汽车造型设计的历史和未来

汽车造型设计的历史和未来----车轮滚滚向前迈入2009回顾一百多年来汽车外观造型的变化才发觉汽车已经变了那么多。人们的用车习惯总是在不停的变化，以国内目前还不算成熟的汽车消费市场为例，从刚开始的崇尚实用为主，到如今的崇尚舒适；从完全摒弃两厢车到两厢车大行其道，汽车造型的发展也同时反映了当时的审美取向和实际要求。如今再来细细品味汽车造型走过的路程，也别有一番滋味。汽车作为一种商品，首先向人们展示的就是它的外形，外形是否讨人喜欢直接关系到这款车子甚至汽车厂商的命运。汽车的外形设计，专业的说法叫做汽车造型设计，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。自1886年第一辆汽车诞生以来，汽车造型开始了其漫长的进化之路。马车型汽车从19世纪末到20世纪初,世界上相继出现了一批汽车制造公司,除戴姆勒和奔驰公司外,还有美国的福特,英国的劳斯莱斯、法国的雷诺、标致、雪铁龙、意大利的菲亚特等。这个时期,人们的主要精力在不断改进汽车的机械结构方法。即想办法让汽车行驶起来,速度要快，操纵要稳定。在车身造型方面还没有专门的设计人才，大家都不约而同地沿用马车的型式，因此，当时人们把汽车称为无马的“马车”。箱型汽车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。甲壳虫型汽车随着汽车速度的提高，空气阻力成为汽车前进的最大障碍。显然，箱型汽车不够理想。因为它的阻力大,前窗玻璃、车顶、特别是汽车后部都会产生空气涡流的阻力,消耗了汽车的大部分动力。因此，人们开始运用流体力学原理研究汽车车身的造型，找到了前圆后尖的造型阻力较少这一规律。1934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型,从名字上我们就知道,这是一辆经空气动力学研究的产物。但在消售方面,“气流”遭到惨败,其原因是超越了时代的欣赏能力,不过它却宣告了汽车造型新时代的开始。由保时捷博士设计的德国大众甲壳虫(Beetle)，经过自然淘汰而生存下来的甲壳虫的自然美被如实地运用到车身造型上,甲壳虫不但能在地下爬,也能在空中飞,形体阻力很小,保时捷最大限度地发挥了甲壳虫的外形长处,成为同类车中之王。自1949年大批生产后,畅销世界各地,同时以同一车型累计生产超过2000万辆的记录著称于世。从而使“甲壳虫”车成为世界上最流行的汽车。船型汽车美国福特公司经过几年的努力于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”。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干甲壳虫型汽车，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。鱼型汽车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光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。另外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主产鱼型汽车；鱼型汽车存在的缺点：由干鱼型车后窗玻璃倾斜太甚，面积增加两倍强度下降，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。鱼型车发动机前置车身重心相对前移，一般来讲横风的风压中心和车身重心接近。但由干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，从而抵挡不佳横风的吹袭，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”以克服一部分扬力，这便是“鱼型鸭尾”式车型。楔形汽车为了从根本上解决因采用鱼型结构而带来的升力问题，人们进行了反复的探索，最后终于找到了楔形造型。也就是让车身前部呈尖形且向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直，这种造型可以有效地克服升力问题。当然，作为实用的轿车，不能像赛车那样以牺牲乘客的乘坐舒适性为代价来换取升力问题的解决，必须统筹考虑两者的关系。最早按“楔型”设计的小轿车是1963年出产的“司蒂保养克·阿本提”，尽管它的造型获得了专家们的高度评价，但在市场销售中却一败涂地，公司不得不宣布破产。原因是它生不逢时，在船型车盛行的年代，人们无法接受与之形成尖锐对比的楔型车。不过，真正优秀的东西不会总被埋没的，“司蒂倍克·阿本提”的楔型设计于1966年和1968年分别被“奥兹莫比尔”和“卡迪拉克”所采纳、继承、发展。从那以后，楔型成为了轿车的首选造型。今天的新型轿车大多采用了这种结构，一般将散热器罩做成窄横宽，发动机罩呈前倾式，行李舱高度加高。个别车型的尾部甚至采用了“甲尾式”造型（有利于使沿车顶流动的空气在鸭尾部产生向下的作用力，增大后轮的附着力）。研究楔型的结构可以发现，车身前部呈尖形且向下倾斜，高速行驶时的空气流可在前轮产生向下的压力，防止前轮发飘。车身尾部如同刀切一样平直，可减小车顶以后部分的负压，防止后轮飘起。这种造型最大限度地解决了升力问题。子弹头型汽车按说，汽车外形发展到楔型以后，升力问题基本上得到了圆满的解决。但人类追求至善至美的心态是永不满足的，当轿车的升力问题基本解决以后，人们又从改变轿车的基本概念上做起了文章，于是，一种新型的轿车——多用途轿车（MultiPurposeVehicle即MPV，或AllPurposeVehicel即APV，我国称之为“子弹头型”）问世了。进入80年代以后，克莱斯勒汽车公司道奇分部和顺风分部先后推出了“商队”（Caravan）和“航海家”（Voyager）两种新型汽车。尽管这两种汽车仍以轿车外型为原型，但其车身造型却一改轿车传统的二厢或三厢式结构概念，在小型客车（面包车）车型概念的基础上进一步延伸发展，使之成为既有轿车的造型风格、操纵性能和乘坐感觉等特性，又具小客车的多乘客和大空间的优点，成为集商务、家用和旅游休闲等功能为一体的多用途车。这种车一问世，马上引起了消费者的极大兴趣，销售形势非常乐观。后来，为了商业竞争的需要，通用、福特、丰田、雷诺、戴姆勒—奔驰等汽车公司先后推出了自己的MPV，使这种类型的汽车形成了一股强大的势力，占据了一定的市场份额。由于这种车的造型酷似子弹头，因此，在我国，人们将其俗称为“子弹头型”汽车，而在国外，消费者则将其称为“蛋形造型”。MPV不仅在外形设计上集流线型与楔型的优点于一身，而且在制造加工上引进了当今航空航天的先进技术。两种不同风格的交叉结合，表现出了流线型从以往的短曲线发展成为了长弧曲线。这种造型表现出了未来主义的艺术倾向，线条流畅，色调温和，动感性强，具有鲜明的时代气息和时尚风格。由于MPV的前风挡玻璃倾斜度很大，外形圆滑，因此风阻系数很小（小于0.3），非常有利于车速的提高。其实楔形后面发现也不是最完美的，为满足日常的需要，如今的汽车设计并不单纯是哪个型号了，而是在技术解决后的一种复合体，21世纪的汽车造型只能用复合型来表示了.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，造型更是千奇百怪、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