汽車概念設(shè)計(jì)的造型設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢(shì)

汽車結(jié)構(gòu)的發(fā)展過(guò)程是人們?cè)谄囋O(shè)計(jì)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新的過(guò)程。受到當(dāng)時(shí)的人文環(huán)境,科學(xué)技術(shù)的影響在不同時(shí)期,呈現(xiàn)出不同的特色。1950年代前稱為第一階段,汽車自19世紀(jì)末誕生后的20多年里,汽車的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在底盤(pán)技術(shù)方面,車身一直是沿用馬車的廂式造型。隨著底盤(pán)結(jié)構(gòu)的不斷完善,人們逐漸意識(shí)到車身對(duì)于改進(jìn)汽車性能(速度、油耗和使用特性等)也有著重要的作用,更與汽車的銷售有著直接的關(guān)系。后者主要表現(xiàn)在汽車的造型風(fēng)格、產(chǎn)品形象等方面,而這是在從前機(jī)械技術(shù)研究中所不曾涉及到的領(lǐng)域。于是,從20世紀(jì)20年代起,車身成為汽車研究中的一個(gè)新領(lǐng)域?？梢哉f(shuō)從這時(shí)起,汽車這一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)始被賦予文化內(nèi)涵,汽車設(shè)計(jì)作為一個(gè)兼具技術(shù)和藝術(shù)要求行業(yè)因而誕生。1950-1969是汽車設(shè)計(jì)業(yè)的黃金時(shí)期。當(dāng)時(shí)美國(guó)正處于魚(yú)型車時(shí)代,歐洲則時(shí)興船型車,是一個(gè)非常講究風(fēng)格化的年代。當(dāng)時(shí)的車身生產(chǎn)主要采用小規(guī)模的作坊作業(yè),產(chǎn)量稀少甚至單件生產(chǎn)的汽車都不在少數(shù),為汽車設(shè)計(jì)業(yè)提供了無(wú)數(shù)機(jī)會(huì)。1970-1989年稱為第三階段,隨著汽車的性質(zhì)由奢侈品向生活必需品轉(zhuǎn)變,加上20世紀(jì)70年代的世界石油危機(jī),汽車的成本成為廠家必須面對(duì)的問(wèn)題,于是具有良好成本效益的生產(chǎn)方式被廣泛應(yīng)用。70年代開(kāi)始,大批量生產(chǎn)的汽車普遍采用沖壓成型的承載式車身,傳統(tǒng)小規(guī)模精工作業(yè)逐漸被淘汰。汽車產(chǎn)品系列被精簡(jiǎn),單一型號(hào)汽車的產(chǎn)量大大提高.品種越來(lái)越少,但造型設(shè)計(jì)技術(shù)趨于成熟。1990年后稱為第四階段,快速發(fā)展的年代,自從1990年后,開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展使汽車的開(kāi)發(fā)速度大大加快,品種越來(lái)越多起來(lái),由于開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展使汽車開(kāi)發(fā)速度加快,變型加快成為可能。例如,先進(jìn)的三維造型與建模軟件(CAD/CAM)的應(yīng)用就是一個(gè)重要的用于汽車造型設(shè)計(jì)的先進(jìn)工具,設(shè)計(jì)周期開(kāi)始大大縮短,設(shè)計(jì)品種越來(lái)越多。當(dāng)代汽車界對(duì)汽車設(shè)計(jì)提出了更高的要求。90年代能夠立足的汽車設(shè)計(jì)公司,都具備從意念到產(chǎn)品的全面開(kāi)發(fā)能力,提供從市場(chǎng)分析、方案設(shè)計(jì)、模型制作以至模具開(kāi)發(fā)的一系列服務(wù),部分更具備生產(chǎn)能力。部分設(shè)計(jì)公司擁有的用于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的專用設(shè)備足以媲美大型汽車制造商,而長(zhǎng)期從事設(shè)計(jì)工作所累積的經(jīng)驗(yàn)和人文素質(zhì)則是他們的立足之本。這個(gè)時(shí)期出現(xiàn)了汽車工業(yè)的大購(gòu)并,并提出了車型平臺(tái)化的概念,平臺(tái)化就是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)要實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)和低成本開(kāi)發(fā)。在80年代前汽車開(kāi)發(fā)技術(shù)是建立在“試錯(cuò)”型的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)和試驗(yàn)基礎(chǔ)上,而在90年代實(shí)現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)仿真與分析技術(shù)為主體的快速開(kāi)發(fā)技術(shù)的革命。它正以難以預(yù)計(jì)的速度實(shí)現(xiàn)向以信息和知識(shí)工程技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬設(shè)計(jì)發(fā)展。因此汽車造型的水平大大提高,其開(kāi)發(fā)技術(shù)已有巨大的發(fā)展,開(kāi)發(fā)周期大大縮短。1汽車設(shè)計(jì)的未來(lái)我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó),每年的汽車消費(fèi)量也越來(lái)越多,汽車工業(yè)正在蓬勃發(fā)展。雖然我國(guó)的汽車公司很多,其中大多數(shù)都是中外合資的形式,民族產(chǎn)業(yè)相對(duì)較少。而談到我國(guó)的汽車設(shè)計(jì),讓人有點(diǎn)擔(dān)憂。大部分合資企業(yè)都生產(chǎn)由國(guó)外開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,民族產(chǎn)業(yè)在設(shè)計(jì)上相對(duì)薄弱,大多數(shù)和外國(guó)的設(shè)計(jì)公司合作,讓他們來(lái)主刀設(shè)計(jì)。中國(guó)人民確實(shí)擁有獨(dú)特的文化底蘊(yùn),優(yōu)美的老紅旗依然讓人自豪,但這個(gè)底蘊(yùn)已經(jīng)越來(lái)越難融合到現(xiàn)代的汽車文化中了。以家電為代表的所有需要造型的工業(yè)產(chǎn)品,絕大多數(shù)已奉行引進(jìn)或仿造外國(guó)產(chǎn)品的原則,老紅旗是幾十年中的曇花一現(xiàn)。現(xiàn)今,國(guó)外有很多獨(dú)立的汽車設(shè)計(jì)公司。全球最大的設(shè)計(jì)公司美國(guó)MSX公司,比如以實(shí)用型量產(chǎn)車著名的意大利設(shè)計(jì)公司ITALDESIGN,以名貴跑車為主要業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)公司Pininfarina,和以風(fēng)格見(jiàn)長(zhǎng)的Bertone設(shè)計(jì)公司,還有在改裝車、原型車方面各具特色的IDEA、Zagato、Ghia和Stola等設(shè)計(jì)公司。此外,還有以個(gè)人名義進(jìn)行設(shè)計(jì)的汽車設(shè)計(jì)師,如MarcelloGandini、PeterStevens和IanCollum等。中國(guó)第一家汽車設(shè)計(jì)公司于1999年由同濟(jì)大學(xué)汽車系的雷雨成等幾名教授創(chuàng)建。目的就是像國(guó)外的設(shè)計(jì)公司一樣為中國(guó)人開(kāi)發(fā)中國(guó)人自己的汽車。但汽車設(shè)計(jì)在眼前就迫切需要發(fā)展。環(huán)顧現(xiàn)狀,中國(guó)的廠家大多“有力無(wú)心”。汽車造型是“上層建筑”,但并不見(jiàn)得高不可攀。車身設(shè)計(jì)是突破口,比機(jī)械技術(shù)更具有市場(chǎng)價(jià)值。對(duì)于總被用作借口的技術(shù)(工藝)水平,其實(shí)國(guó)內(nèi)零部件與整車廠家都已引進(jìn)了大量的國(guó)外技術(shù)和設(shè)備,也作過(guò)了不少引進(jìn)技術(shù)(模具)國(guó)產(chǎn)化工作,進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,即便還存在問(wèn)題,也應(yīng)該不是克服不了的問(wèn)題了。民族設(shè)計(jì)沒(méi)有實(shí)踐的機(jī)會(huì),發(fā)展便無(wú)從談起。希望在未來(lái)的幾年,國(guó)內(nèi)車廠再上新產(chǎn)品的時(shí)候,能夠大膽采用國(guó)內(nèi)自己的設(shè)計(jì),如果是引進(jìn)或聯(lián)合開(kāi)發(fā),就要努力爭(zhēng)取車身的技術(shù)和設(shè)計(jì)權(quán)。在最近幾年年,上海同濟(jì)同捷科技股份有限公司,以能獨(dú)立進(jìn)行整車和零部件設(shè)計(jì)的新形象為中國(guó)汽車設(shè)計(jì)業(yè)指明了中國(guó)汽車設(shè)計(jì)的方向,樹(shù)起了一面中華民族獨(dú)立自主的鮮紅旗幟。目前該公司采用的計(jì)算機(jī)軟件和硬件與國(guó)外基本是同步的,新一輪以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)設(shè)計(jì)汽車在全世界也起步不久,在全球,可以通過(guò)加強(qiáng)國(guó)際合作,可以從國(guó)外學(xué)到更多的設(shè)計(jì)技術(shù)和理念。有與國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家相同的設(shè)計(jì)軟件和條件,還可以從人類積累了100多年的汽車設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)中學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)100%滲透在成熟產(chǎn)品中,實(shí)際上國(guó)際上也是在參照各種成熟產(chǎn)品的情況下,結(jié)合先進(jìn)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)軟件和必要的設(shè)備,進(jìn)行的創(chuàng)新和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。2汽車結(jié)構(gòu)的全球發(fā)展汽車造型概念設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)為以下幾個(gè)方面。2.1人體在駕駛環(huán)境和駕駛設(shè)施中的合理布置人機(jī)工程學(xué)是20世紀(jì)50年代初迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新學(xué)科,其目的在于研究、解決工程技術(shù)設(shè)計(jì)與人體之間的關(guān)系。而汽車車身設(shè)計(jì)中的人體工程學(xué),則是要以人(駕駛員、乘客)為中心,從人體的生理、心理和人體的運(yùn)動(dòng)出發(fā),研究車身設(shè)計(jì)時(shí),在布置和設(shè)備等方面,如何適應(yīng)人的需要,創(chuàng)造出一個(gè)操縱方便、安全可靠、美觀舒適的駕駛環(huán)境和乘坐環(huán)境,即設(shè)計(jì)一個(gè)最佳的人—車—環(huán)境系統(tǒng)。汽車設(shè)計(jì)中的人機(jī)分析首先需要對(duì)人體各部尺寸進(jìn)行測(cè)量、統(tǒng)計(jì)和分析,在進(jìn)行室內(nèi)布置設(shè)計(jì)時(shí)以此為依據(jù),確定車內(nèi)的有效空間,以及各部件、總成(座椅、儀表板、方向盤(pán)等)的布置位置和尺寸關(guān)系。通過(guò)對(duì)人體生理結(jié)構(gòu)的研究,使座椅設(shè)計(jì)充分符合人體乘坐舒適性要求。根據(jù)對(duì)人體的操縱范圍和操縱力的測(cè)定,確定各操縱裝置的布置位置和作用力大小,使人體操縱時(shí)自然、迅速、準(zhǔn)確、輕便,以降低操縱疲勞程度。通過(guò)對(duì)人眼的視覺(jué)特性、視野效果的研究、試驗(yàn)、校核駕駛員的信息系統(tǒng),以保證駕駛員能獲得正確的駕駛信息。根據(jù)人體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),研究汽車碰撞時(shí)對(duì)人體的合理保護(hù),正確地確定安全帶的鉸接點(diǎn)位置和對(duì)人體的約束力,研究振動(dòng)時(shí)對(duì)乘坐舒適性的影響,研究乘客上下車的方便性,以確定車門(mén)的開(kāi)口部位和尺寸。根據(jù)人體的生理要求,合理地確定和布置空調(diào)系統(tǒng)。研究人的心理特性和要求,設(shè)計(jì)一個(gè)舒適、美觀、輕松的乘坐環(huán)境。2.2汽車的虛擬設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)目前,越來(lái)越多的汽車設(shè)計(jì)公司及制造公司開(kāi)始使用虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù),采用三維3D技術(shù)虛擬實(shí)境開(kāi)發(fā)概念車。歐寶汽車即采用3D虛擬實(shí)境技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)概念車。設(shè)計(jì)人員可以親身體驗(yàn)飄浮在空中的虛擬影像汽車設(shè)計(jì)和制造,節(jié)省了可觀的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。英國(guó)的勞斯萊斯、法國(guó)雷諾、德國(guó)奧迪,以及意大利、瑞典等汽車廠都在積極進(jìn)行這種虛擬設(shè)計(jì)、制造。過(guò)去汽車研究開(kāi)發(fā)中心要開(kāi)發(fā)新車或是改型,都是先用油泥塑造車身實(shí)物模型,修改極為耗時(shí)?，F(xiàn)在汽車的研發(fā),尤其是概念車的開(kāi)發(fā)越來(lái)越追求最短的開(kāi)發(fā)時(shí)間。如果現(xiàn)在引進(jìn)虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù),只要在電腦中輸入數(shù)據(jù),建構(gòu)出車型數(shù)字模型,在實(shí)驗(yàn)室中,即可呈現(xiàn)出一輛理想中的汽車影像,工程師們只要戴上目鏡,就可看得一清二楚,就有如一輛真的汽車在眼前,經(jīng)過(guò)各位設(shè)計(jì)工程師的討論修改后,很快就可設(shè)計(jì)出理想的新款汽車。定型后,既可利用電腦中的數(shù)據(jù),外包試制零部件和試裝新車,實(shí)現(xiàn)組裝零誤差,而且開(kāi)發(fā)時(shí)效比過(guò)去快多了。2.3汽車環(huán)保設(shè)計(jì)進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),世界各國(guó)已累計(jì)生產(chǎn)約15億輛汽車,人們?cè)诟袊@汽車工業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí),也越來(lái)越認(rèn)識(shí)到汽車污染給人類自身帶來(lái)的危害,于是各國(guó)紛紛制定有關(guān)汽車的環(huán)保措施和法規(guī),以保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境,于是汽車環(huán)保設(shè)計(jì)這一汽車設(shè)計(jì)新概念被擺到了突出重要的位置上。汽車綠色環(huán)保設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在提高能源的利用率,改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)配置,包括電子控制燃油噴射系統(tǒng)、二次空氣噴射、熱反應(yīng)器、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、催化凈化裝置、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)。發(fā)展代用燃料,開(kāi)發(fā)研究新的環(huán)保能源,包括天然氣、液化石油氣、快速充電蓄電池、混合動(dòng)力、氫燃料。在汽車制造過(guò)程中使用綠色材料、綠色包裝、綠色