《汽車設計》PPT課件

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1、汽 車 設 計徐 家 川交 通 學 院 車 輛 工 程 系Tel:13668649668E-mail: 2/45汽 車 設 計 緒 論 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀 2 汽 車 的 保 有 量 3 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展 6 汽 車 的 設 計 過 程 ： 7 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 8 本 課 的 任 務 3/45 對 于 汽 車 生 產(chǎn) 企 業(yè) 來 說 ， 沒 有 產(chǎn) 品 設計 能 力 ， 往 往 意 味 著 沒 有 進 食 能 力 。 當 然

2、，設 計 是 為 技 術(shù) 發(fā) 展 服 務 的 ， 人 類 技 術(shù) 發(fā) 展的 日 新 月 異 ， 使 汽 車 的 設 計 風 格 和 人 們 的生 活 方 式 不 斷 地 發(fā) 生 改 變 。 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀 4/45 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 分 為 四 個 時 期 ： 1、 誕 生 時 期 (1886 1900年 ) 1886年 ,戴 姆 勒 一 號 車 為 世 界 上 第 一 輛 汽 車 ， 后 置發(fā) 動 機 ， 后 輪 驅(qū) 動 ， 后 輪 比 前 輪 大 一 倍 ， 利 用 轉(zhuǎn) 向 桿 轉(zhuǎn)向 ， 時 速 10Km左 右 。 同 一 時 間 ， Benz與 Da

3、ilmler成 立 了奔 馳 戴 姆 勒 汽 車 公 司 。 后 又 相 繼 出 現(xiàn) 了 一 批 汽 車 制 造公 司 ， 美 國 的 福 特 ， 英 國 的 羅 爾 斯 ， 法 國 的 雪 鐵 龍 ， 意大 利 的 菲 亞 特 等 . 到 1900年 ， 世 界 上 共 有 8個 國 家 生 產(chǎn)汽 車 ， 共 有 1萬 多 輛 汽 車 。 生 產(chǎn) 方 式 是 手 工 生 產(chǎn) 。 發(fā) 動機 功 率 僅 有 1 2馬 力 ， 只 能 乘 坐 2 3人 ， 并 且 設 有 門 窗 ，車 蓬 等 。 這 個 時 候 的 汽 車 只 是 供 紳 士 貴 族 娛 樂 的 工 具 。 世 界 汽 車 發(fā)

4、展 回 顧 5/4519世 紀 末 汽 車 剛 誕 生 時 ， 不 過 是 在 馬 車上 裝 配 一 個 汽 油 發(fā) 動 機 ， 外 形 相 當 簡 陋 ，沒 有 車 身 ， 沒 有 底 盤 ， 車 燈 掛 在 座 椅 旁邊 6/45 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀 2、 汽 車 工 業(yè) 的 創(chuàng) 建 期 （ 1900 1920年 ） 這 個 時 期 ， 汽 車 的 需 求 量 增 大 ， 車 速變 快 。 美 國 的 亨 利 福 特 創(chuàng) 立 了 流 水 線 的生 產(chǎn) 方 式 ， 使 生 產(chǎn) 效 率 大 大 提 高 ， 成 本 下降 。 到 1920年 ， 汽 車 保 有 量 達 2

5、00萬 輛 。主 打 產(chǎn) 品 為 小 轎 車 。 7/451901年 ， 設 計 師 威 廉 邁 巴 赫 開 發(fā) 的 梅 賽 德斯 轎 車 率 先 背 離 了 以 前 的 “ 馬 車 原 理 ” ， 并以 低 重 心 、 長 軸 距 和 可 識 別 的 車 身 設 計 開 辟了 汽 車 發(fā) 展 的 新 天 地 。1908年 ， 亨 利 福 特 發(fā) 明 的 T型 車 成 為 現(xiàn) 代 汽車 的 標 準 雛 形 ： 有 了 車 篷 和 駕 駛 室 ， 發(fā) 動 機安 裝 在 車 體 前 面 ， 車 燈 被 設 計 在 進 氣 孔 旁 邊 。T型 車 的 廉 價 使 其 成 為 當 時 美 國 保 有

6、量 最 大的 車 型 ， 也 影 響 了 未 來 汽 車 的 設 計 風 格 。 8/45 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀 3、 汽 車 產(chǎn) 品 的 發(fā) 展 時 期 （ 1920 1950年 ） 這 個 時 期 里 出 現(xiàn) 了 第 一 次 經(jīng) 濟 危 機 ， 汽 車 產(chǎn) 品 出 現(xiàn) 了 供 大于 求 的 情 況 ， 汽 車 工 業(yè) 不 景 氣 ， 開 始 開 發(fā) 新 產(chǎn) 品 。 如 ： 大客 車 ， 載 重 汽 車 ， 軍 用 車 等 。 這 期 間 ， 發(fā) 展 很 快 的 通 用 汽車 公 司 的 發(fā) 展 超 過 了 福 特 汽 車 公 司 。 特 別 ， 1939年 爆 發(fā) 了

7、第 二 次 世 界 大 戰(zhàn) ， 促 進 了 軍 用 車 ， 越 野 汽 車 的 發(fā) 展 。 到 1950年 ， 汽 車 產(chǎn) 品 性 能 趨 于 完 善 ， 機 構(gòu) 趨 于 成 熟 ， 已 經(jīng)成 為 系 列 。 我 們 講 的 汽 車 的 傳 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 就 是 指 50年 代 的 汽 車結(jié) 構(gòu) 。 9/45汽 車 步 入 廂 式 車 時 代 。 由 于 采 用 大 功 率 的 發(fā)動 機 成 為 時 髦 ， 汽 車 的 速 度 越 來 越 快 ， 人 們已 經(jīng) 無 法 忍 受 在 惡 劣 的 環(huán) 境 中 駕 駛 “ 漏 洞 ”百 出 的 汽 車 了 。 有 了 擋 風 玻 璃 和 車 門 ， 以

8、 及輪 罩 和 保 險 杠 ， 最 早 的 汽 車 安 全 意 識 開 始 萌芽 。 如 高 速 公 路 剛 出 現(xiàn) ,國 產(chǎn) 車 老 出 問 題 。作 為 20世 紀 30年 代 的 主 流 設 計 風 格 ， 以 甲 殼蟲 和 克 萊 斯 勒 “ 氣 流 ” 車 型 為 代 表 的 流 線 型汽 車 ， 讓 美 國 產(chǎn) 生 了 狂 熱 的 流 線 型 熱 潮 ， 汽車 車 身 、 底 盤 和 發(fā) 動 機 的 現(xiàn) 代 布 局 已 經(jīng) 形 成 。流 線 型 汽 車 引 發(fā) 了 汽 車 工 程 學 的 革 命 。 10/45 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀 4、 汽 車 技 術(shù) 的

9、進 步 時 期 （ 1950 至 今 ） 50年 代 出 現(xiàn) 了 高 速 公 路 ， 促 進 了 汽 車工 業(yè) 的 再 發(fā) 展 ， 且 和 其 它 學 科 緊 密 結(jié) 合 ，如 ： 電 子 學 科 ， 人 體 工 程 學 科 ， 非 金 屬材 料 等 ， 并 應 用 于 汽 車 技 術(shù) 中 。 11/4520世 紀 50年 代 ， 全 人 類 都 沉 浸 在 太 空 旅 行的 狂 想 中 。 由 于 太 空 潮 流 的 盛 行 ， 通 用 汽 車的 設 計 師 們 開 始 把 火 箭 的 形 態(tài) 應 用 于 汽 車 造型 上 。 凱 迪 拉 克 的 車 頭 和 車 尾 被 設 計 成 尖 角形

10、 ， 夸 張 而 又 怪 異 ， 被 人 們 稱 為 “ 尾 翼 怪物 ” 。 由 于 太 空 旅 行 的 屬 性 和 配 備 都 是 銀 色的 ， 所 以 銀 色 也 成 為 那 個 時 代 的 特 定 顏 色 。雖 然 美 國 人 沒 能 坐 上 “ 汽 車 飛 行 器 ” ， 卻 引發(fā) 了 一 場 汽 車 的 速 度 革 命 ， 力 量 型 轎 車 和 小型 V8發(fā) 動 機 的 應 用 迅 速 成 為 主 流 。 12/45 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀幾 個 大 的 技 術(shù) 突 破 ： 1 轉(zhuǎn) 子 發(fā) 動 機 ： 經(jīng) 濟 性 好 ， 體 積 小 ， 轉(zhuǎn) 速 高 。 2 根

11、 據(jù) 柴 油 機 的 燃 燒 規(guī) 律 ， 采 用 了 增 壓 技 術(shù) 。 力 求 做到 ： 污 染 少 ， 質(zhì) 量 輕 ， 噪 聲 小 ， 從 而 出 現(xiàn) 了 電 子 控 制 燃料 供 給 系 統(tǒng) 。 3 高 速 公 路 的 發(fā) 展 ， 使 的 車 速 提 高 ， 促 進 了 汽 車 性 能的 提 高 ， 主 要 是 安 全 性 能 的 提 高 ： 制 動 系 統(tǒng) 加 制 動 力 調(diào)節(jié) 裝 置 和 電 子 防 抱 死 系 統(tǒng) ， 防 碰 撞 系 統(tǒng) ， 自 動 調(diào) 節(jié) 懸 架 ?？?氣 動 力 學 的 發(fā) 展 ， 促 進 了 車 速 的 提 高 ， 空 氣 阻 力 的 下降 。 電 子 計 算

12、 機 應 用 到 汽 車 的 設 計 和 制 造 ， CAD和 CAM。 13/45 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀 70年 代 ， 由 于 中 東 戰(zhàn) 爭 ， 出 現(xiàn) 了 石 油 危 機 。 油 價的 上 升 ， 人 們 關 心 的 是 省 油 ， 價 廉 。 日 本 的 豐 田 汽 車 公司 率 先 推 出 了 省 油 型 ， 小 排 量 汽 車 ， 并 占 領 了 美 國 市 場 ，而 且 日 本 國 汽 車 的 年 產(chǎn) 量 位 居 世 界 第 一 位 ， 美 國 次 之 。并 且 ， 出 現(xiàn) 了 代 用 燃 料 ： 甲 醇 ， 氫 氣 ， 天 然 氣 ， 太 陽 能 ，電

13、動 汽 車 等 。 由 于 汽 車 中 越 來 越 多 地 引 進 微 處 理 機 ， 傳 感 器 ， 調(diào)節(jié) 袋 ， 汽 車 結(jié) 構(gòu) 由 單 一 的 機 械 系 統(tǒng) 轉(zhuǎn) 變 為 機 電 儀 一體 化 系 統(tǒng) ， 并 逐 步 具 有 人 工 智 能 。 汽 車 正 在 向 自 動 化 和智 能 化 發(fā) 展 。 14/45 2 世 界 汽 車 保 有 量1900年 1萬 輛1920年 200萬 輛1960年 1.2億 輛1970年 2.4億 輛1980年 4.1億 輛1988年 6億 輛 15/45 2主 要 的 汽 車 生 產(chǎn) 國 汽 車 年 產(chǎn) 量 1983年 1992年 1999年 2000

14、年 2003年 2004年日 本 1111萬 1249萬 990萬 1014萬 1028萬 1051萬美 國 920萬 977萬 1302萬 1281萬 1207萬 1211萬德 國 438萬 519萬 528萬 520萬 556萬 550萬法 國 333萬 376萬 318萬 335萬 362萬 366萬俄 羅 斯 212萬 145萬 117萬 120萬 127萬 138萬英 國 129萬 154萬 197萬 182萬 184萬 185萬 16/45 2主 要 的 汽 車 生 產(chǎn) 國 汽 車 年 產(chǎn) 量 1983年 1992年 1999年 2000年 2003年 2004年西 班 牙 127

15、萬 220萬 285萬 303萬 303萬 301萬加 拿 大 150萬 198萬 274萬 235萬 255萬 271萬意 大 利 157萬 168萬 170萬 173萬 132萬 114萬巴 西 100萬 109萬 135萬 167萬 183萬 221萬中 國 106萬 180萬 201萬 444萬 507萬韓 國 172萬 284萬 311萬 318萬 347萬 17/45 3 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 在 剛 剛 過 去 的 一 個 世 紀 里 ， 中 國 汽 車 工 業(yè) 從 無 到有 、 從 小 到 大 ， 走 過 頗 不 平 凡 的 道 路 。 1951年 ， 中 國 批

16、 準 設 計 了 仿 吉 爾 150， 年 產(chǎn) 量 三 萬 。 1953年 ， 中 國 第 一 汽 車 制 造 廠 破 土 動 工 興 建 ， 中 國 的 汽 車工 業(yè) 誕 生 了 。 1956年 7月 15日 ， 第 一 輛 汽 車 CA10開 下 裝 配 線 。 “ 解 放 ”牌 共 生 產(chǎn) 了 30多 年 ， 車 型 由 CA10發(fā) 展 到 CA10B、 CA15、CA141。 設 計 生 產(chǎn) 從 剛 開 始 的 年 產(chǎn) 量 3萬 。 到 1985年 的 年 產(chǎn)量 10萬 ， 其 中 CA141達 到 了 國 外 70年 代 的 水 平 。 18/45 3 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā)

17、 展 1958年 后 ， 國 家 又 相 繼 建 立 了 很 多 汽 車 廠 ， 如 ： 南 京 汽 車廠 （ 代 表 車 型 NJ130） ， 北 京 汽 車 廠 （ 代 表 車 型 BJ130） ，濟 南 汽 車 廠 （ 代 表 車 型 JN150） ， 上 海 汽 車 廠 （ 代 表 車 型SH760） 。 這 時 中 國 的 汽 車 工 業(yè) 處 于 仿 制 階 段 。 1965年 到 1981年 ， 中 國 汽 車 工 業(yè) 處 于 閉 門 造 車 的 階 段 。 相繼 出 現(xiàn) 了 中 國 第 二 汽 車 制 造 廠 ， 陜 西 汽 車 廠 ， 四 川 汽 車 廠等 。 年 月 日 ，

18、在 湖 北 十 堰 的 第 二 汽 車 制 造 廠 ，“ 東 風 ” 系 列 的 第 一 個 基 本 車 型 噸 越 野 車 正 式 投產(chǎn) 。 19/45 3 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 1981年 到 現(xiàn) 在 ， 處 于 產(chǎn) 品 更 新 換 代 時 期 一 汽 ， CA10B發(fā)展 到 CA141， 全 部 37個 系 列 品 種 。 1987年 ， 國 家 批 準 一 汽 成 為 我 國 三 大 轎 車 生 產(chǎn) 基 地 之一 。 1984年 月 15日 ， 首 家 中 外 合 資 汽 車 企 業(yè) 中 美 合資 北 京 吉 普 汽 車 有 限 公 司 開 業(yè) ， 生 產(chǎn) 當 時 的 美

19、 國 汽 車 公司 切 諾 基 系 列 輪 驅(qū) 動 越 野 車 。 整 車 企 業(yè) 較 大 規(guī) 模地 引 入 外 資 ， 標 志 著 中 國 汽 車 工 業(yè) 的 全 面 開 放 。 緊 隨 北京 吉 普 之 后 的 上 海 大 眾 、 一 汽 大 眾 、 神 龍 、 上 海 通 用 、廣 州 本 田 等 轎 車 項 目 ， 南 京 依 維 柯 、 江 鈴 、 慶 鈴 、 金 杯等 輕 型 車 項 目 的 成 功 ， 使 合 資 企 業(yè) 成 為 中 國 汽 車 工 業(yè) 的重 要 組 成 部 分 。 20/45 3 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 1994年 月 12日 ， 國 務 院 批 準

20、 中 國 第 一 部 、 到 目 前 為 止也 是 中 國 唯 一 一 部 產(chǎn) 業(yè) 政 策 汽 車 工 業(yè) 產(chǎn) 業(yè) 政 策 。 在 20世 紀 的 最 后 幾 年 時 間 里 ， 德 國 大 眾 、 日 本 本 田 、美 國 通 用 等 跨 國 公 司 ， 通 過 在 中 國 的 合 資 企 業(yè) 大 興 銷 售服 務 體 系 的 建 立 與 規(guī) 范 。 2000年 ， 中 國 汽 車 產(chǎn) 量 預 計 首 次 超 過 萬 輛 。 中 國躋 身 世 界 汽 車 十 強 之 列 。 汽 車 產(chǎn) 量 在 年 、 年 、 年 和 年 分 別 突 破 萬 輛 、 萬 輛 、 萬 輛 和 萬 輛 。 200

21、3年 ， 中 國 汽 車 產(chǎn) 量 超 過 4 萬 輛 。 21/45 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求（ 1） 零 件 標 準 化 、 部 件 通 用 化 和 產(chǎn) 品 系 列 化 ：由 于 汽 車 出 產(chǎn) 量 大 ， 品 種 及 型 號 多 ， 設 計 中 實 行 零件 標 準 化 、 部 件 通 用 化 和 產(chǎn) 品 系 列 化 ， 可 化 生 產(chǎn) ，提 高 工 效 ， 保 證 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 ， 降 低 生 產(chǎn) 成 本 ， 減 少 配件 品 種 ， 方 便 維 修 。（ 2） 考 慮 使 用 條 件 的 復 雜 多 變 ：為 了 使 所 設 計 的 汽 車 產(chǎn) 品 ； 具 有 競

22、爭 力 ， 設 計 中 就要 充 分 考 慮 。 其 對 復 雜 多 變 的 使 用 條 件 出 適 應 性 。特 別 應 注 意 熱 帶 、 寒 帶 等 不 同 的 氣 候 條 件 和 高 原 、山 區(qū) 、 丘 陵 、 沼 澤 、 沿 海 等 不 同 的 地 理 條 件 ， 以 及燃 料 供 應 ， 維 修 能 力 等 不 同 的 使 用 條 件 對 汽 車 結(jié) 構(gòu) 、性 能 、 材 料 、 附 件 等 的 特 殊 要 求 。 22/45（ 3） 重 視 汽 車 使 用 中 的 安 全 、 可 靠 、 經(jīng) 濟 與環(huán) 保 ： 汽 車 良 好 的 使 用 性 能 是 設 計 者 要 追 求 的

23、目 標 ，不 同 的 汽 車 使 用 性 能 也 是 不 同 的 ； 而 且 在 某 些性 能 之 間 有 時 是 相 互 矛 盾 的 。 因 此 ； 要 在 給 定的 使 用 條 件 下 協(xié) 調(diào) 各 使 用 性 能 的 要 求 ， 優(yōu) 選 各使 用 性 能 指 標 ， 使 汽 車 在 該 使 用 條 件 下 的 綜 合使 用 性 能 達 到 最 優(yōu) 。 特 別 要 重 視 使 用 中 的 安 全 、可 靠 、 經(jīng) 濟 與 環(huán) 保 。 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求 23/45 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求（ 4） 車 身 設 計 既 重 視 工 程 要 求 ， 更

24、注 重 外 觀 型 ：汽 車 車 身 的 外 形 、 油 漆 及 色 彩 是 汽 車 給 人 們 的 第 一個 外 觀 印 象 ， 是 人 們 評 價 汽 車 的 最 直 接 方 面 ， 也 是轎 車 的 重 要 市 場 競 爭 因 素 ， 是 汽 車 設 計 非 常 重 要 的內(nèi) 容 。車 身 造 型 既 是 工 程 設 計 ， 又 是 美 工 設 計 。 從 工 程 設計 來 看 ， 它 既 要 滿 足 結(jié) 構(gòu) 的 強 度 要 求 、 整 車 布 置 的匹 配 要 求 和 沖 壓 分 塊 的 工 藝 要 求 ， 又 要 適 應 車 身 的空 氣 動 力 學 的 要 求 而 具 有 最 小

25、的 ， 空 氣 阻 力 系 數(shù) 。從 美 工 設 計 來 看 ， 它 應 當 適 應 時 代 的 特 點 和 人 們 的愛 好 ， 要 像 對 待 工 藝 品 那 樣 進 行 美 工 設 計 ， 給 人 以高 度 美 感 ， 起 到 美 化 環(huán) 境 的 作 用 。 24/45（ 5） 設 計 要 在 有 關 標 準 和 法 規(guī) 的 指 導 下 進 行 ：中 國 汽 車 工 業(yè) 標 準 包 括 與 國 際 基 本 通 用 的 汽 車標 準 和 為 宏 觀 控 制 汽 車 產(chǎn) 品 性 能 和 質(zhì) 量 的 標 準 ，它 包 括 國 家 標 準 、 行 業(yè) 標 準 和 企 業(yè) 標 準 。汽 車 標 準

26、 分 為 強 制 性 標 準 和 推 薦 性 標 準 。 強 制性 標 準 主 要 有 ： 整 車 尺 寸 限 制 標 準 、 汽 車 安 全性 標 準 、 油 耗 限 制 標 準 、 汽 車 排 放 物 限 制 標 準及 噪 聲 標 準 。 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求 25/45 為 使 我 國 汽 車 產(chǎn) 品 進 入 世 界 市 場 設 計 時 也 應 考慮 到 國 際 標 準 化 組 織 汽 車 專 業(yè) 委 員 會 (ISO/TC22)制 訂 的 一 些 標 準 和 美 國 標 準 協(xié) 會 標 準 (ANSI)、 美國 汽 車 工 程 師 學 會 (SAE)標 準 、 日

27、 本 工 業(yè) 標 準(JIS)、 日 本 汽 車 標 準 組 織 (JASO)標 準 、 日 本 汽車 車 身 工 業(yè) 協(xié) 會 標 準 (JABIA)、 日 本 汽 車 輪 胎 標(JATMA)、 日 本 汽 車 用 品 工 業(yè) 協(xié) 會 標 (JARP)、日 本 蓄 電 池 工 業(yè) 協(xié) 會 標 準 (SBA)以 及 歐 洲 經(jīng) 濟 委員 會 (ECE)、 歐 洲 經(jīng) 濟 共 同 體 (EEC)所 制 訂 的 汽車 法 規(guī) 。 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求 26/45（ 6） 汽 車 設 計 是 考 慮 人 機 工 程 、 交 通 工 程 、 制 造 工程 、 運 營 工 程 、

28、管 理 工 程 的 系 統(tǒng) 工 程 ： 汽 車 是 由 人 來 駕 駛 和 乘 坐 的 ， 因 此 其 設 計 必 須考 慮 這 種 人 車 關 系 ， 即 操 縱 要 方 便 、 乘 坐 要 舒適 。 汽 車 是 一 種 交 通 工 具 ， 其 設 計 必 須 符 合 交通 工 程 的 要 求 。 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求 27/45 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展 分 為 四 個 階 段 ： 1 經(jīng) 驗 設 計 階 段 2 以 科 學 實 驗 ， 技 術(shù) 分 析 為 基 礎 的 設 計 階 段 3 計 算 機 輔 助 設 計 階

29、段 4 CAD/CAE/CAM 一 體 化 的 現(xiàn) 代 汽 車 設 計 階 段 ： 28/45 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展1 經(jīng) 驗 設 計 階 段 ：經(jīng) 驗 設 計 是 以 已 有 產(chǎn) 品 的 經(jīng) 驗 數(shù) 據(jù) 為 依 據(jù) ， 運 用 一些 帶 有 經(jīng) 驗 常 數(shù) 或 安 全 系 數(shù) 的 經(jīng) 驗 公 式 進 行 設 計 計算 的 一 種 傳 統(tǒng) 的 設 計 方 法 。這 種 設 計 由 于 缺 乏 精 確 的 設 計 數(shù) 據(jù) 和 科 學 的 計 算 方法 ， 使 所 設 計 的 產(chǎn) 品 不 是 過 于 笨 重 就 是 可 靠 性 差 。一 種 新 車 型 的 開 發(fā) ， 往 往 要

30、 經(jīng) 過 設 計 -試 制 -試 驗 -改進 設 計 試 制 試 驗 等 二 次 或 多 次 循 環(huán) 。 反 復 修 改圖 紙 ， 完 善 設 計 后 才 能 定 型 ， 設 計 周 期 長 ， 質(zhì) 量 差 ，消 耗 大 。 29/45 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展2 以 科 學 實 驗 ， 技 術(shù) 分 析 為 基 礎 的 設 計 階 段 ：隨 著 測 試 技 術(shù) 的 發(fā) 展 與 完 善 ， 在 汽 車 設 計 過 程 中 引進 新 的 測 試 技 術(shù) ， 和 各 種 專 用 的 試 驗 設 備 ， 進 行 科學 實 驗 ， 從 各 方 面 對 產(chǎn) 品 的 結(jié) 構(gòu) 、 性 能 和 零

31、 部 件 的強 度 、 壽 命 進 行 測 試 。同 時 廣 泛 采 用 近 代 數(shù) 學 物 理 分 析 方 法 ， 對 產(chǎn) 品 及 其總 成 、 零 部 件 進 行 全 面 的 技 術(shù) 分 析 、 研 究 ， 這 樣 就使 汽 車 設 計 發(fā) 展 到 以 科 學 實 驗 和 技 術(shù) 分 析 為 基 礎 的階 段 。 30/45 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展3 計 算 機 輔 助 設 計 階 段計 算 機 輔 助 設 計 階 段 出 現(xiàn) 在 70年 代 以 后 。初 級 階 段 ： 電 子 計 算 機 主 要 是 協(xié) 助 技 術(shù) 人 員 進 行工 程 計 算 和 技 術(shù) 分 析 。

32、半 自 動 和 全 自 動 設 計 ： 半 自 動 化 設 計 (CAD)： 將 資 料 和 數(shù) 據(jù) 輸 入 計 算 機 ，計 算 機 給 出 數(shù) 據(jù) 或 外 形 ， 通 過 人 機 對 話 ， 達 到 設 計 要 求 。 全 自 動 設 計 (CD):計 算 機 自 動 給 出 最 優(yōu) 結(jié) 果 。 31/45 3 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 在 剛 剛 過 去 的 一 個 世 紀 里 ， 中 國 汽 車 工 業(yè) 從 無 到有 、 從 小 到 大 ， 走 過 頗 不 平 凡 的 道 路 。 1951年 ， 中 國 批 準 設 計 了 仿 吉 爾 150， 年 產(chǎn) 量 三 萬 。 195

33、3年 ， 中 國 第 一 汽 車 制 造 廠 破 土 動 工 興 建 ， 中 國 的 汽 車工 業(yè) 誕 生 了 。 1956年 7月 15日 ， 第 一 輛 汽 車 CA10開 下 裝 配 線 。 “ 解 放 ”牌 共 生 產(chǎn) 了 30多 年 ， 車 型 由 CA10發(fā) 展 到 CA10B、 CA15、CA141。 設 計 生 產(chǎn) 從 剛 開 始 的 年 產(chǎn) 量 3萬 。 到 1985年 的 年 產(chǎn)量 10萬 ， 其 中 CA141達 到 了 國 外 70年 代 的 水 平 。 32/45 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展CAD/CAE/CAM 一 體 化 的 現(xiàn) 代 汽 車 設 計 階

34、段 ：現(xiàn) 代 汽 車 設 計 ， 除 傳 統(tǒng) 的 方 法 和 計 算 機 輔 助 設 計 方法 外 ， 還 引 進 了 最 優(yōu) 化 設 計 、 可 靠 性 設 計 、 有 限 元分 析 、 計 算 機 模 擬 計 算 或 仿 真 分 析 、 模 態(tài) 分 析 等 現(xiàn)代 設 計 方 法 與 分 析 手 段 ， 甚 至 還 引 進 了 雷 達 防 撞 、衛(wèi) 星 導 航 、 智 能 化 電 子 儀 表 及 顯 示 系 統(tǒng) 等 新 技 術(shù) 。在 產(chǎn) 品 開 發(fā) 的 整 個 過 程 中 ， 產(chǎn) 品 的 先 天 質(zhì) 量 、 決 定于 設 計 ， 產(chǎn) 品 在 包 括 原 材 料 、 鍛 造 、 使 用 、 維

35、 修 等各 方 面 的 花 費 ， 即 廣 義 成 本 的 70%是 由 設 計 階 段 決定 的 。 因 此 設 計 方 案 的 修 改 盡 可 能 地 在 產(chǎn) 品 開 發(fā) 的前 期 進 行 ， 使 產(chǎn) 品 設 計 一 次 成 功 ， 避 免 在 產(chǎn) 品 開 發(fā)后 期 因 改 變 設 計 而 造 成 的 巨 大 浪 費 。 33/45 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展汽 車 虛 擬 環(huán) 境 系 統(tǒng) ：過 去 工 程 師 設 計 一 輛 汽 車 ， 需 要 在 制 圖 板 上畫 上 成 千 上 萬 張 設 計 圖 ， 再 經(jīng) 鍛 造 工 程 師 制造 出 車 殼 ， 然 后 配 上 發(fā)

36、動 機 ， 最 后 還 需 檢 驗整 車 的 各 項 性 能 。 自 汽 車 虛 擬 環(huán) 境 系 統(tǒng) 出 現(xiàn)以 后 ， 這 一 過 程 已 被 大 大 簡 化 。虛 擬 現(xiàn) 實 技 術(shù) 可 為 設 計 人 員 提 供 一 種 新 的 手段 來 理 解 和 解 決 品 牌 造 型 開 發(fā) 方 向 、 結(jié) 構(gòu) 限制 以 及 工 程 制 造 等 方 面 的 問 題 ， 進 而 可 降 低對 制 作 粘 土 模 型 的 需 求 。 34/45 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展越 來 越 多 地 采 用 數(shù) 學 模 型 來 實 現(xiàn) 驗 證 模 擬 設 計 ， 并 確 認汽 車 空 氣 動 力 學

37、、 耐 沖 撞 性 能 、 燃 燒 效 率 、 可 成 型 性 以及 可 制 造 性 ， 進 而 可 縮 短 汽 車 開 發(fā) 時 間 。采 用 基 于 數(shù) 學 原 理 的 計 算 機 工 具 ， 無 需 制 作 物 理 原 型 就能 組 裝 、 觀 察 和 模 擬 汽 車 的 性 能 及 其 相 關 制 造 工 藝 ， 進而 縮 短 汽 車 開 發(fā) 時 間 。 許 多 人 希 望 擁 有 與 眾 不 同 富 有 個 性 的 汽 車 款 式 ， 這 對 汽車 設 計 提 出 更 高 的 要 求 。 以 前 汽 車 的 型 式 有 限 ， 所 以 可供 選 擇 的 樣 式 太 少 。 而 現(xiàn) 在

38、可 以 生 產(chǎn) 各 式 汽 車 ， 將 汽 車零 件 互 相 搭 配 ， 并 配 以 汽 車 虛 擬 環(huán) 境 系 統(tǒng) ， 根 據(jù) 不 同 客戶 的 要 求 ， 很 輕 松 地 進 行 改 裝 。 只 需 戴 上 特 制 的 頭 盔 和手 套 ， 就 能 在 3米 高 的 顯 示 屏 上 ， 設 計 出 符 合 客 戶 要 求的 理 想 車 型 。 35/456、 汽 車 的 設 計 過 程 ：所 做 工 作 包 括 ： (1)繪 制 汽 車 總 布 置 圖 ；(2)根 據(jù) 總 布 置 設 計 確 定 的 整 車 參 數(shù) 和 性 能 指標 ， 提 出 對 各 總 成 和 部 件 的 設 計 要

39、求 ； (3)繪 制 轉(zhuǎn) 向 車 輪 跳 動 等 有 關 部 分 的 運 動 圖 ；(4)確 定 有 關 總 成 和 部 件 支 承 的 型 式 、 結(jié) 構(gòu) 參數(shù) 與 特 性 等 ；(5)確 定 各 總 成 的 質(zhì) 心 位 置 ， 核 算 汽 車 空 載 和滿 載 時 韻 軸 荷 分 配 及 整 車 質(zhì) 心 高 度 ； 36/45(6)制 作 模 型 進 行 布 置 空 間 的 校 核 ， 通 常 制作 1： 1車 身 內(nèi) 、 外 模 型 來 檢 查 駕 駛 操 作 及上 下 車 的 方 便 性 、 視 野 范 圍 、 乘 坐 空 間 及舒 適 性 等 ；(7)汽 車 總 成 、 部 件 及

40、零 件 韻 選 型 與 設 計 ；(8)設 計 圖 紙 的 工 藝 審 查 及 必 要 的 修 改 ；(9)繪 制 汽 車 總 裝 配 圖 ；(10)試 制 、 試 驗 、 修 改 與 定 型 。 37/457、 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 1、 外 部 設 計 ： 安 全 第 一 為 適 應 時 代 潮 流 ， 今 天 的 汽 車 設 計 越 來 越 體 現(xiàn) 個 性化 ， 追 求 一 種 能 讓 家 人 分 享 的 樂 趣 和 情 感 。 社 會 學 研究 和 文 化 研 究 顯 示 ， 人 們 希 望 汽 車 能 夠 體 現(xiàn) 他 們 自 身 ，即 這 種 汽

41、 車 能 適 應 周 末 、 假 日 的 需 要 、 這 就 要 求 設 計師 將 汽 車 用 于 工 作 同 用 于 周 末 、 假 日 結(jié) 合 起 來 。 同 時 ， 安 全 性 是 設 計 車 型 時 首 先 要 考 慮 的 因 素 。出 于 安 全 考 慮 ， 必 須 抬 高 汽 車 的 防 護 罩 ， 在 防 護 罩 和堅 硬 部 件 之 間 留 出 空 隙 。 因 此 ， 越 來 越 多 的 汽 車 呈 現(xiàn)車 身 一 體 化 的 設 計 。 最 后 ， 汽 車 制 造 者 們 似 乎 重 新 趨 向 于 生 產(chǎn) 設 計 比較 緊 湊 的 汽 車 ， 即 傾 向 于 優(yōu) 先 考 慮

42、汽 車 外 部 尺 寸 與 內(nèi)部 空 間 的 關 系 。 38/452、 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) ： 空 間 變 大 經(jīng) 過 了 增 加 操 縱 程 序 的 時 代 之 后 ， 汽 車進 入 了 “ 簡 化 ” 時 期 。 這 不 僅 意 味 著 要 重 新考 慮 操 縱 裝 置 的 設 計 和 人 體 工 程 學 ， 而 且 意味 著 應 改 變 “ 人 機 關 系 ” 。 到 2010年 左 右 ，為 了 改 善 舒 適 性 以 及 車 內(nèi) 的 生 活 質(zhì) 量 ， 儀 表盤 與 車 內(nèi) 環(huán) 境 將 被 “ 減 負 ” ， 調(diào) 節(jié) 和 凈 化 空氣 的 技 術(shù) 也 會 有 新 發(fā) 展 ， 個 性 化

43、 則 可 以 通 過新 型 材 料 和 顏 色 的 使 用 來 表 現(xiàn) 。 7未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 39/45出 于 增 加 內(nèi) 部 空 間 的 需 要 ， 要 求 設 計 者 減 少 汽車 的 懸 臂 ， 但 出 于 安 全 性 的 考 慮 ， 設 計 者 又 必須 增 加 懸 臂 ， 于 是 產(chǎn) 生 了 求 助 于 技 術(shù) 的 想 法 。根 據(jù) 這 種 前 景 ， 電 控 汽 車 技 術(shù) 將 會 普 及 開 來 。去 掉 操 縱 裝 置 和 其 它 構(gòu) 件 (發(fā) 動 機 、 方 向 盤 、 剎車 等 )之 間 的 所 有 機 械 連 接 ， 就 能 使

44、 人 們 自 由 地安 裝 各 種 部 件 ， 節(jié) 省 內(nèi) 部 空 間 ， 減 輕 汽 車 重 量 ，降 低 車 上 人 員 胸 部 受 傷 的 風 險 。面 對 如 此 大 的 挑 戰(zhàn) ， 惟 一 需 要 克 服 的 是 心 理 障礙 。 設 計 思 路 是 否 可 以 考 慮 ： 采 用 沒 有 踏 板 結(jié)構(gòu) 、 沒 有 轉(zhuǎn) 向 管 柱 （ 方 向 盤 柱 ） 的 汽 車 ， 或 者考 慮 讓 坐 在 后 排 的 孩 子 來 控 制 方 向 。 7、 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 40/453、 儀 表 盤 ： 日 益 智 能 化 人 們 將 可 以 在 汽

45、車 上 接 通 互 聯(lián) 網(wǎng) ， 收 發(fā) 電子 郵 件 。 為 了 簡 化 操 縱 ， 汽 車 上 將 安 裝 語 音識 別 系 統(tǒng) 。 同 時 汽 車 還 將 配 備 遙 控 維 護 系 統(tǒng) 、駕 駛 員 監(jiān) 視 輔 助 裝 置 、 智 能 速 度 調(diào) 節(jié) 器 、 障礙 探 測 雷 達 、 夜 視 鏡 、 視 頻 屏 幕 和 安 裝 在 后座 上 的 電 子 游 戲 機 。 自 動 點 火 裝 置 、 雨 水 傳感 裝 置 和 倒 車 雷 達 將 成 為 汽 車 上 的 尋 常 之 物 。 7、 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 41/454、 發(fā) 動 機 ： 技 術(shù)

46、 更 先 進 汽 車 制 造 商 在 發(fā) 動 機 方 面 可 能 還 得 處 理 一 些難 題 。 汽 車 重 量 的 增 加 使 制 造 商 不 得 不 提 高 發(fā) 動機 的 功 率 以 保 證 相 關 性 能 。 然 而 ， 發(fā) 動 機 功 率 的提 高 也 導 致 能 源 消 耗 增 加 。 雖 然 制 造 商 在 致 力 于根 本 性 的 研 究 ， 但 通 向 “ 零 排 放 ” 的 道 路 依 然 布滿 難 題 。 汽 車 將 繼 續(xù) 使 用 傳 統(tǒng) 的 碳 氫 燃 料 。 新 的 電 子操 縱 系 統(tǒng) 的 推 廣 、 可 變 進 氣 閥 的 安 裝 、 汽 油 的 直接 噴 射

47、和 柴 油 的 微 粒 過 濾 器 都 可 以 使 汽 車 技 術(shù) 出現(xiàn) 明 顯 的 進 步 。 但 是 ， 電 動 汽 車 、 混 合 動 力 汽 車和 氫 汽 車 的 普 及 將 加 快 。 7、 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 42/455、 自 動 化 汽 車 出 現(xiàn) 未 來 幾 年 ， 將 出 現(xiàn) 自 動 化 汽 車 ， 其 特 點是 ： a、 “ 防 止 沖 撞 前 方 障 礙 物 ” 。 在 視 線 不 好 的 轉(zhuǎn)彎 處 ， 如 果 路 上 有 從 前 面 車 上 掉 下 來 的 障 礙 物 或停 在 路 上 的 汽 車 等 ， 設 在 路 旁 的 攝

48、 像 機 和 傳 感 器會 立 刻 察 覺 ， 把 信 息 傳 遞 給 后 面 的 汽 車 駕 駛 員 。在 必 要 時 操 作 系 統(tǒng) 會 使 后 面 的 汽 車 緊 急 停 下 來 。 b、 “ 防 止 彎 道 事 故 ” 。 在 進 入 彎 道 前 ， 系 統(tǒng) 會把 到 彎 道 的 距 離 ， 彎 道 的 形 狀 告 訴 行 駛 中 的 汽 車 ，提 供 警 報 和 操 作 支 持 。c、 “ 防 止 汽 車 駛 出 車 線 ” 。 7、 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 43/45 d、 “ 防 止 在 交 叉 路 閃 側(cè) 面 相 撞 ” ， 提 供 信 息

49、，緊 急 操 作 ; e、 “ 防 止 右 轉(zhuǎn) 彎 相 撞 ” 。 防 止 在 交 叉 路 口 右轉(zhuǎn) 彎 車 和 直 行 車 相 撞 。 f、 “ 防 止 在 轉(zhuǎn) 彎 處 的 人 行 道 上 碰 撞 步 行 者 ” 。 g、 “ 運 用 道 路 及 路 面 信 息 （ 雨 、 霧 等 ） 保 持車 間 距 ” 。 未 來 的 汽 車 將 起 到 一 個 移 動 式 電 腦 終 端 的 作用 。 而 智 能 化 自 動 收 費 系 統(tǒng) （ ETC） 在 未 來 58年 內(nèi) 也 將 開 始 投 入 實 用 。 此 外 ， 將 來 的 汽 車 還 將 具 備 可 以 自 動 存 取 物品 的 自 動

50、 倉 庫 的 功 能 。 預 計 ， 這 種 相 關 技 術(shù) 在 未來 510年 內(nèi) 可 能 實 用 化7、 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 44/45汽 車 設 計 緒 論 1 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 與 現(xiàn) 狀 2 汽 車 的 保 有 量 3 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 4 汽 車 設 計 的 特 點 和 要 求 5 汽 車 設 計 技 術(shù) 的 發(fā) 展 6 汽 車 的 設 計 過 程 ： 7 未 來 汽 車 發(fā) 展 對 汽 車 設 計 的 要 求 ： 8 本 課 的 任 務 45/45 8 本 課 程 的 任 務1 學 會 分 析 ， 評 價 汽 車

51、 及 其 各 總 成 的 結(jié) 構(gòu)和 性 能 ， 合 理 選 擇 結(jié) 構(gòu) 方 案 及 有 關 參 數(shù) 。2 學 會 一 些 主 要 零 部 件 的 設 計 。3 學 會 汽 車 總 體 設 計 的 一 般 方 法 ， 為 畢 業(yè)設 計 及 從 事 汽 車 技 術(shù) 工 作 打 下 基 礎 。 46/45學 習 要 求 及 方 法 ：熟 悉 相 關 課 程 ： 構(gòu) 造 、 理 論 等活 學 活 用 ， 放 入 工 程 背 景 中 去 。本 書 偏 重 結(jié) 論 ， 過 程 可 參 看 一 版 汽車 設 計 47/45參 考 書 目 ：汽 車 技 術(shù) -7274、 77汽 車 百 科 全 書汽 車 工

52、程 手 冊現(xiàn) 代 汽 車 大 全 雜 志 ：汽 車 工 程 、 汽 車 技 術(shù) 、 國 外 汽 車 、 汽車 之 友 等 。此 外 ， 還 可 上 網(wǎng) 查 閱 大 量 資 料 圖 片 。 48/45 49/45 50/45 51/45 52/45 53/45 54/45 55/45 56/45 57/45 58/45 59/45 60/45 61/45 62/45 63/45 64/45 65/45 66/45 67/45 68/45 69/45 70/45 71/45 72/45 73/45 74/45 75/45 76/45 77/45 78/45 79/45 80/45 81/45 82/45 83/45 84/45 85/45 86/45 87/45