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汽車造型的發展趨勢是怎樣的

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汽車造型的發展趨勢是怎樣的

汽車的造型,主要就是汽車車身的造型。車身造型的演變,又主要決定於汽車的空氣動力學特性。為了減少空氣阻力,汽車車身從早期的馬車車身和箱形車身,演變到流線型的甲蟲形車身。為了避免橫向風力的影響,又演變為船形車身。為了進一步減小風阻係數,並避免高速時產生升力,又發展為現在的魚形車型和楔形車身。

汽車造型的演變,和藝術造型的思想密切相關。在過去的汽車上,我們可以看到有的汽車採用大麴率的複雜造型,有的汽車還裝有華而不實的大尾巴。然而,隨著歲月的流逝,汽車造型中簡樸、明快、實用、流暢的構思逐漸佔據了主導的地位。

關鍵詞:汽車造型演變 汽車造型未來發展趨勢

最早出現的汽車,其車身造型基本上沿用了馬車的形式。其實我國古代早有“轎車”一詞,是指用騾馬拉的轎子。當西方汽車(是在馬車的車身上安裝內燃機而成的,號稱“沒有馬的馬車”)大量進入中國時,正是封閉式方形汽車在西方流行之時。那時汽車的形狀與我國古代的“轎車”相似,並與“轎車”一樣讓人感到榮耀。於是,人們就將當時的汽車稱為轎車。18世紀這種車傳到美國後,也只有紐約、費城等少數大城市中的富人才有資格享用。1908年福特推出T型車時,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。後來,汽車逐漸脫離開馬車的車身,開始有了自己的樣式。不過,由於能裝用輕便的、簡單的車篷、擋風板、擋風玻璃。車身的材料,基本上是木架和木板。

1915年,福特的T形車改成了箱型車身。這才為汽車確立起第一種車身造型。當時的汽車,受到馬車的影響,車身很高。1900年,高約2.7 m1910年,約2.4 m:1920年,約1.9 m。所以,空氣阻力很大。

汽車要提高車速,就得拚命加大發動機的功率,和減輕車身重量。

所以從1920年開始,汽車車身由以敞篷為主轉變到以封閉的箱形車身為主。為了減輕重量,開始大量採用薄鋼板作為車身材料。

1924年,通用汽車公司開始採用不同顏色的面漆,從而改變了汽車清一色都是黑色的傳統形象。

20世紀30年代,為了提高汽車車速,開始應用空氣動力學的原理來減少風阻係數。轎車車身高度逐步降低到1.4 m,車寬逐漸增大。車身截面從四方形變為橢圓形,從而減小了迎風面積。

1934年,流體力學研究中心的雷依教授,採用模型汽車在風洞中試驗的方法測量了各種車身的空氣阻力,這是具有歷史意義的試驗。1934年,美國的克萊斯勒公司首先採用了流線形的車身外形設計。1937年,德國設計天才費爾南德·保時捷開始設計類似金龜外形的汽車。從20世紀30年代流線形汽車開始普及到40年代末的20年間,是金龜形汽車的“黃金時代”。其流線型的甲蟲形車身,大大減小了空氣阻力。

著名的德國大眾公司的“金龜”汽車,也是甲蟲形車身的典型代表。但是,這種車身也有明顯的缺點:一是乘員活動空間狹小,後排乘客頭頂上部幾乎碰到車頂二是車身對橫向風力不穩定,其風壓中心在車身重心之前,受風后容易使汽車偏離原來行駛的車道,這在高速行駛時容易發生危險。因此,甲蟲形車身後來被船形車身所取代。

20世紀50年代,為了創造舒適、寬敞的乘坐空間,出現了船形車身的轎車,並由此成為當代轎車造形的主流。1949年福特公司的V8轎車,首先開創了船形車身的車形。船形車身的重要特點,是開始應用人體工程學來設計車身,把乘坐位置放在振動最小的汽車中部。發動機在前部,行李艙在後部。還取消了腳踏板和單獨的翼子板,擴大了汽車的內部空間。這樣,同時也減小了汽車側面的空氣阻力。因此,船形車身受到了廣泛的歡迎,直到現在還盛行不衰。我們常見的“奧迪100"形轎車,就是船形車身,其風阻係數只有0.30。

船形車身的缺點是行李艙的上部有一個臺階,容易產生空氣渦流。因此,為了避免這種渦流,人們就將後窗玻璃儘量向後傾斜。傾斜到了極點,就抹掉了臺階,成為很像一條魚似的魚形車身。1952年,通用公司的“別克”牌轎車,最先採用這一造形。不過,直到1964年,克萊斯勒公司的“順風”牌轎車,才開始大量生產這種魚形車身,從此,魚形車身開始流行起來。這種魚形車身,也叫做“溜背式車身”,它的風阻係數很小。魚形車身在時速100 km以上時,會和飛機機翼一樣,產生一個升力,使汽車的附著力減小,轉向盤發飄。

因此,有些車形將尾部截去一段,變成“短尾”車,或加一個“阻風板”,以減少升力。為了減少升力,最簡單的辦法是使汽車車身整體向前下方傾斜,有如一個楔子。楔形車身的前部低,形成風壓,可以防止前輪發飄,是比較理想的造形。第一次按這種造型設計的汽車是1963年的司蒂倍克·阿本提,這輛汽車在汽車外形設計專家中得到了極高的評價。1968年,通用公司的奧茲莫比爾·託羅納多改進和發展了楔形汽車,1968年又為凱迪拉克高階轎車埃爾多所採用。楔形造型主要在賽車上得到廣泛應用。因為賽車首先考慮流體力學(空氣動力學)等問題對汽車的影響,車身可以完全按楔形制造,而把乘坐的舒適性作為次要問題考慮。如20世紀80年代的義大利法拉利跑車,就是典型的楔形造型。楔形造型對於目前所考慮到的高速汽車來說,無論是從其造型的簡練、動感方面,還是從其對空氣動力學的體現方面,都比較符合現代人們的主觀要求,具有極強的現代氣息,給人以美好的享受和速度的快捷感。 日本豐田汽車有限公司的MR2型中置發動機跑車(尾部裝有撓流板),可以稱之為楔形汽車中的代表車。此後,楔形車身廣泛應用於當今高速跑車上。

車身造型的未來發展趨勢

進入21世紀後,從世界各大汽車博覽會推出的多款新概念車看,造型更是、更具個性化和特色。車身造型的未來發展趨勢綜合起來主要有以下:

1氣動最優化:一部汽車車身造型發展史,從某種意義上說就是一部不斷追求具有最佳氣動造型的歷史人們一直在努力研究能夠減小氣動阻力且氣動穩定性好的車身造

型,今後這將仍是未來車造型追求的目標之一,但更主要的工作是在研究氣動行駛穩定性上。未來的氣動造型最優應滿足以下幾點:(1)最佳氣動效能的車身外形只能通過計算機輔助設計和部分實驗得出

(2)車身所受的氣動縱傾力矩和氣動橫擺力矩理論上為零(3)車身所受的氣動升力理論上為略小於零

(4)減少氣功阻力雖然不再是主要目標,但氣動剛力系數不應大於0.2.

2個性化:車身氣動最優化是否會導致未來汽車外形的雷同,從而失去個性化,其實汽車車身造型的發展過程己經揭示了這個問題的答案。在車身造型的歷史發展時期,可能會由於追求氣動造型的優化而使得某一種車型成為一個時期內的主導車型,但決不是唯一、就是同一主導車型,也由於氣動特性非唯一評定指標而形成不同風格,隨著社會發展,社會意識和美學觀念,造型過程中會起到越來越大的作用,現代人對汽車式樣個性化要求也會越來越高。不同層次不同行業、不同種群的審美意識也會大不相同。隨著人類物質文化水平的提高和生活環境的變化以及生活方式的多樣化,作為大眾化商品的轎車無疑將出現各式各樣更新穎更奇特的新車型。

3人性化:汽車是人的代行工具,與人在日常生活中息息相關,己形成獨特的汽車文化。“一堆冰冷的鋼鐵”是無法滿足現代人精神和文明需要的。車身造型設計必須以人為本,體現人機協調,使用操作方便、舒適,使汽車適應人的各種生理和心理要求,從而提高工作效率、保障安全、維護健康。未來的車身造型設計將在車身外觀設計、人機工程以及室內環境等方面更加註意人性化的發展。

4、隨著虛擬現實技術在車身造型中應用,使得造型設計中可採用計算機模擬色彩、紋理、質感、背景、陰影及運用三維視覺效果生成虛擬汽車車身造型並實施漫遊。通過模擬裝置和虛幻環境的動態模型創造出人能夠感知的虛擬現實,完全替代傳統的實體模型和造型效果圖的平面表述方式,甚至能做到未出實車而能體驗實車的感覺,使車身造型技術發生了實質性的變革。

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