【文章內(nèi)容簡介】 求，不斷提高的安全性要求，防腐措施的要求，乘坐舒適性要求，外觀質(zhì)量的品質(zhì)要求而使用的。 現(xiàn)代轎車車身的內(nèi)飾件和外裝件使用塑料已很普及，約占整車質(zhì)量的7%8%，塑料材料的采用提高了車輛的安全性，裝飾美觀性和舒適性，能有效降低車身的質(zhì)量。現(xiàn)代轎車車身材料的使用具有以下發(fā)展趨勢：a. 鋼板材料是轎車車身制造的主要材料，但占整車質(zhì)量的比重明顯下降。b. 輕質(zhì)代用材料塑料和輕合金的用量顯著增長，反映了車身設(shè)計輕量化要求的趨勢。鋁鎂合金材料目前成為時尚，高科技的象征。，表面處理鋼板被廣泛使用。 ，高強度鋼板廣泛代替普通鋼板。e. 提高減振性能的復(fù)合減振鋼板已進入實用階段。f. 纖維增強復(fù)合板材正在逐步代替鋼板制造車身覆蓋件，大型裝配件。g. 玻璃材料更加安全，輕量，并且對陽光照射有調(diào)節(jié)作用。i. 車身制造使用粘接劑得到發(fā)展，具有更高的粘結(jié)功能及用途。，整體化，色彩豐富。其中，塑料在車身上的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：，外裝飾件，內(nèi)飾材料。，罩蓋，支架和手柄等。，后保險杠，車門防撞裝飾條等車身外部件防撞構(gòu)件。，如擋泥板，車門外板，發(fā)動機罩，行李艙蓋等。也可用來制造座椅支架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件。通常情況下，車身構(gòu)件可直接使用塑料成型件，也可采用經(jīng)涂裝或電鍍后的塑料件。 硅橡膠可制作車身密封條，防塵套等。車身玻璃：玻璃是汽車車身上的主要透光材料，按在車身上的使用部位不同，可分為前風(fēng)擋玻璃，后風(fēng)擋玻璃，側(cè)窗玻璃及頂窗玻璃等。作為車身玻璃（特別是擋風(fēng)玻璃）,必須要有很高的透明度，能抗水，酸，堿的腐蝕，并且有良好的機械強度，即硬度，彎曲程度和沖擊程度等。玻璃的這些性能直接影響著駕駛員的視野效果和行車安全。另一方面，玻璃的形狀還將直接影響車身的造型及空氣動力特性。一般車身玻璃主要是：a .鋼化玻璃：一般用做側(cè)窗,后風(fēng)擋玻璃和車門玻璃。一般不用作前風(fēng)擋玻璃，尤其在高速行駛的汽車前風(fēng)擋玻璃采用鋼化玻璃實際上是不安全的，不能保證安全駕駛。：是鋼化玻璃的完善，是目前最適合于用作前風(fēng)擋玻璃的安全玻璃。：是鋼化玻璃的一個新品種。安全性能好，成本比價層玻璃低，也是較好的汽車安全玻璃的代用品。 可適合于作用前風(fēng)擋玻璃。車身玻璃材料新技術(shù)在造型上的應(yīng)用有：:減薄夾層玻璃用的單片玻璃的厚度，—，這樣，質(zhì)量可減輕20%30%。采用樹脂材料的玻璃，現(xiàn)已應(yīng)用于客車側(cè)窗，轎車的頂窗，三角窗或側(cè)窗玻璃等。：： 調(diào)光玻璃是一種光的透射率和散射率可變化的玻璃。用于遮擋太陽光，減少陽光中的紫外線透射程度，適當(dāng)采光，起到對車室內(nèi)的隱蔽保護作用。 熱線反射玻璃是一種抑制從玻璃面射入車內(nèi)熱線量的玻璃。其原理是：采用噴鍍或其他方法使透明的金屬默鍍在玻璃表面上或把噴鍍了金屬薄膜的樹脂薄膜夾在夾層玻璃中間的方法，使玻璃具有反射熱線光的功能。一般其反射太陽能的能力是標(biāo)準(zhǔn)著色玻璃的5倍以上。 由于以上措施能抑制通過玻璃射入車內(nèi)的太陽光熱量，從而控制車內(nèi)溫度和減輕空調(diào)負(fù)荷。另一方面，從車身造型來考慮，采用更多的玻璃，使前，后風(fēng)擋玻璃采用更大的傾角成為可能。 除此以外，車身玻璃新技術(shù)還有：著色玻璃，內(nèi)藏天線玻璃，除霜玻璃等。 除以上介紹的與造型密切相關(guān)的非金屬材料外，車身制造中通常要用到的材料還有：涂料，一般是用作模型的噴涂，織物，主要是指內(nèi)飾座椅，地板，門護板， 頂棚的面料。木材，內(nèi)飾件桃木，仿桃木的應(yīng)用。皮革，主要是座椅，門板等內(nèi)飾件的考慮。石棉，主要應(yīng)用在鋼板上雕刻制造肌理效果等。8．電子技術(shù)學(xué)： 當(dāng)今時代是電子技術(shù)和計算機技術(shù)高速發(fā)展的時代。電子技術(shù)越來越先進，廣泛應(yīng)用電子控制技術(shù)及電子裝置，實現(xiàn)轎車的高度智能化是車身設(shè)計發(fā)展的趨勢。因而要求造型也必須跟隨電子技術(shù)發(fā)著的步伐，才不致于落伍。 電子控制技術(shù)及電子裝置應(yīng)用于車身 , 有效地改善了汽車的安全性、舒適性及駕駛操縱性等 , 并提高了轎車的自動控制能力。如車廂內(nèi)溫度、氣流的自動調(diào)節(jié) , 車身自動控制安全系統(tǒng) , 車輛自動避免碰撞系統(tǒng) , 衛(wèi)星自動導(dǎo)航裝置 等。 一般地，電子技術(shù)與造型緊密結(jié)合在一起的主要為：車身：前后大燈，霧燈，轉(zhuǎn)向燈等各種大燈的設(shè)計法規(guī)要求和新技術(shù)的出現(xiàn)， 如用LED光來取代傳統(tǒng)的燈泡等設(shè)計，自動隱藏或感應(yīng)式的大燈等。內(nèi)飾：主要為空調(diào)，GPS定位儀，收音機，DVD的設(shè)定，室內(nèi)各種照明燈，電加熱扶手，帶LED光的門檻壓板的造型設(shè)計等。9．空氣動力學(xué)： 轎車車身最佳空氣動力性設(shè)計在于賦予轎車以高的空氣動力性的車身造型，提高美觀的同時，以降低空氣阻力，提高行使穩(wěn)定性和降低空氣動力噪聲等。 由于空氣動力性特性取決于車身外形，因才在確定車身外形之前就著手車身的空氣動力性研究與開發(fā)設(shè)計是極其重要的。特別是在設(shè)計初期，就應(yīng)設(shè)定車身的各種空氣動力性目標(biāo)值及目標(biāo)性能，并使其在車身造型設(shè)計中努力達到，這一點已為車身設(shè)計所共識。 具體要求如下：（１）.減少車輛的迎風(fēng)面積：由于對舒適性要求的不斷增長，為保持新車型在舒適性方面勝過舊車型，過大地減少迎風(fēng)面積是不現(xiàn)實的。在車身造型設(shè)計中一般采用如下措施來有效減低迎風(fēng)面積：ａ．通過改變車內(nèi)布置以及使車身結(jié)構(gòu)合理化的條件下來降低底板的高度。ｂ．通過改變車頂內(nèi)飾的造型及結(jié)構(gòu)來降低整車的高度。?。悖捎们蚀蟮膫?cè)圍形狀及車門玻璃，減少車頂?shù)膶挾?。ｄ．減少車身表面突出件的迎風(fēng)投影面積。（２）空氣阻力系數(shù)ＣＤ減少空氣阻力系數(shù)是降低車輛空氣阻力的重要手段。各國汽車制造商都在致力于研究，開發(fā)低空氣阻力系數(shù)的車身。設(shè)計師應(yīng)從空氣動力學(xué)的角度來設(shè)計車身的形狀，使車輛的空氣阻力系數(shù)盡可能小。當(dāng)然，這些都是在不降低駕駛舒適性和不使制造成本過分增加的前提下進行的。空氣阻力系數(shù)直接與車身的外部造型設(shè)計有關(guān)，且影響的因素是復(fù)雜的，多變的，綜合性的?？諝鈩恿π栽O(shè)計目前仍主要依賴于模型和樣車的風(fēng)洞試驗而投入相當(dāng)大的研究力量。因而對造型師來說，一定要協(xié)調(diào)好與模型工之間的工作，盡可能地把模型做好。空氣動力學(xué)研究的試驗結(jié)果，數(shù)據(jù)及有效的試驗研究方法對指導(dǎo)車身空氣動力性設(shè)計有一定的指導(dǎo)作用。從車型設(shè)計的第一張草圖開始，造型設(shè)計，工程設(shè)計和風(fēng)洞試驗人員，必須協(xié)同努力，逐步研究出改進車身空氣動力性的方案，直到在不同要求之間尋找一個最佳的折中方案為止。下圖所示為各年代汽車空氣阻力系數(shù)的演化，今天的轎車車身，進一步去優(yōu)化車身的形狀，降低空氣阻力系數(shù)，以獲得既能滿足功能要求，又能吸引顧客的美觀造型的汽車，已不像過去那么容易，這一過程延長了車型開發(fā)的研究時間，如大眾公司在ｐａｓｓａｔ的研究開發(fā)中，就有一千多種車輛模型在風(fēng)洞中進行了試驗。用數(shù)學(xué)的方法來描述圍繞車輛的紊流曲線，并利用高速的超級計算機來計算車輛的氣流廠，以得到氣流對車輛產(chǎn)生的作用是可能的，這樣，可以大大改善空氣動力性的研究條件，不僅能較快地活的研究答案，而且可對大量的設(shè)計方案進行研究和比較。下圖所示為利用計算機計算出的圍繞一個簡化的汽車車身廓形的氣流流線形狀?？諝庾枇ο禂?shù)最少的方法：1．由空氣動力最佳形體到實用的商品車車身：由空氣動力學(xué)為基礎(chǔ)，從一個空氣動力特性最佳的理想基本形體開始，逐步修正，并結(jié)合車身細部要求，空氣導(dǎo)流區(qū)的形狀改進以及車身結(jié)構(gòu)設(shè)計，達到產(chǎn)品車的車身外形設(shè)計過程，是尋求更多地考慮空氣動力特性，以獲得低的空氣阻力系數(shù)的研究方法之一。下圖所示為車身外形設(shè)計各階段的空氣阻力系數(shù)變化及其空氣氣流的變化。a. 基本形體：（1：4模型）模型按給定的車輛主要尺寸制作，此外，應(yīng)模擬離地間隙和車輪。 ：在基本形體的基礎(chǔ)上制作1：1模型，并裝配車輪，以及外表面設(shè)有門縫和窗，地板為平板，但無冷卻氣流考慮。：從基本形狀進一步加工成基礎(chǔ)模型。具有真是尺寸和車身表面一些實際細節(jié)，如門縫，外部后視鏡，底板，以及表面粗糙度，接近實際的保險杠，車軸和冷卻氣流。：從理想的基本形體到造型設(shè)計基本完成的式樣車型，應(yīng)充分分析車身各部分結(jié)構(gòu)，進行表面細部設(shè)計，在全尺寸風(fēng)洞內(nèi)進行試驗，以求得表面各部分形狀最佳化，從而獲得低的空氣阻力系數(shù)的實際樣車，“VW2000”轎車，采用這種研究方法。 這種方法的要點是空氣動力特性最佳的基本形體與車身表面細部的最佳化試驗結(jié)果相結(jié)合。因為，對于一般轎車，構(gòu)成空氣阻力的各種阻力大致比例是：形狀阻力58%，干擾阻力14%，內(nèi)循環(huán)阻力12%，誘導(dǎo)阻力7%，摩擦阻力9%。所以，從理想的基本形體，小的形狀阻力出發(fā)，結(jié)合細部最佳化設(shè)計，以控制實現(xiàn)商品車過程中的CD值得增加量，才能有效地獲得具有最低的阻力系數(shù)的車身外形。2．商品車車身外形的空氣動力性改進：對現(xiàn)有車輛的車身外形作適當(dāng)?shù)木植啃薷?，使車身表面氣流剝離條件緩和，即車身從一種產(chǎn)生較多的氣流剝離與渦流的形狀，改進成為產(chǎn)生較少氣流剝離與渦流的形狀是獲得低的空氣阻力系數(shù)的改進車型研究的有效方法。利用這種研究方法達到低空氣阻力系數(shù)的轎車車身，以奧迪轎車改型設(shè)計最為代表，—。其車身外形修改設(shè)計達17處，具體如下：，并且更加圓形化。，提高進風(fēng)效率。 。，與水平線夾角為29度。e. 增加頂蓋曲線的弧度。 ，與水平線夾角為25度45分。。，加大前窗的曲率。，并呈圓滑化。下圖所示為 VWPassat 新車型的空氣動力性研究結(jié)果，其整車的空氣阻力系數(shù)值比上一個車型減小25%。VWPassat 轎車后窗角度和行李艙蓋高度對空氣阻力系數(shù)的影響。應(yīng)該指出 , 車身外形的每一處修改都必須經(jīng)過風(fēng)洞實驗來驗證 , 其結(jié)果是整車空氣動力性改 進的一部分 , 也是整車外形空氣動力的綜合結(jié)果。研究過程可從小比例模型，外形的理想設(shè)計方案開始。3. 空氣阻力系數(shù)與車身尺寸 空氣動力性研究的成果進一步說明 , 獲得低的空氣阻力系數(shù)與車身的長、寬、高基本尺寸以 及它們的最佳比例關(guān)系有關(guān)。一般來說車身越長 , 阻力越小 。 車身越寬 , 阻力越小 。 車身越高阻力則越大 , 圖所示。從 R 區(qū)域內(nèi)確定一組車身的基本尺寸 , 并采取外形的最佳化設(shè)計措施 , 能得到一種成功的外形設(shè)計。顯然 , 其空氣阻力系數(shù)的最小值是有限的。特別是 E 點所對應(yīng)的 車身尺寸的汽車 ,CD 值為 , 不僅具有低的 CD 值 , 而且車身尺寸也是很現(xiàn)實的 , 其基本尺寸 為 4530( 長 ) 1740( 寬 ) 1326( 高 ) 。4．空氣升力、側(cè)向力與操縱穩(wěn)定性車輛運動時 , 圍繞著車身的氣流會產(chǎn)生升力和側(cè)向力 , 將影響車輛行駛的方向穩(wěn)定性?？諝夤απ栽囼炑芯康哪康氖窃跍p小空氣阻力的同時 , 減小空氣升力和側(cè)向力 , 提高車輛的穩(wěn)定性。 由于環(huán)繞車輛的空氣流動特性 , 這一目的通常是矛盾的 , 這就更加加深了車身空氣動力性研究的難度 , 并提出了其研究的新課題。在造型上，通常解決這一問題的辦法就是車身增設(shè)導(dǎo)流板能有效改善。如圖所示：5．車身空氣動力性與其他性能要求的協(xié)調(diào)：（1）車身空氣動力性與輕量化為改善車輛的空氣動力性可能造成車身質(zhì)量增加。例如 , 加大玻璃面積、采用導(dǎo)流板、圓滑過渡的裝飾件, 復(fù)雜的窗框結(jié)構(gòu)和密封條 , 車底封罩以及空氣動力裝置的調(diào)節(jié)機構(gòu)等。這些又不利于車身的輕量化設(shè)計 , 從而影響汽車的加速性能。因此,車身設(shè)計必須協(xié)調(diào)好二者的關(guān)系 , 如采用新型輕質(zhì)材料和改進結(jié)構(gòu)設(shè)計 , 首先應(yīng)使空氣動力性設(shè)計的成效能足以抵消汽車質(zhì)量的增加 , 此設(shè)計才能稱得上是實際可行的。（2）車身空氣動力性與舒適性和安全性采用空氣動力性設(shè)計的措施 , 也會影響車輛的舒適性。有利的一方面是 , 空氣動力性好的車身 , 其產(chǎn)生的氣動噪聲一般較小 , 這是高速行駛必要的。但也有不利的方面 , 較傾斜的前風(fēng)窗玻璃和側(cè)窗玻璃將使乘員空間減小 , 特別是車內(nèi)的頭部空間受到限制 , 而在強烈的陽光照射下 , 將會有更多的熱量傳人車內(nèi) ,影響車內(nèi)環(huán)境。高的行李艙設(shè)計會妨礙駕駛視野 ,同樣強烈光線的射 入也會影響駕駛員的視覺。（3）車身空氣動力性與車輛行駛性能車身前端導(dǎo)流板可顯著降低空氣阻力系數(shù) , 但也會減小車輛的離地間隙 , 采用彈性材料制件可避免由于撞擊所造成的不利后果。前伸的前導(dǎo)流板會減少抵達制動器的空氣流量而使制動器溫度升高 , 為此 , 設(shè)計中必要時可向制動器引入空氣流。6．車身空氣動力性設(shè)計：在進行車身空氣動力性設(shè)計時 , 參考巳進行的空氣動力學(xué)試驗、研究數(shù)據(jù)和結(jié)論是非常有利 的。但應(yīng)用中應(yīng)注意 : 在大多數(shù)情況下試驗所得的數(shù)據(jù) , 都是屬于所試驗的具體車身的 。 任何從分析數(shù)據(jù)中得到的外形設(shè)計方案 , 都應(yīng)通過風(fēng)洞試驗加以驗證。7．車身外形的最佳化設(shè)計方法：目前 , 車身形狀的最佳化設(shè)計己從過去的重點放在車前部 , 延展到對車身側(cè)部、底部、后部、發(fā)動機艙、擾流和阻流裝置 , 以及每一個細部結(jié)構(gòu)的全面研究。(1) 車身前端形狀的最佳化①保險杠為凸形斷面 , 過渡部分圓滑化。 ②保險杠俯視形狀兩端與車身形狀相匹配。消除棱角與裝飾端頭 , 使轉(zhuǎn)折圓滑、流暢 , 從而減少氣流的剝離 , 防止渦流產(chǎn)生。③保險杠前端向前延伸 , 使空氣流能平順流向發(fā)動機罩。④保險杠與車身之間無間隙地 封閉 起來 , 或保險杠與車身一體化。⑤車身前端下部設(shè)置較低 , 且向逆流方向傾斜的阻流板。(2) 車頭部分形狀的最佳化車頭形狀與阻力系數(shù)密切相關(guān)。最佳的車頭形狀 , 應(yīng)是不使氣流產(chǎn)生剝離的形狀。①降低面罩或格柵的高度 , 其上端圓角過渡到發(fā)動機罩面。②增大發(fā)動機罩面的傾斜 , 即發(fā)動機罩面從前緣至前風(fēng)窗逐漸向上傾斜。③車身前部底面傾斜。(3) 車窗部分形狀最佳化①前風(fēng)窗傾斜角 ( 以前風(fēng)窗下沿為基鼠 , 風(fēng)窗與水平線的夾角 ) 在 25 。 ~30 。時 , 空氣阻力系數(shù)最低。同時,前風(fēng)窗玻璃的傾角對發(fā)動機罩和玻璃表面的氣動壓力分布有很大影響。下圖所示為空氣阻力系數(shù)與前、后風(fēng)窗傾斜角的關(guān)