1、汽汽 车车 造造 型型第五章第五章 汽车外形设计汽车外形设计汽车外形设计汽车外形设计 一、概述一、概述二、空气动力学研究应用二、空气动力学研究应用三、汽车外部造型设计技巧三、汽车外部造型设计技巧四、汽车各部造型示例四、汽车各部造型示例一、概述一、概述汽车外形的确定汽车外形的确定外形设计的关键外形设计的关键汽车外形的确定汽车外形的确定 机械工程学机械工程学 形状合理、结构简单形状合理、结构简单 便于制造、装配和维修便于制造、装配和维修 刚度、强度符合要求刚度、强度符合要求人体工程学人体工程学（SAE J1100A） 体压分布体压分布舒适性舒适性 振动测试振动测试悬架特性悬架特性 眼椭圆眼椭圆视野
2、性视野性 活动空间活动空间操纵方便性操纵方便性 体能体能心跳、呼吸、血压心跳、呼吸、血压汽车外形的确定汽车外形的确定 空气动力学空气动力学 空气阻力：经济性空气阻力：经济性 升力、横风力：安全性、操纵性升力、横风力：安全性、操纵性 商品学商品学 车辆造型：市场车辆造型：市场外形设计的关键外形设计的关键 处理好造型与功能间的矛盾处理好造型与功能间的矛盾 需要结构、造型、工艺等方设计人需要结构、造型、工艺等方设计人员精诚合作员精诚合作二、空气动力学研究应用二、空气动力学研究应用汽车承受的空气作用力汽车承受的空气作用力汽车的空气阻力汽车的空气阻力汽车的空气动力稳定性汽车的空气动力稳定性汽车承受的空气
3、作用力汽车承受的空气作用力 空气对汽车的作用空气对汽车的作用汽车的空气阻力汽车的空气阻力阻力名称阻力名称一般轿车（一般轿车（CD=0.45）理想跑车（理想跑车（CD=0.2）形状阻力形状阻力58%70%干扰阻力干扰阻力14%5%内部阻力内部阻力12%5%诱导阻力诱导阻力7%0摩擦阻力摩擦阻力9%20%汽车形状特征划分汽车形状特征划分 前平面轮廓线前平面轮廓线 车头高度车头高度 挡风玻璃曲率和挡风玻璃与车身连挡风玻璃曲率和挡风玻璃与车身连接部位的形状接部位的形状 挡风玻璃上沿的形状挡风玻璃上沿的形状 车顶的平面形状车顶的平面形状 汽车底板形状等汽车底板形状等减小形状阻力的措施减小形状阻力的措施前
4、端形状前端形状 前倾车头前倾车头造成气流阻滞造成气流阻滞 后倾车头后倾车头 前端圆角前端圆角风挡玻璃与发动机罩倾角风挡玻璃与发动机罩倾角 风挡倾角风挡倾角确定分离点确定分离点S和再附着点和再附着点R的位置的位置 减小分离气流区减小分离气流区A柱外形曲线柱外形曲线 圆弧过渡圆弧过渡降低降低阻力阻力 结构造型结构造型气动噪气动噪声，侧窗污染声，侧窗污染车身俯视轮廓线车身俯视轮廓线 考虑考虑CD降低降低 同时考虑同时考虑CDA降低降低 车辆最宽部位置车辆最宽部位置顶盖外形顶盖外形 上挠系数对上挠系数对CD和和CDA的影响的影响尾部倾角尾部倾角 原型倾角在原型倾角在3451 间变化，阻间变化，阻力和升
5、力变化小，分离点为力和升力变化小，分离点为A 改动后，阻力和升力增加，分离点改动后，阻力和升力增加，分离点转移至转移至B后扰流器高度后扰流器高度 适当加高行李箱高度适当加高行李箱高度降低降低CD影响汽车底面与地面气流的的因素影响汽车底面与地面气流的的因素 离地间隙离地间隙 车辆宽度、长度、高度的比值车辆宽度、长度、高度的比值 底面的平整度底面的平整度 底面的纵向曲率和横向曲率底面的纵向曲率和横向曲率底面的平整度底面的平整度大客车形状与大客车形状与CD的关系的关系货车导流罩的作用货车导流罩的作用干扰阻力干扰阻力 汽车外表面汽车外表面的小零件，如的小零件，如后视镜、雨刷后视镜、雨刷、门把手、侧、门
6、把手、侧向灯、天线等向灯、天线等 空气动力学空气动力学干扰互相叠加干扰互相叠加减小减小CD值的措施值的措施内部阻力内部阻力 引入车内气流的用途引入车内气流的用途 乘员舱的通风换气乘员舱的通风换气 发动机和制动器的冷却散热发动机和制动器的冷却散热 实际汽车发动实际汽车发动机冷却系方案机冷却系方案设计方法设计方法车身压力分布图车身压力分布图 借助风洞实验结果绘制借助风洞实验结果绘制内部冷却气流安排的准则内部冷却气流安排的准则 进气口进气口局部压力较高处局部压力较高处 排气口排气口局部压力较低处局部压力较低处 密封冷却系密封冷却系避免内外气流混合避免内外气流混合 安置扩散器安置扩散器保证散热效率保证
7、散热效率 合理布置管道合理布置管道诱导阻力诱导阻力 升力的水平分力升力的水平分力 迎角迎角前后形心连线与水平线夹角前后形心连线与水平线夹角 楔型汽车：负迎角楔型汽车：负迎角后扰流板（后扰流板（Rear Spoiler） 可有效降低可有效降低CD和和CL值值 可提高车身表面后部压力可提高车身表面后部压力阻流板阻流板（Air Dam） 前部可使汽车底部气流加速前部可使汽车底部气流加速 后部防止汽车底部气流上卷后部防止汽车底部气流上卷摩擦阻力摩擦阻力 与汽车行驶速度有关与汽车行驶速度有关 取决于车身表面积和光滑程度取决于车身表面积和光滑程度汽车的空气动力稳定性汽车的空气动力稳定性 操纵稳定性操纵稳定
8、性 升力升力 横风稳定性横风稳定性三、汽车外部造型设计技巧三、汽车外部造型设计技巧比例的确定比例的确定动感的获得动感的获得线型的组织线型的组织光学艺术效果光学艺术效果比例的确定比例的确定 固定比例因子构成法固定比例因子构成法 线段的黄金分割线段的黄金分割固定比例因子构成法固定比例因子构成法 平方根矩形对角线特征平方根矩形对角线特征典型的汽车比例统计典型的汽车比例统计动感的获得动感的获得 与自然界运动与自然界运动物体外形相象物体外形相象 伏尔加牌伏尔加牌 熊猫牌熊猫牌 兰撒牌兰撒牌 赛力卡牌赛力卡牌“车身制表面车身制表面” 线型过渡的方法线型过渡的方法 光滑的车身表面？光滑的车身表面？ 车身制表
9、面车身制表面 面上每个点只有唯面上每个点只有唯一的曲率半径一的曲率半径强调水平划分线的手法强调水平划分线的手法 在车侧镶装水平装饰条在车侧镶装水平装饰条 在车侧利用覆盖件的雕线在车侧利用覆盖件的雕线 用不同色彩水平划分车侧用不同色彩水平划分车侧削弱垂直划分线的手法削弱垂直划分线的手法 减少窗支柱数减少窗支柱数 减小支柱宽度减小支柱宽度 弱化支柱线条弱化支柱线条线型的组织线型的组织 线型的选择原则线型的选择原则 符合人的生理与心理要求符合人的生理与心理要求 与产品功能相适应与产品功能相适应 风格统一，但要有变化风格统一，但要有变化 线型组织方法线型组织方法 重复重复 采用比例曲线或同族曲线采用比
10、例曲线或同族曲线光学艺术效果光学艺术效果 表面的明暗层次表面的明暗层次立体感立体感 充分利用充分利用“形形”、“色色”、“质质”的的特质表现车身的造型特质表现车身的造型光亮线的形成光亮线的形成 车身表面曲率最大处车身表面曲率最大处焦点焦点 焦点的组合焦点的组合“光亮线光亮线”四、汽车各部造型示例四、汽车各部造型示例汽车头部造型汽车头部造型汽车上半部及汽车上半部及侧面造型侧面造型汽车尾部造型汽车尾部造型汽车头部造型汽车头部造型 发动机罩的造型发动机罩的造型 发动机罩的种类发动机罩的种类 单独的发动机罩单独的发动机罩 与前端整体考虑的发动机罩与前端整体考虑的发动机罩发动机罩的开启形式发动机罩的开启
11、形式翼子板的造型翼子板的造型 影响因素影响因素 前轮转向与跳动空间前轮转向与跳动空间 头灯的型式及其布置头灯的型式及其布置 发动机罩的形状发动机罩的形状长头式汽车的头部造型长头式汽车的头部造型 单独造型单独造型 加入头灯加入头灯 与驾驶室等宽与驾驶室等宽 与翼子板平齐与翼子板平齐汽车上半部及侧面造型汽车上半部及侧面造型 顶盖的形状顶盖的形状 车身内部尺车身内部尺寸（高度）寸（高度） 车身布置与车身布置与汽车横向轮汽车横向轮廓的关系廓的关系顶盖的形状顶盖的形状 横向曲率横向曲率 纵向曲率纵向曲率 顶盖厚度顶盖厚度顶盖的形状顶盖的形状 侧风窗的结构侧风窗的结构 弧形车侧的优势弧形车侧的优势 车内空间车内空间 减重减重 方便上下车方便上下车前风窗的造型前风窗的造型 倾斜角度倾斜角度 变化曲线变化曲线 风阻与视野的矛盾风阻与视野的矛盾 曲面风窗玻璃曲面风窗玻璃全景式风窗全景式风窗 结构强度问题结构强度问题 视野问题视野问题后窗的造型后窗的造型 后窗的倾斜角度后窗的倾斜角度 后窗的尺寸后窗的尺寸 反倾斜后窗造型反倾斜后窗造型侧面的造型侧面的造型 轿车侧窗线型轿车侧窗线型 客车侧窗线型客车侧窗线型侧面的造型侧面的造型 裙部造型演变裙部造型演变贯通式贯通式 阻流板的高度由试验确定阻流板的高度由试验确定汽车的尾部造型汽车的尾部造型 行李箱尺寸的影响行李箱尺寸的影响 行李箱盖高度行李箱盖高度
