内容正文:
第四章 汽车美学文化
4.1 汽车车身的造型与演进
4.2 世界汽车车身的造型风格
4.3 汽车车身色彩
1.掌握汽车车身造型和演化历史
2.掌握世界汽车车身的造型风格
3.了解汽车车身色彩
本章要求
4.1 汽车车身的造型与演进
汽车造型,主要是指汽车车身的造型。
汽车造型表现和传达的是汽车功能文化与社会文化的融合。
汽车外形取决于机械工程学、人体工程学和空气动力学的要求:
机械工程学要求汽车动力性和操纵稳定性好;
人体工程学要求汽车提供驾乘人员有足够的活动空间,舒适性好。
空气动力学要求汽车行驶时空气阻力小。
1. 马车车身
1885年,卡尔.本茨将自制的四冲程单缸、水冷、0.55kW的汽油机装在一辆三轮车上,成为世界上最早的汽车雏形。
直到19世纪末,汽车的零部件一直沿用马车的车身、车轮、钢板弹簧、制动器等部件,将发动机安装在座位下。1892年,标致汽车公司为摩洛哥王族制造的汽车就使用了自行车车轮(图4-1)。
2. 方箱形车身
车头和乘员舱两个方正的部分,这就是方箱形车身造型。
真正的方箱形车是1820 年出现的装有蒸汽机的大型公共汽车。
1902年,戴姆勒汽车公司生产的梅赛德斯汽车就是
方箱形汽车的雏形(图4-2)。
1908年福特公司生产出T型车,采用的仍是带篷的马车外形(图4-3)。
1915 年福特T 型车开始使用真正的方箱形汽车(图4-4)。
要提高汽车车速,有两条主要途径:一是增大功率,二是减小空气阻力。
空气阻力体现在两个方面:一是由迎风面积决定的空气阻力。一是由汽车的形状决定的形状阻力。
为了减少阻力,有两个办法减少迎风面积:第一种办法是降低车的高度,第二种办法是减少车的宽度。为了尽量减小截面积,车身的横截面从初期的方形变为椭圆形(图4-6)。
3. 流线形车身
1920年,德国保尔.亚莱得到空气阻力的计算公式:
Fw = CxAv2
式中: Fw—空气阻力,N;A—迎风面积,m2 ;v—物体速度,km/h;Cx—空气阻力系数。
1934 年1月,克莱斯勒公司在纽约车展上推出了气流汽车。
1936年,福特汽车公司吸取了气流汽车失败的教训,由单纯的实用主
义转变为吸收商品学要素,研制成功了林肯.和风牌流线形轿车。
流线形车身汽车大量生产是从德国的大众汽车公司开始的。1937年,波尔舍设计的类似,甲壳虫外形的“大众”汽车,形状阻力很小,成为同类车之王(图4-7)。
甲壳虫形汽车也有很大的缺点:
一是与方箱形车相比,乘员活动空间明显变得狭小,特别是后排乘员,头顶上几乎再没有空间,产生一种压迫感; 二是对横向风的不稳定性。
如图4-8所示,方箱形汽车的风压中心在重心之后,当横向风吹来时,车身随风偏离行驶方向,随后车尾继续随风偏移,车头则转向迎风,使汽车自动回到原来的行驶方向。
甲壳虫型汽车当横向风吹来时,车身前部随风偏离原来的行驶方向,不能再回到原来的路线上,越偏越大。
4.三箱形车身
1949年,福特汽车公司推出新型福特V8汽车(图4-11),这就是现代三箱形轿车的首创。
三箱形汽车的重要特点是开始应用人体工程学来设计车身,把乘员舱放在振动最小的汽车中部,发动机在前部,行李舱在后部,还取消了脚踏板和单独的翼子板,扩大了汽车的内部空间。
这样,同时也减小了汽车侧面的空气阻力, 它是空气动力学与人体工程学的完美结合。 此外,三箱形汽车也解决了甲壳虫形汽车横向不稳的问题。
5.鱼形车身
三箱形汽车尾部过分向后伸出,形成阶梯背,在高速时会产生较强的空气涡流, 为了克服这一缺陷,人们把三箱形汽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像鱼的脊背,所以这类车称为鱼形汽车。
最初的鱼形车是美国1952 年生产的别克汽车(图4-12)。
为减小鱼形汽车高速下升力,有些车型将尾部截去一段,变成短尾车(图4-13),或加一个阻风板(鸭尾,图4-19)。
风洞试验结果表明,为减小阻力,不仅要将车身后部倾斜成斜背,而且车身前部也要制成圆滑过渡的形状,这就要求汽车外形和自然界中鱼的形状完全一样(图4-14)。
6.楔形车身
汽车产生升力的原理与飞机机翼产生升力的原理相同,如图4-15所示。
飞机机翼上面隆起,下面平滑, 气流流过隆起的上部时速度会加快,压强减小,流过平滑的下部时速度会变慢,压强增大,上下两个面所受的压强不等,整个机翼受到一个向上的托力,这就是升力。 其公式为:
F = CzSv2
式中:F—升力,N;
S—汽车的平面面积,m2 ;
V —行驶速度,km/h;
Cz—升力系数。Cz随车身纵向截面的形状不同而变化(图4-16)。
赛车的尾翼安装与飞机机翼相反,平面朝上,且向前倾斜,产生的作用力方向朝下,如图4-17所示。楔形汽车的车身前部呈尖形且向下(图4-18),车身后部像刀切一样