汽車車身整體外觀設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車更新?lián)Q代越來越快，消費(fèi)者對汽車的外形要求越來越多元化，這很大程度上是由車身技術(shù)的發(fā)展所決定的，所以汽車車身造型是整個汽車制造的重要組成部分。汽車造型設(shè)計(jì)師科學(xué)性和藝術(shù)性相結(jié)合的一項(xiàng)工作，它涉及到許多領(lǐng)域，包括空氣動力學(xué)、美學(xué)的應(yīng)用、人機(jī)工程學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等，對學(xué)科的交叉應(yīng)用十分普遍。</p&

2、gt;<p>　　基于對車身造型的愛好，本次論文大體從兩個方面來研究車身外形：</p><p>　?。?）從理論上分析影響車身造型的因素。經(jīng)過學(xué)習(xí)國內(nèi)外汽車的發(fā)展概況，充分了解到，每種車型的出現(xiàn)都是一項(xiàng)新的技術(shù)的變革或創(chuàng)新；對于汽車車身現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展更需要充分研究影響車身造型的因素。本文概述了汽車發(fā)動機(jī)的布置設(shè)計(jì)方案對車身外形設(shè)計(jì)的影響，發(fā)動機(jī)的布置形式及傳動系和外形設(shè)計(jì)的關(guān)系，最后分析了空氣動力學(xué)

3、和美學(xué)在外形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。</p><p>　　（2）使用PROE軟件對車身模型的模仿設(shè)計(jì)，主要通過學(xué)習(xí)三維模型的建立來對車身模型的繪制。在軟件的使用中靈活使用各種建立空間曲線、空間曲面的方法以及空間曲面的過渡處理。最后形成三維渲染效果圖，創(chuàng)造真實(shí)的效果。</p><p>　　關(guān)鍵字：車身造型 空間曲面 渲染</p><p><b>　　ABSTRA

4、CT</b></p><p>　　With the development of the automotive industry, automotive replacement faster and faster, shape requirements for automotive consumers increasingly diversified, which is largely determi

5、ned by the development of the body, so car styling is an important part of the entire automobile manufacturing. Science and art of combining a car stylists work it relates to many areas, Including the application of aero

6、dynamics, aesthetics, ergonomics, computer-aided technology, on cross-disciplinary applications</p><p>　　Based on the love of styling, this paper generally from two aspects to study body shape. First, from t

7、he theoretical analysis of the factors that affect body shape. After learning the overview of the development of domestic and foreign automobiles, fully understand the change of each model are a new technology or innovat

8、ion; Need to fully study the factors affecting the styling for the development of the modern technology of the auto body ,This article provides an overview of the layout design o</p><p>　　Keywords: Styling

9、 Space surface Rendering</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　目錄III</b></p><p

10、><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1課題背景1</b></p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3主要研究內(nèi)容6</p><p>　　第二章 影響汽車造型的技術(shù)因素8</p><p>　　2.

11、1發(fā)動機(jī)的布置設(shè)計(jì)要求8</p><p>　　2.2汽車發(fā)動機(jī)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容8</p><p>　　2.3車身總布置與整車總布置的關(guān)系10</p><p>　　2.4汽車外部造型設(shè)計(jì)與空氣動力學(xué)13</p><p>　　2.5汽車外部造型設(shè)計(jì)與美學(xué)運(yùn)用18</p><p><b>　　2.6小結(jié)2

12、2</b></p><p>　　第三章 車身總體布置設(shè)計(jì)初步及設(shè)計(jì)軟件介紹23</p><p>　　3.1 PROE軟件的介紹23</p><p>　　3.2結(jié)束語錯誤!未定義書簽。</p><p>　　第四章 三維模型的建立25</p><p>　　4.1 建立方法及原則錯誤!未定義書簽。<

13、;/p><p>　　4.2 車身建模分塊錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.3通過點(diǎn)構(gòu)造空間曲線26</p><p>　　4.4構(gòu)造空間曲面27</p><p>　　4.5空間曲面的處理和形成錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.6汽車外形各部位的裝配錯誤!未定義書簽。</p><

14、;p>　　4.7工程圖的繪制....................................................................錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.7渲染錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　第五章 結(jié)論33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

15、34</b></p><p><b>　　致謝35</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　汽車——這一改變世界的機(jī)器，以其澎湃的動力將文明社會推入快速發(fā)展的軌道。它不

16、僅在很大程度上影響著世界經(jīng)濟(jì)、文化，也改變著人們的生活方式以及時空和價值觀念。它是當(dāng)今高端科學(xué)技術(shù)集中反映的載體，閃耀著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)和藝術(shù)的光芒，它迸發(fā)出的文化意念，凝結(jié)著人類智慧的結(jié)晶，詮釋著今日人類文明與驕傲。</p><p>　　縱觀世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的歷史，無一不是遵循通過汽車工業(yè)的發(fā)展從而帶動其他相關(guān)行業(yè)的發(fā)展這么一條發(fā)展規(guī)律。汽車工業(yè)發(fā)展的水平不僅反映著一個國家的工業(yè)發(fā)展和人民生活的水平，而且也反映了

17、一個國家科學(xué)技術(shù)和文明的水平。汽車車身是汽車的“上層建筑”，是整車的四大組成部分之一，是目前世界汽車行業(yè)中研究最活躍且發(fā)展最迅速的一個領(lǐng)域，汽車的更新?lián)Q代也很大程度上取決于汽車車身技術(shù)發(fā)展。汽車車身所涉及的領(lǐng)域十分廣泛，包括美學(xué)、空氣動力學(xué)、環(huán)境學(xué)、計(jì)算機(jī)、機(jī)械工程學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、材料和化工等。車身設(shè)計(jì)技術(shù)朝著虛擬化、氣動最優(yōu)化、輕量化、個性化、人性化、綠色化和安全化方向發(fā)展。汽車車身是駕駛員及乘客的活動產(chǎn)所，其對于保障汽車的行駛安全有

18、重要的作用，另外汽車車身的設(shè)計(jì)對于保證汽車高速行駛的動力性和經(jīng)濟(jì)性也有重要的影響，因此汽車車身的合理設(shè)計(jì)對于汽車的發(fā)展有著重要的影響。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 國外研究狀況</p><p>　　轎車車身被認(rèn)為是一種科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合的的藝術(shù)品?，F(xiàn)代轎車車身設(shè)計(jì)越來越重視藝術(shù)造型，綜合運(yùn)用空氣動力學(xué)、美學(xué)、人機(jī)工程

19、學(xué)和汽車工程技術(shù)這四個要素，而且要更加重視提高乘客乘坐舒適性、車身安全性和道路行駛可靠性，以及改善車汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和操縱穩(wěn)定性等幾方面的要求。下面從外型、結(jié)構(gòu)及內(nèi)飾方面分析一下最近幾年國外汽車車身發(fā)展變化狀況。</p><p><b>　?。?）外形</b></p><p>　　轎車車身是個復(fù)雜、龐大的剛性體，由于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用而在外觀設(shè)計(jì)上趨于更加科學(xué)

20、合理，更符合安全性與輕量化相互協(xié)調(diào)的要求。車身造型中大量應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和輔助造型即CAD、CAM和CAS等技術(shù)，使車身造型不斷突破傳統(tǒng)觀念。形態(tài)各異的造型特點(diǎn)達(dá)到了藝術(shù)與功能的和諧統(tǒng)一。</p><p>　　20世紀(jì)90年代以來。國外轎車車身大多數(shù)是高流線型、大圓角的造型。在兩廂式轎車或三廂式轎車的廂與廂之間，大多用光順圓滑的曲面連接。此外發(fā)動機(jī)機(jī)罩與側(cè)圍、前圍與側(cè)圍、前圍與發(fā)動機(jī)罩也使用平滑的曲

21、面過渡連接，使其具有流線型，這樣的造型大大降低了空氣阻力因數(shù)。目前有些車型的空氣阻力因數(shù)(CD)己降至0.3以下。試驗(yàn)表明，空氣阻力因數(shù)從0.5降到0.3，可節(jié)省燃油14%。有些車型采用了整體流線型與局部棱角型相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，這是一種新的發(fā)展趨勢。</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　自石油危機(jī)以來，汽車節(jié)能減排工作備受人們的關(guān)注。為

22、了達(dá)到降低燃油消耗率的目的，采取的方法是減小整車質(zhì)量，車身結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)和發(fā)展。最近幾年來，汽車車身的主要變化表現(xiàn)在，在不降低汽車碰撞能力的前提下，優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕汽車質(zhì)量。</p><p>　　目前，減小質(zhì)量的方法主要有兩種：一是盡量減少零件數(shù)量，優(yōu)化設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)，使之為整體構(gòu)造。二是大量采用輕質(zhì)合金材料及新型復(fù)合材料。如鋁、鎂合金、鈦合金等。據(jù)有關(guān)資料介紹，德國奧迪轎車A8系列的新車型采用全鋁制車身后，減小質(zhì)

23、量15%，油耗隨之降低5%-8%。</p><p>　　目前，日本、美國、歐洲汽車的車身結(jié)構(gòu)，主要的獨(dú)立的鋼質(zhì)車體，鋼模塊化車體，鋼和鋁的立體類型的三維框架。分析結(jié)果表明，車體結(jié)構(gòu)，在未來10年車身結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。重點(diǎn)將是降低車身質(zhì)量，提高效率和降低成本。在未來，小批量的生產(chǎn)模式，將主要利用鋼和鋁的三維立體框架，大批量生產(chǎn)的車型，將采用模壓鋼架</p><p><b>　

24、?。?）內(nèi)飾</b></p><p>　　近年來，美國，歐洲和大公司在汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)的過程中，不僅強(qiáng)調(diào)功能要求。更加注重內(nèi)部布局和外觀作為一個整體的內(nèi)部協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的風(fēng)格，但最重要的仍然是舒適性，為了不斷提高舒適性的車，20世紀(jì)90年代以來，日本，美國，歐洲，越來越重視研究人機(jī)工程學(xué)，主要更強(qiáng)調(diào)司機(jī)和乘客的心理，生理，為前提進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)，更加注重內(nèi)飾材料的顏色和質(zhì)地，使之創(chuàng)造一個愉快的氛圍和舒適的駕駛環(huán)境

25、。可以看到，從過去兩年各大公司推出的新車型的內(nèi)部空間有所增加來看，裝飾性，實(shí)用性和生活性功能也進(jìn)一步改善。這主要反映了更完美的基本內(nèi)飾。在近幾年，裝飾的儀表板和方向盤得到重視，日益一體化的儀表板和可調(diào)功能方向盤設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)新穎，有吸引力的外觀，在追求風(fēng)格和色彩上要與整個內(nèi)飾風(fēng)格協(xié)調(diào)統(tǒng)一。此外，車頂內(nèi)襯，內(nèi)門板和地板在同時保持裝飾統(tǒng)一的前提，隔熱，隔音，阻燃，抗震動性能也已大大提高。在車上，座椅是與人體部位親密接觸的部分。其最基本的要求是乘

26、坐的舒適性。近幾年來，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛使用，汽車座椅的結(jié)構(gòu)已經(jīng)合理的改進(jìn)，質(zhì)量和性能會因不斷改善人機(jī)工程學(xué)原理而不斷提高。目前，能夠適應(yīng)多種人體尺寸，滿足各種駕駛乘法姿勢，久坐而不勞累的多功能</p><p>　　就整體狀況而言。汽車內(nèi)飾件，先階段使用質(zhì)地柔軟，手感好，色澤優(yōu)雅的在內(nèi)飾材料作為裝飾材料，塑料的使用數(shù)量仍然較大。內(nèi)部“軟化”是今天的主要趨勢。目前，所有類型的車，特別是小型和中型轎車的內(nèi)飾布局正

27、向著高級豪華、使用便捷的方向發(fā)展。</p><p>　　縱觀日本、美國、歐洲車身的整體發(fā)展，可以看到與快速發(fā)展后，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速圖形終端和工作站的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)幾何處理技術(shù)已進(jìn)一步完善，從2D，3D線框已經(jīng)發(fā)展成為一個三維實(shí)體造型。已經(jīng)形成了一個集成的CAD，CAM集成系統(tǒng)，所以，直接在電腦上的體形。模型加工精度大大提高了，車輛碰撞測試可以使用模擬的方式進(jìn)行。有限元技術(shù)的使用，使車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜變得簡單，

28、并且可以分析汽車車身結(jié)構(gòu)的性能。事實(shí)已經(jīng)證明，這些產(chǎn)品的開發(fā)，現(xiàn)代化的手段，有效地縮短汽車開發(fā)周期，而且大大提高車身設(shè)計(jì)質(zhì)量。此外，先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和高度自動化的加工設(shè)備，也同樣出色的確保車身的制造質(zhì)量。如今，汽車產(chǎn)品之間的競爭，從某種意義上講，主要是在造型變化上，更新快，形狀優(yōu)美的模型產(chǎn)品在競爭中取勝奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為此，日本，美國，歐洲公司已經(jīng)開發(fā)出自己的CAD，CAM身體外形和內(nèi)飾的開發(fā)系統(tǒng)。充分利用現(xiàn)代車身設(shè)計(jì)車身開發(fā)工作?？梢?/p>

29、相信，現(xiàn)代的車身設(shè)計(jì)在不斷更新和完善的開發(fā)工具發(fā)展的同時促進(jìn)車身造型技術(shù)躍升到一個更高的水平。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　我國轎車車身設(shè)計(jì)和制造的歷史始于我國第一輛轎車的誕生。1958年5月5日一汽試制出我國第一輛轎車—東風(fēng)CA71型(圖1-1)，該車車身為流線形，銀灰色車頂。紫紅色車身，鍍鉻前后保險杠和輪輞;尾燈采用中國傳統(tǒng)的宮燈造型，具有濃郁的

30、民族特色;內(nèi)飾選用中國名貴的織錦; 車身兩側(cè)鑲嵌著毛澤東手書的“第一汽車制造廠”七個遒勁飄逸的鍍金大字;裝有冷熱風(fēng)空調(diào)，發(fā)動機(jī)罩前上方有一條昂首騰躍的銀色小龍徽標(biāo)，象征著古老的中華民族;四缸頂置氣門發(fā)動機(jī)最大功率52kW,最高車速128km/h,，每百公里10L。隨后又開始試制“紅旗”牌高級轎車，同時還試制過東風(fēng)牌中級轎。20世紀(jì)50年代中末期，全國各地試制出許多轎車，如北京的東方紅牌和井岡山牌轎車（圖1-2），上海的海燕牌和鳳凰牌轎車

31、以及上海牌轎車，天津的天津牌轎車，武漢的長江牌車。掀起了我國第一次轎車熱潮。事實(shí)上，許多轎車項(xiàng)目盲目上馬，由于技術(shù)和質(zhì)量上的問題，產(chǎn)品的可靠性經(jīng)不起考驗(yàn)，配件也無法解決，隨后又紛紛下馬。</p><p>　　圖1-1 東風(fēng)CA71型 圖1-2井岡山牌轎車 </p><p>　　1958年8月3口，第一輛“紅旗”牌CA72型高級轎車試制成功(圖1-

32、3)，前后只用一個月時間。該轎車車身全長5.5m，通體黑色兩排座位，造型莊重大方，有元首用車氣派。紅旗牌轎車完全是我國技術(shù)人員獨(dú)立設(shè)計(jì)與制造的，尤其是車身，當(dāng)時沒有任何圖樣，一個星期就制作出1:1的油泥模型，車身直接從油泥模型上取得樣板制成。采用了許多型結(jié)構(gòu)和先進(jìn)技術(shù)具有50年代世界轎車先進(jìn)水平。因此，幾十年來紅旗牌轎車一直是國汽車工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的代表產(chǎn)品，在國際上有一定的影響，也是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的族品牌轎車代表作。 </p&

33、gt;<p>　　20世紀(jì)60年代初，我國開始進(jìn)行國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整，只保留了一汽紅旗牌高級轎車和上海上海牌中級轎車兩個基地和兩個產(chǎn)品。由于我國將轎車定位在公務(wù)用車上，致使產(chǎn)量低對成本高，因而使我國轎車技術(shù)與國外拉開了明顯的距離。</p><p>　　1983年4月11日，上海組裝出第一輛桑塔納(Santana)轎車(圖1-4)，1984年上海與德國大眾公司簽訂技術(shù)引進(jìn)合同，并于1985年9月成立上海大眾

34、汽車公司。1991年，著名上海汽車廠(生產(chǎn)上海牌汽車)加入上海大眾公司。1995年，更名為上海汽車工業(yè)(集團(tuán))總公司。經(jīng)過重組，上汽汽車制造有限公司于2006年2月22日正式成立。2007年上市的榮威750(圖1-5)采用只有頂級車才擁有的Cigar Shape雪茄形車身典雅動感的設(shè)計(jì)用科學(xué)比例、流暢的線條和雅致的曲面完美實(shí)現(xiàn)，并一舉造就同級車中占據(jù)絕對優(yōu)勢的2849mm超長軸距車頭飽滿而典雅，經(jīng)典的盾形一體式格柵設(shè)計(jì)，配合底部大型進(jìn)氣

35、罩口，格致美感不彰自現(xiàn)，名門尊崇氣派一覽無余。</p><p>　　圖1-3 CA72型轎車 圖1-4 桑塔納(Santana)轎車</p><p>　　1988年5月，第一汽車制造廠與德國大眾公司簽訂奧迪100型轎車技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，2007年新推出的邁騰(圖1-6)在傳承大眾品牌內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，展示了一款B級轎車嶄新的設(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)理念:線條堅(jiān)定而又不失張

36、揚(yáng)的雕塑式整體造型。而邁騰的內(nèi)飾風(fēng)格.簡潔大氣又不失豪華氣派。</p><p>　　圖1-5 榮威750 圖1-6 大眾 邁騰</p><p>　　1992年5月18日，神龍汽車有限公司在武漢市成立。它是東風(fēng)汽車公司和法國雪鐵龍汽車公司合資興建的大型轎車生產(chǎn)企業(yè)。2006年東風(fēng)雪鐵龍凱旋轎車(圖1-7)上市其全新的造型設(shè)計(jì)不僅傳承了雪鐵龍

37、的造型風(fēng)格，更融合了全新的造型理念。鍍鉻處理的飽滿雙齒輪標(biāo)向兩邊延伸，并和散熱隔柵融合在一起。前照燈向上挑起至翼子板處，晶瑩剔透，炯炯有神。在前部造型方面還值得一提的是位于前車門上的旗幟形后視鏡，配合向后延伸的鍍鉻車窗線條，凸現(xiàn)凱旋的流線形側(cè)面造型，將凱旋的車身線條勾勒得更加生動。</p><p>　　2008年1月6日第八代雅閣轎車(圖1-8)上市，其剛勁有力的設(shè)計(jì)理念，體現(xiàn)了大氣、高檔、先進(jìn)、尊貴的設(shè)方向，車

38、頭的設(shè)計(jì)更具英氣，棱角形的前照燈和進(jìn)氣隔柵、外張的翼子板等，展現(xiàn)動感干練的氣質(zhì)。特別是車身側(cè)面貫穿首尾的那條腰線，就像中國書法中的一撇，感實(shí)足。首次采用了本田最新的“高級兼容性設(shè)計(jì)(ACE)”的車身結(jié)構(gòu)技術(shù)，它借于嶄新的折疊緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)，提高了在各種可能發(fā)生的碰撞事故中對撞擊能量的緩沖效果。</p><p>　　圖1-7 東風(fēng)雪鐵龍凱旋轎 圖1-8 第八代雅閣轎車 </p>

39、<p>　　目前我國各大轎車廠家在消化引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，加大了轎車車身自主開發(fā)的力度。通過對自主知識產(chǎn)權(quán)品牌產(chǎn)品的自主開發(fā)、與國外進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)以及引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)等方式，瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)車型，采用先進(jìn)技術(shù)，普遍實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。轎車產(chǎn)品績合技術(shù)水平有了很大的進(jìn)步，主要產(chǎn)品性能指標(biāo)大幅度提高。在轎車車身開發(fā)技術(shù)上也有較大突破，初步掌握了轎車車身造型、曲面光順、三維實(shí)體設(shè)計(jì)、車身模型制作、人機(jī)工程、空氣動力學(xué)和車身安全性等技術(shù)以

40、及車身模具、夾具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，同時還自主開發(fā)了一批小型、實(shí)用、適合國內(nèi)特點(diǎn)的設(shè)計(jì)軟件。奇瑞、中華、東南、吉利等止我國轎車自主品牌的開發(fā)作出了巨大的貢獻(xiàn)。但站在國際大視野的角度來看，我國自主品牌轎車的研發(fā)水平和能力與世界各大著名汽車廠相比仍存在較大的差距，還有大量的工作要做。</p><p>　　1.3 主要研究內(nèi)容</p><p>　　通過了解課題的研究背景，和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，深刻體

41、會到汽車車身對汽車整體造型的重要性，本次設(shè)計(jì)針對汽車的外形造型進(jìn)行深刻的研究。</p><p>　?。?）首先掌握影響汽車造型的技術(shù)因素。對汽車車身的概念，組成部分進(jìn)行細(xì)致的了解，深入學(xué)習(xí)發(fā)動機(jī)和傳動系對車身的總體布置的影響。還有現(xiàn)代汽車車身設(shè)計(jì)與空氣動力學(xué)、美學(xué)的關(guān)系。</p><p>　?。?）對于汽車的外形造型，涉及到汽車的整體布局，汽車的形狀設(shè)計(jì)，汽車的外形顏色。</p>

42、;<p>　?。?）本次設(shè)計(jì)借助PROE軟件的輔助，參考的汽車參數(shù)進(jìn)行車身三維模型的建立，繪制白車身。在其中學(xué)會靈活使用空間曲線和曲面的建立的方法。</p><p>　　第二章 影響汽車造型的技術(shù)因素</p><p>　　2.1 發(fā)動機(jī)的布置設(shè)計(jì)要求</p><p>　　按照方案設(shè)計(jì)規(guī)定的參數(shù)與要求，以及汽車布置設(shè)計(jì)規(guī)定的空間和邊界條件，決定發(fā)動機(jī)

43、總成的具體結(jié)構(gòu)，規(guī)劃各零部件的形狀和尺寸，把總成內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部附件布置具體化。布置設(shè)計(jì)上以燃燒室為核心協(xié)調(diào)處理汽缸蓋和配氣機(jī)構(gòu)布置；以運(yùn)動件為核心協(xié)調(diào)處理曲柄連桿機(jī)構(gòu)的形狀和尺寸以及機(jī)體的結(jié)構(gòu)安排。集中考慮冷卻系部件、潤滑系部件、進(jìn)排氣管和各附件的布置。在發(fā)動機(jī)外部布置上既要方便保養(yǎng)、加油、加水等作業(yè)，又要講究外形緊湊美觀。</p><p>　　2.2 汽車發(fā)動機(jī)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p

44、><b>　?。?）機(jī)種</b></p><p>　　目前普遍采用最多的是往復(fù)活塞式汽油機(jī)和柴油機(jī)。在功率方面，柴油機(jī)的有效熱效率比汽油機(jī)要高10%左右，且其部分負(fù)荷工況下的燃油濟(jì)性好，使用油耗比汽油機(jī)低30%~40%，特別適合載貨汽車用。</p><p><b>　?。?）沖程數(shù)</b></p><p>　　目前，

45、大多數(shù)汽車發(fā)動機(jī)的沖程數(shù)為是四沖程。沖程發(fā)動機(jī)的改良還處于實(shí)用研究開發(fā)階段，其主要進(jìn)展有：采用缸內(nèi)直接噴射供油方式和專用壓氣機(jī)強(qiáng)制掃氣取代曲軸箱掃氣，將“混合氣掃氣”變?yōu)椤翱諝鈷邭狻?。使低?fù)荷斷火、可燃混合氣漏損、油霧問題等固有缺點(diǎn)引起的油耗高、排放差得到改良。汽車造型設(shè)計(jì)師要及時跟進(jìn)發(fā)動機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。</p><p><b>　?。?）冷卻方式</b></p><p&g

46、t;　　當(dāng)前絕大多數(shù)發(fā)動機(jī)是水冷式發(fā)動機(jī)。風(fēng)冷式發(fā)動機(jī)的唯一優(yōu)點(diǎn)是不用水，適于沙漠、缺水地區(qū)以及種軍事用途。其冷卻效果不如水冷式發(fā)動機(jī)，零件熱負(fù)荷大、強(qiáng)化程度小、噪聲較高。</p><p>　?。?）氣缸數(shù)及其排列</p><p>　　發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)主要取決于排量，小排量機(jī)用2缸~4缸，中排量機(jī)用5缸~8缸，大排量機(jī)用10缸~12缸。在轎車上以單列四缸機(jī)居多，單列六缸機(jī)被v6取代;新近又展

47、出小v夾角緊湊型v6發(fā)動機(jī)；v8汽油機(jī)趨向淘汰，其原因是受油耗法規(guī)限制而減少排量。在3.5t~10t貨車上單列六缸機(jī)仍占優(yōu)勢。單列式機(jī)制造簡易，但機(jī)體較長；v型機(jī)適于缸數(shù)大于等于8的多缸機(jī)，機(jī)體較短，但制造設(shè)備較復(fù)雜，且軸承的載荷較重。</p><p><b>　?。?）缸徑、行程</b></p><p>　　這是發(fā)動機(jī)的主要參數(shù)。汽油機(jī)適于較小缸徑，例如70mm~9

48、0mm，超過100mm時發(fā)動機(jī)容易發(fā)生爆震；柴油機(jī)適宜于較大缸徑，例如100mm~150mm，缸徑過小難于組織直接噴射式燃燒，如采用渦流室式熱效率將降低。汽車發(fā)動機(jī)經(jīng)歷過短沖程發(fā)展期，其優(yōu)點(diǎn)是換氣效率較好，曲軸主軸頸和連桿軸頸的重疊程度較大，適宜于高轉(zhuǎn)速 。長沖程燃燒較完全，因而向降低轉(zhuǎn)速采用略大于1的行程缸徑比（S/D）轉(zhuǎn)變。</p><p><b>　　（6）系列化</b></p&

49、gt;<p>　　發(fā)動機(jī)的系列化是指以基本結(jié)構(gòu)參數(shù)（D和S），通過變化缸數(shù)及其排列形式、增壓度、轉(zhuǎn)速、燃料等方法來擴(kuò)大功率覆蓋面和發(fā)展變型品種，以滿足交通系統(tǒng)不同用途的需要。新設(shè)計(jì)的機(jī)型是基本型，系列化的發(fā)展要運(yùn)籌得當(dāng)，合乎市場需要，盲目貪大求全會使基本型設(shè)計(jì)背上包袱，生產(chǎn)設(shè)備投資加大。適當(dāng)?shù)恼疹欀羞h(yuǎn)期發(fā)展需求，將使企業(yè)長期受益，應(yīng)變能力增強(qiáng)。</p><p><b>　?。?）主要指標(biāo)&

50、lt;/b></p><p>　　發(fā)動機(jī)的功率、扭矩、油耗、質(zhì)量和外形尺寸是重要指標(biāo)，在方案設(shè)計(jì)中應(yīng)做有根據(jù)的估計(jì)，在提出目標(biāo)值時稍留余地為好。主觀過高的要求往往造成努力方向的錯誤走入迷途。例如，過分壓縮發(fā)動機(jī)的尺寸和質(zhì)量、提高轉(zhuǎn)速，很可能實(shí)效不大而是發(fā)動機(jī)變得嬌氣，不能適應(yīng)重負(fù)荷。</p><p><b>　?。?）燃燒室</b></p><

51、;p>　　目前，汽油機(jī)實(shí)用的燃燒室有浴盆形、楔形、半球形、篷形，活塞頂凹坑型等幾種。某一給定的汽缸容積汽油機(jī)用同一壓縮比作燃燒室優(yōu)化的模擬計(jì)算表明，楔型火花塞頂凹坑形燃燒室對指示效率的影響差別甚小?；钊斎紵胰紵羁?，半球形雙火花塞燃燒期顯著縮短，較快的燃燒也導(dǎo)致較大的壁面熱損失，而使燃燒室形狀對η不敏感。壁面的熱損失幾乎依上止點(diǎn)附近的燃燒室面容比（F/V）而定，所以燃燒室應(yīng)取緊湊形狀。柴油機(jī)多采用直噴式，活塞頂凹坑燃燒室的形狀

52、各式各樣，如ω型、碗型、盆型等。燃燒室形狀要求與燃料噴注相匹配，以使空間上燃料與空氣充分混合。小型高速柴油機(jī)直噴化，要求用更高壓力的燃料噴射系統(tǒng)。</p><p><b>　?。?）新技術(shù)的應(yīng)用</b></p><p>　?、?新技術(shù)本身在基本原理上是健全的。</p><p>　　② 新技術(shù)符合汽車使用的某種客觀需要。</p>

53、<p>　?、?新技術(shù)經(jīng)過必要的開發(fā)工作，臻于成熟。</p><p>　?、?新技術(shù)得到必要的人力、財力和時間來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　⑤ 社會生產(chǎn)力的發(fā)展能為其實(shí)現(xiàn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。</p><p>　　2.3 車身總布置與整車總布置的關(guān)系</p><p>　　（1）發(fā)動機(jī)和傳動系</p><p>　　以

54、發(fā)動機(jī)的曲軸中心線、曲軸中心線與缸體前（后)端面的交點(diǎn)和缸體中心平面為基準(zhǔn)，將其固定在整車坐標(biāo)系中。在進(jìn)行發(fā)動機(jī)和傳動系布置時.要注意的主要問題有發(fā)動機(jī)與發(fā)動機(jī)艙的間隙,發(fā)動機(jī)允許傾角、傳動軸夾角、發(fā)動機(jī)艙的空氣流動性、軸荷分配及變形的方便性。</p><p>　　目前，2L以下的轎車基本采用前橫置前驅(qū)動(FF)。3L以上的轎車基本采用前縱置后驅(qū)動〔FR〕2L~3L的轎車前驅(qū)動的比例在逐步增大，而后置后驅(qū)動已基本

55、不用。四輪驅(qū)動一般用于轎車的變型車。各種布置形式的優(yōu)劣比較如表2-1所列。</p><p>　　表2-1各種布置形式的優(yōu)劣對比</p><p><b>　?。?）車身</b></p><p>　　駕駛區(qū)的布置一般以95%的人體模型為基準(zhǔn)，通過調(diào)整座椅和方向盤的位置來適應(yīng)5%的人體模型，以胯骨軸心和眼橢圓為基準(zhǔn)。乘客區(qū)的布置要求視汽車的檔次而異，

56、一般普通型的乘用車和貨車的乘客區(qū)可以比駕駛區(qū)的要求低一些.要想設(shè)計(jì)合適的座椅和駕駛空間。就要對人體尺寸有一個準(zhǔn)確的把握，第一步就是人體尺寸的測量方法。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中一般采用SAE標(biāo)準(zhǔn)的人體軀干模型，模型參數(shù)如表2-2所列</p><p>　　表2-2 SAE人體模型標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　中國人體基本尺寸圖</b>&

57、lt;/p><p>　　圖2-1 人體基本尺寸圖</p><p>　　表2-3 中國人體基本尺寸說明如圖2-1所示及表2-3所列</p><p><b>　　（3）質(zhì)量計(jì)算.</b></p><p>　　在進(jìn)行總布置的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行整車質(zhì)量計(jì)算，以對軸荷分配進(jìn)行控制。為此，需要知道各部件的質(zhì)量和質(zhì)心的位置，以便在總布置圖

58、上確定各部件的質(zhì)心坐標(biāo)，計(jì)算整車的質(zhì)心坐標(biāo)和軸荷分配。為了使軸荷分配控制在合理的范圍內(nèi)，可在總布置圖上對各部件的位置做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另外，對空載和滿載都要進(jìn)行計(jì)算和控制。</p><p><b>　　（4）運(yùn)動校核</b></p><p>　　在進(jìn)行總布置設(shè)計(jì)時，要利用計(jì)算機(jī)分析軟件，對各相對運(yùn)動的部件進(jìn)行運(yùn)動校核，確定它們的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動空間，防止各部件之間發(fā)生啟動干

59、涉。一般進(jìn)行以下各項(xiàng)運(yùn)動校核。</p><p>　?、?轉(zhuǎn)向輪在跳動和轉(zhuǎn)向過程中與翼子板、轉(zhuǎn)向桿系之間的運(yùn)動關(guān)系。</p><p>　?、?傳動軸隨后輪跳動的運(yùn)動關(guān)系。</p><p>　?、?后輪跳動與翼子板間的相對關(guān)系。</p><p>　　④ 轉(zhuǎn)向桿系與轉(zhuǎn)向輪懸架共同工作所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向干涉，可通過分別作上節(jié)臂球頭隨懸架運(yùn)動和隨直拉桿運(yùn)動的

60、軌跡求出干涉量，一般控制干涉量在產(chǎn)生輕微不足轉(zhuǎn)向的范圍內(nèi)。</p><p>　?、?制動時，前軸扭轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向干涉，這種干涉量應(yīng)當(dāng)盡可能地減少到最小程度，否則會產(chǎn)生制動跑偏。</p><p>　?、?可翻轉(zhuǎn)的駕駛室翻轉(zhuǎn)時連接駕駛室和車架之間的桿件和軟管的運(yùn)動軌跡，包括轉(zhuǎn)向傳動軸、變速操縱桿及其他各種操縱桿件、軟軸、連接軟管、電線束等得校核。</p><p>　?、?/p>

61、 駕駛區(qū)各種操縱機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡，主要校核各種操縱動作是否會發(fā)生干涉或人體的動作是否在舒服的范圍內(nèi)</p><p>　　⑧ 半掛牽引車主掛車之間的相互運(yùn)動關(guān)系，包括掛車前懸的回轉(zhuǎn)半徑、主車后懸的回轉(zhuǎn)半徑及掛車的前后角的校核。</p><p>　?、?自卸車舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動關(guān)系，既校核舉升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動軌跡。</p><p>　　2.4 汽車外部造型設(shè)計(jì)與空氣動力學(xué)<

62、/p><p>　　汽車空氣動力特性是汽車的重要特性之一，它直接影響汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。汽車的氣動阻力與車速的平方成正比，且氣動阻力所消耗的功率和燃油又與車速的立方成正比。因此，通過使用氣動外形，以減少空氣阻力，通過設(shè)計(jì)進(jìn)氣口和出風(fēng)口，以提高發(fā)動機(jī)冷卻效果，從而提高發(fā)動機(jī)的燃燒效率。這些方法不僅會提高汽車的功率，而且還提高燃油經(jīng)濟(jì)性。對于高速行駛的汽車，空氣阻力占主導(dǎo)地位，因此

63、良好的氣動穩(wěn)定性（如側(cè)風(fēng)穩(wěn)定，高速的操控性和穩(wěn)定性）和氣動的方式，以改善制動性能，才是安全高速行駛的前提。提高流場品質(zhì)和冷卻，加熱，除霜，除霧和除霧等特征，以及減少粉塵污染，并降低氣動噪聲是舒適的基本保證。</p><p>　　汽車空氣動力學(xué)特性的研究方法可分為：理論、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)三種。理論研究方法主要是通過數(shù)學(xué)工具來建立空氣運(yùn)動規(guī)律及相應(yīng)初始、邊界條件的理論模型，以揭示氣動力產(chǎn)生機(jī)理和作用關(guān)系。但理論分析受數(shù)學(xué)求

64、解手段的限制，往往只能建立較為簡單的近似模型，無法滿足更復(fù)雜、更符合實(shí)際的空氣運(yùn)動規(guī)律的要求。隨著數(shù)值分析和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使得偏微分方程組的求解得以實(shí)現(xiàn)，從而出現(xiàn)了CFD(Computer Fluid Dynamics)解析法，并使之成為與理論分析和實(shí)驗(yàn)具有同等重要性的研究方法。它能分析和解決一些理論和實(shí)驗(yàn)無法處理的復(fù)雜流動問題，并能替代部分實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)且省時省工。但它依賴于通過實(shí)驗(yàn)揭示出的空氣運(yùn)動真實(shí)的機(jī)理和規(guī)律，同時也需要較精確的數(shù)學(xué)方

65、程和相應(yīng)的初始、邊界條件。實(shí)驗(yàn)?zāi)壳叭匀皇瞧嚳諝鈩恿W(xué)中的主要研究方法。但它受限于實(shí)驗(yàn)手段、設(shè)備及經(jīng)費(fèi)等客觀條件，此外有些問題尚無法在實(shí)驗(yàn)中得以解決?？傊?，理論、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)三種方法相輔相成，共同促進(jìn)汽車空氣動力學(xué)的發(fā)展。</p><p>　　2.4.1 汽車空氣動力學(xué)的主要研究內(nèi)容</p><p>　?。?）氣動力和氣動力矩</p><p>　　主要研究作用于汽車

66、上的氣動力和氣動力矩大小、方向及產(chǎn)生機(jī)理，氣動力和氣動力矩對汽車各性能的影響。</p><p>　?。?）外流場與表面壓強(qiáng)</p><p>　　流場是速度場、壓強(qiáng)場、能量場、密度場、溫度場等的總稱。通過整車和局部流場的研究，更直觀地了解汽車外部氣流的運(yùn)動規(guī)律和情形，從而進(jìn)一步研究車身整體和局部氣動造型的優(yōu)化，分析氣流分離和尾流等現(xiàn)象的機(jī)理。</p><p>　　（3

67、）汽車高速氣動性能分析</p><p>　　主要研究當(dāng)汽車在高速行駛過程中，遭遇外界環(huán)境因素干擾時，如何使汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛狀態(tài)。提高汽車駕駛的操縱方便程度，保證汽車高速行駛的安全性。</p><p>　?。?）內(nèi)流場氣動分析，</p><p>　　通過研究汽車發(fā)動機(jī)冷卻系的冷卻氣流來提高發(fā)動機(jī)的性能和冷卻效率。同時，還通過對空氣進(jìn)出口位置、風(fēng)路等的合理設(shè)

68、計(jì)優(yōu)化進(jìn)出風(fēng)量和風(fēng)速，進(jìn)而優(yōu)化車身內(nèi)部氣流環(huán)境，以根高乘坐的舒適性。</p><p><b>　?。?）氣動噪聲研究</b></p><p>　　通過對車外氣流脈動壓力的研究，優(yōu)化車身局部造型，改善由車身周圍空氣流動產(chǎn)生的車外聲場，進(jìn)而降低汽車氣動噪聲。</p><p>　　2.4.2 氣動造型優(yōu)化準(zhǔn)則 </p><p&

69、gt;　　就汽車車身的氣動造型而言，其優(yōu)化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）在滿足人機(jī)工程要求的前提下，盡可能減小迎風(fēng)面積。</p><p>　?。?）在滿足汽車功能要求的前提下，盡可能減少車身外露附裝件，車身外露附裝件也應(yīng)當(dāng)盡量使其流線形化。</p><p>　?。?）車身底板應(yīng)盡可能平整光順，或者完全覆蓋起來。</p>&l

70、t;p>　　（4）注重車身整體和局部的形狀設(shè)計(jì)，減少氣流分離現(xiàn)象。</p><p>　?。?）重視車身各內(nèi)流的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高冷卻效率和內(nèi)流流場品質(zhì)。</p><p>　?。?）從設(shè)計(jì)和工藝上保證車身的左右完全對稱，以避免外形氣動側(cè)力的產(chǎn)生。</p><p>　　（7）通過造型或加裝空氣動力學(xué)附件，達(dá)到減小氣動升力乃至產(chǎn)生負(fù)升力的目的。</p>

71、<p>　?。?）應(yīng)使車身側(cè)風(fēng)作用點(diǎn)(風(fēng)壓中心)位置略后于重心。</p><p>　　2.4.3 轎車減少氣動阻力的主要措施</p><p><b>　?。?）整體造型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了獲得一個較低的空氣阻力，車輛的整體形狀是最好從一開始就以提前獲得優(yōu)異的空氣動力特性相應(yīng)的“理想的基本形式為起點(diǎn)，然后通過局部

72、幾何剪裁和安裝少量的氣動裝置以滿足功能要求，工藝學(xué)，人機(jī)工程學(xué)，安全法規(guī)，和審美效果等幾方面要求的車身造型設(shè)計(jì)。</p><p><b>　?。?）車頭造型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　車頭造型對氣動阻力的影響舉足輕重，對汽車而言，沒有良好的頭部氣動造型，其他的氣動造型就沒有多大意義。車頭造型對氣動阻力影響的因素很多，主要有:車頭形狀、車頭邊角、前保險杠的形狀與位

73、置、前阻風(fēng)板的形狀與位置、進(jìn)氣口形狀和格柵形狀以及前突起唇等。</p><p>　　〈1〉車頭邊角 車頭的四周邊角的倒圓對減少氣動阻力有較大的影響。如圖2-2給出了車頭邊角倒圓對氣動阻力影響的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。由圖可知，隨著邊角圓弧半徑的增大，氣動阻力系數(shù)明顯減少。但邊角圓弧半徑的大小受結(jié)構(gòu)要求的限制。</p><p>　　圖2-2車頭邊角對CD的影響</p><p>　

74、　〈2〉車頭形狀 將車頭設(shè)計(jì)成流線形無疑將減小氣動阻力系數(shù)。但不同的流線形式樣，所獲得的阻力減少量仍存在一定的差異。圖2-3列出了四種流線形車頭對氣動阻力系數(shù)的影響。由圖可知，頭緣位置較低的下凸型車頭阻力系數(shù)最小。</p><p>　　圖2-3 車頭流線形式對CD影響</p><p>　　〈3〉發(fā)動機(jī)罩與前風(fēng)窗玻璃造型設(shè)計(jì)</p><p>　　發(fā)動機(jī)罩與前風(fēng)窗造型對

75、氣動阻力的影響主要有以下三個方面: </p><p>　　①發(fā)動機(jī)罩的三維曲率與斜度。 </p><p>　?、陲L(fēng)窗的三維曲率與斜度。</p><p>　?、郯l(fā)動機(jī)罩和前風(fēng)窗間的夾角與結(jié)合部位的細(xì)節(jié)部分結(jié)構(gòu)。汽車的發(fā)動機(jī)罩與前風(fēng)窗一般都具有縱向曲率和橫向曲率。縱向曲率直接影響上緣氣流的流動狀態(tài);橫向曲率直接影響著側(cè)向氣流的流

76、動狀態(tài)。設(shè)計(jì)合理的三維曲率將減少氣流分離和氣動阻力。圖2-4表示發(fā)動機(jī)罩與前風(fēng)窗斜度對氣動阻力系數(shù)的影響。</p><p>　　圖2-4 發(fā)動機(jī)罩與前風(fēng)窗斜度對CD的影響</p><p><b>　　〈4〉尾部造型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　車身尾部造型對氣動阻力影響的主要因素有： 后風(fēng)窗的斜度與三維曲率、尾部造型式樣、車尾高度以及尾部

77、橫向收縮等。</p><p>　　①后風(fēng)窗斜度 后風(fēng)窗斜度通常以后風(fēng)窗弦線與水平線的夾角來表示。后風(fēng)窗斜度對氣動阻力有較大的影響，這是因?yàn)楹箫L(fēng)窗斜度直接影響車身尾部的氣流分離狀態(tài)。圖2-5斜背式汽車后風(fēng)窗斜度對尾流分離影響的實(shí)驗(yàn)情況。由圖可知當(dāng)ψ=30°時，氣動阻力系數(shù)最大。因此人們通常將ψ=30°稱為后風(fēng)窗臨界斜度。一般ψ <30°時，氣動阻力系數(shù)較小。</p>

78、<p>　　圖2-5 后風(fēng)窗斜度對CD的影響</p><p>　?、谖膊吭煨褪綐?在汽車尾部造型式樣中，典型的有階梯背、斜背和平背三種。階梯背的尾部造型有較大的尾流區(qū)。但如果對后車頂上緣、后風(fēng)窗和行李箱蓋的三維曲率以及它們之間的夾角、后部側(cè)壁及各拐角細(xì)部倒圓都作合理細(xì)致的設(shè)計(jì)，也能達(dá)到理想低阻狀態(tài)。</p><p>　　車身后部造型很復(fù)雜，在階梯背中又可分為長階梯背和短階

79、梯背；在斜背中又可分為大斜背(ψ>300)和小斜背(ψ<300)；在方背中也可分為純方背和準(zhǔn)方背。由于具體后部造型與氣流狀態(tài)的復(fù)雜性，一般很難確切斷言后部造型式樣的優(yōu)劣。從理論上說，小斜背具有較小的氣動阻力系數(shù)。</p><p><b>　　〈5〉擾流器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　①前擾流器 對汽車而言，根據(jù)擾流器的安裝位置有前后擾流器之分。加裝

80、擾流器的目的是改善汽車局部氣流狀態(tài)以減少氣動阻力。但擾流器的存在(尤其是對前擾流器)又會加大汽車迎風(fēng)面積，從而增加氣動阻力。這兩者是矛盾的，因而適當(dāng)?shù)臄_流器高度和位置非常重要。目前多采用將前保險杠位置下移并加裝車頭下緣突起唇以取代前擾流器的作用。</p><p>　　車前擾流板高度和位置對氣動阻力的影響的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖2-6 車前擾流板高度和位置對氣動阻力的影響&

81、lt;/p><p>　?、诤髷_流器 后擾流器并不是在任何情況下都起作用。對具有較平順的后背氣流而言，后擾流器有可能起到較好的作用；而對到達(dá)擾流器之前就已分離的后背，后擾流器基本無效</p><p>　　2.5 汽車外部造型設(shè)計(jì)與美學(xué)運(yùn)用</p><p>　　汽車等工業(yè)產(chǎn)品的形式美法則，主要是研究產(chǎn)品形式美感與人的審美之間的關(guān)系，以美學(xué)的基本法則為內(nèi)容來揭示產(chǎn)品造型形

82、式美的發(fā)展規(guī)律，滿足人們對產(chǎn)品審美的需求。</p><p>　　2.5.1 形態(tài)美</p><p>　　汽車的形態(tài)美是指汽車產(chǎn)品的外觀形式及形體上的美學(xué)表現(xiàn)，它是產(chǎn)品形體藝術(shù)的有機(jī)組成部分，也是衡量藝術(shù)作品表現(xiàn)力高低的一個重要標(biāo)志。當(dāng)一輛汽車靜靜的停在那甩，而外形上卻透露出強(qiáng)而有力的動感時，這幅作品便升華出一種“奔騰如飛的雕塑”的美感。這時它所表現(xiàn)出來的不僅僅是一部金屬軀體，而更是一種美

83、的享受。圖2-7中的馬自達(dá)，車身線條清晰而硬朗，腰線之下的部分較為寬大沉重車輞周圍的空間大，輪拱向外張開，有一種很強(qiáng)烈的展現(xiàn)欲。精巧的前臉、短促而略微高翹的尾部彰顯出蓄勢待發(fā)的姿態(tài)，簡約而流暢的線條，烘托出強(qiáng)烈的運(yùn)動氣息。丹鳳眼式的前照車燈微微上挑，迷離、閃爍而富有動感。整體給人一種很舒適輕快的美感。</p><p>　　圖2-7 馬自達(dá)轎車</p><p><b>　?。?）車

84、身比例</b></p><p>　　車身比例是指汽車車身中各部分的長度、面積等比例大小。許多設(shè)計(jì)者很早就開始了尋找完美汽車車身比例，但現(xiàn)實(shí)車身設(shè)計(jì)中還經(jīng)常受到車體性能等技術(shù)參數(shù)的制約。例如:發(fā)動機(jī)的布置，底盤的高低、行李箱的大小等等，這些因素都會影響到車身的設(shè)計(jì)的外形。圖2-8的奔馳E系列車，其外觀整體所旱現(xiàn)出的姿態(tài)是公認(rèn)的最為和諧的四門車之一。這款車充分應(yīng)用了車身比例的設(shè)計(jì)美學(xué)特征:車輪較人，視覺效

85、果突出。車同側(cè)兩輪之間距人約為單個車輪直徑的3.5倍。較大的車輪突出了輪拱，使得車的整體顯得更為漂亮，更加快速有力</p><p>　　圖2-8 奔馳E系列轎車</p><p><b>　?。?）汽車前臉</b></p><p>　　眼睛是心靈的窗口，臉是性格的版圖。一款車的氣質(zhì)往往就是通過它的眼和“面部表情”所傳達(dá)出來的。早期車身設(shè)計(jì)常常追求

86、迷人的面部表情，后來義為了彰顯汽車的野性與霸氣，彰顯駕駛者的不羈與尊貴，設(shè)計(jì)者們又采用了張揚(yáng)霸氣的造型，使得車的前臉看起來狂野、霸氣通人。這些張揚(yáng)大氣的前臉可以說是功能性和實(shí)用性的外化，賦予了汽車生命和個性。</p><p>　　富有攻擊性和霸氣的前臉可以使車的主人感覺到他們的尊貴大氣，井且能使其他人不敢逼近，這樣在馬路上行駛時似乎更具有安全感和尊貴的氣息。凱迪拉克從2002年開始大規(guī)模地設(shè)計(jì)外觀輪廓分明、有棱有

87、角的貓氣前臉如圖2-9所示</p><p>　　圖2-9 凱迪拉克轎車前臉</p><p><b>　　（3）表面質(zhì)感</b></p><p>　　車身表面往往都是一種立體的、由多個光滑的曲面組成，它能給人以直觀、強(qiáng)烈的視覺效果，它的美是汽車色彩和涂飾材料相結(jié)合而展現(xiàn)出來的?！肮饬辆€”就是車身造型時很重要的一個考慮因素，車身曲面上的這些“光亮

88、線”的位置和形狀極人地影響著汽車的外觀和表面藝術(shù)。恰當(dāng)?shù)?、不同寬度的光亮帶將使車身形成具有明暗變化的各區(qū)段，這樣就形成了豐富的車身表面的明暗層次，并有助于加強(qiáng)汽車的動感。因此，在汽車外形設(shè)計(jì)中，充分考慮和利用車身表面的光學(xué)規(guī)律及色彩等因素，也能賦予汽車更加良好的藝術(shù)效果。</p><p>　　2.5.2 和諧美</p><p>　?。?）色彩與造型的和諧</p><p

89、>　　通常，造型和色彩是共同發(fā)揮作用，來詮釋設(shè)計(jì)作品所要表達(dá)的意境。比如:要表達(dá)“穩(wěn)重”的含義，設(shè)技者一般是將簡單規(guī)整的形體與沉穩(wěn)的冷色或深色進(jìn)行搭配，而不會用苗條的車身加上淺色外飾。又如在高檔的跑車上，我們常常會看到的是將動感的造型和亮麗的色彩相結(jié)合，給人以強(qiáng)烈的視覺沖擊和動感信息。</p><p>　　造型和色彩的諧調(diào)應(yīng)用，在很大程度上就可以體現(xiàn)出設(shè)計(jì)最終所要表達(dá)的風(fēng)格和氣質(zhì)。不同的色彩運(yùn)用在不同的造型

90、上，其面積、大小以及色彩的純度、明度、色相的變化，都會給形體與色彩的搭配及其所形成的空間關(guān)系帶來不同的視覺效果和心理感受。</p><p>　?。?）外表和內(nèi)飾的和諧</p><p>　　汽車外表與內(nèi)飾的和諧包括調(diào)和與對比。調(diào)和就是使車身整體中各部位的質(zhì)感色彩和諧統(tǒng)一，而對比是使車身整體中各部位的質(zhì)感有所不同、有所變化，而相互映襯。如汽車外部車身采用同一種材料，可以達(dá)到統(tǒng)一的質(zhì)感效果。但是

91、，如果各個組成部分的材料，和其他視覺元素的顏色等完全相同，將是非常沉悶，缺乏活力。正常情況下，汽車的外部車身設(shè)計(jì)將在整體中尋求變化，如前后保險杠和側(cè)面防護(hù)裝飾等材料的整個身體，顏色的材料通常是不相同的。燈箱，進(jìn)氣格柵，鍍鉻或使用不同材料的金屬光澤，從而達(dá)到整體和諧，又不缺少變化。</p><p>　?。?）車型與地域文化的和諧</p><p>　　汽車不僅僅是一種行駛運(yùn)輸?shù)墓ぞ?，同時也是一

92、個國家一個地區(qū)的一種視覺符號。它的流動特性也決定了它的傳播意義。汽車的生產(chǎn)、使用都會因城市的不同而有所不同，因此設(shè)計(jì)師往往會在其中融入相應(yīng)的文化特色。“一輛好車通常能讓人在一眼之間就能看出它出自哪個國家哪個廠商之手?！泵绹囃庑未蠓綒馀?，充滿肌肉感和力量感；日本車小巧、做工精致；意大利車充滿浪漫的意境；德國車做工嚴(yán)謹(jǐn)、卓越品質(zhì)……這就是汽車造型設(shè)計(jì)中文化因素差異所表現(xiàn)出的不同風(fēng)格。一定的地域文化反映了特有的社會習(xí)俗，通過人們的生活方式和

93、習(xí)慣、價值觀念等反映在產(chǎn)品之中。所以汽車的和諧美也成為社會文化、習(xí)俗美的表達(dá)。</p><p><b>　　2.6 小結(jié)</b></p><p>　　本章對影響汽車造型的技術(shù)因素進(jìn)行了深入研究：從四個方面分析與車身造型的有關(guān)因素，汽車發(fā)動機(jī)的布置方案對造型的影響；汽車傳動系和底盤的總布置與整車總布置的關(guān)系；還有空氣動力學(xué)對汽車外形的影響；及美學(xué)在外形設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。深

94、刻體會到汽車的設(shè)計(jì)是一個綜合而又復(fù)雜的工程，需要使結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，形態(tài)優(yōu)美化，功能齊全化，并且考慮市場的需求，迎合消費(fèi)者的心理。</p><p>　　第三章 車身總體布置設(shè)計(jì)初步及設(shè)計(jì)軟件的介紹</p><p>　　在整車身總布局的基礎(chǔ)上進(jìn)行本次車身布置的設(shè)計(jì)。整車的總體布置，提供了車的基本尺寸的規(guī)模和軸重分布位置，以及動力總成，前軸和后軸，傳動軸和車輪的輪廓。因此參照同類車型中的數(shù)據(jù)，并初步

95、確定前后懸掛長度，前后擋風(fēng)玻璃的位置和角度和引擎蓋的高度，地板高度，前圍板位置的相互位置等。查閱了大量關(guān)于車身尺寸的資料，最后確定的參數(shù)如下表3-1。</p><p>　　表3-1本次設(shè)計(jì)基本參數(shù)</p><p>　　3.1 Proe軟件的介紹 </p><p>　　1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。Pro/ENGINEER還提供了

96、目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下面就Pro/ENGINEER的特點(diǎn)及主要模塊進(jìn)行簡單的介紹。</p><p>　　主要特性： 3.1.1 全相關(guān)性： Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個設(shè)計(jì)中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工

97、程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。3.1.2 基于特征的參數(shù)化造型： Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 3.1.3 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征: 通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還

98、包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。</p><p>　　令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計(jì)意圖。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。3.1.5 易于使用： 菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。&l

99、t;/p><p><b>　　3.2 結(jié)束語</b></p><p>　　在Pro/E軟件環(huán)境下對車身進(jìn)行分塊造型,不但提高了數(shù)學(xué)建模的效率和更改與管理的方便,同時對各部分可靈活調(diào)用,合適的部分可做它用,象保險杠和后視鏡可做為“標(biāo)準(zhǔn)件”使用。這種方法使其以后的變型車的造型設(shè)計(jì)變得更為方便。當(dāng)然,汽車車身造型是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,需要在實(shí)踐中不斷探索和交流,以使我國汽車行業(yè)的

100、設(shè)計(jì)水平邁上一個新臺階。</p><p><b>　　三維模型的建立</b></p><p>　　三維模型是物體的多邊形表示，通常用計(jì)算機(jī)或者其它視頻設(shè)備進(jìn)行顯示。顯示的物體可以是現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)體，也可以是虛構(gòu)的物體。任何物理自然界存在的東西都可以用三維模型表示。在此次汽車的車身設(shè)計(jì)中，三維模型尤其重要，因?yàn)槠嚨能嚿碓谌S空間中的表達(dá)比二維的更為突出。另外在本次使用的

101、PROE軟件進(jìn)行車身三維數(shù)模的搭建，主要任務(wù)是車體覆蓋件的建模。對汽車白車身的模擬，對汽車整體造型軟件的學(xué)習(xí)進(jìn)一步深入。</p><p>　　4.1 建立方法及原則</p><p>　　根據(jù)已知的的數(shù)據(jù)對車身做出大概的圖形構(gòu)思，雖然有已知的數(shù)據(jù)但車形的大概樣子變化很大，利用PROE的強(qiáng)大功能，在空間中建立基準(zhǔn)平面，對圖形建立多條曲線，然后利用PROE的邊界混合特征對多條曲線進(jìn)行邊界混合，

102、以達(dá)到所需要的曲面。不停地使用線生成面，一汽車的大概模型就能搭建出來。</p><p>　　PROE軟件一大優(yōu)點(diǎn)是造型的參數(shù)化，其特點(diǎn)是基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計(jì)修改等。它使設(shè)計(jì)模型在幾何和拓?fù)湟饬x上建立了基于約束的關(guān)聯(lián)，保證模型編輯的高效性和可靠性。在本次設(shè)計(jì)中，對車身的曲線進(jìn)行繪制，用到最多的是通過“草圖”建立“基準(zhǔn)平面”在建立的平面內(nèi)繪制樣條曲線。需要確定點(diǎn)的位置時，啟用點(diǎn)捕捉器 捕捉對

103、象上的點(diǎn)。通過點(diǎn)的定位進(jìn)行繪制曲線，形成線條。勾勒出車身輪廓，為曲面的建立形成框架。在曲面的建立中，在特征工具條中的“曲面混合”工具中的常用功能中它們之間配合使用，繪制曲面片</p><p>　　4.2 車身建模分塊</p><p>　　車身覆蓋件通常分為如下幾個部分：發(fā)動機(jī)罩、行李艙蓋，前后翼子板，前后保險杠，側(cè)圍，車門等。車身各分塊之間有密切的聯(lián)系，有的要求平滑過度，有的要求實(shí)現(xiàn)造型

104、意圖，塑出棱角。本次車身造型設(shè)計(jì)中屬于車身造型的模仿，主要考慮其流線型引起的空氣動力學(xué)問題。同時考慮其美學(xué)的運(yùn)用。如圖4-1所示為車身分塊的情況。</p><p>　　a.車前保險桿 b.門玻璃</p><p>　　C.門 d.天窗1</p>&

105、lt;p>　　E.后擋風(fēng)玻璃 f.前擋風(fēng)玻璃</p><p>　　圖4-1 車身分塊介紹</p><p>　　4.3 通過點(diǎn)構(gòu)造空間曲線</p><p>　　1.在構(gòu)建空間曲線時要借助“點(diǎn)”命令，用于創(chuàng)建空間里的點(diǎn)， 通過點(diǎn)的類型定位，連接曲線。在連線過程中，一般是先連特征線點(diǎn)，后連剖面點(diǎn)。&

106、lt;/p><p>　　2.在構(gòu)造曲線時常用到的是直線、圓弧和樣條線，其中最常用的是樣條線。一般選用藝術(shù)樣條的“通過點(diǎn)” 方式，階次最好為3階，因?yàn)殡A次越高，越不容易變形。</p><p>　　3.在繪制樣條曲線時，會因?yàn)閿?shù)據(jù)少而產(chǎn)生誤差，連成的樣條線不滑順時還需要進(jìn)行調(diào)整，否則構(gòu)造出的曲面也不光滑。調(diào)整編輯的曲線樣條時，單擊右鍵“編輯定義”功能，在其中有編輯曲線參數(shù)，修剪曲線，分隔曲線，編輯

107、圓角，拉長，圓弧長等功能對樣條進(jìn)行編輯。除此之外還有曲線偏移、 投影曲線 的功能使用的也比較多。如圖4-2所示為汽車的車窗邊線的偏移。 </p><p>　　圖4-2 車窗邊線偏移 </p><p>　　通過點(diǎn)建立曲線，再由“曲面混合特征”將曲線構(gòu)建片體，最終的車身外形曲線圖如圖4-3所示</p><p>　　圖4-3 車身外形曲線圖</p>

108、<p>　　4.4 構(gòu)造空間曲面</p><p>　　因?yàn)槠嚿硗庑鸵笥袀€流暢、光順的外表面，因此在構(gòu)造車身曲面的時候，要對車身曲面劃分，分成若干個小曲面進(jìn)行繪制，尤其要保證面和面之間能夠相切連續(xù)或曲率連續(xù)，這樣才能形成一個沒有接痕，光滑的曲面。另外，構(gòu)造曲面時，還要根據(jù)具體情況選擇合適的構(gòu)造方法。</p><p>　　在PROE中曲面構(gòu)成的方法有很多種在這里我主要介紹兩種，

109、一種是邊界混合特征，所謂邊境混合就是通過一或兩方向上的序列曲線來構(gòu)成面的，所以要創(chuàng)建邊界混成面，你首先要創(chuàng)建所有的邊界包括外部和內(nèi)部邊界。邊界創(chuàng)建好之后創(chuàng)建就簡單了，只需按照順序選擇兩個方向上的曲線便可。另一種是造型特征，“造型”是 Pro/ENGINEER 中的設(shè)計(jì)環(huán)境，可以方便而迅速地創(chuàng)建自由形式的曲線和曲面，并能將多個元素組合成超級特征。“造型”特征之所以被稱為超級特征，因?yàn)樗鼈兛梢园瑹o限數(shù)量的曲線和曲面。下圖4-4是邊境混合特