汽車車身造型的演變

1.  汽車車身造型的演變

從19世紀末到20世紀初期，汽車設計師把主要精力都用在了汽車的機械工程學的發展和革新上。到了20世紀前半期，汽車的基本構造已經全部發明出來後，汽車設計者們開始著手從汽車外部造型上進行改進，並相繼引入了空氣動力學、流體力學、人體工.程學以及工業造型設計(工業美學)等概念，力求讓汽車能夠從外形上滿足各種年齡、各種階層，甚至各種文化背景的人的不同需求，使汽車成為真正的科學與藝術相結合的最佳表現形象，最終達到最完善的境界。　　汽車造型師們把汽車裝扮成人類的肌體。例如：汽車的眼睛--前照燈；嘴——進風口；肺--空氣濾清器；血管——油路；神經一電路；心髒一發動機；胃--油箱；腳——輪胎；肌肉--機械部分。力圖將一個冷冰冰的機械注入以生命，使之具有非凡的藝術魅力，給人以美感。汽車車身形式在發展過程中主要經曆了馬車型汽車、箱型汽車、甲殼蟲型汽車、船型汽車、魚型汽車.

　　一、馬車型汽車　　我國古代早有“轎車”一詞，是指用騾馬拉的轎子(圖1-9)。當西方汽車大量進入中國時，正是封閉式方形汽車在西方流行之時。那時汽車的形狀與我國古代的“轎車”相似，並與“轎車”一樣讓人感到榮耀。於是，人們就將當時的汽車稱為轎車。最早出現的汽車，其車身造型基本上沿用了馬車的形式，因此稱為“無馬的馬車”英文名Sedan就是指歐洲貴族乘用的一種豪華馬車，不僅裝飾講究，而且是封閉式的，可防風、雨和灰塵，並提高了安全度。18世紀這種車傳到美國後，也隻有紐約、費城等少數大城市中的富人才有資格享用。1908年福特推出T型車時，車身由原來的敞開式改為封閉式，其舒適性、安全性都有很大提高。福特將他的“封閉式汽車”(Closedcar)稱為Sedan。著名的福特T型車是汽車型汽車的佼佼者。

　　二、箱型汽車　　美國福特汽車公司在1915年生產出一種不同於馬車型的汽車，其外形特點很像一隻大箱子，並裝有門和窗，人們稱這類車為“箱型汽車”。因這類車的造型酷似於歐洲貴婦人們用於結伴出遊和其他一些場合的人抬“轎子”式輕便座椅，所以它在商品目錄中被命名為“轎車”。

　　三、甲殼蟲型汽車　　1934年，流體力學研究中心的雷依教授，采用模型汽車在風洞中試驗的方法測量了各種車身的空氣阻力，這是具有曆史意義的試驗。1934年，美國的克萊斯勒公司首先采用了流線型的車身外形設計。1937年，德國設計天才費爾南德·保時捷開始設計類似甲殼蟲外形的汽車。甲殼蟲不但能在地上爬行，也能在空中飛行，其形體阻力很小。保時捷博士最大限度地發揮了甲殼蟲外形的長處，使“大眾”汽車成為當時流線型汽車的代表作。從20世紀30年代流線型汽車開始普及到40年代末的20年間，是甲殼蟲型汽車的“黃金時代”。

　　四、 船型汽車　　1945年，福特汽車公司重點進行新車型的開發，經過幾年的努力，終於在1949年推出了具有曆史意義的新型V8型福特汽車。因為這種汽車的車身造型頗像一隻小船，所以人們稱它為“船型汽車”。福特V8型汽車的成功之處不僅僅在於它在外形設計上有所突破，而且它還首先將人體工程學的理論引入到汽車的整體設計上，取得了令人較為滿意的結果。所謂人體工程學，就是用科學的方法解析的形體和能力，設計與之相吻合的機械與器具。船型汽車不論從外形上還是從性能上來看都優於甲殼蟲型汽車，並且還較好地解決了甲殼蟲型汽車對橫風不穩定的問題。現在，福特公司的那種具有行李箱的四門四窗的轎車，已被全世界確認為轎車的標準形式。

　　五、魚型汽車　　為了克服船型汽車的尾部過分向後伸出，在汽車高速行駛時會產生較強的空氣渦流作用這一缺陷，人們又開發出像魚的脊背的魚型汽車。1952年，美國通用汽車公司的別克牌轎車開創了魚型汽車的時代。如果僅僅從汽車背部形狀來看，魚型汽車和甲殼蟲型汽車是很相似的。但如仔細觀察，會發現魚型汽車的背部和地麵所成的角度比較小，尾部較長，圍繞車身的氣流也就較為平順些，所以渦流阻力也相對較小。另一方麵，魚型汽車是由船型汽車演變而來的，所以基本上保留了船型汽車的長處，諸如車室寬大，視野開闊，車身側麵的形狀阻力較小，造型更具有動感，乘坐舒適等，這些都遠遠地超過了甲殼蟲型汽車的性能。另外，魚型汽車還特別地增大了行李艙的容積，所以更適合於家庭外出旅行等使用。正因為如此，魚型汽車才得以迅速地發展。但也同時存在著一些致命的弱點：一是由於魚型車的後窗玻璃傾斜得過於厲害，致使玻璃的表麵積增大了一至二倍，強度有所下降，產生—了結構上·的缺陷；二是當汽車高速行駛時汽車的升力較大。
　　鑒於魚型汽車的缺點，設計師在魚型汽車的尾部安上了一個上翹的“鴨尾巴”以此來克服一部分空氣的升力，這便是“魚型鴨尾式”車型。

　　六、楔形汽車　　“魚型鴨尾式”車型雖然部分地克服了汽車高速行駛時空氣的升力，但卻未從根本上解決魚型汽車的升力問題。在經過大量的探求和試驗後，設計師最終找到了一種新車型——楔形。這種車型就是將車身整體向前下方傾斜，車身後部像刀切一樣平直，這種造型能有效地克服升力。
　　第一次按楔形設計的汽車是1963年的司蒂倍克·阿本提，這輛汽車在汽車外形設計專家中得到了極高的評價。1968年，通用公司的奧茲莫比爾·托羅納多改進和發展了楔形汽車，1968年又為凱迪拉克高級轎車埃爾多所采用。楔形造型主要在賽車上得到廣泛應用。因為賽車首先考慮流體力學(空氣動力學)等問題對汽車的影響，車身可以完全按楔形製造，而把乘坐的舒適性作為次要問題考慮。如20世紀80年代的意大利法拉利跑車，就是典型的楔形造型。楔形造型對於目前所考慮到的高速汽車來說，無論是從其造型的簡練、動感方麵，還是從其對空氣動力學的體現方麵，都比較符合現代人們的主觀要求，具有極強的現代氣息，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型中置發動機跑車(尾部裝有撓流板)，可以稱之為楔形汽車中的代表車。
　　汽車造型的發展是以更好地將空氣動力學設計方案與乘坐舒適性恰當地予以結合，在充分考慮到以上兩個關鍵問題的基礎上，努力開發人體工程學領域的新技術，以設計、製造出更完美、更優秀的汽車為目標的。總有一天，汽車駕駛室會形成帶有優美曲線的“玻璃罩”。與之交相輝映的是具有幾何形態的車體，透著渾圓和流線風格。那時，汽車色彩的噴塗將在鮮豔中體現出柔和感和透明感，因而會格外賞心悅目。

2.  汽車車身結構分類
車身殼體按照受力情況可分為非承載式、半承載式和承載式(或稱全承載式)三種。
非承載式車身的特點是車身與車架通過彈簧或橡膠墊作柔性連接。在此種情況下，安裝在車架上的車身對車架的加固作用不大，汽車車身僅隨本身的重力，它所裝載的人和貨物的重力及其在汽車行駛時所引起的慣性力和空氣阻力。而車架則承受發動機及底盤各部件的重力，這些部件工作時通過其支架傳遞的力以及汽車行駛時由路麵通過車輪和懸架傳來的力(最後一項對車架或車身影響最大)。
　　半承載式車身的特點是車身與車架用螺釘連接、鉚接或焊接等方法剛性地連接。在此種情況下，汽車車身除了承受上述各項載荷外，還在一定程度上有助於加固車架，分擔車架的部分載荷。
　　承載式車身的特點是汽車沒有車架，車身就作為發動機和底盤各總成的安裝基礎。在此種情況下，上述各種載荷全部由汽車車身承受。
　　為了減小汽車的整車質量和節約材料，大多數中級、普通級、微型轎車和部分客車車身常采用承載式結構。貨車駕駛室隻占汽車長度的小部分，不可能采用承載結構。
　　沒有完整的封閉構架的開式車身(敞篷車)也很難采用承載式結構。高級轎車車身如果為了提高汽車的舒適性，減輕發動機及底盤各總成工作時傳來的振動及汽車行駛時由路麵通過車輪和懸架傳給車身的衝擊，則可采用非承載式結構。

　　轎車車身和貨車駕駛室
　　轎車車身和貨車駕駛室都沒有明顯的骨架，而是由外部覆蓋零件和內部鈑件焊合而成的空間結構。
　　承載式車身的地鈑有較完整(厚度也較大)的縱、橫承力元件，其前部有兩根斷麵尺寸較粗大的縱梁11，它們往往與兩側的前擋泥鈑8和前麵的散熱器固定框9等焊接成剛性較好的空間構架，以便直接安裝發動機和前懸架等部件並承受其工作載荷。　　與此相反，非承載式轎車(長頭式貨車的情況亦相同)的車身前部就較薄弱，其車前鈑製件通常不是焊接在車身殼體上，而是用螺釘相互連接起來並安裝在車架上。

3.  汽車車身的主要構成部件
發動機蓋    發動機蓋(又稱發動機罩)是最醒目的車身構件，是買車者經常要察看的部件之一。對發動機蓋的主要要求是隔熱隔音、自身質量輕、剛性強。
　　發動機蓋的在結構上一般由外板和內板組成，中間夾以隔熱材料，內板起到增強剛性的作用，其幾何形狀由廠家選取，基本上是骨架形式。發動機蓋開啟時一般是向後翻轉，也有小部分是向前翻轉。
　　向後翻轉的發動機蓋打開至預定角度，不應與前檔風玻璃接觸，應有一個約為10毫米的最小間距。為防止在行駛由於振動自行開啟，發動機蓋前端要有保險鎖鉤鎖止裝置，鎖止裝置開關設置在車廂儀表板下麵，當車門鎖住時發動機蓋也應同時鎖住。
　　車頂蓋　　車頂蓋是車廂頂部的蓋板。對於轎車車身的總體剛度而言，頂蓋不是很重要的部件，這也是允許在車頂蓋上開設天窗的理由。從設計角度來講，重要的是它如何與前、後窗框及與支柱交界點平順過渡，以求得最好的視覺感和最小的空氣阻力。當然，為了安全車頂蓋還應有一定的強度和剛度，一般在頂蓋下增加一定數量的加強梁，頂蓋內層敷設絕熱襯墊材料，以阻止外界溫度的傳導及減少振動時噪聲的傳遞。
　　行李箱蓋　　行李箱蓋要求有良好的剛性，結構上基本與發動機蓋相同，也有外板和內板，內板有加強筋。一些被稱為“二廂半”的轎車，其行李箱向上延伸，包括後檔風玻璃在內，使開啟麵積增加，形成一個門，因此又稱為背門，這樣既保持一種三廂車形狀又能夠方便存放物品。
　　如果采用背門形式，背門內板側要嵌裝椽膠密封條，圍繞一圈以防水防塵。行李箱蓋開啟的支撐件一般用勾形鉸鏈及四連杆鉸鏈，鉸鏈裝有平衡彈簧，使啟閉箱蓋省力，並可自動固定在打開位置，便於提取物品。
　　翼子板　　翼子板是遮蓋車輪的車身外板，因舊式車身該部件形狀及位置似鳥翼而得名。按照安裝位置又分為前翼子板和後翼子板，前翼子板安裝在前輪處，因此必須要保證前輪轉動及跳動時的最大極限空間，因此設計者會根據選定的輪胎型號尺寸用“車輪跳動圖”來驗證翼子板的設計尺寸。
　　後翼子板無車輪轉動碰擦的問題，但出於空氣動力學的考慮，後翼子板略顯拱形弧線向外凸出。現在有些轎車翼子板已與車身本體成為一個整體，一氣嗬成。但也有轎車的翼子板是獨立的，尤其是前翼子板，因為前翼子板碰撞機會比較多，獨立裝配容易整件更換。有些車的前翼子板用有一定彈性的塑性材料(例如塑料)做成。塑性材料具有緩衝性，比較安全。
　　前圍板　　前圍板是指發動機艙與車廂之間的隔板，它和地板、前立柱聯接，安裝在前圍上蓋板之下。前圍板上有許多孔口，作為操縱用的拉線、拉杆、管路和電線束通過之用，還要配合踏板、方問機柱等機件安裝位置。
　　為防止發動機艙裏的廢氣、高溫、噪聲竄入車廂，前圍板上要有密封措施和隔熱裝置。在發生意外事故時，它應具有足夠的強度和剛度。對比車身其它部件而言，前圍板裝配最重要的工藝技術是密封和隔熱，它的優劣往往反映了車輛運行的質量。

4.  車門、車窗及其附件和密封
車門是車身上重要部件之一。按其開啟方式可分為順開式、逆開式、水平移動式、上掀式和折疊式等幾種。
    順開式車門即使在汽車行駛時仍可借氣流的壓力關上，比較安全，而且便於駕駛員在倒車時向後觀察，故被廣泛采用 逆開式車門在汽車行駛時若關閉不嚴就可能被迎麵氣流衝開，因而用得較少，一般隻是為了改善上下車方便性及適於迎賓禮儀需要的情況下才采用。
    水平移動式車門的優點是車身側壁與障礙物距離較小的情況下仍能全部開啟。 上掀式車門廣泛用作轎車及輕型客車的後門，也應用於低矮的汽車。
    折疊式車門則廣泛應用於大、中型客車上。 在有些大型客車上，還備有加速乘客撤離事故現場以及便於救援人員進入的安全門。
    轎車、貨車駕駛室的車門以及客車駕駛員出入的車門通常由門外鈑、門內鈑、窗框(有的車上還裝有三角窗)等組成。門內鈑是各種附件的安裝基體。在其上裝有：門鉸鏈、升降玻璃及其導軌、玻璃升降器、門鎖、車門開度限位器等附件。
    有的轎車門內還布置有暖氣通風管道和立體聲收放音機的揚聲器等等。 車門借鉸鏈安裝在車身殼體上。在汽車行駛時，車身殼體將產生反複扭轉變形。為避免在此情況下車門與門框摩擦產生噪聲，車門與門框之間留有較大的間隙，靠橡膠密封條將間隙密封。 汽車的前、後窗通常采用有利於視野而又美觀的曲麵玻璃，借橡膠密封條嵌在窗框上或用專門的粘合劑粘貼在窗框上。
    為便於自然通風，汽車的側窗玻璃通常可上、下或前、後移動。 在玻璃與導軌之間裝有呢絨或植絨橡膠等材料的密封槽。某些汽車的側窗還采用有利於汽車布置的圓柱麵玻璃。側窗玻璃采用茶色或降熱層可使室內保溫並具有安閑寧靜的舒適感。 具有完善的冷氣、暖氣、通風及空調設備的高級客車常常將側窗玻璃設計成不可移動的，以提高車身的密封性。