汽車的造型,主要就是汽車車身的造型。
車身造型的演變,又主要決定于汽車的空氣動(dòng)力學(xué)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(fēng)力的影響,又演變?yōu)榇诬嚿怼榱诉M(jìn)一步減小風(fēng)阻系數(shù),并避免高速時(shí)產(chǎn)生升力,又發(fā)展為現(xiàn)在的魚形車型和楔形車身。汽車造型的演變,和藝術(shù)造型的思想密切相關(guān)。在過(guò)去的汽車上,我們可以看到有的汽車采用大曲率的復(fù)雜造型,有的汽車還裝有華而不實(shí)的大尾巴。然而,隨著歲月的流逝,汽車造型中簡(jiǎn)樸、明快、實(shí)用、流暢的構(gòu)思逐漸占據(jù)了主導(dǎo)的地位。關(guān)鍵詞:汽車造型演變汽車造型未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)最早出現(xiàn)的汽車,其車身造型基本上沿用了馬車的形式。其實(shí)我國(guó)古代早有“轎車”一詞,是指用騾馬拉的轎子。當(dāng)西方汽車(是在馬車的車身上安裝內(nèi)燃機(jī)而成的,號(hào)稱“沒(méi)有馬的馬車”)大量進(jìn)入中國(guó)時(shí),正是封閉式方形汽車在西方流行之時(shí)。那時(shí)汽車的形狀與我國(guó)古代的“轎車”相似,并與“轎車”一樣讓人感到榮耀。于是,人們就將當(dāng)時(shí)的汽車稱為轎車。
18世紀(jì)這種車傳到美國(guó)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(lái)的敞開(kāi)式改為封閉式,其舒適性、安全性都有很大提高。后來(lái),汽車逐漸脫離開(kāi)馬車的車身,開(kāi)始有了自己的樣式。不過(guò),由于能裝用輕便的、簡(jiǎn)單的車篷、擋風(fēng)板、擋風(fēng)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(dāng)時(shí)的汽車,受到馬車的影響,車身很高。
1900年,高約2.7 m;1910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(fā)動(dòng)機(jī)的功率,和減輕車身重量。所以從1920年開(kāi)始,汽車車身由以敞篷為主轉(zhuǎn)變到以封閉的箱形車身為主。為了減輕重量,開(kāi)始大量采用薄鋼板作為車身材料。
1924年,通用汽車公司開(kāi)始采用不同顏色的面漆,從而改變了汽車清一色都是黑色的傳統(tǒng)形象。
20世紀(jì)30年代,為了提高汽車車速,開(kāi)始應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)的原理來(lái)減少風(fēng)阻系數(shù)。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?yōu)闄E圓形,從而減小了迎風(fēng)面積。
1934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(guó)的克萊斯勒公司首先采用了流線形的車身外形設(shè)計(jì)。
1937年,德國(guó)設(shè)計(jì)天才費(fèi)爾南德·保時(shí)捷開(kāi)始設(shè)計(jì)類似甲殼蟲外形的汽車。從20世紀(jì)30年代流線形汽車開(kāi)始普及到40年代末的20年間,是甲殼蟲形汽車的“黃金時(shí)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(guó)大眾公司的“甲殼蟲”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(diǎn):
一是乘員活動(dòng)空間狹小,后排乘客頭頂上部幾乎碰到車頂;
二是車身對(duì)橫向風(fēng)力不穩(wěn)定,其風(fēng)壓中心在車身重心之前,受風(fēng)后容易使汽車偏離原來(lái)行駛的車道,這在高速行駛時(shí)容易發(fā)生危險(xiǎn)。因此,甲蟲形車身后來(lái)被船形車身所取代。
20世紀(jì)50年代,為了創(chuàng)造舒適、寬敞的乘坐空間,出現(xiàn)了船形車身的轎車,并由此成為當(dāng)代轎車造形的主流。
1949年福特公司的V8轎車,首先開(kāi)創(chuàng)了船形車身的車形。船形車身的重要特點(diǎn),是開(kāi)始應(yīng)用人體工程學(xué)來(lái)設(shè)計(jì)車身,把乘坐位置放在振動(dòng)最小的汽車中部。發(fā)動(dòng)機(jī)在前部,行李艙在后部。還取消了腳踏板和單獨(dú)的翼子板,擴(kuò)大了汽車的內(nèi)部空間。這樣,同時(shí)也減小了汽車側(cè)面的空氣阻力。因此,船形車身受到了廣泛的歡迎,直到現(xiàn)在還盛行不衰。我們常見(jiàn)的“奧迪100"形轎車,就是船形車身,其風(fēng)阻系數(shù)只有0.30。船形車身的缺點(diǎn)是行李艙的上部有一個(gè)臺(tái)階,容易產(chǎn)生空氣渦流。因此,為了避免這種渦流,人們就將后窗玻璃盡量向后傾斜。傾斜到了極點(diǎn),就抹掉了臺(tái)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,最先采用這一造形。不過(guò),直到1964年,克萊斯勒公司的“順風(fēng)”牌轎車,才開(kāi)始大量生產(chǎn)這種魚形車身,從此,魚形車身開(kāi)始流行起來(lái)。這種魚形車身,也叫做“溜背式車身”,它的風(fēng)阻系數(shù)很小。魚形車身在時(shí)速100 km以上時(shí),會(huì)和飛機(jī)機(jī)翼一樣,產(chǎn)生一個(gè)升力,使汽車的附著力減小,轉(zhuǎn)向盤發(fā)飄。因此,有些車形將尾部截去一段,變成“短尾”車,或加一個(gè)“阻風(fēng)板”,以減少升力。為了減少升力,最簡(jiǎn)單的辦法是使汽車車身整體向前下方傾斜,有如一個(gè)楔子。楔形車身的前部低,形成風(fēng)壓,可以防止前輪發(fā)飄,是比較理想的造形。第一次按這種造型設(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,1968年又為凱迪拉克高級(jí)轎車埃爾多所采用。楔形造型主要在賽車上得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)橘愜囀紫瓤紤]流體力學(xué)(空氣動(dòng)力學(xué))等問(wèn)題對(duì)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(wèn)題考慮。如20世紀(jì)80年代的意大利法拉利跑車,就是典型的楔形造型。楔形造型對(duì)于目前所考慮到的高速汽車來(lái)說(shuō),無(wú)論是從其造型的簡(jiǎn)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。 日本豐田汽車有限公司的MR2型中置發(fā)動(dòng)機(jī)跑車(尾部裝有撓流板),可以稱之為楔形汽車中的代表車。此后,楔形車身廣泛應(yīng)用于當(dāng)今高速跑車上。車身造型的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)入21世紀(jì)后,從世界各大汽車博覽會(huì)推出的多款新概念車看,造型更是、更具個(gè)性化和特色。車身造型的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)綜合起來(lái)主要有以下:1氣動(dòng)最優(yōu)化:一部汽車車身造型發(fā)展史,從某種意義上說(shuō)就是一部不斷追求具有最佳氣動(dòng)造型的歷史人們一直在努力研究能夠減小氣動(dòng)阻力且氣動(dòng)穩(wěn)定性好的車身造型,今后這將仍是未來(lái)車造型追求的目標(biāo)之一,但更主要的工作是在研究氣動(dòng)行駛穩(wěn)定性上。未來(lái)的氣動(dòng)造型最優(yōu)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn):(1)最佳氣動(dòng)性能的車身外形只能通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和部分實(shí)驗(yàn)得出;(2)車身所受的氣動(dòng)縱傾力矩和氣動(dòng)橫擺力矩理論上為零;(3)車身所受的氣動(dòng)升力理論上為略小于零;(4)減少氣功阻力雖然不再是主要目標(biāo),但氣動(dòng)剛力系數(shù)不應(yīng)大于0.2.2個(gè)性化:車身氣動(dòng)最優(yōu)化是否會(huì)導(dǎo)致未來(lái)汽車外形的雷同,從而失去個(gè)性化,其實(shí)汽車車身造型的發(fā)展過(guò)程己經(jīng)揭示了這個(gè)問(wèn)題的答案。在車身造型的歷史發(fā)展時(shí)期,可能會(huì)由于追求氣動(dòng)造型的優(yōu)化而使得某一種車型成為一個(gè)時(shí)期內(nèi)的主導(dǎo)車型,但決不是唯一、就是同一主導(dǎo)車型,也由于氣動(dòng)特性非唯一評(píng)定指標(biāo)而形成不同風(fēng)格,隨著社會(huì)發(fā)展,社會(huì)意識(shí)和美學(xué)觀念,造型過(guò)程中會(huì)起到越來(lái)越大的作用,現(xiàn)代人對(duì)汽車式樣個(gè)性化要求也會(huì)越來(lái)越高。不同層次不同行業(yè)、不同種群的審美意識(shí)也會(huì)大不相同。隨著人類物質(zhì)文化水平的提高和生活環(huán)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(wú)疑將出現(xiàn)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(guān),己形成獨(dú)特的汽車文化?!耙欢驯涞匿撹F”是無(wú)法滿足現(xiàn)代人精神和文明需要的。車身造型設(shè)計(jì)必須以人為本,體現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào),使用操作方便、舒適,使汽車適應(yīng)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(hù)健康。未來(lái)的車身造型設(shè)計(jì)將在車身外觀設(shè)計(jì)、人機(jī)工程以及室內(nèi)環(huán)境等方面更加注意人性化的發(fā)展。
4. 隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在車身造型中應(yīng)用,使得造型設(shè)計(jì)中可采用計(jì)算機(jī)模擬色彩、紋理、質(zhì)感、背景、陰影及運(yùn)用三維視覺(jué)效果生成虛擬汽車車身造型并實(shí)施漫游。通過(guò)仿真設(shè)備和虛幻環(huán)境的動(dòng)態(tài)模型創(chuàng)造出人能夠感知的虛擬現(xiàn)實(shí),完全替代傳統(tǒng)的實(shí)體模型和造型效果圖的平面表述方式,甚至能做到未出實(shí)車而能體驗(yàn)實(shí)車的感覺(jué),使車身造型技術(shù)發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變革。