距輪距直接影響汽車的前后寬度比例。與其它尺寸相比，輪距更受機(jī)械布局（尤其是懸掛系統(tǒng)類型）的影響，是造型設(shè)計(jì)師需要在很早期就確定的參數(shù)。一般轎車的前輪距比后輪略大（相差約10-50MM），即車身前半部比后半部略寬，這與氣流動(dòng)力學(xué)有關(guān)。在操控性方面，輪距越大，轉(zhuǎn)向極限和穩(wěn)定性也會(huì)提高，很多高性能跑車車身葉子板都向外拋，就是為了盡量擴(kuò)大輪距。 離地距離地距l(xiāng)離地距即車體最低點(diǎn)與地面的距離。后驅(qū)車的離地最低點(diǎn)