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汽车设计徐家川交通学院车辆工程系Tel:13668649668E-mail:xujc@sdut.edu.cn2/45汽车设计绪论§1汽车工业的发展与现状§2汽车的保有量§3我国汽车工业的发展§4汽车设计的特点和要求§5汽车设计技术的发展§6汽车的设计过程：§7未来汽车发展对汽车设计的要求：§8本课的任务3/45对于汽车生产企业来说，没有产品设计能力，往往意味着没有进食能力。当然，设计是为技术发展服务的，人类技术发展的日新月异，使汽车的设计风格和人们的生活方式不断地发生改变。§1汽车工业的发展与现状4/45汽车工业的发展分为四个时期：1、诞生时期(1886—1900年)1886年,戴姆勒一号车为世界上第一辆汽车，后置发动机，后轮驱动，后轮比前轮大一倍，利用转向杆转向，时速10Km左右。同一时间，Benz与Dailmler成立了奔驰—戴姆勒汽车公司。后又相继出现了一批汽车制造公司，美国的福特，英国的罗尔斯，法国的雪铁龙，意大利的菲亚特等.到1900年，世界上共有8个国家生产汽车，共有1万多辆汽车。生产方式是手工生产。发动机功率仅有1—2马力，只能乘坐2—3人，并且设有门窗，车蓬等。这个时候的汽车只是供绅士贵族娱乐的工具。世界汽车发展回顾5/4519世纪末汽车刚诞生时，不过是在马车上装配一个汽油发动机，外形相当简陋，没有车身，没有底盘，车灯挂在座椅旁边6/45§1汽车工业的发展与现状2、汽车工业的创建期（1900—1920年）这个时期，汽车的需求量增大，车速变快。美国的亨利—福特创立了流水线的生产方式，使生产效率大大提高，成本下降。到1920年，汽车保有量达200万辆。主打产品为小轿车。7/451901年，设计师威廉·迈巴赫开发的梅赛德斯轿车率先背离了以前的“马车原理”，并以低重心、长轴距和可识别的车身设计开辟了汽车发展的新天地。1908年，亨利·福特发明的T型车成为现代汽车的标准雏形：有了车篷和驾驶室，发动机安装在车体前面，车灯被设计在进气孔旁边。T型车的廉价使其成为当时美国保有量最大的车型，也影响了未来汽车的设计风格。8/45§1汽车工业的发展与现状3、汽车产品的发展时期（1920—1950年）这个时期里出现了第一次经济危机，汽车产品出现了供大于求的情况，汽车工业不景气，开始开发新产品。如：大客车，载重汽车，军用车等。这期间，发展很快的通用汽车公司的发展超过了福特汽车公司。特别，1939年爆发了第二次世界大战，促进了军用车，越野汽车的发展。到1950年，汽车产品性能趋于完善，机构趋于成熟，已经成为系列。我们讲的汽车的传统结构就是指50年代的汽车结构。9/45汽车步入厢式车时代。由于采用大功率的发动机成为时髦，汽车的速度越来越快，人们已经无法忍受在恶劣的环境中驾驶“漏洞”百出的汽车了。有了挡风玻璃和车门，以及轮罩和保险杠，最早的汽车安全意识开始萌芽。如高速公路刚出现,国产车老出问题。作为20世纪30年代的主流设计风格，以甲壳虫和克莱斯勒“气流”车型为代表的流线型汽车，让美国产生了狂热的流线型热潮，汽车车身、底盘和发动机的现代布局已经形成。流线型汽车引发了汽车工程学的革命。10/45§1汽车工业的发展与现状4、汽车技术的进步时期（1950—至今）50年代出现了高速公路，促进了汽车工业的再发展，且和其它学科紧密结合，如：电子学科，人体工程学科，非金属材料等，并应用于汽车技术中。11/4520世纪50年代，全人类都沉浸在太空旅行的狂想中。由于太空潮流的盛行，通用汽车的设计师们开始把火箭的形态应用于汽车造型上。凯迪拉克的车头和车尾被设计成尖角形，夸张而又怪异，被人们称为“尾翼怪物”。由于太空旅行的属性和配备都是银色的，所以银色也成为那个时代的特定颜色。虽然美国人没能坐上“汽车飞行器”，却引发了一场汽车的速度革命，力量型轿车和小型V8发动机的应用迅速成为主流。12/45§1汽车工业的发展与现状几个大的技术突破：1转子发动机：经济性好，体积小，转速高。2根据柴油机的燃烧规律，采用了增压技术。力求做到：污染少，质量轻，噪声小，从而出现了电子控制燃料供给系统。3高速公路的发展，使的车速提高，促进了汽车性能的提高，主要是安全性能的提高：制动系统加制动力调节装置和电子防抱死系统，防碰撞系统，自动调节悬架。空气动力学的发展，促进了车速的提高，空气阻力的下降。电子计算机应用到汽车的设计和制造，CAD和CAM。13/45§1汽车工业的发展与现状70年代，由于中东战争，出现了石油危机。油价的上升，人们关心的是省油，价廉。日本的丰田汽车公司率先推出了省油型，小排量汽车，并占领了美国市场，而且日本国汽车的年产量位居世界第一位，美国次之。并且，出现了代用燃料：甲醇，氢气，天然气，太阳能，电动汽车等。由于汽车中越来越多地引进微处理机，传感器，调节袋，汽车结构由单一的机械系统转变为机—电—仪一体化系统，并逐步具有人工智能。汽车正在向自动化和智能化发展。14/45§2世界汽车保有量1900年1万辆1920年200万辆1960年1.2亿辆1970年2.4亿辆1980年4.1亿辆1988年6亿辆15/45§2主要的汽车生产国汽车年产量1983年1992年1999年2000年2003年2004年日本1111万1249万990万1014万1028万1051万美国920万977万1302万1281万1207万1211万德国438万519万528万520万556万550万法国333万376万318万335万362万366万俄罗斯212万145万117万120万127万138万英国129万154万197万182万184万185万16/45§2主要的汽车生产国汽车年产量1983年1992年1999年2000年2003年2004年西班牙127万220万285万303万303万301万加拿大150万198万274万235万255万271万意大利157万168万170万173万132万114万巴西100万109万135万167万183万221万中国106万180万201万444万507万韩国172万284万311万318万347万17/45§3我国汽车工业的发展在刚刚过去的一个世纪里，中国汽车工业从无到有、从小到大，走过颇不平凡的道路。1951年，中国批准设计了仿吉尔150，年产量三万。1953年，中国第一汽车制造厂破土动工兴建，中国的汽车工业诞生了。1956年7月15日，第一辆汽车CA10开下装配线。“解放”牌共生产了30多年，车型由CA10发展到CA10B、CA15、CA141。设计生产从刚开始的年产量3万。到1985年的年产量10万，其中CA141达到了国外70年代的水平。18/45§3我国汽车工业的发展1958年后，国家又相继建立了很多汽车厂，如：南京汽车厂（代表车型NJ130），北京汽车厂（代表车型BJ130），济南汽车厂（代表车型JN150），上海汽车厂（代表车型SH760）。这时中国的汽车工业处于仿制阶段。1965年到1981年，中国汽车工业处于闭门造车的阶段。相继出现了中国第二汽车制造厂，陕西汽车厂，四川汽车厂等。１９７５年７月１日，在湖北十堰的第二汽车制造厂，“东风”系列的第一个基本车型—２·５吨越野车正式投产。19/45§3我国汽车工业的发展1981年到现在，处于产品更新换代时期一汽，CA10B发展到CA141，全部37个系列品种。1987年，国家批准一汽成为我国三大轿车生产基地之一。1984年１月15日，首家中外合资汽车企业———中美合资北京吉普汽车有限公司开业，生产当时的美国汽车公司切诺基ＸＪ系列４轮驱动越野车。整车企业较大规模地引入外资，标志着中国汽车工业的全面开放。紧随北京吉普之后的上海大众、一汽—大众、神龙、上海通用、广州本田等轿车项目，南京依维柯、江铃、庆铃、金杯等轻型车项目的成功，使合资企业成为中国汽车工业的重要组成部分。20/45§3我国汽车工业的发展1994年３月12日，国务院批准中国第一部、到目前为止也是中国唯一一部产业政策—《汽车工业产业政策》。在20世纪的最后几年时间里，德国大众、日本本田、美国通用等跨国公司，通过在中国的合资企业大兴销售服务体系的建立与规范。2000年，中国汽车产量预计首次超过２００万辆。中国跻身世界汽车十强之列。汽车产量在１９７１年、１９８８年、１９９２年和２０００年分别突破１０万辆、５０万辆、１００万辆和２００万辆。2003年，中国汽车产量超过4００万辆。21/45§4汽车设计的特点和要求（1）零件标准化、部件通用化和产品系列化：由于汽车出产量大，品种及型号多，设计中实行零件标准化、部件通用化和产品系列化，可化生产，提高工效，保证产品质量，降低生产成本，减少配件品种，方便维修。（2）考虑使用条件的复杂多变：为了使所设计的汽车产品；具有竞争力，设计中就要充分考虑。其对复杂多变的使用条件出适应性。特别应注意热带、寒带等不同的气候条件和高原、山区、丘陵、沼泽、沿海等不同的地理条件，以及燃料供应，维修能力等不同的使用条件对汽车结构、性能、材料、附件等的特殊要求。22/45（3）重视汽车使用中的安全、可靠、经济与环保：汽车良好的使用性能是设计者要追求的目标，不同的汽车使用性能也是不同的；而且在某些性能之间有时是相互矛盾的。因此；要在给定的使用条件下协调各使用性能的要求，优选各使用性能指标，使汽车在该使用条件下的综合使用性能达到最优。特别要重视使用中的安全、可靠、经济与环保。§4汽车设计的特点和要求23/45§4汽车设计的特点和要求（4）车身设计既重视工程要求，更注重外观型：汽车车身的外形、油漆及色彩是汽车给人们的第一个外观印象，是人们评价汽车的最直接方面，也是轿车的重要市场竞争因素，是汽车设计非常重要的内容。车身造型既是工程设计，又是美工设计。从工程设计来看，它既要满足结构的强度要求、整车布置的匹配要求和冲压分块的工艺要求，又要适应车身的空气动力学的要求而具有最小的，空气阻力系数。从美工设计来看，它应当适应时代的特点和人们的爱好，要像对待工艺品那样进行美工设计，给人以高度美感，起到美化环境的作用。24/45（5）设计要在有关标准和法规的指导下进行：中国汽车工业标准包括与国际基本通用的汽车标准和为宏观控制汽车产品性能和质量的标准，它包括国家标准、行业标准和企业标准。汽车标准分为强制性标准和推荐性标准。强制性标准主要有：整车尺寸限制标准、汽车安全性标准、油耗限制标准、汽车排放物限制标准及噪声标准。§4汽车设计的特点和要求25/45为使我国汽车产品进入世界市场设计时也应考虑到国际标准化组织汽车专业委员会(ISO/TC22)制订的一些标准和美国标准协会标准(ANSI)、美国汽车工程师学会(SAE)标准、日本工业标准(JIS)、日本汽车标准组织(JASO)标准、日本汽车车身工业协会标准(JABIA)、日本汽车轮胎标(JATMA)、日本汽车用品工业协会标(JARP)、日本蓄电池工业协会标准(SBA)以及欧洲经济委员会(ECE)、欧洲经济共同体(EEC)所制订的汽车法规。§4汽车设计的特点和要求26/45（6）汽车设计是考虑人机工程、交通工程、制造工程、运营工程、管理工程的系统工程：汽车是由人来驾驶和乘坐的，因此其设计必须考虑这种人车关系，即操纵要方便、乘坐要舒适。汽车是一种交通工具，其设计必须符合交通工程的要求。§4汽车设计的特点和要求27/45§5汽车设计技术的发展汽车设计技术的发展分为四个阶段：1经验设计阶段2以科学实验，技术分析为基础的设计阶段3计算机辅助设计阶段4CAD/CAE/CAM一体化的现代汽车设计阶段：28/45§5汽车设计技术的发展1经验设计阶段：经验设计是以已有产品的经验数据为依据，运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法，使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。一种新车型的开发，往往要经过设计-试制-试验-改进设计—试制—试验等二次或多次循环。反复修改图纸，完善设计后才能定型，设计周期长，质量差，消耗大。29/45§5汽车设计技术