汽车造型 课件

《汽车造型技术》课程大纲（共18学时）汽车造型概论汽车造型的艺术规律汽车色彩设计汽车造型的表现方法车身外部造型与空气动力学车身内部造型设计与人机工程学综合设计实例分析汽车造型的发展趋势第一章

汽车造型概论

汽车造型设计的含义：（1）狭义：汽车外观设计（2）广义：从汽车设计开始，经过调查研究、方案论证、结构设计、加工制造，直到汽车销售、广告等一系列环节的创造性劳动。狭义汽车造型设计属于工业产品设计领域。汽车造型的特点是工业设计的一个分支，与工艺美术截然不同，涉及学科众多（空气动力学、人机工程学、美学、制造工艺学、材料学、经济学、商业心理学、结构设计、计算机图形学等），是制约汽车制造和新车型开发的关键；新车造型是企业内部的最高机密；汽车造型的任务

利用车身结构和材料的既存条件，从视觉规律上予以发挥、协调，在美学规律与结构矛盾中寻求一种既能满足功能需要又可在视觉上体现这种结构或材料质地的特有美感的效果；汽车造型设计的研究内容科学与艺术的结合人机系统的协调创造性时尚性经济性本章内容提要轿车造型的发展历史汽车分类汽车布局基础知识车型主要尺寸的确定汽车造型设计流程轿车造型的发展历史自1886年第一辆汽车问世后，先是对车厢内外附加一些装饰性纹样予以点缀，然后，随着制造工艺的发展，在汽车整体造型上经历了以下阶段：

马车——箱形车——甲壳虫车——船形车——鱼形车——楔形车1886年,德国KarlBenz和GottliebDaimler分别发明了三轮和四轮汽油机汽车1886年1月29日被公认为汽车的诞生日。

（德国曼海姆专利局批准卡尔·本茨为其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利）特点：无车身奔驰一号车

单缸785毫升0.8马力

15公里/小时

戴姆勒一号车(1.1马力汽油机)马车型时代——汽车造型史前阶段以马车为基础改装，敞蓬或活动布篷，大而窄的硬式车轮，使驾驶者不舒服、速度也有限。

1894年法国人米其林发明了充气轮胎，减少了颠簸，加快了速度。1896年，美国出版物中首次使用“汽车”Automobile单词。同年，美国人将油灯用于汽车照明

厢式木制车身由马车车身coach改造而来20世纪初是车身制造的鼎盛时期，专为皇家和贵族服务。1900年:出现第一个全金属车身，但由于冶炼和加工技术限制，不能满足使用需要。德国人保时捷研制出带曲面挡风板的汽车。奔驰公司以钢材代替木材制作车架。倾斜式圆形方向盘首次在德国使用。

1903年，英国生产全钢车身的轿车1905年福特C型车开始采用挡风玻璃，使驾驶者不再受风雨侵袭。带有玻璃的硬式固定车篷使车看上去象一个大箱子，这就是后来的箱式车的雏形。1908年，Ford公司的“福特T型车”初型问世，是“最早轿车车身的雏形”1911年，美国举行500英里汽车赛，获胜者的汽车上首次安装了后视镜。德车卡门提出流线型概念。电灯被美国人用于汽车照明。

1912年，EdwardBudd首次制成全金属实用车身（不包括车顶）。是车身历史上重要的一页。1913年，四门轿车问世。汽车前大灯被置于挡泥板上。1914年，Ledwinka的全钢铁、全焊接车身被授予美国专利。同年，Budd为Dodge兄弟提供“全钢铁”车架。箱型车时代1915年，“福特T型车”问世，是以后轿车的基本车身造型，特点：箱型、薄板冲压成型。目标是降低造价。福特首次将“小汽车”命名为“轿车”，并出现在其产品目录上Sedan,有少部分硬顶轿车。福特公司1915年生产的T型车就是典型的箱型车。美国1915年生产的福特T型车1926年，通用公司成立车身外形画室

1927年，Budd和Dodge联合开发了第一辆点焊车身DodgeVictory6。1927年，LedwinkaofBudd为一种整体车身申请了专利并开始试验。1928年，福特“A”型车取代了风糜全球的“T”型车。1929年，汽车尾灯开始安装。“方型硬顶轿车加“小圆角”圆角加大外露车轮挡泥板和脚踏板”1928年，美国费城Budd公司申请了带门洞和窗洞的全金属车身专利，使工序和零件数降低。

是车身历史的转折期。甲壳虫型汽车时代

汽车的普及和生活节奏的加快，人们对车的行驶速度要求也日益提高。起初以为提高发动机功率就可以提高车速，后来发现，车速提高到一定程度后，空气阻力开始抵消再提高的发动机功率。尤其是在车速超过100公里/小时后。于是，人们开始从降低车身高度、采用大功率发动机的方式来提高车速。

发动机汽缸的增多，发动机罩越变越长，这一时期曾出现追求发动机长度的倾向，典型的就是意大利1931年产阿尔法·罗密欧的8缸200马力的汽车。

箱型车后期，通过风洞试验，人们发现空气阻力除与迎风面积有关，还与汽车尾部产生的空气涡流有关，于是，以“甲壳虫”为代表的流线型车问世。

1920年德国人保尔·亚莱用风洞对飞艇进行空气阻力的流体力学研究发现，前圆后扁的物体阻力最小，从而找到解决形状阻力的途径。1934年，美国密执安大学教授雷依用汽车模型做风洞试验，测量出各种空气阻力，随后更多的研究被用于汽车设计上，流线型车身产生。1934年美国克莱斯勒公司的气流牌小轿车首先采用流线型车身，虽然因为超越当时的审美习惯，销售失败，但宣告了汽车造型时代的开始。

1935年克莱斯勒公司设计了流线型的汽车，旧式车身上零碎分散的翼子板、脚踏板、电灯等部分已形成了一个整体。

美国克莱斯勒气流牌（1934年）

克莱斯勒“气流”牌客车率先采用了流线型车身

美国林肯·和风牌（1936年）

流线型车中最具代表性、产量最大、影响最大的是波尔舍博士设计的德国大众“甲壳虫”，从1949年批量生产到90年代初产量突破了2000万辆。但是，车速超过100公里/小时遇到较强侧风，汽车会偏离行驶路线是甲壳虫型车的致命弱点。于是，发动机前置的船型车的出现解决了这一问题。船型车时代1949年福特V8型轿车是船型车的鼻祖。此车造型与传统轿车相比有两项实质性的突破。一是车身前后翼子板、车灯和保险杠与发动机罩、驾驶室融为一体形成整体车身，不仅降低了车头、车身高度，减少了迎风阻力、增大了乘坐空间，使轿车从此向低矮化发展，而且冲压工艺大大简化；二是发动机前置，重心位置在侧向风压中心之前，大大提高了整车的行驶稳定性。采用人体工程学原理设计内饰是此车另一项伟大的创举。美国福特V8型小客车（1949年）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其乘员的位置，来设计便于操纵、乘坐舒服的汽车。美国通用旁蒂克·博纳维尔·维斯达牌小客车（1959年）

船型汽车不论从外形上还是从性能上来看都优于甲壳虫型汽车。而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。

船型车优点虽多，但阶梯状的后窗和车尾易产生很强的涡流是其缺点。于是，将后窗倾斜到与车尾相连，并将车尾"削薄"类似鱼背的鱼型车跃出水面。鱼型车时代将船型车后窗倾斜至极限成为斜背式造型，由于这种斜背式汽车背部很象鱼的脊背，故有鱼型车之称。最早出现的鱼型车是通用公司1952年产的别克牌小轿车，真正大批量生产的鱼型车是1964年克莱斯勒的顺风牌小客车；最轰动的则是1965年福特公司的"野马"车。美国1952年生产的别克牌小客车

鱼型汽车和甲壳虫型汽车光从背部来看很相似，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。鱼型车虽有流体力学上的优越性的视觉上的美感，但基本限于运动车型。鱼型汽车存在的缺点：（1）由于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；（2）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。但由于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，从而抵挡不住横风的吹袭，发生偏离的危险。对横风产生不稳定性。

由于车身运行时易产生很大升力，使行驶的稳定性和操纵性降低，既减少阻力又减少升力的空气动力性车型进入楔型车时代。楔型车时代

为克服鱼型车高速行驶中的升力问题，一种将车身整体向前下方倾斜，车身后部像刀切一样平直的楔型车出现了。

最早采用楔型车身的实用型轿车是1963年的司蒂蓓克阿本提轿车。

美国通用奥兹莫比尔·托罗纳多所牌

“阿本提”诞生于船型车的盛行时代，与通常的外形形成尖锐的对立，因此，未能起到引导车身外形向前发展的作用。直到1966年才被奥兹莫比尔·托罗纳多所继承。

得到公众认可的则是1979年蓍名意大利汽车设计大师乔治·雅罗为日本五十铃公司设计的、以楔型车为基调的黑桃皇后牌小客车。

楔形造型主要运用在赛车上，80年代的法拉利跑车就是楔形造型的典型。对于高速汽车来说，楔形造型的简炼、动感及空气动力学的体现都比较符合现代人的主观要求，可以说是接近理想的汽车造型，现在世界各大汽车生产国都已生产出带有楔型效果的小客车，这些汽车的外形清爽利落、简洁大方，具有现代气息，给人以美的享受。凯迪拉克CTS楔形车盾形水箱格栅，它三横五竖的设计其实是从凯迪拉克传统设计继承、放大而来，而在传统基础上的变形处理，使我们看到的是一个干净，有力，充满了前卫风格的前脸；大包围的前、后保险杠不但厚实，而且配合着发动机罩板上的棱线也有相应的造型特征，这使得凯迪拉克CTS获得了贯穿整个车身轴线的硬朗线条，其成功之处在于给人以足够硬度感的同时也具备了联系车身上所有造型元素的整体流畅感；另外，也许是为了迎合消费者的心理吧?凯迪拉克CTS大灯和尾灯的设计风格与目前流行于北美市场的SUV颇有几分神似，而其边线的棱角设计不但与整车的总体感觉相符，而且与车前、后部融合的十分巧妙。宝马330i楔形车

两只雾灯占据了前保险杠上靠边的两个位置，这使得其造型简洁的同时，体现了运动型轿车的风韵。除了加大的宝马双肾形水箱护栏，330i晶莹剔透的大灯可算得上是其前脸的点睛之笔了，宝马新设计的大灯不但略微上挑而且有棱有角，不但具有德国人的艺术气息而且还充满了传统德国车的尊贵精神。发动机罩板上的凸出线条顺畅地延伸至A柱，使其正面的线条更加舒展、简洁，两侧翼子板上重新设计的转向灯也采取了尖角式的设计，给人一种向前冲的感觉。汽车造型分类轿车客车货车轿车分类普通轿车硬顶轿车双座轿车华贵轿车敞篷车跑车运动车旅行车多用车厢式车普通轿车普通轿车（四门四座）

普通轿车普通轿车（两门四座）

硬顶轿车（四门四座）特点：中支柱去掉上半段，车顶轻巧，动感好，但密闭性和安全性不如四门轿车。硬顶轿车（两门四座）双座车（带后小座式）双座车（无后小座式）高级轿车（华贵式，两排座式）高级轿车（华贵式，三排座式）设三排座，中间一排可折叠，前排座位后部有隔窗。敞篷车（四门四座或两门四座）

采用可折叠的软篷或可拆卸的硬顶制成。侧窗通常也可拆卸。供检阅用的高级敞篷车还设有可升降的后排座椅和栏杆扶手。敞篷车（双门双座）

跑车

运动车

SUV(SportUtilityVehicle)旅行车

即将四门轿车的车顶向后延伸，后排座椅可叠起来，以便放置行李。别克GL8多用车(Pickup)（美式）

厢式车

客车分类标准城市客车长途客车双层客车铰接式客车小型客车旅游客车标准城市客车（Urbanbus）

长途客车（Citybus）

宇通城市客车长城客车太湖牌XQ6990型系列客车双层客车（Doubledecker）

铰接式客车（Articulatedbus）

小型客车（Omnibus）

金杯海狮锐驰旅游客车（Touringbus）

货车长头货车平头货车拖挂车半拖车封闭厢式货车自卸货车轻型货车长头货车

平头货车

拖挂车

半拖车

封闭厢式货车

自卸货车

国外卡车轻型货车

汽车布局基础知识汽车的内部结构要求很严格（如乘员/载货的空间、人体工程学的要求等），这些构成了很多在造型设计过程中必须遵循的条件。因此，汽车造型设计师必须具备很清晰明确的布局观念，才能设计出具有优秀功能性的汽车外型。事实上很多突破性的布局方案都是由造型设计师在概念设计的阶段构想出来的。

布局元素：包括发动机、传动系统、座舱、行李舱、排气系统、悬挂系统、油箱、备胎等；三个决定性要素：发动机、传动系统和座舱；按“三要素”分类：前置引擎前驱（FF）、前置引擎后驱（FR）、中置引擎后驱（MR）及后置引擎后驱（RR）四大类型；确定布局类型后，其它部件可采用见缝插针的原则。一个优秀的布局方案应该在使各部件工作良好的基础上满足应有的使用功能（如载人、运货、越野等）。前置引擎后轮驱动（FR）引擎纵置于车头，纵向与变速箱相连，经过传动轴驱动后轮。最早期的汽车绝大部分采用FR布局，现在则主要应用在中、高级轿车。它的优点是轴荷分配均匀，即整车的前后重量比较平衡，因此操控稳定性比较好。据物理原理的计算，后轮作驱动轮时，轮胎的附着利用率要优于前轮驱动，这是中、大型轿车（马力、扭力较大）都采用后轮驱动的主要原因。FR的缺点是传动部件多、传动系统质量大，贯穿坐舱的传动轴占据了坐舱的地面空间。为了容纳传动轴，凡是采用FR的房车，其后座中间座椅的地面都是隆起来的，大大影响了脚部空间和乘坐舒适性，这可以说是FR的最大缺点。前置引擎前轮驱动（FF）

将引擎横置在车头，经过变速箱直接驱动前轮，就可以免去传动轴，从而解决了FR布局的车厢地台问题。这种方案称为FF布局。FF是目前绝大部分微、小、中型轿车采用的布局方式。除了车厢地台降低外，FF在操控性方面也具有优势：由于重心偏前且由前轮产生驱动力，FF的汽车在操控性方面具有明显的转向不足特性，这在汽车操控性评价中属于一种安全的稳态倾向，是民用车的理想特性。抗侧滑的能力也比FR强。FF的驱动轮附着利用率较小，上坡时驱动轮的附着力会减小；前轮的驱动兼转向结构比较复杂，引擎和传动系统（变速箱、离合器等）集中在引擎舱内，布局拥挤，局限了采用大型引擎的可能性。这是大型轿车不采用FF的主要原因。针对这个问题，近年来出现了纵置引擎的FF布局（以前FF的引擎都是横置的），从而可以采用较大型的引擎。例如配3.5升V6引擎的本田Legend和2.8升V6的奥迪A6，都属于为数不多的中大型FF轿车。中置引擎后轮驱动（MR）

即引擎放置在前、后轴之间的布局方式。最大的优点显然是轴荷均匀，具有很中性的操控特性。缺点是引擎占去了坐舱的空间，降低了空间利用率和实用性。因此采用MR的大都是追求操控表现的跑车。

一般的MR布局，引擎是置于座椅之后、后轴之前的，这样的布局在情理之中；近年出现了一种被称作“前中置引擎”的布局方式，即引擎置于前轴之后、乘员之前，驱动后轮。从形式上这种布局应属于FR类型，但能达到与MR一样的理想轴荷分配，从而提高操控性。宝马3系列、本田S2000都属于这种类型。后置引擎后轮驱动（RR）

早期广泛应用在微型车上，因为其结构紧凑，既没有沉重的传动轴，又没有复杂的前轮转向兼驱动结构。它的缺点是后轴荷较大，在操控性方面会产生与FF相反的转向过渡倾向，即高速过弯的稳定性差，容易侧滑。现在仍采用RR布局的轿车已经很少。保时捷911是其一，而它极易甩尾的操控特性也是出了名的。四轮驱动

无论是前置、中置还是后置引擎，都可以采用四轮驱动。由于四个车轮均有动力，附着利用率最高，但重量大、占空间是它的显著缺点。此外动力流失率比单轴驱动大。四轮驱动过去只用于越野车，近年来随着限滑差速器技术的发展和应用，四驱系统已经能够精确的调配扭矩在各车轮之间分配，所以出于提高操控性的考虑，采用四轮驱动的高性能跑车也越来越多。车型主要尺寸的确定外型尺寸参数各级汽车的尺寸标准具体尺寸的确定外形尺寸参数

汽车设计中由设计师去拟定的外形尺寸包括：长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长和离地距等。

各级汽车的尺寸标准

汽车尺寸所要考虑的因素主要是机械布局和使用要求，其中机械布局视厂家各自的设计方案有所差异；使用要求则主要由汽车所针对的目标市场级别而定。下表是根据经验总结的各主要级别（主要乘用车）的常见尺寸范围:单位：米长度宽度高度轴距典型代表欧洲、亚洲轿车：

小型两厢轿车3.6-41.5-1.71.3-1.52.2-2.5夏利小型三厢轿车

4.1-4.4

1.3-1.5

2.3-2.6

丰田COROLLA

中型轿车4.3-4.71.7-1.81.3-1.52.6-2.8捷达中大型轿车4.6-4.91.7-1.91.3-1.62.7-2.9日产CEFIRO大型轿车4.8-5.21.8-21.4-1.62.8-3.2奔驰S-CLASS其他车种：

中型越野车4.5-4.91.7-21.7-2.02.5-2.8三菱PAJERO中型MPV4.4-4.81.7-1.91.5-1.92.7-3丰田PREVIA中型皮卡（pickup）4.7-51.6-1.81.4-1.62.7-2.9丰田HILUX特殊规格：

日本轻自动车（K-CAR）<3.7<1.5不限不限奥拓美国标准大型房车5.2-5.51.8-2.11.3-1.52.8-3.3林肯TOWNCAR美国标准多用途车（SUV）5-5.51.8-2.21.8-2.22.8-3.2别克GL8一级方程式赛车4.2-4.4<1.80.9-12.8-3.1

如何确定具体尺寸

长度宽度高度轮距轴距前悬离地高度长度长度是对汽车的用途、功能、使用方便性等影响最大的参数。因此一般以长度来划分车身等级。车身长意味着纵向可利用空间大，这是显而易见的；但太长的车身会给调头、停车造成不便。4米长与5米长的汽车在驾驶感觉上会有很大的差异，一般中小型乘用车长4米左右，接近5米长的可算作大型车了。

宽度宽度主要影响乘坐空间和灵活性。对于乘用轿车，如果要求横向布置的三个坐位都有宽阔的乘坐感（主要是足够的肩宽），那么车宽一般都要达到1.8M。近年由于对安全性的要求，车门壁的厚度有所增加，因此车宽也普遍增加。日本车对宽度的限制比较严，大部分在1.8M以下，欧洲车则倾向增大车宽。车身太宽会降低在市区行走、停泊的方便性，因此对于轿车来说车宽2M是一个公认的上限。接近2米或超过2米的车都会很难驾驶。道路用车（大货车、大客车）的车宽一般也不能超过2.5米。对于车外倒后镜不能折叠的车辆，规格表上的宽度一般把外伸倒后镜也包括在内，因而有些欧洲轿车规格表上的宽度接近甚至超过2米（例如FIATMULTIPLA宽度为2010mm）

高度车身高度直接影响重心（操控性）和空间。大部分轿车高度在1.5米以下

，与人体的自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全车重心的考虑，以确保高速拐弯时不会翻车。MPV、面包车等为了营造宽阔的乘坐（头部空间）和载货空间，车身一般比较高（1.6米以上），但随之使整车重心升高，过弯时车身侧倾角度大；这是高车身车种的一个重大特性缺陷。此外在日本，香港等一些地区，大部分的室内停车场都有高度限制，一般为1.6米，这也是确定车高的重要考虑因素。小型车为了在有限的占地面积内扩大车厢空间，近年有向上发展的趋势，如丰田的YARIS（高1500mm）和标致206（1430mm），以及一批超过1.7M的日本K-CAR级RV（如铃木WAGONR），车身都比传统的小型车高出很多，重心升高导致的主动安全性下降是必然的。

轴距

在车长被确定后，轴距是影响乘坐空间最重要的因素，因为占绝大多数的2厢和3厢轿车，乘员的座位都是布置在前后轴之间的。长轴距使乘员的纵向空间增大，直接得益的是对乘坐舒适性影响很大的脚部空间。在行驶性能方面，长轴距能提高直路巡航的稳定性，但转向灵活性下降，回旋半径增大。因此在稳定性和灵活性之间必须作出取舍，取得适当的平衡。

前后悬架车长=前悬+后悬+轴距。所以轴距越长，前后悬便越短。最短的悬长可以短至只有车轮，即为车轮半径1/2。但除了一些小型车要竭力增加轴矩来扩大乘坐空间外，一般轿车的悬长都不能太短，一来轴矩太长会影响灵活性，二来要考虑机械零件的布局。近年为了满足严格的正面撞击测试法规，有加长前悬的趋势，目的是容纳车架的撞击缓冲结构。后悬则可以比前悬稍长

例一前置引擎前轮驱动的轿车，因为要腾出空间安放引擎，前轴要向后移，形成很长的前悬。国产富康、夏利、桑塔纳都