【正文】 the shape of the vehicle39。 tractor。 streamlined design。 1896 年德國戴姆勒汽車公司成功制造了世界上第一輛卡車 ， 1956 年 7 月 14 日，第一批 12 輛 “解放牌 ”載重汽車從第一汽車制造廠駛下，標志著中國汽車工業(yè)的誕生。 2. 課題研究內(nèi)容 本次所做的課題是卡車造型設(shè)計，是重型卡車的一種牽引車， 簡單說就是車頭和車箱之間是用工具牽引的 ， 也就是該車車頭可以脫離原來的車箱而牽引其它的箱，而車箱也可以脫離原車頭被其它的車頭所牽引 ， 卡車的造型設(shè)計，是根據(jù)卡車整體設(shè)計的多方面要求來塑造最理想的車身形狀。為卡車造型提供支持的是個十分苛刻的學(xué)科，要求設(shè)計師擁有從設(shè)計到制造整個過程的知識。他們需要能促進創(chuàng)造力，同時又能保證設(shè)計出的產(chǎn)品具有可制造性。 最主要的造型設(shè)計趨勢就是注重空氣動力學(xué)原理，進而提高燃油經(jīng)濟性。同時，造型對車輛的操控性的影響也很重要，如可見度和車窗尺寸等 。 3 第一章 重型卡車牽引車的市場調(diào)研和分析 我國市場卡車造型設(shè)計概況 我國市場上卡車造型設(shè)計的總體概況 隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，重卡市場也呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的走勢。近幾年市場競爭狼煙四起，但各制造商只是在產(chǎn)品外 觀上做文章，產(chǎn)品的性價比沒有太大提高。我國的重卡多以經(jīng)濟型為主，目前各重卡制造商都把自己的大量精力放在駕駛室外觀的改進上，而沒有關(guān)注整車的適應(yīng)性開發(fā)，改進多是在局部進行小的修修補補。重卡可以說是國民經(jīng)濟的晴雨表。 2021 年由于國家治理超載、超限，短期之內(nèi)造成重卡一時洛陽紙貴，應(yīng)者云集，目前至少有 5 萬輛的虛增量。 前兩年重卡熱銷的地區(qū)，隨著保有量的增加出現(xiàn)了風光不再的局面。那些以往的市場盲區(qū)，卻出現(xiàn)了極大的增長，但由于基數(shù)較低，目前對重卡整體的走勢還起不到?jīng)Q定性的影 n 向。 2021 年上半年雖然市場不如往年火暴，但是各重卡制造商積累了多年的市場經(jīng)驗，心態(tài)已經(jīng)比較平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)殺雞取卵的自殺性行為，市場價格沒有出現(xiàn)大的波動。 綜合分析，產(chǎn)品技術(shù)進展主要是：通過加強車輛的行駛系，實現(xiàn)車輛的高噸位化；通過改進駕駛室的內(nèi)飾和外觀，實現(xiàn)車輛的高檔化；通過改進發(fā)動機技術(shù)，實現(xiàn)車輛的低排放和節(jié)能目的，并日趨大功率化；通過采 用機電一體化裝置，提高車輛的安全性和輕便性；通過采用多軸行駛系或空氣懸架結(jié)構(gòu)，滿足車輛的軸荷限值和提高行駛平順性的要求。在技術(shù)上，融匯了大量國際先進開發(fā)經(jīng)驗，使其彰顯出新一代東風重卡的王者之氣。內(nèi)部方向柱在前后、上下方向可調(diào)，座椅為機械減振 式或氣囊減振式，同時設(shè)有電動天窗、司機歇腳板，以減緩長途駕駛疲勞。在安全上，東風天龍重卡左右車門裝有防撞桿件、在配以加強的門梁、超大前風窗、全視野后視鏡和安全氣囊等安全設(shè)計，使得東風天龍成為目前國內(nèi)最安全的重型卡車之一。 解放 J6 在國內(nèi)率先采用了居室化的設(shè)計理念，滿足抗碰壓的歐洲安全標準。室內(nèi)寬敞、細致、設(shè)施完備；用料考究的內(nèi)部裝飾、超值的使用空間、 T 型環(huán)抱的儀表板設(shè)計、簡潔易讀的儀表臺；強力的制冷空調(diào)能夠快速降溫；四點全浮懸置，大幅度降低駕駛室的振動，確保在任何路況下達到最佳減振效果；獨特的水晶燈設(shè)計，又給雋武的外表更加增添了威懾力。采用發(fā)動機制動技術(shù)，下長坡時可以不踩或少踩剎車。 5 圖 J6 中國重汽 HOWO A7 系列 —— 完美空間 2021 年年底， HOWOA7 正式面市。 HOWOA7 系列重卡產(chǎn)品駕駛室前臉寬大的擋風玻璃帶讓人視野廣闊；組合后視鏡、主后視鏡及廣角后視鏡具有電 動調(diào)節(jié)功能和電加熱功能。側(cè)面的流線造型給人飄逸的動感。豪華的駕駛員空氣懸掛座椅、帶有電加熱、安全帶、座椅扶手，使駕駛者感受到家的溫暖；多處大容量儲物空間，可在舉手之間輕松應(yīng)用；高地板駕駛室發(fā)動機罩與地板的高度差只有 17 厘米，營造出等同于身高的空間，易于通 過；充分考慮駕駛員的休息環(huán)境，駕駛室內(nèi)部空間不但可容納一個 180cm 的成人直立行走，并且下臥鋪可分拆成兩個座位和一個小餐桌，這種駕駛室內(nèi)布置在國產(chǎn)重卡中很少見。 09 款德龍 F2021 駕駛室采用德國 MAN 公司制造技術(shù)，并由其傾力打造而成，外觀造型豪放氣派，高大威猛，彰顯霸氣，線條敦實厚重，內(nèi)部色彩搭配華麗多樣、溫馨自然，盡顯華貴與時尚；全力體現(xiàn)人性化設(shè)計理念的高頂駕駛室，經(jīng)過特別改制的低位發(fā)動機罩，使內(nèi)部空間進一步變大、變寬，能使主副駕駛員隨意直立穿行于 整個駕駛室，為駕乘提供了一個超大的開闊空間，四點懸浮式的駕駛室，使駕乘更舒；適駕駛室通過了歐洲最嚴格的 ECER29 標準碰撞試驗，堅固安全。此外，陜汽將在近期推出高端重卡德龍 F3000 的新款駕駛室，彰顯其尊貴 典雅的貴族氣質(zhì)。歐曼 ETX 秉承了歐曼重卡一貫的高大威猛車身造型，彰顯了歐洲重卡的陽剛之氣。全鋼結(jié)構(gòu)一次性沖壓成型的高頂寬 體車身，其中牽引車、載貨車等車身采用四點全浮式減震裝置，多向可調(diào)節(jié)減震座椅，在實現(xiàn)安全駕駛的同時，也充分考慮到了現(xiàn)代社會對于環(huán)保的要求。創(chuàng)新設(shè)計的轎車化儀表臺、采用了集成化控制。四點全浮懸置、氣囊減震的座椅，整體式側(cè)裙板、后輪罩等設(shè)置都大幅度提高了整車的舒適性能。霸龍 507 采用歐洲風格的平頭駕駛室，外部寬度達到了 2460mm，落地高度達到 3600mm。全鋼車身，鈑金件大量采用高強度鋼板，國內(nèi)首創(chuàng)歐式龍骨式駕駛室結(jié)構(gòu)，自重輕、強度高，其安全性能滿足歐洲法規(guī)。前臉和保險杠采用隔柵設(shè)計，正面有效通風面積達 平方米，在國內(nèi)同類產(chǎn)品中最大，保證了冷卻效果， 為大馬力發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)提供保障；駕駛室的環(huán)抱式內(nèi)飾面板，將各個部件的操控面板和開關(guān)完美結(jié)合在一起，駕駛員觸手可及。 國外市場卡車造型設(shè)計調(diào)研 現(xiàn)在的卡車技術(shù)發(fā)展可以說是突飛猛進，不斷更新的技術(shù)讓我們看得都有些目不暇接， 10 年之后的卡車會是什么樣呢？沃爾沃推出了 2020 的概念卡車設(shè)計 “Volvo Concept Truck 2020”，他們的設(shè)計總監(jiān) Rikard Orell 對未來 卡車進行了一個展望。 圖 駕駛室的控制也非常科技，內(nèi)部的設(shè)計就像現(xiàn)在非常流行的 iPhone，用現(xiàn)在非常流行的觸控板代替了常規(guī)的按鍵，后視攝像頭取代了后視鏡。后面的臥鋪也很寬大，并能 夠折疊，讓駕駛員座椅展開更大的角度。 ● 更高的物流效率 長途物流的發(fā)展應(yīng)該更加高效節(jié)能， Rikard Orell 認為未來卡車應(yīng)該在一個專用的綠色通道里行駛，與其他車輛分開。 11 圖 ，減少了因道路堵塞等原因浪費的時間，效率更高。 科拉尼以及他設(shè)計的一款卡車。駕駛艙與飛機類似，司機通過操縱桿和視頻攝像機操控汽車，而不是傳統(tǒng)的方向盤和反射鏡。所謂的生物設(shè)計是指，為了尋找解決之道，我們應(yīng)首先向大自然求教。 圖 這款卡車名為 “ 變色龍 ” ，由鄧海山（ Haishan Deng，音譯）設(shè)計，可以根據(jù)所運送貨物的具體情改變外形，因此能夠在不滿載貨物情況下降低燃油消耗量。相對于傳統(tǒng)卡車來說，它能夠減少裝貨時間以及對負責裝貨的車輛需求。此外，這種外殼能夠在發(fā)生撞擊或者撞車時吸收撞擊力，進而提高安全性。 “ 革新 ” 采用鋁制底盤，戴姆勒的其它卡車也已采用這種設(shè)計。頂部導(dǎo)風板負責引導(dǎo)拖車上方的氣流。反射鏡被側(cè)視攝影機取代，用于進 一步減少阻力。車身前端有大型進氣口，用于冷卻發(fā)動機。傳統(tǒng)的倒車鏡由攝像機取代，電子線控駕駛系統(tǒng)可降低司機在撞車事故中的死亡風險。乘用車的現(xiàn)狀如此，有 “ 公路 之王 ” 之稱的重型卡車命運又當如何呢？ 油耗與 1969 年持平 在美國，重型卡車在貨物運輸中占到的比重高達 70%左右，英國和歐洲其它大部分地區(qū)的比重也大致如此。實際上，這種想法是錯誤的。 羅文斯表示： “ 卡車業(yè)在相當長時期間一直處于停滯不前狀態(tài)。 1990 年，美國卡車每天消耗的燃油相當于 160 萬桶石油 (2540 萬升 )，占美國總消費量的大約 10%。 卡車業(yè)的這種現(xiàn)狀已不能再繼續(xù)下去，卡車制造商、貨運公司以及交通運輸研究人員都已經(jīng)意識到這一點。毫無疑問，即使取得很小的進步也會帶大巨大的收益。設(shè)計這款概念 卡車的目的就是向世人展示如何才能更好地利用汽車空氣動力學(xué)。 進步雖有 遺憾更多 15 一些更雄心勃勃的卡車研制計劃已在進行當中。 從卡車業(yè)開始嘗試燃效更高的設(shè)計到現(xiàn)在，已經(jīng)有半個世紀歷史了，在 發(fā)動機技術(shù)和空氣動力學(xué)利用方面都取得了一定進步。 。加利福尼亞州帕薩迪納低能耗運輸咨詢公司 Calstart 的比爾 阿姆博格說： “ 這是一份有些笨拙的資產(chǎn)，為了引起人們的重視，它們必須變得更加智慧。車輪上的防護罩、拖車下方的開放空間以及覆蓋牽引車與拖車間縫隙的整流罩，能夠?qū)⑷加托侍岣?6%。讓空氣吹過拖車后部通風口的這種簡單方式最高可讓阻力減少 5%。此外，燃油由牽引車運營公司買單，而拖車可能不歸運營公司所有，這種現(xiàn)狀讓問題進一 步嚴重。 霍登表示： “ 這是后勤保障、實用性與成本之間的一場較量。 16 圖 Hybrys Hybrys 是雷諾制造的又一款概念卡車。 Hybrys 在設(shè)計上用于市內(nèi)運輸，尤其是垃圾運輸，可以使用 電動發(fā)動機或者柴油 /電力混合發(fā)動機。這款概念卡車采用柴油 /電動發(fā)動機并行結(jié)構(gòu)，可以使用其中任何一種能量源或者 “ 雙管齊下 ” 以獲得更大的加速度。 圖 Fuso Concept Fuso Concept 是三菱公司制造的另一款未來卡車，在設(shè)計上擁有更高的燃油經(jīng)濟性和安全性。 Fuso Concept 裝有攝像機和觀察屏，同時采用可降低撞車事故受損程度的前保險桿。從外觀上看， Truckster Concept 好似一輛定 制的 Ducato 商用車。 路線選擇軟件必不可少 為了提高燃油效率，我們在注重改進硬件的同時也不能忽視相關(guān)軟件的開發(fā)。UPS 表示， 2021 年，單是美國便因為路線選擇這一舉措節(jié)省了 1100 萬升燃油。借助于智能路線選擇軟件以及將產(chǎn)品包裝減少到最低程度，沃爾瑪卡車的燃油消耗量減少了 25%以上。 卡車制造商奔馳公司最近表示，他們制造的一款 Actros 卡車創(chuàng)造了一項新的世界紀錄。與美國和歐洲當前的普通卡車相比，這款 Actros 的燃油消耗率減少了一半。此外，符合空氣動力學(xué)原理的平滑設(shè)計也貢獻了一份力量。目前，世界上第一款燃油/電力混合動力卡車已經(jīng)出現(xiàn)在高速路上，用安裝在車輪內(nèi)部的小型電動馬達取代燃油發(fā)動機的卡車也已經(jīng)問世。 我們可以確信，決策者、卡車制造商以及運輸公司都已經(jīng)意識到必須改變卡車業(yè)的面貌，雖然他們可能出于不同考慮得出這一結(jié)論。 羅文斯說： “ 我們本可以更早一點采取這些舉措。到那個時候回首往事時，我們不免會產(chǎn)生這樣的疑問，到底是什么詛咒讓我們花費這么長時間才實現(xiàn)這一目標。 環(huán)保節(jié)能的主旋律。這著重體現(xiàn)在提高動力性、改善燃油經(jīng)濟性及改善排放指標等方面。四點懸浮既是時髦詞匯 ,又成為駕駛員實實在在的”享受”。在安全性方面卡車多采用全鋼結(jié)構(gòu)的駕駛室，特殊材質(zhì)的前保險杠等。機電一體化我國重型汽車技術(shù)水平與國際水平之間的差距，主要體現(xiàn)在機電一體化裝置的研制和裝用的數(shù)量上。今天，隨著用戶需求的不斷提高和技術(shù)進步，我們在重型汽車上采用的機電一體化技術(shù)愈來愈多，有助于提高產(chǎn) 品的技術(shù)含量。 21 第二章 草圖及方案分析 草圖方案分析 方案一 圖 方案 1 寬大的擋風玻璃帶給人廣闊的視野，側(cè)面流線型的造型給人飄逸的動感，寬大的組合后視鏡及廣角后視鏡具有電動調(diào)節(jié)功能和電加熱功能。 22 方案三 圖 方案三 此方案的設(shè)計思路是將車頭上下兩部風來設(shè)計，借簽轎車設(shè)計元素，畢竟轎車的造型有著比卡車更多的積淀，上部分要考慮安全性，以及駕駛室的舒適性和風阻。 方案五 圖 方案五 受到前面方案的啟發(fā)，又有了一些新的想法將車造型身設(shè)計更加一體化，大曲面造型使卡車看起來更加富有動感。 方案七 圖 方案七 圖 方案七 25 此方案中產(chǎn)品的各部分已較為完善，考慮卡車一般會比較高，駕乘者上車時可能會很困難，在車身部分加了兩個類似梯子作用的孔，而且將這兩個孔的造型做到盡量融于車身，成為車身的一部分。 26 第三章 方案展開設(shè)計 草方案深入設(shè)計 圖 . 選定的草方案 選定方案進行深入設(shè)計，用于三維軟件進行造型的探索。改變傳統(tǒng)卡車高前后懸、保險杠突 出 、棱角堅硬的造型特點，借鑒歐美新型卡車在追求高動力性能、造型美觀、駕駛?cè)诵曰耐瑫r，考慮到與小型乍發(fā)生意外事故 時對 型車的損害降至最小。 重視細部造型，如輪罩，一