本科畢業(yè)設計電動車整車造型及結(jié)構設計燕山大學2011年6月摘要近年來，我國經(jīng)濟持續(xù)增長，人民收入穩(wěn)步提高，轎車正在逐步走入普通人的家庭。但是隨之而來的環(huán)境問題和能源問題也是不容忽視的?；谏鲜鲭妱榆噭t具有它獨特的優(yōu)勢。電動汽車無內(nèi)燃機汽車工作時產(chǎn)生的廢氣，不產(chǎn)生排氣污染，對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎是“零污染”。并且電動汽車較內(nèi)燃機汽車結(jié)構簡單，運轉(zhuǎn)、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量小。現(xiàn)在無論是國內(nèi)或國外都在爭相研發(fā)屬于自己的電動車。由此可見電動汽車在未來是很有發(fā)展前途的。本文首先從車身造型設計的概念、分類、方法及未來車身開發(fā)的方向進行闡述。隨后介紹了白車身的組成及其各部分的具體介紹。然后通先介紹車身設計的方法、需要注意的問題隨后從本電動車車身的造型過程、結(jié)構設計過程、三維建圖過程、投影二維圖來詳細介紹了本次電動車車身的制作過程。最后綜合考慮輕量化及其現(xiàn)實的加工水平來說明了對于本電動車的選材關鍵詞電動車；鋁板；電動車骨架ABSTRACTINRECENTYEARS，OURECONOMYKEEPSONHIGHSPEEDGROWTH，PEOPLESINCOMESTEADYEXALTATION,THECARISGRADUALLYINTOOURORDINARYLIFEBUTTHEISSUESOFTHEENVIRONMENTANDTHEENERGYODAYCANNOTBEIGNOREDSOTHEELECTRICCARHASITSUNIQUEADVANTAGESTHEEXHAUSTPRODUCEDBYTHECARWITHOUTINTERNALCOMBUSTIONENGINEDOESNOTPRODUCEDEXHAUSTPOLLUTIONITISVERYUSEFULFORTHEENVIRONMENTALPROTECTION,ANDITISALMOST“ZEROPOLLUTION”THEELECTRICVEHICLESAREWITHSIMPLESTRUCTURE,LESSFUNCTIONINGANDTRANSMISSIONPARTS,SOITSREPAIRANDMAINTENANCEWORKISLESSTHANTHECARWITHTHEINTERNALCOMBUSTIONENGINENOWEVERYCOUNTYISDEVELOPINGTHEREOWNELECTRICCARWHETHERDOMESTICCOUNTRIESORFOREIGNCOUNTIESALLTHOSESHOWTHATTHEELECTRICCARISPROMISINGINTHEFUTUREFIRST，THISTHESISDISCUSSESFROMTHECONCEPT，CLASSIFICATIONMETHODOFTHECARRIAGESHAPEDESIGNTHENWEINTRODUCEDTHEDESCRIPTIONOFTHECARBODYANDTHENWEINTRODUCEDALLTHEPROCESSESOFTHEMAKINGOFTHECARBODYFINALLYWITHTHECONSIDERATIONOFLIGHTWEIGHTANDREALISTICLEVEL,WEINTRODUCEDTHESELECTIONOFTHEELECTRICCARKEYWORDSELECTRICVEHICLEDRIVEMOTORS目錄摘要ABSTRACT第1章緒論111課題背景1111電動汽車概述1112電動汽車的優(yōu)點及意義112電動汽車的發(fā)展2121國內(nèi)外電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2122電動汽車的發(fā)展趨勢313本章小結(jié)3第2章車身設計基礎521概述5211車身的發(fā)展5212車身的特點10213車身的類型1122車身總布置設計13221車身總布置設計的原則13222車身總布置設計的內(nèi)容14223車身總布置設計的性能要求1523車身和車架的聯(lián)接技術1624本章小結(jié)21第3章電動車車身設計2231車身造型2232電動車車身結(jié)構設計23321汽車車身設計要求及原則23322汽車車身空氣動力學設計24323電動車車身初步造型2933本章小結(jié)29第4章電動車骨架設計3141車身骨架的設計3142玻璃的安裝3344后視鏡的安裝3445電動車車身前蓋板的開啟方式的設計3646蒙皮3747安裝附屬件3848涂漆3849本章小結(jié)39結(jié)論40參考文獻41致謝43附錄144附錄249附錄3外文翻譯54附錄4外文原文62第1章緒論11課題背景內(nèi)燃機經(jīng)過多年的發(fā)展和壯大，逐步實現(xiàn)機電一體化和全面應用現(xiàn)代高科技，其性能已達到至高的境界，在安全、環(huán)保、節(jié)能和廉價等方面取得了巨大進展，但是內(nèi)燃機汽車的發(fā)展也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。隨著世界經(jīng)濟和人口的增長，汽車的保有量不斷增加，能源危機和環(huán)境污染的問題更清晰的擺在了人們的面前。世紀伊始，世界汽車工業(yè)又一次站在了革命的門檻上。為了解決這些問題，電動汽車呈現(xiàn)出了加速發(fā)展的趨勢111電動汽車概述電動汽車（ELECTRICVEHICLE）是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。一般采用高效率充電電池，或燃料電池為動力源。電動汽車由底盤、車身、蓄電池組、電動機、控制器和輔助設施蓄電池六部分組成。由于電動機具有良好的牽引特性，因此蓄電池汽車的傳動系統(tǒng)不需要離合器和變速器。車速控制由控制器通過調(diào)速系統(tǒng)改變電動機的轉(zhuǎn)速即可實現(xiàn)。112電動汽車的優(yōu)點及意義電動汽車的發(fā)展將集中考慮能源、環(huán)保和交通成為可能，而且他對促進高科技的發(fā)展、新型工業(yè)的興起以及經(jīng)濟的發(fā)展將產(chǎn)生深遠的影響。它有內(nèi)燃機汽車不能比擬的優(yōu)點。首先，從環(huán)保角度來看，電動汽車是零排放的市區(qū)交通工具，即使計入發(fā)電廠增加的排氣，總量上看，它也將使空氣污染大大減少。此外，電動汽車使用電池儲存的電能，沒有內(nèi)燃機工作時的機械噪聲，所以，他能有效的控制城市的噪聲污染。其次，從能源角度來看，電動汽車將使能源的利用多元化（例如可使用各種可再生能源）和高效化，改善能源結(jié)構，達到能源的可靠、均衡和無污染的利用的目的。電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電，使發(fā)電設備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟效益。因此開發(fā)電動汽車具有重要的能源戰(zhàn)略意義。再次，在改善交通安全和道路使用方面，電動汽車更容易實現(xiàn)智能化。12電動汽車的發(fā)展追溯電動汽車的起源，最早可到1881年。它比內(nèi)燃機汽車還早一些，但內(nèi)燃機車后來居上，在性能、機動性和重量上遠遠超過了電動汽車，電動汽車在20世紀20年代達到鼎盛后就一蹶不振，成為“電瓶車”式的輔助車輛。在20世紀初蒸汽汽車、電動汽車和內(nèi)燃機汽車基本是三足鼎立，在汽車保有量中，蒸汽汽車占40，電動汽車占38，而內(nèi)燃汽車僅占22，美國是最早使用電動汽車作為運輸車輛的國家之一，1915年美國電動汽車產(chǎn)量曾達到過年產(chǎn)5000輛的最高峰。有很多電動汽車一直到第二次世界大戰(zhàn)期間仍在使用。但到20世紀60年代電動汽車的保有量僅占汽車總量的2。隨著現(xiàn)代水力發(fā)電、核能發(fā)電、風力發(fā)電和太陽能的利用，為人們提供了巨大的能源。各種高能蓄電池和高效率的電機不斷研發(fā)出來，使人們把目光轉(zhuǎn)向了電動汽車，電動車輛可以是人們擺脫對石油燃料的依賴和實現(xiàn)“零污染”和“超低污染”的排放，為電動車的“東山再起”創(chuàng)造了有利條件。因此各國和各大汽車公司都重視了電動汽車的研究、開發(fā)和試制。從20世紀70年代起，新一代電動汽車脫穎而出，出現(xiàn)了各種各樣高性能的電動汽車。121國內(nèi)外電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀當前在美、日及歐洲等發(fā)達國家，純電動汽車已經(jīng)進入了推廣普及實質(zhì)性階段。大量的電動汽車被研發(fā)出來，其中包括美國通用的EV雙座轎車、福特的RANGA兩座皮卡、豐田汽車公司的RAV4五座轎車、日產(chǎn)公司的四座ALTRAEV等等。在2000年，日本公路上就已運行著1000多輛純電動汽車，美國商業(yè)化運行的電動汽車已達到6000輛，歐洲共同體主要城市的街道上都有電動汽車的身影。各國除了著重于純電動汽車的商業(yè)化以外，同時還致力于提高電動汽車的技術，如使用高性能的感應電動機或無刷永磁電動機來改進電動驅(qū)動系統(tǒng)，使用高性能電池來提高車載能源的儲備能力，應用感應充電技術及變溫座椅來提高車輛輔助設施的技術水平等。近年來，我國又相繼出臺了一系列的政策法規(guī)，促進新能源汽車的發(fā)展。國家“十五”863計劃特別設立電動汽車重大專項，組織企業(yè)、高校和科研機構以官、產(chǎn)、學、研四位一體的方式聯(lián)合攻關。尤其是在2008年奧運會開出的20億元電動汽車訂單，規(guī)定奧運會電動車只能在國內(nèi)生產(chǎn)制造，導致我國的電動汽車研發(fā)熱潮再度升溫國內(nèi)一些汽車生產(chǎn)廠商紛紛把矛頭指向電動汽車領域。目前已經(jīng)有一批車輛投入商業(yè)化運營之中，如比亞迪公司推出的F3DM雙模電動汽車，奇瑞公司的A8電動汽車等等。由此可見，電動汽車的發(fā)展趨勢是勢不可擋的國內(nèi)一些汽車生產(chǎn)廠商紛紛把矛頭指向電動汽車領域。目前已經(jīng)有一批車輛投入商業(yè)化運營之中，如比亞迪公司推出的F3DM雙模電動汽車，奇瑞公司的A8電動汽車等等。由此可見，電動汽車的發(fā)展趨勢是勢不可擋的122電動汽車的發(fā)展趨勢目前電動汽車趨向于小型化、個性化和家庭化方向發(fā)展，主要為家庭輔助用車或休閑用車，有廣闊的市場。世界各國有各式各樣的小型電動汽車在使用，日本豐田汽車公司的ECOM微型電動轎車和日產(chǎn)汽車公司的HYPERMINI微型電動轎車，代表了新一代汽車產(chǎn)品，引起了各國汽車制造廠的重視，市場上正在陸續(xù)出現(xiàn)這種微型的電動轎車，本設計的目的也在于設計一款能在城市運行的微型電動轎車，以作為人們的休閑代步工具。電動汽車發(fā)展的癥結(jié)在于電池。電池是電動汽車發(fā)展的首要關鍵，汽車動力電池難在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”等三個要求上。這導致了電動汽車發(fā)展的緩慢，但是這并能不阻擋電動汽車成為未來主要工具的趨勢。各國都抓緊了對高性能電池的研發(fā)。相信在用不了多久，電動汽車就會完全取代內(nèi)燃機汽車，成為人們的新寵。13本章小結(jié)本章主要介紹了電動汽車的發(fā)展背景及未來趨勢。電動汽車擁有環(huán)保，改善能源結(jié)構以及易于實現(xiàn)交通智能化等諸多優(yōu)點，因此必將成為未來交通運輸?shù)闹饕ぞ摺５l(fā)展電動汽車過程中，一系列的問題需要解決，譬如動力電池及配套的基礎設施等。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技水平的不斷提高，相信這些難題不久就會被攻克。第2章車身設計基礎21概述所謂汽車車身，直觀地說，就是人們無論在車內(nèi)還是在車外一眼就能看見的那部分，它包括車體、內(nèi)飾、附件及附屬設備等。它是汽車上載人或載物的容倉車身設計是汽車生產(chǎn)領域的關鍵技術之一。對于電動汽車而言，車身的設計方法基本有兩種，一種是改裝其他燃油汽車，另一種是專門設計制造。對于改裝的電動汽車，燃油車中原來安裝發(fā)動機以及相關組件的部位由電動機、功率轉(zhuǎn)換器和電池所取代，由于可采用現(xiàn)有的燃油汽車底盤，對于小批量生產(chǎn)而言，這種方法較為經(jīng)濟。但是，對于大部分改裝車而言，均具有自重較大、重心位置較高以及質(zhì)量分配不合理等缺點，因而這種方法逐漸被淘汰。目前，現(xiàn)代電動汽車大部分是為特定的目的而設計的，這種特定設計的電動汽車與改裝車相比有一定的優(yōu)勢，他允許工程師靈活的調(diào)整和整合各子系統(tǒng)，使之有效的工作。在設計電動汽車時，對影響整車整體性能（如續(xù)駛里程、爬坡能力、加速能力以及最高車速）的參數(shù)需要進一步改進，比如減輕整車的質(zhì)量，降低風阻系數(shù)和減小滾動阻力等。汽車的質(zhì)量直接影響整車的性能，特別是續(xù)駛里程和爬坡能力，可采用鋁和合成材料制作車身和底盤來減輕汽車的自重。車身風阻系數(shù)越低，汽車行駛時的空氣阻力就越小，因而可以大大提高汽車在公路上行駛的續(xù)駛里程。采用流線型的車頭和車尾，隱藏式和平坦的車身底部可減小空氣阻力。當汽車中以中低速行駛時，采用滾動阻力系數(shù)小的輪胎可以有效地減小汽車的滾動阻力，也有利于延長汽車在市區(qū)內(nèi)行駛的續(xù)駛里程。211車身的發(fā)展車身的發(fā)展過程中最富有特色、最具直觀感的首先是車身外形的演變。圖21所示為轎車車身的外形變化過程。圖21轎車車身外形演變過程（1）原始型階段世界上第一部汽“戴姆勒一號”是“馬”與“發(fā)動機”兩個動力源相互交換的產(chǎn)物。如圖22所示，它的車身與馬車的形狀沒有區(qū)別，還無車身外形設計可言。這部年由德國工程師戴姆勒設計的汽車，車身只是一個馬車篷。此后，隨著乘座舒適性的要求，車身上加裝了擋風板、擋泥板等構件。年，福特T型車間世以后使出現(xiàn)了“箱型車身“圖23。圖22世界的第一輛汽車圖23福特T型車車身由簡陋的帆祁蓬發(fā)展為帶有木質(zhì)框架的箱型車身，由此預示著車身外形設計的開端。后來通用的“雪佛蘭”又造出散熱器罩、發(fā)動機通風口和輪罩上的豪華裝飾件，箱型車變得越來越漂完了。但是這一系列變化只是為了汽車更豪華漂亮，并不是為了別的要求，所以車型本沒有變化。然而，就是這種車的出現(xiàn)，完成了汽車工業(yè)的兩大突破一是汽車上的一萬多只零件全部標準化；二是采用了流水線裝配酌生產(chǎn)方式。這奠定了汽車工業(yè)發(fā)展到今天的基礎。年代，由于機床制造業(yè)的發(fā)展，開始采用薄板沖壓件焊接結(jié)構箱型車身（圖24）。圖24薄板沖壓焊接結(jié)構箱型車身圖25行駛阻力和時速的關系曲線然而，箱型車身空氣阻力大，在當時只是簡單地依靠加大發(fā)動機的功率來克服空氣阻力。增加動力必須增加發(fā)動機的缸數(shù)。如果在車重不變酌情況下，速度和功率的關系成一次方正比，速度要提高一倍，功率就要翻兩倍。實際上這種假設是不正確的，其原因是因為存在空氣阻力和輪胎的滾動阻力。滾動阻力是接近一定的，而空氣阻力則不然。如圖25所示，當速度超過70KM/H，空氣阻力逐新增大，超過100KM/H，可以說功率幾乎全部消耗在克服空氣阻力上了。由此，人們注意到良好的車身外形設計的主要內(nèi)容是要減小空氣阻力。我們知道，風阻與迎風面積有關，減小迎風面積可以減小阻力。那么，從車身正面看，首當其沖就是要降低車身高度。隨后就出現(xiàn)了相對圓潤化的甲殼蟲式車身。（2）流線型車身階段1911年，英國人卡門對渦流現(xiàn)象作了深入的研究。汽車產(chǎn)生的渦流耗損能量，因而渦流起著阻礙汽車前進的作用。1934年，密執(zhí)安大學的雷依教授進行了具有歷史意義的汽車風洞試驗，測量了各種形狀汽車車身的形狀阻力系數(shù)。如圖26所示。圖26各種車身形狀的阻力系數(shù)可以看出，流線型的車身空氣阻力最小，能夠產(chǎn)生高速度，其合理性顯而易見，所以馬上被用于大量生產(chǎn)的汽車上。在此也不可忽視汽車制造技術的進步所起的作用。機床制造業(yè)和沖壓技術的不斷完善，使得生產(chǎn)具有柔和光順凹線的流線型車身成為可能。這一階段最著名的便是貌似甲殼蟲的甲殼蟲轎車。如圖27所示。圖27甲殼蟲汽車（3）考慮人機工程的船形車身階段二次大戰(zhàn)之后，越來越多的設計師開始注重以人為本的設計思想，設計師們置身于駕駛員及乘員的角度來構思便于操縱、乘座舒適的汽車也就是把戰(zhàn)爭中發(fā)展起來的人體工程學引入車身設計，采用了將整個車室置于前后兩輪之間的設計方法，前方為發(fā)動機VL室，后方為行李艙。這樣的設計非常接近于船的造型，所以稱為船形汽車。船形汽車的后部因增加了行李艙而形成階梯狀，雖然比起甲蟲型車身會產(chǎn)生一些渦流，但這決不是空氣動力性能的倒退，而是巧妙地發(fā)揮了箱型車和甲蟲型車的長處，克服了缺點，使人體工程學和空氣動力學成功地結(jié)合在車身造型上。令人吃驚的是船形車身從年問世到現(xiàn)在已經(jīng)過了多年的考驗，這種車身外形本質(zhì)上并沒有發(fā)生什么變化，足以證明這種平直的外形是十分優(yōu)秀的。中國的紅旗牌轎車就是典型的船形造型。（4）魚形車身階段船形車身尾部仍會產(chǎn)生空氣渦流，雖然不像箱式車身那樣嚴重，但是也一定程度的影響車的動力性。于是，改變船形車尾的階梯狀為斜背式，這樣有效降低了渦流強度。這種車身即為魚形車身。魚型車身有著很多優(yōu)點，車身低，沒有階梯，前后翼子板與車身幾乎成一體，且斜背式的傾斜比較平緩，層部較長，圍繞車身的氣流也比較平順，不會產(chǎn)生渦流。魚型車身比甲蟲型車身低、長、美觀，具有鯉魚的造型，它橫截面積小、所以迎風阻力小，形狀阻力也小。甲殼蟲車身與魚形車身的比較如下圖。圖28甲蟲車身與魚形車身的比較（5）楔形車身階段隨著車身的發(fā)展，人們長期追求汽車流線型的美，發(fā)展到魚形獲得了空氣阻力最小的形式，這已被人們所公認，但同時產(chǎn)生了了更棘手的難題，這就是升力的問題。魚型車身的側(cè)面形狀與甲蟲型車身的側(cè)面形狀相似，也非常接近飛機的機翼的斷面形狀，根據(jù)風桐試驗的結(jié)果，和汽車靜止時相比，時速為100KM時，汽車的附著力減少18；150KM時，減少14；200KM時，減少L8。如此，方向盤發(fā)飄，驅(qū)動力大幅度下降，經(jīng)過長期與渦流斗爭而獲得的流線型高速汽車，反而陷入了不能充分發(fā)揮動力和行駛不穩(wěn)的困境。解決這個問題首先想到的是在車身上裝一個翼，它似一個倒機翼，而且前傾。這樣在行駛中會得到和升力同樣性質(zhì)的力，只是方向向下，利用這個力來戰(zhàn)勝車身上的升力，從而保證高速安全。但由于自重大，安裝困難，空氣阻力大而沒有被采用。后來，人們想到，將車身整體向前下方傾斜以有效地克服升力。于是出現(xiàn)了能很好地抑制升力的楔型車身。這一時期的車型的特點是把散熱器罩做成橫寬形，上下很窄，發(fā)動機罩向前傾斜，加高發(fā)動機艙的高度。典型的是喬治雅羅年設計的“黑桃皇后”牌轎車，車窗闊大，外形清爽、利落、脫俗，令人贊賞。直到今天，楔形車身仍是汽車外形的潮流，現(xiàn)代車身將船型、魚型揉合成楔形，線條更趨于圓滑。至此，汽車外形完成了它的由箱型到甲蟲型到船型，再到魚型、最后到楔型的演變。這五個時期，開拓了汽車造型的五個新時代，是汽車的性能與各個時期的技術水平相適應而產(chǎn)生的必然結(jié)果。212車身的特點車身的基本設計思想和基本構造到本世紀中期都已確定或發(fā)明出來，其后的任務則是努力提高轎車的性能，協(xié)調(diào)汽車與人類社會的關系。（1）汽車車身是綜合設計的產(chǎn)物安全、舒適、經(jīng)濟、美觀、無污染、可靠性和高效率等要求對汽車來說是缺一不可的。這就決定了外形設計并非孤立的造型，而是一種要體現(xiàn)各種要求的綜合設計。技術作為外形設計的基礎，技術越純熟，造型越自由。正如大型自由曲面夾層玻璃的成型上藝，為車身統(tǒng)一的整體造型創(chuàng)造了條件。在今天，汽車技術迅猛發(fā)展，新材料、新工藝和新能源的不斷開發(fā)及利用，使得在汽車外形設計上有了自由創(chuàng)造的可能。如電瓶車、太陽能汽車，去掉了發(fā)動機這一大部件，車身布置一下省去了一大矛盾，前圍的設計可以隨心所欲，設計師的創(chuàng)造力得以充分發(fā)揮。并且，設計程序不斷革新和完善，新設計層出不窮。（2）追求各向異性造型所謂各向異性造型，就是在汽車的外形上下方向上增加凹凸的變化凹槽、折面或類似柱面的自由曲面；縱向長度上則有平滑的流向，造型流暢、光滑、豐滿、纖細，給人以低矮、親切及柔和的視覺美，這也正是設計師在高科技杜會中對高情感、個性化為追求，對技術的人性化、非情感化和標準化大生產(chǎn)帶來的“千篇一律”性進行補償?shù)淖非蟆＃?）風格多樣化從早期的大平正方型到流線型，再到現(xiàn)在加緊湊輕量的楔型，乃至自由曲面型和各種富有人情味的仿生型再現(xiàn)了人們追求情感化，追逐新潮和風格多樣的要求。從楔型到風格多樣化，外表更加光滑，風窗布置繼續(xù)增大，風阻系數(shù)將更低、而且外表的透明感、柔和感更加宜人悅目，汽車的外形和色彩與周圍的建筑和風景更加融洽。預計在世紀中期或后期，還將出現(xiàn)幾何形風格的外形。它可根據(jù)個人用途、愛好、習慣等進行自由拆裝，長短寬窄隨意變換。轎車車身造型是一種創(chuàng)造性的工作，但它與空氣動力學、人體工程學和材料工程學等技術的發(fā)展又有著密切的關系。從歷屆世界汽車博覽會上不斷推出的外觀新穎的轎車、新概念車、未來汽車等，都可以看出工程學的研究發(fā)展在車型中應用的痕跡。如隨著汽車玻璃材料的發(fā)展，一種能夠控制熱量射入車內(nèi)的“陽光控制”技術，使得具有大面積玻璃以及傾角很大的擋風玻璃，符合空氣動力要求的轎車外形得以實現(xiàn)。從未來的概念轎車來看，無不具有一個幾乎全用玻璃制成的像溫室一樣的座艙。213車身的類型汽車車身結(jié)構從形式上說，主要分為非承載式和承載式兩種。非承載式車身和承載式車身按照有無剛性車架劃分，什么叫車架，是首先要弄清楚的問題。車架就是支承車身的基礎構件，一般稱為底盤大梁架。發(fā)動機、變速器、轉(zhuǎn)向器及車身部分都固定其上，它除了承受靜載荷外還要承受汽車行駛時產(chǎn)生的動載荷，因此車架必須要有足夠的強度和剛度，以保證汽車在正常使用時受到各種應力下不會破壞和變形。（1）非承載式車身的汽車有剛性車架。車身本體懸置于車架上，用彈元件聯(lián)接。車架的振動通過彈性元件傳到車身上，大部分振動被減弱或消除，發(fā)生碰撞時車架能吸收大部分沖擊力，在壞路行駛時對車身起到保護作用，因此車廂變形小，平穩(wěn)性和安全性好，而且?guī)麅?nèi)噪音低。但這種非承載式車身比較笨重，質(zhì)量大，汽車質(zhì)心高，高速行駛穩(wěn)定性較差。（2）承載式車身的汽車沒有剛性車架，只是加強了車頭，側(cè)圍，車尾，底板等部位，車身和底架共同組成了車身本體的剛性空間結(jié)構。這種承載式車身除了其固有的乘載功能外，還要直接承受各種負荷。這種形式的車身具有較大的抗彎曲和抗扭轉(zhuǎn)的剛度，質(zhì)量小，高度低，汽車質(zhì)心低，裝配簡單，高速行駛穩(wěn)定性較好。但由于道路負載會通過懸架裝置直接傳給車身本體，因此噪音和振動較大（3）還有一種介于非承載式車身和承載式車身之間的車身結(jié)構，被稱為半承載式車身。它的車身本體與底架用焊接或螺栓剛性連接，加強了部分車身底架而起到一部分車架的作用。非承載式車身和承載式車身都有優(yōu)缺點，使用在不同用途的汽車上。一般而言，非承載式車身用在貨車、客車和越野車上，承載式車身一般用在轎車上，現(xiàn)在一些客車也采用這種形式。車架有邊梁式、中梁式等形式，其中邊梁式是采用最廣泛的一種車架。邊梁式車架由兩根長縱梁及若干根短橫梁鉚接或焊接成形，縱梁主要承負彎曲載荷，一般采用具有較大抗彎強度的槽形鋼梁。也有采用鋼管，但多用于輕型車架上。一般縱梁中部受力最大，因此設計者一般將縱粱中部的截面高度加大，兩端的截面高度逐漸減少，這樣一來可使應力分布均勻，同時也減輕了重量。橫梁有槽形、管形或口形，以保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度和抗彎強度。橫梁還用以安裝發(fā)動機、變速器、車身和燃油箱等。為適應不同的車型，橫梁布置有多種型式，如為了提高車架的扭轉(zhuǎn)剛度采用X型布置的橫梁。邊梁式結(jié)構簡單，工藝要求低，制造容易，使用廣泛。但由于粗壯的大梁縱貫全車，影響整車布置和空間利用率，大梁的橫截面高度使車廂離地距離加大，乘客上下車不方便，另外重量也大，整車行駛經(jīng)濟性變差。這些缺點對小客車、轎車是缺點，對于越野車可能就是優(yōu)點，因為越野車要求有很強的通過性，行駛崎嶇路面時要有一定大的離地間隙，而非常顛簸的道路會令車體大幅扭動，只有帶剛性車架的承載式車身結(jié)構才能抵御這種沖擊力。因此越野車上普遍采用非承載式車身。22車身總布置設計車身總布置設計是在整車總布置的基礎上進行的。整車總布置提供了汽車的總長、總寬、總高、軸距、輪距等控制尺寸，軸荷分配范圍以及動力總成、前后橋、傳動軸與車輪等的輪廓尺寸及位置。據(jù)此再參考同類車型有關數(shù)據(jù)作為借鑒，即可初步確定前懸和后懸的長度，后風窗位置和角度、發(fā)動機罩高度、地板平面高度、前圍板位置、座椅布置、內(nèi)部空間控制尺寸、方向盤位置角度與操縱機構和踏板的相互位置等。221車身總布置設計的原則如前所述、車身布置的第一階段與車身概念設汁同時進行，該階段的主要任務是考慮整車型式和車身與整車總布置的關系，而后根據(jù)各總成型式和整車總布置的要求確定車身的形式；對于轎車，主要是確定乘員人數(shù)、座椅數(shù)、車身造型風格、車身級別等。在車身總布置的整個過程中，需遵循的原則是1由于轎車是供人乘坐的，主要要滿足人的乘坐要求，即滿足乘坐舒適性、居住性、操縱輕便性、溫度調(diào)節(jié)性、視野性、上下車方便性及安全性等方面的要求。2從整車的經(jīng)濟性和行駛穩(wěn)定性出發(fā)，要有良好空氣動力性。3具有對底盤各總成、發(fā)動機及電氣設備的良好的接近方便性，維修保養(yǎng)方便性。4從降低制造成木、提高整車的動力性、經(jīng)濟性考慮，要盡量減輕車身質(zhì)量，并具有良好的沖壓、焊接、裝配及涂裝工藝性。5按照汽車的級別、用途及法規(guī)選擇各種車身附件，確定必裝件與選裝件。6在滿足性能要求的的提下，盡量減小車身的外形尺寸。在外形尺寸一定的情況下，盡量擴大車內(nèi)空間，尤其是要盡量增大寬度方向的尺寸。7充分考慮車身與整車各總成的協(xié)調(diào)，確保良好的密封防振等性能。8必須滿足國際、國內(nèi)有關的各種法規(guī)和標準要求。9充分考慮車型的系列化、通用化。222車身總布置設計的內(nèi)容轎車車身總布置設計是對車輛發(fā)動機、傳動系等總成、機構，電器設備；內(nèi)飾總成和部件儀表板、座椅、操縱機構等的所在位置，以及車身室內(nèi)空間大小和車身主要參數(shù)，在滿足車身造型的要求下，進行設計和確定的過程。其目的是要使車輛在共自重的等級下具有最大的室內(nèi)空間，也就是要在有限的車身外形尺寸內(nèi)布置所有的總成、機構，并獲得最大的室內(nèi)居住性活動空間。具體內(nèi)容如下1確定車身內(nèi)、外尺寸。2確定乘坐與操縱空間。3校核各項性能及法規(guī)要求的尺寸數(shù)據(jù)。例如風窗的刮掃面積，座椅的調(diào)節(jié)量，儀表板防眩目效果等；4對有車架的非承載式車身，確定懸置型式及位置。5依據(jù)車輪跳動圖確定翼子板及擋泥板等零部件的極限位置與結(jié)構?？傊?，在進行各項具體布置時，都離不開車身總布置原則，更離不開與造型設計師整車從布置設計人員的協(xié)調(diào)，同時還應考慮符合人機工程學的要求。全部尺寸參數(shù)是相互制約整體協(xié)調(diào)的統(tǒng)一體。需要周密地考慮，反復地協(xié)商，也需要豐富的經(jīng)驗。車身總布置的好壞，很大程度決定著車身設計的成敗。圖29所示為確定左身總布置方案時應考慮的各方面團素，即各總成尺寸，布置位置和人體布置要求。圖29車身總布置設計所考慮的因素223車身總布置設計的性能要求2231乘坐舒適性舒適性包括的內(nèi)容極其廣泛，評價它需用工程學、物理學、心理學及生理學等多方面學科知識，但最終評價還是靠人的感覺。影響舒適性的因素可分為外部和內(nèi)部兩種。外部因素如振動、噪聲、氣味、視覺、周圍環(huán)境及路面狀況等；內(nèi)部因素指人的身體條件、精神狀況及經(jīng)歷等。一般格乘坐舒適性歸納為三個方面，即居住性、振動的舒適性和空氣調(diào)節(jié)。1居住性居住性是指人居住的乘室是否合人意，是舒適性的靜態(tài)特性。影響居住性的因素有尺寸、形狀和質(zhì)感等物理原因，以及色彩、光線和裝飾效果等心理因素。2振動的舒適性對汽車而言，決定其舒適性的主要因素是振動。多年來對人的振動感覺和人對振動的反應進行了多方面的研究，現(xiàn)在我們知道，在410HZ的頻率區(qū)域內(nèi)，人對振動的反應最敏感。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，人體各部位對頻率的敏感區(qū)域各不相同。如手臂的振動敏感區(qū)域為816HZ，在這個頻率范圍內(nèi)對駕駛員的操作有影響。手臂對高頻振動可感受到12KHZ的振動，對2HZ以下的振動極不敏感。人的整體對縱向振動最敏感的頻率區(qū)域是人體內(nèi)臟的振動頻率區(qū)域。當縱向振動頻率低于4HZ或高于8HZ時，人體對振動的感覺均不敏感。但是，縱向低頻振動易引起人發(fā)生暈車現(xiàn)象，其敏感區(qū)域在0103HZ內(nèi)。人對橫向振動最敏感的頻率區(qū)域為073HZ。3空氣調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)的目的是保持室內(nèi)空氣新鮮，溫度、濕度適宜，使乘員感到舒適、愉快?？諝庹{(diào)節(jié)的方式有自然通風、強制通風、暖氣、冷氣、濕度調(diào)節(jié)等多種方式，通常是組合使用或視氣候狀況選用。2232操縱穩(wěn)定性這里主要介紹操作空間和操作力以外的有關操縱方便性方面的注意事項1各種操縱桿件應易于分辨，開關、按鈕及拉鈕易于接觸，并有明顯統(tǒng)一的標記，以防止誤操作。2儀表顯示清晰、明顯，布置合理，不反光，不刺眼。在總布置設計中，定要校核來自前部、側(cè)部和后部的光線照射到儀表板后的反射光線是否全在眼橢圓之外。3遮陽板與后視鏡等附件應固定牢靠，調(diào)整方便。4各類儀表、信號器及報警器等應集中布置，并有明顯區(qū)別。2233視野性駕駛員有良好的視野性是保證汽車操縱方便和行駛安全的重要條件之一。對于乘員，也應提供良好的視野觀察車外景色。視野性取決于座椅的布置位置、高度以及座墊與靠背的傾角，車窗尺才、形狀和布置位置，立柱的結(jié)構和翼子板形狀等。升高座椅和減小靠背的傾角，布置座椅盡量靠近汽車前端，加大車窗尺寸，降低窗臺高度，減小風窗玻璃的傾角并盡量使之靠近駕駛員的眼睛，減薄立柱厚度并使其下端后移等措施，都可以在不同程度上改善視野性。但上述措施并不是都能實現(xiàn)的。因為駕駛員的座椅高度與車身室內(nèi)高應有關；立柱下端后移會減小座墊前端到立柱的距離，而影響上下車的方便性。所以，要視具體情況而綜合考慮。以上是車身設計中主要考慮的幾個基本性能，此外還要考慮行駛安全性，修理方便性和空氣動力性等。23車身和車架的聯(lián)接技術以新AUDIA6L轎車為例說明。新AUDIA6L轎車以其制造精良。技術先進。外形端莊在國內(nèi)商務豪華車市場上一直占據(jù)著較高的份額。新投入市場的新AUDIA6L轎車是在原A6轎車的基礎上，在車輛的應用技術和外觀上進行了改進，提高了車輛的操控穩(wěn)定性和駕乘安全性，改善了整車的經(jīng)濟性和動力性。AUDIA6L轎車領導潮流的兩個最重要因素是結(jié)構設計和性能。其車身設計開發(fā)的一個重要目標就是提高被動安全性并提高車身剛度，這也是改善振動特性的前提條件。在新AUDIA6L轎車上采用的車身材料和連接技術地提高被動安全性并提高車身剛度有重要意義1車身材料新AUDIA6L的車身除了使用傳統(tǒng)的深拉延用鋼板外，還使用下面這些材料高強度鋼板、特種鋼板、鋁板。鋁制擠壓件、帶有塑料加強筋的深拉延鋼板件復合件2板坯板坯的厚度不同，材質(zhì)也不同，這是為了滿足受力大的大面積部件上的應力分配實際情況。激光焊接的板坯所謂的特制板坯用于前減振器支柱橫梁、前部地板、后側(cè)內(nèi)部側(cè)面件、后縱梁、車門內(nèi)板。3總成件流水槽螺旋彈簧減振器支座附近的底盤連接處使用了特種鋼，相關件的鋼板厚度可以從25MM降低到14MM。經(jīng)過優(yōu)化的形狀可以彌補相應位置因鋼板變薄而造成的強度下降。另外，流水槽使用了特制板坯，這樣就可在撞車時吸收盡可能多的能量，同時還可保證車輛正常行駛時所需的強度和剛度。橫向剛度由采用一個附加的軋制件來保證。車輪罩為了能將車輛前部的撞擊能量避免引入到乘員艙內(nèi)，車輪罩附近使用了特種鋼部件。B柱由于對B柱強度的要求提高，因此該處采用了不同材料的組合前部側(cè)面內(nèi)部件高強度鋼、B柱雙相鋼板、B柱加強件F雙相鋼板、后部側(cè)面內(nèi)部件，特制板坯、高強度鋼T135MM08MM。4保險杠前保險杠新AUDIA6L的保險杠是噴漆的，漆的顏色與車是一致的。該保險杠由一個鋁制橫梁構成，該橫梁通過新開發(fā)的專用安全支架用螺栓固定在縱梁上專用安全支架也稱為剪力盒，它在車輛發(fā)生正面碰撞和稍呈對角方向的碰撞時，通過剪切作用來吸收碰撞能量。在車速不超過15KMH的情況下，專用安全支架可以防止位于其后的車輛焊接結(jié)構受到嚴重損壞。在發(fā)生對角方向的碰撞時，撞擊的能量通過保險杠的彎曲和變形來吸收。拖車鉤的支柱集成在右側(cè)的剪力盒內(nèi)。拖車的力會從中央傳到縱梁上后保險杠后保險杠總成由外皮、擾流板、拖車鉤蓋板和鎖止件組成，保險杠通過車身上的導向件安裝在車上。保險杠支架和保險杠支架的支承都是鋁制的，是通過擠壓成型法制造出來的與上一代車型相比，AUDIA6L車上的縫隙明顯減少了。后車燈的下部有一個專用的調(diào)整固定件，它可以使得外皮和側(cè)面件的初始間隙降至08MM車身骨架連接技術盡管與上一代車型相比，各項要求都提高了，但車身的重量仍保持原樣。車身開發(fā)的另一個任務就是減少所需的車身種類。新AUDIA6L有四種車身外殼剛性后墻板、帶有裝貨口、無滑動車頂、有滑動車頂前輪驅(qū)動車和四輪驅(qū)動車的后部均為標準件。新AUDIA6L車的車身除了采用傳統(tǒng)的接觸點焊以外，還使用了下面的連接方法點焊粘接、沖壓鉚接、疊邊壓接發(fā)動機艙蓋和行李箱蓋、激光釬焊、激光焊接、金屬焊條隋性氣體保護MIG釬焊。點焊時使用一種高強度的粘合劑，這種連接方法重點用于與撞車有關的連接處和決定車身剛性的連接處。鋁制部件是通過沖壓鉚接和粘接的方式與鍍鋅鋼板相連接的。車頂和側(cè)面框架是不容易夠著的地方采用激光焊接來連接。所使用的激光焊頭很小，因此它比點焊鉗要靈活得多。由于減小了法蘭的寬度，還可以降低重量。金屬焊條隋性氣體保護MIG釬焊用于封閉的斷面形狀且只能從單側(cè)夠著的地方，如縱梁和底板。這種鋁一鋼板連接用在車身的流水槽前板、門檻加強件帶有鋁制擠壓件、剛性后墻板和衣帽部件上。圖210車身材料示意圖圖211流水槽材料圖212B柱材料圖213前保險杠連接方式圖214新AUDIA6L全身車身圖215車身板坯示意圖圖215車身板坯示意圖圖216車輪罩材料圖217前保險杠圖218后保險杠圖218車體邊梁連接方式24本章小結(jié)本章主要介紹了車身的發(fā)展歷程以及車身設計的一些基礎知識。車身設計要考慮諸多的因素，如人機工程、造型設計及空氣動力學等，這就要求工程師需要掌握多方面的知識。其中車身的總布置設計是車身設計的主要方面，要求車身的總布置設計滿足乘坐舒適性、操作穩(wěn)定性和視野性等要求。第3章電動車車身設計31車身造型汽車造型設計是根據(jù)汽車整體設計的多方面要求來塑造最理想的車身形狀。汽車造型設計是汽車外部和車廂內(nèi)部造型設計的總和。它不是對汽車的簡單裝飾，而是運用藝術的手法科學地表現(xiàn)汽車的功能、材料、工藝和結(jié)構特點。汽車造型的目的是以其的美去吸引和打動觀者，使其產(chǎn)生擁有這種車的欲望。汽車造型設計雖然是車身設計的最初步驟，是整車設計最初階段的一項綜合構思，但卻是決定產(chǎn)品命運的關鍵。汽車的造型已成為汽車產(chǎn)品競爭最有力的手段之一。經(jīng)過一周多的對實車的觀察，以及實際情況我初步手繪出了該電動車的車身大概形狀，如下所示圖31車身造型1車身造型是一件雕塑藝術品，造型應該體現(xiàn)出各種車型的風格和特點。例如大型豪華轎車應穩(wěn)重、氣派；而中、小型汽車轎車則應端莊、秀麗；跑車則應時尚、現(xiàn)代；而微型車則應簡潔、大方。在面罩及輪罩的裝飾上也應與各類車相協(xié)調(diào)。本課題就是為一款微型電動車設計車身因此在在實際制作中既要考慮到車身結(jié)構對電動車車身性能的影響還要考慮實際的加工水平。32電動車車身結(jié)構設計根據(jù)以上的車身造型進入結(jié)構設計階段。321汽車車身設計要求及原則現(xiàn)代汽車車身獨特的使用性能要求和使用環(huán)境，決定了電動車車設設計所必須滿足的要求和需要達到的目的。這些要求和目標主要有以下幾個方面（1）車身結(jié)構強度必須能夠承受在其整個使用壽命內(nèi)可能達到的所有靜力和動力載荷。（2）車身布置必須提供舒適的室內(nèi)空間，良好的操縱性和乘坐方便性以及對大自然影響的抵御能力。（3）車身必須具有良好的對車外噪聲的隔音能力。（4）車身的外形和布置必須保證駕駛員和乘員有良好的視野。（5）車身材料必須是輕質(zhì)的，以使整車重量降低。（6）車身外形必須具有低的空氣阻力，以節(jié)省能源。（7）車身結(jié)構和裝置措施必須保證在汽車發(fā)生事故時乘員提供保護。（8）車身結(jié)構材料必須來源豐富，成本低，所選擇的材料必須能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的制造和裝配。（9）車身結(jié)構設計和選材必須保證車身在整個使用期間滿足對冷、熱合腐蝕的抵抗能力的要求。（10）車身的材料必須具有再使用的性能。（11）車身的制造成本應足夠低。總之，從決定車身設計的因素和車身設計必須滿足的要求來看，在進行電動車車身設計時必須遵循以下設計原則。（1）車身外形設計的美學原則和最佳空氣動力特性原則。（2）車身內(nèi)飾設計的人機工程學院則。（3）車身結(jié)構設計的輕量化原則。（4）車身設計的“通用化、系列化、標準化”原則。（5）車身設計符合有關的法則和標準。（6）車身開發(fā)設計的的繼承性原則。進入21世紀后，從世界各大汽車博覽會推出的多款新概念車來看，造型更具個性化和特色。車身造型的未來發(fā)展趨勢綜合起來主要有以下幾個方面1綜合設計2各向異性造型。3風格多樣化和個性化。4空氣動力學性能最優(yōu)化。一部汽車車身造型發(fā)展史，從某種意義上來說就是一部不斷追求具有最佳空氣動力學造型的歷史（1）最佳空氣動力學性能的車身外形是通過計算機輔助設計和部分實驗得出的。（2）車身所受的氣動縱傾力矩和橫擺力矩理論上為零。（3）車身所受的氣動升力理論上為略小于零。（4）較少空氣阻力雖然不再是主要目標，但空氣阻力系數(shù)不應大于02。5人性化。6虛擬化。7全球化。322汽車車身空氣動力學設計汽車結(jié)構設計需要注意很多問題，其中空氣動力性是不可忽視的?？諝庾枇Ρ娝苤囁僭娇熳枇υ酱?，空氣阻力與汽車速度的平方成正比。如果空氣阻力占汽車行駛阻力的比率很大，會增加汽車燃油消耗量或嚴重影響汽車的動力性能。據(jù)測試，一輛以每小時100公里速度行駛的汽車，發(fā)動機輸出功率的百分之八十將被用來克服空氣阻力，減少空氣阻力，就能有效地改善汽車的行駛經(jīng)濟性，因此轎車的設計師是非常重視空氣動力學。車身空氣動力性最佳化設計的內(nèi)容有以下幾個方面（1）光順車身表面的曲線形狀，消除或延遲空氣附面層剝離和渦流的產(chǎn)生。（2）調(diào)整迎面和背面的傾斜角度，使車頭、車窗、后窗等造型的傾斜角度可以有效地減少阻力和升力的發(fā)生。（3）減少凸起物，形成平滑表面，是改善空氣動力性能的重要步驟。（4）設計空氣動力附件，整理與引導氣流，使改善和控制車身周圍氣流流型的有效措施。下面就從影響車身形狀參數(shù)的特定部位進行逐一舉例說明。1車身前端形狀的最佳化1前保險杠形狀，是指前保險杠整個輪廓形狀和斷面形狀。保險杠前方迎面很容易形成氣流的阻滯現(xiàn)象。阻滯區(qū)會形成壓力，并使其后部為產(chǎn)生渦流。所以前保險杠的斷面形狀，應是凸形斷面，過渡部分圓滑化，保證氣流可以順利的分流并轉(zhuǎn)折到后面，不是氣流產(chǎn)生阻滯現(xiàn)象。2前保險杠的位置越接近車身本體，則越容易使車前部氣流急劇轉(zhuǎn)折，故應使保險杠盡可能向前方伸出，以減少急劇轉(zhuǎn)折的氣流形成渦流而使阻力增加。同時，前保險杠應向前方伸出多些有利于起防撞作用，對車的安全是有利因素。但前保險杠位置向前方伸出，會使車長增加故伸出長度受到限制。所以應從整車綜合的最終效益來權衡取舍3前保險杠與車身本體間隙應盡量小，但在較舊的結(jié)構形式中為保證在行駛時不至于震動而使保險杠碰撞或摩擦車身本體，而不得不在前保險杠與車身之間留有一定的間隙，而這與空氣動力學要求恰好相反。近代車身與前保險杠在結(jié)構上已形成剛性連接，并在間隙處裝有彈性塑料板件作為連接處的覆蓋件，又可使阻力和升力減小。4保險杠俯視形狀兩端與車身本體形狀相匹配，消除棱角與裝飾端頭。使轉(zhuǎn)折圓滑、流暢，從而減小氣流的分離，防止渦流產(chǎn)生。2車頭部分形狀的最佳化1車前端的傾斜或直立與阻力系數(shù)密切相關。當傾角為負值（俗稱車頭向后仰）時，有利于氣流通過；而傾角為正值（俗稱車頭前傾）時，容易造成氣流阻滯而導致使阻力和升力增加。車身前端圓角如圖34所示，圓角曲率半徑越大則空氣阻力越小，但這與造型要求有時是矛盾的。實際上圓角曲率半徑與傾角的適當配合可以保證造型與空氣動力狀況共同取得最佳效果圖32車前端面傾角（2）發(fā)動機罩面傾斜，即發(fā)動機罩面從前緣至前風窗逐漸向上傾斜。（3）車前部底面傾斜。3前窗傾角的最佳化車窗是車身的重要組成部分，它包括汽車前后風窗和側(cè)窗。現(xiàn)代汽車的風窗，多數(shù)采用全景曲面玻璃或稱大圓弧擋風玻璃。按照形成曲面的母線形狀的不同，曲面可以分為直線曲面（母線為直線）和曲線曲面（母線為曲面）。一般曲面采用直線曲面較多，圓滑造型的車型則采用曲線曲面，即雙曲面玻璃。直線曲面又分為可展開的和不可展開的兩種?？烧归_的直線曲面有柱面和錐面兩種。不可展開的直線曲面有柱狀面和錐狀面兩種。在采用單曲面風窗玻璃時，一般中間大部分區(qū)域采用柱面，兩側(cè)比較彎曲的區(qū)域采用柱狀面。這樣可增加駕駛員的視野。實驗表明，前風窗傾斜（以前風窗下沿為基點）與水平線得夾角為25至30度，風阻系數(shù)最低。然而，前窗傾角對整車的阻力與升力均有影響，但在一定前窗傾角和與其匹配的車頭傾角情況下，阻力情況最佳時并不一定是升力情況也好。甚至在前窗傾角超過30度之后，隨著角度的增大仍使升力降低，而同時阻力增高。這種趨勢在角度減小時，也是這樣。所以前風窗傾角之最佳值是與一定車頭傾角相匹配的結(jié)果，設計時應通過實驗尋求最佳匹配方案。影響前風窗氣流狀況的，還有前窗俯視曲線、頂蓋形狀、側(cè)窗形狀、刮水器位置及兩側(cè)前柱流水槽形式等。對所有這些因素，必須綜合起來予以協(xié)調(diào)，否則可能會互相制約與抵消。4車身側(cè)面形狀的最佳化整個車身側(cè)面雖然不是迎面產(chǎn)生阻力的區(qū)域，但其形狀和流過它的氣流流型卻會嚴重影響整車的空氣動力性能。（1）對側(cè)面氣流影響最大的部分，是車前端與側(cè)面的轉(zhuǎn)角形狀，他們可能會引起渦流，致使側(cè)面氣流流型受到破壞。總的講，這部分形狀要求圓滑過渡，避免形成棱角或急驟的轉(zhuǎn)彎。（2）對側(cè)面氣流有影響的，還有發(fā)動機罩前緣形狀。此處的氣流將有一部分會流到側(cè)面，直接加入側(cè)面氣流。發(fā)動機罩面兩側(cè)以及前翼子板側(cè)邊形狀，將對車身前部氣流流向車身側(cè)部的趨勢起到控制與疏導的作用。要盡量避免在這部分產(chǎn)生渦流，否則將使側(cè)面氣流受到干擾破壞。（3）前支柱形狀及這部分的流水槽，也是影響側(cè)面氣流的因素。側(cè)前窗玻璃如果是從車身表面陷下的形式，則會產(chǎn)生渦流，并將破壞整車側(cè)面氣流狀況。所以前柱流水槽最好不采用突起的溝槽。近代車型趨向采用齊平的玻璃結(jié)構，其最大的優(yōu)點是能改善這里的氣流流型。前柱部分若產(chǎn)生渦流，會使泥污或雨水漸到側(cè)窗上，這對轎車駕駛極為不利。此外，該部分還可能產(chǎn)生風噪聲。所有這些在研究車身側(cè)面氣流時都應予以注意。有些車型（如德國的奔馳190），為使其前窗氣流不向兩側(cè)流過去，往往采取引導氣流從前窗流上頂蓋，而后再向后方平順地流過去的措施。這也是一種保護側(cè)面氣流不受干擾的辦法。（4）輪口處往往產(chǎn)生渦流，嚴重影響側(cè)面的氣流。并且輪口周圍形狀設計不當還將使車輪濺起塵土。泥污，污染車身。所以必要時，將輪口周圍形狀設計成可以產(chǎn)生正壓的曲面，使部分側(cè)面氣流流入輪口，而不是使輪口內(nèi)氣流或渦流流出側(cè)面。一些轎車將4各輪口外部拱起，使輪口區(qū)域處于氣流正壓力狀態(tài)。這樣便可控制輪口內(nèi)氣流對側(cè)面平順氣流的干擾與泥污噴濺的影響。（5）車身側(cè)面的前后部分俯視的向內(nèi)收斂情況也影響整車的阻力，但不是收斂越多，效果越好。超過B點，收斂量Y的增加并不會再使阻力降低。B點對每個車型的具體數(shù)值雖非全同，但這種規(guī)律對設計或進行試驗時，都有指導作用。5車身后部形狀的最佳化后窗后部長度、后傾角、后頂蓋這3個因素對形成后部氣流是相互聯(lián)系著的。如果單純研究某一項，意義不大。（1）所謂后傾角，是指從頂蓋后緣所引出的與行李箱蓋上最后邊緣相切的直線與水平的夾角。但實際車型中，這條水平線應取從頂蓋后邊的縱輪廓曲線向后延伸至頂蓋后部的直線（代替理論水平線）。后窗傾角增加時對轎車尾流的影響。后傾角的變化對阻力和升力的影響并非是一種連續(xù)的趨勢，但這種變化關系在幾種車型的試驗中大致是相同的，總的規(guī)律是后傾角在30度時阻力和升級都為最高，在此之前逐增，而后是緩慢下降。（2）后擾流板。后擾流板主要作用，是控制車后部渦流的形成與發(fā)展，“整理”不穩(wěn)定的渦流，推遲渦流產(chǎn)生或形成一定方向的小渦流，以填充后窗后部的低壓區(qū)（最好能使這里的負壓變?yōu)檎龎海?，削減前風窗和后風窗部分的壓力差，實際上就是減小阻力和升力。采用小型后擾流板，安裝在車身頂蓋后緣以及氣流速度高、產(chǎn)生渦流少的地方，使其本身產(chǎn)生的正壓力小，而對車身表面的氣流產(chǎn)生阻滯，結(jié)果使得車身后部的壓力增大，減小了阻力。在20世紀60年代早期，法拉利的工程師們發(fā)現(xiàn)通過在轎車的尾部增加一個尾翼即后擾流板，可以大幅度減小升力甚至產(chǎn)生一個完全向下的壓力。同時，阻力只是略微有所增加。尾翼的作用是引導大部分的氣流直接離開車頂而不發(fā)生回流，這就會使升力減小。如果加大尾翼的角度，甚至可能產(chǎn)生1000KGF向下的壓力。當然，依然會有一小部分氣流會回流到背部并從尾翼下的車尾處離開。這就避免了在非斜背式轎車上出現(xiàn)的渦流，并因此保持了阻力效率。由于只有很少的空氣沿這個路線流動，所以他們對于升力的影響可以輕松的被尾翼消除。近年來各國設計轎車后行李箱后緣時，將蓋板形狀有意的仿效后擾流板形狀，可以取得相同的效果。而也有的車型把后擾流板的造型與本體造型聯(lián)系起來處理，那就