汽车发动机技术及其新发展-毕业论文.doc

毕业论文汽车发动机技术及其新发展系部名称： 汽车工程系 专业班级：汽车技术服务与营销1102班学生姓名： 指导教师： 吉林科技职业技术学院二一三年十一月 摘 要 随着时代的变化推动了运输业的发展，汽车开始普遍走入人们的生活，汽车在社会生活中的作用不再只是一种交通工具，其个性的造型设计也越来越受到人们的重视和青睐，好的造型设计还能更好的发挥汽车的性能。汽车车身造型设计是汽车车身设计的开始，也是整个汽车设计的开始，好的汽车造型设计也是塑造一个汽车自主品牌的关键因素。本文将详细阐述介绍现代汽车车身造型的选择，从工业设计角度出发对“中式汽车”进行造型分析。从中国传统造型艺术的演变中提取“中式汽车”的设计特征，以便我们在设计汽车车身造型时有所参考并合理想象，从而设计出理想的具有中国特色的车型。关键词：汽车造型；造型分析；中式汽车；造型设计I目 录摘要Abstract 第1章 绪论1 1.1 概述1第2章汽车车身造型的发展及演变趋势3 2.1 汽车车身造型的发展史32.1.1 车身材料法展32.1.2 车身外形的发展5 2.2 汽车车身造型演变趋势10 2.3 本章小结 12第3章 车身造型设计13 3.1 车身的美学作用13 3.2 空气动力学应用18 3.3 本章小结23第4章 造型设计的手法与技巧24 4.1 采用重复型样线条24 4.2 采用有组织的线条24 4.3本章小结24第5章 中国文化对汽车造型设计的影响25 5.1 谐音”“借用”“引申”等的应用25 5.2 在造型中表现民族风格和时代感27 5.3 本章小结27结论29参考文献 30致谢31II第1章 绪 论1.1 概述 汽车作为一种商品，首先向人们展示的就是它的外型，外型是否讨人喜欢直接关系到这款车子甚至制造商的命运。汽车造型设计是根据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计的总和。它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。汽车造型的目的是以其的美去吸引和打动观者，使其产生拥有这种车的欲望。汽车造型设计虽然是车身设计的最初步骤，是整车设计最初阶段的一项综合构思，但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。汽车车身造型设计属工业（产品造型）设计的范畴，它有别于工程技术设计的“硬设计”，其目的是使汽车能尽量完美地体现它的物质功能和精神功能，充分满足人们实用和审美两方面的需求，属于设计中的“软设计”。 在国外，汽车造型设计被各厂商作为占领市场、打开销路的竞争手段。为了适应市场，汽车的造型千变万化，令人眼花缭乱。但是。如果把历史作为纵坐标、把国家作为横坐标，就会清楚地看到不同的历史时期、不同的民族文化在汽车造型中有着不同的艺术价值取向。无论哪个车型，都有深深的民族烙印，体现强烈的民族色彩。我国的汽车要想赶上世界一流水平，除了技术的因素外，在汽车造型设计方面也要特别重视。我国的汽车艺术形象应表达出当代的社会精神面貌，反映我国的科学技术水平以人民的气质，艺术形象应为广大人民所理解和喜爱。设计是一种文化，是一种智慧性劳动，是产品设计附加值的重要内涵。其中一个民族长期以来形成的审美观念、美学、造型艺术观念都是我们进行汽车造型设计的基础和灵感来源。汽车造型主要涉及科学和艺术两大方面。设计师需要懂得车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。同时，设计师更需要有高雅的艺术品味和丰富的艺术知识，如造型的视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学等等。另外，汽车作为一种商品，设计师还要考虑成本和顾客的心理需求。设计师在精通这些知识的基础上，不断推陈出新，创作更富魅力的汽车形体。这就要求汽车造型设计师应该掌握技能：1.富于创造性；2.卓越的实施表现力；3.较宽的知识面；4.良好的合作精神中国第一家汽车设计公司于1999年由同济大学汽车系的雷雨成等几名教授创建. 目的就是象国外的设计公司一样为中国人开发中国人自己的汽车，给中国人争一口气。近年来，中国自主品牌汽车造型设计有很大进步，对比例和一些设计亮点的把握已见功底，但还远未进入全球主流设计 。因此，我们需要更加努力探索这个领域从而制造出具有中国特色的汽车。第2章 汽车车身造型的发展史及演变趋势2.1 汽车车身造型的发展史 汽车发展的一百多年历史中，不管是汽车车身的材料，还是汽车车身的外形，都发生了巨大的变化。 2.1.1 车身材料的发展 轿车车身材料主要是金属薄钢板，一般厚度在0.6毫米2.0毫米。随着现代轿车技术发展，轿车材料要求既有相当的强度也要求重量要轻。采用铝合金的车身材料是一条出路，因为铝材比钢材轻。但是，铝材的加工成本高，而且冲压及焊接技术要求比较特殊，以目前的技术尚不是一般厂家可以做得到的。因此除了个别轿车车身全部用铝合金材外，大部分轿车还是局部零部件是用铝合金，例如车圈、发动机上盖等。 为了使钢材能尽量减少重量又能保持一定的强度，冶金工程师经过多方试验发现在低碳钢内加微量元素如铌（Nb）或者钛（Ti），生成这些微量元素的碳化物，经外理可使轧制钢板的拉拉强度达420牛顿/毫米平方，能够深拉延，变形性好，可制成很薄的钢板，钢板厚度可小到0.5毫米以下。 在这些薄钢板上通过电镀等工艺，涂复锌合金后再涂复一层塑料，既有钢的高强度又有锌、塑料等材料的耐腐蚀性，总质量（重量）又等同于铝合金，十分适宜汽车使用。目前这种具有耐腐蚀镀层的高强度钢板已应用在现代轿车上。 除了高强度薄钢板外，现在还出现一种新型材料“泡沫金属”。“泡沫金属”是20世纪90年代末才出现的新型材料，但应用速度很快，有些新车型已经采用了这种材料。“泡沫金属”主要指泡沫铝合金，它由粉末合金制成。通常的粉末合金是用粉末压制成形，或用金属粉未及塑料的混合物注射模制成形。 在除掉分型剂及增塑剂之后，将压制的坯件烧结（一种温度在1000左右的热处理方式)，使它们具有一定的特性。烧结的性质及应用范围在很大程度上取决于孔隙率的大小。泡沫铝合金密度很小，当承受很大的外力而变形压缩后，当外力撤去，凭着它自身的弹性可恢复到原来的形状，有点象橡胶。 专家认为，若外来总能量假定为100%，泡沫铝合金变形量为它的60%时，可承受外来总能量的60%。由于它本身具有一定的强度，可以经过多次这样的变形循环而不会损坏。“泡沫金属”的重量很轻，密度只是铝合金材的1/4以下，热膨胀系数与铝合金材料一样，热导率又相当低，加上它的变形恢复性能极佳，又有一定的强度，因此受到汽车业的重视，可以在轻量化及安全性方面显示优势。 目前用泡沫铝合金做成的汽车零部件有发动机舱盖、行李厢盖、翼子板等。在安全性设计中，将泡沫金属用作吸收碰撞能量的主要材料是十分适宜的。因为目前汽车的安全设计不但要考虑乘用人的安全，还要考虑到其外车辆及行人的安全，即当一旦发生碰撞时既可最大程度地保护自己又要最大程度地保护他人，因此在车身易发碰撞区域采用泡沫金属是一种很好的选择。 现在已有一种“三明治”式的夹心零部件，部件里面用“泡沫金属”材料，外面再包裹上很薄的其它硬质金属材料，这样使表面具有一定的硬度，牢固耐磨，内部又能吸收变形能量。“泡沫金属”的种类也是比较多，除了泡沫铝合金外，还有泡沫锌合金、泡沫钢等等，用处各异。“泡沫金属”在汽车上的应用前景十分诱人。 2.1.2 车身外形的发展 汽车车身既是驾驶员的工作场所，也是容纳乘客和货物的场所。从现在20世纪前半期，汽车的基本构造已全部发明出来后，汽车设计者们开始着手从汽车外部造型上进行改进，并相继引入了空气动力学、流体力学、人体工程学以及工业造型设计（工业美学）等概念，力求让汽车能够从外形上满足各种年龄、各种阶层、甚至各种文化背景的人的不同需求，使汽车成为真正科学与艺术的结合的最佳表现形象，最终达到最完美的境地。 汽车车身形式在发展过程中主要经历了马车型汽车、箱型汽车、甲壳虫型汽车、船型汽车、鱼型汽车、楔型汽车等几个阶段。 1、马车型汽车时代 从l9世纪末到20世纪初，世界上相继出现了一批汽车制造公司除戴姆勒和奔驰各自成立了以自己名字命名的汽车公司外，还有美国的福特公司、英国的罗尔斯罗伊斯公司、法国的标致和雪铁龙公司、意大利的菲亚特公司等。当时的汽车外形基本上沿用了马车的造型。因此当时人们把汽车称为无马的“马车”。 2、箱型汽车时代 马车型汽车很难抵挡风雨的侵袭，美国福特汽车公司在1915中生产出一种新型的福特T型车，这种车的车室部分很象一只大箱子并装有门和窗，人们把这类车称为“箱型汽车”。 早期的箱型汽车以美国的福特T型车最为著名，年产量达到30多万辆，占美国汽车总产量的70%-80%。 美国通用汽车公司的雪佛莱部看准用户多样化的要求，于1928年制造出在散热器罩、发动机通风口和轮罩上增加豪华装饰的汽车从而博得了用户的欢迎。 随看生活节奏的加快，人们对车速的要求也越来越高。要想使汽车跑得快，有两条主要途径，一是增大功率 二是减小空气阻力。因此人们开始降低车的高度减小空气阻力。随着车顶高度的降低，前窗玻璃不断变窄，影晌前方的视野，乘员感到十分憋闷。后来放弃了降低高度提高速度的办法，转而通过提高功率的办法来克服空气的阻力。这样一来，发动机由单缸变成四缸、六缸、八缸，而且气缸是一列排开的，因而发动机罩也随之变长。典型的例子就是意大利1931年生产的阿尔法.罗密欧牌汽车的外型。作为高速车来讲。箱型汽车是不够理想，因为它的阻力大，大大妨碍了汽车前进的速度。所以人们又开始研究一种新的车型流线型汽车。 3、甲壳虫型汽车时代 l934年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车，首先采用了流线型的车身外形。1936年福特公司在“气流”的基础上，加以精练并吸收商品学要素研制成功林肯和风牌流线型小客车。此车散热器罩很精练并具有动感俯视整个车身呈纺锤形很有特色。受其影响以后出现的流线型汽车有1937年的福特V8型、1937年的菲亚特和1955年的雪铁龙等。 流线型车身的大量生产是从德国的“大众”开始的。1933年德国的独裁者希特勒要求波尔舍设计一种大众化的汽车，波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车。 波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处成为同类车中之王。甲壳虫也成为该车的代名词。由于第二次世界大战的原因，甲壳虫型汽车直到l949才真正大批量生产，并开始畅销世界各地，同时以一种车型累计生产超过二千万辆的记录而著称于世。 4、船型汽车时代 20世纪40年代末期，二次大战争结束，各种车辆在战争中经受了各种考验，并积累了丰富经验。人们开始在设计汽车的过程中考虑更多的因素，以使汽车更能减少空气阻力，坐上去更舒适。特别是人体工程学和流体力学的研究与运用，为创造舒适的，宽敞的乘坐空间提供了理论依据，导致了船型车身的出现。 最早的船型车身是美国福特公司在1949中推出具有历史意义的新型的福特V8型汽车。 这种车型改变了以往汽车造型的模式，使前翼子板和发动机罩，后翼子板和行李舱罩溶于一体，大灯和散热器罩也形成整体，车身两侧形成一个平滑的面，车室位于车的中部，整个造型很象一只小船，所以人们把这类车称为“船型汽车”。 福特V8型汽车的成功，不仅仅在外形上有所突破，而且还首先把人体工程学应用在汽车的设计上。强调以人为主体的设计思想也就是让设计师置身于驾驶员及至乘员的位置，来设计便于操纵、乘坐舒适的汽车。 船型汽车不论从外形上还是从性能上来看都优于甲壳虫型汽车，并且还解决了甲壳虫型汽车对横风不稳定的问题。这是因为船型车发动机前置，汽车重心相对前移，而且加大了行李舱，使风压中心位于汽车重心之后的缘故，所以遇到横风就不会摇头摆尾。从五十年代开始一直到现在，不论是美国还是欧亚大陆不管是大型车或看是中、小型车都采用了船型车身。从而使船型造型成为世界上数量最多的一种车型。 5、鱼型汽车时代 船型汽车尾部过分向后伸出，形成阶梯状，在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜，倾斜的极限即成为斜背式。由于斜背式汽车的背部象鱼的脊背，所以这类车称为“鱼型汽车”。 鱼型汽车和甲壳虫型汽车从背部来看很相近，但仔细观察可以看出鱼型汽车的背部和地面的角度比较小，尾部较长，围绕车身的气流也比较平顺，涡流阻力也较小。同时鱼型汽车基本上保留了船型汽车的长处，车室宽大，视野开阔，舒适性也好；另外鱼型汽车还增大了行李舱的容积。 最初的鱼型车是美国1952年生产的别克牌小客车，1964年美国的克莱斯勒顺风牌和1965年的福特野马牌都采用了鱼型造型，自顺风牌以后世界各国逐渐生产鱼型汽车。 鱼型汽车存在的缺点：后窗玻璃倾斜角度很大，使其强度下降，产生结构上的缺陷。鱼型车还有一个潜在的重大缺点就是对横风的不稳定性。因为鱼型车的造型关系在高速时会产生一种升力，使车轮附着力减小，从而抵挡不住横风的吹袭，发生偏离的危险。鱼型车的这一缺点人们想了很多办法加以克服，例如人们在鱼型车的尾部安上一只翘翘的“鸭尾”，以克服一部分升力，这便是“鱼型鸭尾”式车型。 6、楔型汽车 为了较好地解决鱼形汽车的升力问题，人们又开始了艰难的探索，后来出现了楔形造型的汽车。就是车身前部向下方倾斜，后行李舱明显高于前发动机舱，而车尾平直，可以形成良好的风压，防止车轮发飘，该车型尾部如刀削般平直，整体形状如楔子。最早的楔型汽车是1963年美国司蒂贝克汽车公司设计出来的。 现代轿车基本上都朝这个方向发展。 7、子弹头型汽车 考察轿车车形的发展史，从本世纪初的福特T型箱式车身到30年代中型的甲虫型车身，从甲虫型车身到50年代的船型车身，从船型车身到80年代的楔型车身，直到今天的轿车车身模式，每一种车身外形的出现，都不是某一时期单纯的工业设计的产物，而是伴随着现代空气动力学技术的进步而发展的。 2.2 汽车车身造型演变趋势 车身造型的未来发展趋势进入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。未来的气动造型最优应满足以下几点:(1)最佳气动性能的车身外形只能通过计算机辅助设计和部分实验得出;(2)车身所受的气动纵倾力矩和气动横摆力矩理论上为零;(3)车身所受的气动升力理论上为略小于零;(4)减少气功阻力虽然不再是主要目标，但气动刚力系数不应大于0.2. 2、个性化 车身气动最优化是否会导致未来汽车外形的雷同，从而失去个性化，其实汽车车身造型的发展过程己经揭示了这个问题的答案。在车身造型的历史发展时期，可能会由于追求气动造型的优化而使得某一种车型成为一个时期内的主导车型，但决不是唯一、就是同一主导车型，也由于气动特性非唯一评定指标而形成不同风格，随着社会发展，社会意识和美学观念，造型过程中会起到越来越大的作用，现代人对汽车式样个性化要求也会越来越高。不同层次不同行业、不同种群的审美意识也会大不相同。随着人类物质文化水平的提高和生活环境的变化以及生活方式的多样化，作为大众化商品的轿车无疑将出现各式各样更新颖更奇特的新车型。3、人性化 汽车是人的代行工具，与人在日常生活中息息相关，己形成独特的汽车文化。“一堆冰冷的钢铁”是无法满足现代人精神和文明需要的。车身造型设计必须以人为本，体现人机协调，使用操作方便、舒适，使汽车适应人的各种生理和心理要求，从而提高工作效率、保障安全、维护健康。未来的车身造型设计将在车身外观设计、人机工程以及室内环境等方面更加注意人性化的发展。4、 虚拟化随着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。5、全球化20世纪90年代以来，面对市场和用户对新技术扣新产品日益提高的要求，制造厂商必须在最短的时间内使产品更新换代，这就使得各公司不得不建立合作伙伴关系，以弥补资金和技术力量之不足，通过整合资源、优势互补以达事半功倍的效果。这样汽车造型设计就逐步摆脱国家和地域的束缚，日渐走向全世界。 2.3 本章小结 本章内容从汽车的诞生发展到现在，随着汽车技术的不断进步以及人们审美观和欣赏能力的不断提高，汽车车身造型由最初的马车型、箱型，到后来的流线型、甲壳虫型、船型，发展到现在的楔形及各种流线型。随着人们对汽车动力性、舒适性、安全性和经济型要求的提高，使得汽车技术，特别是机械工程学、人机工程学、空气动力学及电子学等得到了极大的发展和完善，这也大大促进了汽车造型的发展；另外，本章内容还对未来汽车造型发展的趋势进行了分析和详解。 第3章 车身造型设计3.1 车身美学的应用 人的美感，是一种精神活动。人在生活实践中，经常接受作用于其感觉器官的无数刺激，并且学会把各种感觉联系起来，形成对外部世界的信号系统。这种与外界的联系，在人脑子里构成一定的概念和情趣，表现一定的反射。当某种形象重复再现时，就会激起这种概念和情趣，导致兴奋或愉快。人的审美态度是在长期生活实践中形成的。由于人的社会经历不同，因而对客观事物的审美见解也各有所异。但并非人类对客观事物没有审美标准。由于每个人都生在活在社会之中，这种因人而异的审美个性又必然寓于社会的共性之中，受到社会客观条件的制约，表现为一定的倾向性和一致性。因此对于特定时代和社会环境及特定的人群，总会存在共同的审美标准。人们对汽车造型的审美也存在一定的规律性。这些规律虽然有其多方面的因果关系，但从造型艺术的观点来看仍可以做出归纳。一、整体统一1.整体感艺术作品中如果随便把各个局部毫无联系地凑合到一起，这个作品的效果不可能获得整体感。例如某一房间内的陈设都是精制的，但其各件物品的造型之间没有联系，而是凑合在一起，就不可能获得整体感。整体感的产生是由于各个部分有机地联系起来，相互呼应，从而组成整体。这样才可能反映出一定的主题和它的构思内容，才可以产生艺术感染力。整体包括局部，局部又表现整体。整体与局部相辅相成，不可脱节。表现整体感要避免.。各个局部平均对待，一律突出表现，形成多中心或互相竞争局面，造成模糊紊乱的感觉。过分表现某个局部，喧宾夺主。对可能干扰主题的局部或应该省略删去的部分不肯删节，造成多余和繁琐。汽车造型的整体感是现代工业设计的共同趋势。从原始汽车造型复杂繁琐的形式发展到现代化的汽车造型，固然是由于汽车各部分机构本身性能结构的进展所致，例如大曲面复盖件，曲面玻璃，附件灯具的新结构等等，但把这些新的部件有机地结合成为整体仍须通过造型设计。虽然轿车的功能并无根本的区别，但汽车各部分以及其整体的形状变化很大。而其最重要的可以概括说是造型的整体化与流线型化。汽车的基本结构布局到所有附件都延续连贯，而它们的造型则从原来无机地堆积组合发展成为有机地结合成整体。明显地看出翼子板、车灯、保险杠、顶盖和车窗都组合在一个整体之中。 2.整体中的统一与变化整体统一并不是要求千篇一律.如果没有变化也就无所谓统一了。正如单调音响和平淡的造型不可能表现明确的主题，不可能获得良好的效果。在汽车造型中正是由于汽车各部分功能与形状的差异，存在许多重复、对比、呼应等等的形式才可以有机地把它们组织起来形成一个内容丰富的统一整体，表现出一定的主题。（1）重复：在汽车造型中往往出现一定形体、线条的重复。而正确地利用重复可以从中产生造型的呼应和一致，容易构成一定的主调形式。但是简单的重复易于形成单调、呆板，因为简单的重复没有变化，我们希望的重复是有变化的重复。有变化又有联系，既多样又统一。例如在车身的一定曲线或曲面形式，或楞线，浮雕凹凸的形式往往是一种有变化的重复，由此产生和谐统一的感觉。（2）主调：造型的主调相当于一切艺术作品的主题，主题就是其艺术思想内容的反映。只有鲜明的主题，艺术作品才会有强烈的感染力，才可以激起人们的心理反应。汽车造型效果给观看的人最明显的印象就是造型的主调，或曰基调。为了突出主调的效果，在造型中可以采用重复的手法，也可以采用对比的手法，或者用夸张的手法。而忌讳主次不分或形成两种均势的成分。否则，不可能在造型效果上给人以明确的印象。次要成分对主题只应起到烘托的作用。（3）对比与协调：为了显示一种主要的成分往往可以通过对比取得衬托的作用。对比的双方失去一方，矛盾就不再存在。可见对比在艺术技巧中的重要意义。在造型中对比的使用不可过分强烈，否则可能产生冲突对抗的效果，反而破坏了主要方面。在汽车造型中，例如车身前、中、后三段比例中，其中一段短小可能显得另外部分相对地长大，这就是对比起到地作用。在处理局部造型时，往往可利用对比去衬托主要的成分，从而达到造型主调所需要的效果。协调是对比的反面，协调来源于确切合适的对比，如果没有对比，只求协调就可能造成单调的一致性，无从形成主调与统一的效果。在汽车造型中对比的艺术手法不只应用于形体上，而且色彩设计中也同样是这个道理。二、比例人对比例的感觉来源于实践中经常遇到的物质形体所存在的数量关系。如果使这些比例在艺术品中重复再现时，常常能使人易于接受和理解，反之与之相差悬殊的比例关系则使人感到生疏突然，较难适应。但是在汽车设计中形成的比例概念多数是从汽车的性能、结构、制造工艺等要求经过总布置的安排而确定下来的。如汽车外形的基本尺寸轴距、总长、总宽、总高、前悬、后悬的长度以及车本身中车窗与裙部高度，前、中、后三段长度等的比例。事实上这些比例的形成与确定并非出自造型设计，而常常会在造型设计时发现某些从视觉上不合适的比例关系。为了使汽车获得匀称的比例，造型设计师应与总布置设计师一起对上述基本尺寸进行适当调整，以形成各种比例关系的联系协调。还应作出若干方案进行比较选择。三、均衡与稳定1均衡量造型艺术中的均衡是指艺术品各部分形象的分布情况的平衡感。这种均衡感并不能从单纯的物体重量或体积直接产生的平衡而取得，而更重要的是从视觉感受的分量分布取得。应当注意，均衡决不是主次不分，一律平等对待。相反，在造型设计中应尽力避免如此。恰当的对比也可以形成均衡感，因为对比使主题更显示其在全局上的主要作用，得到更好的均衡感。2稳定造型设计中要求稳定感是为了使人产生不致倾倒的感觉，由此而感到安祥、轻松。对于汽车，作为高速运动的物体的形象如果没有稳定感是难以令人接受的。这一点和物理学的客观规律是完全一致的，只有稳定的物体才可能调整运动。对称的造型是有助力于稳定感的形式之一，但在汽车造型中由于汽车结构、附件布置有时不可能全部对称。事实上造型对于对称的追求只是相对的，有时由于产品结构上的局限而无法取得造型上的对称效果，则可采用浮雕、色彩或装饰上的手法形成视觉上的均衡感。在汽车造型中有时过分的表现对称会导致呆板，所以胡很多车型上将水箱面罩上的标志或附件的布置有意形成一定的变化，但这以不破坏均衡而改善过分呆板的局面为限。四.审美观点还有一个非常重要的，而有常被人忽视的方面，就是人的精神因素审美观点。而人的这一因素是与他民族文化、国家历史、社会背景、生活环境及个人修养等成分密切相关的。中华民族有五千年的文明历史，有非常丰厚的文化底蕴和灿烂的文明。“中庸”和“和”的思想从古到今始终是我们的文化、艺术和设计思想的精髓。儒家“中庸”的思想就是不管部分如何变化，由内到外、自始自终都有一条主线贯穿其中，它提供了一种整体、全局、综合看待事物的思想。“天有时、地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良”，古代这种系统的、整体的工艺观、设计思想在今天仍然适用。这一思想反映了中国的造型艺术是一种整体艺术，它是各种艺术、技术的有机结合体。这种思想体现在造型艺术上强调结构上要前后左右布局呈现均齐的势态，结构严谨、方正、井井有条、严肃、稳定的艺术效应。尊礼文化的封建造型艺术重文质彬彬的“君子之风”和“重质轻饰”，这种延续下来的社会心理使中国人比较接受规整、严肃、稳定的汽车造型。由于德国式汽车造型的设计严谨、功能之上等设计特点比较符合中国人的社会心理，使得德国产的大众系列车在中国比美国、意大利、韩国车好卖得多。上图的“宝来”汽车其造型有方有圆，暗应国人天圆地方之说，其审美颇合我国人审美之情趣，更寓意一种和气生财的“中庸”之道。号称中国第一辆驾驶者之车宝来强调了驾驶的乐趣，强劲的动力内敛于稳重大气的外型之下，将运动型和公务型车的优点融合到了一起，也是体现了一种“中庸”之道。道家“和”的思想反映了中国人的“天人和一”、“亲近自然”的情感与看待事物、创造事物的准则。它反映在造型艺术上是要重视自然美与人工美的有机结合，老庄进一步提出了“天道运而无所积，故万物成”、“朴素而天下莫能与之美”的思想。这一思想明确强调了“道”的功能，人工活动不能破坏事物“朴素”的内在功能要求，造型的适用性居第一位，造型的人工装饰居第二位。庄子美学讲究自然、恬淡、朴素，并认为美应以天地事物自然本性为榜样；表现在汽车造型上就是选择的材料要体现自然的本性、自然美，因此现在很多高档一点的汽车其内在都尽量多使用木制品或仿木头纹样的塑料制品，来提高人与车的亲近系数。 以上的这些中国人的传统文化中的思想流传了几千年，潜移默化形成了一种集体无意识。设计师也是这种无意识中的一员，不过是他比其他人能敏锐的观察、更好的表现出来而已 3.2 空气动力学的应用一、空气动力学的基本概念 空气阻力 众所周知，车速越快阻力越大，空气阻力与汽车速度的平方成正比。如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大，会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。据测试，一辆以每小时100公里速度行驶的汽车，发动机输出功率的百分之八十将被用来克服空气阻力，减少空气阻力就能有效地改善汽车的行驶经济性，因此轿车的设计师非常重视空气动力学。在介绍轿车性能的文章上经常出现的“空气阻力系数”就是空气动力学的专用名词之一，也是衡量现代轿车性能的参数之一。 空气阻力系数 汽车在行驶中由于空气阻力的作用，围绕着汽车重心同时产生纵向，侧向和垂直等三个方向的空气动力量，对高速行驶的汽车都会产生不同的影响，其中纵向空气力量是最大的空气阻力，大约占整体空气阻力的百分之八十以上。它的系数值是由风洞测试得出来的，与汽车上的合成气流速度形成的动压力有密切关系。当车身投影尺寸相同，车身外形的不同或车身表面处理的不同而造成空气动压值不同，其空气阻力系数也会不同。由于空气阻力与空气阻力系数成正比关系，现代轿车为了减少空气阻力就必须要考虑降低空气阻力系数。从50年代到70年代初，轿车的空气阻力系数维持在0.4至0.6之间。二、汽车外形的演变与空气动力学的关系 走近汽车，首先会被它的外貌吸引。神采各异的面孔是怎样演变过来的？ 最初生产的汽车是篷体的，像马车，只不过车的动力由马匹改为内燃机。后来篷体改为厢体，厢体是矩形的，人们称它为箱型。早在20世纪初大规模生产的福特T型汽车就是一种箱型汽车，它奠定了以后汽车的基本造型。 随着汽车速度的增加，风阻问题提到了设计日程上来，尤其是讲究速度的小型汽车。1空气阻力的五个组成部分平常说的风阻大都是指汽车的外部与气流作用产生的阻力。实际上，流经汽车内部的气流也对汽车的行驶构成阻力。研究表明，作用在汽车上的阻力是由5个部分组成的。 a、外型阻力，指汽车前部的正压力和车身后部的负压力之差形成的阻力，约占整个空气阻力的58%； b、干扰阻力，指汽车表面突出的零件，如保险杠、后视镜、前牌照、排水槽、底盘传动机构等引起气流互相干扰产生的阻力，约占整个空气阻力的14%； c、内部阻力，指汽车内部通风气流、冷却发动机的气流等造成的阻力，约占整个空气阻力的12%； d、由高速行驶产生的升力所造成的阻力，约占整个空气阻力的7%； e、空气相对车身流动的摩擦力，约占整个空气阻力的9%； 2. 降低风阻的主要方法降低风阻有两个主要的办法，减少迎风面积和采用流线形状。降低车厢高度可以有效地减少迎风面积，例如人们所称的"船型"车身形状，分有发动机舱、乘员舱和行李舱，象驾驶舱建在甲板上的船，增加长度，降低高度，有效减少迎风面积。我们知道，作为乘载工具，迎风面积的减少是有限的，一种称为"楔型"的高速汽车在减少迎风面积方面可谓是登峰造极，但是楔形的运载空间很小，多作为赛车。 而流线型则可以减少空气流经车身时产生的涡流，从而减少阻力。例如甲壳虫形状的汽车，就具有比较明显的流线形状，典型代表是德国大众汽车厂生产的"甲壳虫" 车。人们寄希望于流线型，但是，流线型同样不是汽车的理想外型。人们常用的是流线型的各种变形，如斜背式、鱼形、滴水形或者是它们的某种组合。 所以说，流线型不是特定的车型。流线型是指空气流过不产生旋涡的理想形状，流线型应用的最高境界是飞机的机翼。上述的甲虫型、鱼型、楔型、滴水型都具有不同程度的流线型特征，但是作为以运载为主要目的的陆路运输工具，绝对的流线型是不现实的。流线型也有它的弊病，就是高速行驶时会产生升力，影响驾驶稳定性。为了克服这个弊病，设计师还要在车身上安装导流板和扰流板。 能源危机后，各国为了进一步节约能源，降低油耗，都致力于降低空气阻力系数，现在的轿车空气阻力系数一般在0.28至0.4之间。 据试验表明，空气阻力系数每降低百分之十，燃油节省百分之七左右。曾有人对两种相同质量，相同尺寸，但具有不同空气阻力系数(分别是0.44和0.25)的轿车进行比较，以每小时88公里的时速行驶了100公里，燃油消耗后者比前者节约了1.7公升。考察轿车车形的发展史，从本世纪初的福特T型箱式车身到30年代中型的甲虫型车身，从甲虫型车身到50年代的船型车身，从船型车身到80年代的楔型车身，直到今天的轿车车身模式，每一种车身外形的出现，都不是某一时期单纯的工业设计的产物，而是伴随着现代空气动力学技术的进步而发展的。空气阻力系数在过去的轿车手册中从未出现过，今天则是介绍轿车的常用术语之一，成为人们十分关注的一种参数了。三、导流板与扰流板 现代轿车的经常时速已达100公里左右，最高时速更达200公里以上，因此轿车的车身设计既要服从空气动力学，要有尽量低的空阻系数，又要采取措施，在车身的前后端安装导流板和扰流板，以保证轿车的行驶安全。 在空气动力学上，有法国物理学家贝尔努依证明的一条理论：空气流速的速度与压力成反比。也就是说，空气流速越快，压力越小；空气流速越慢，压力越大。例如飞机的机翼是上面呈正抛物形，气流较快；下面平滑，气流较慢，形成了机翼下压力大于上压力，产生了升力。如果轿车外型与机翼横截面形状相似，在高速行驶中由于车身上下两面的气流压力不同，下面大上面小，这种压力差必然会产生一种上升力，车速越快压力差越大，上升力也就越大。这种上升力也是空气阻力的一种，汽车工程界称为诱导阻力，约占整车空气阻力的7%，虽然比例较小，但危害很大。其它空气阻力只是消耗轿车的动力，这个阻力不但消耗动力，还会产生承托力危害轿车的行驶安全。因为当轿车时速达到一定的数值时，升力就会克服车重而将车子向上托起，减少了车轮与地面的附着力，使车子发飘，造成行驶稳定性变差。 为了减少轿车在高速行驶时所产生的升力，汽车设计师除了在轿车外型方面做了改进，将车身整体向前下方倾斜而在前轮上产生向下的压力，将车尾改为短平，减少从车顶向后部作用的负气压而防止后轮飘浮外，还在轿车前端的保险杠下方装上向下倾斜的连接板。连接板与车身前裙板联成一体，中间开有合适的进风口加大气流度，减低车底气压，这种连接板称为导流板。在轿车行李箱盖上后端做成象鸭尾似的突出物，将从车顶冲下来的气流阻滞一下形成向下的作用力，这种突出物称为扰流板。 还有一种扰流板是人们受到飞机机翼的启发而产生的，就是在轿车的尾端上安装一个与水平方向呈一定角度的平行板，这个平行板的横截面与机翼的横截面相同，只是反过来安装，平滑面在上，抛物面在下，这样车子在行驶中会产生与升力同样性质的作用力，只是方向相反，利用这个向下的力来抵消车身上的升力，从而保障了行车的安全。这种扰流板一般安装在时速比较高的轿跑车上（参阅图示轿车）6。目前不少轿车都装有导流板和扰流板，藉以提高轿车的性能。四、 车身外型设计的两对矛盾 首先，乘驾舒适需要足够的车内空间，而要得到宽敞的空间就要增加汽车外型的尺寸。汽车的外型尺寸，尤其是横截面尺寸的增加，势必增加汽车的迎风面积，直接影响汽车的风阻系数。这样，舒适性与动力性就构成了一对矛盾。这对矛盾在汽车的