汽車(chē)性能簡(jiǎn)介課件

第三章汽車(chē)性能簡(jiǎn)介第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)第二節(jié)汽車(chē)試驗(yàn)第三節(jié)汽車(chē)的制造第四節(jié)汽車(chē)使用性能及指標(biāo)復(fù)習(xí)思考題第三章汽車(chē)性能簡(jiǎn)介第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)師的作用所謂設(shè)計(jì)，是根據(jù)一定的要求而進(jìn)行構(gòu)思，并且用恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ缥淖?、圖樣、模型等表達(dá)出來(lái)。這里有兩重意思，不妨以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例：第一，為了滿足使用者對(duì)產(chǎn)品的要求，設(shè)計(jì)師必須進(jìn)行創(chuàng)造性的思考，以確定產(chǎn)品的形態(tài)；第二，為了使制造者了解產(chǎn)品的形態(tài)，設(shè)計(jì)師還必須以恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)方式。第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)如圖紙、說(shuō)明書(shū)等反映自己的構(gòu)思?，F(xiàn)代化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與手工業(yè)時(shí)代的生產(chǎn)方式有本質(zhì)的差別。手工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)造者獨(dú)自一人包攬構(gòu)想和制作，不存在現(xiàn)代化生產(chǎn)那種設(shè)計(jì)與制造分工配合的方式，因而不需要對(duì)別人表達(dá)自己的構(gòu)想。手工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)造者為了顯示自己巧妙的構(gòu)想和精湛的技藝以提高產(chǎn)品的價(jià)值，往往選用名貴的材料，并刻意追求精雕細(xì)琢和繁雜的紋樣裝飾。如圖紙、說(shuō)明書(shū)等反映自己的構(gòu)思?，F(xiàn)代化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與手這種“巧奪天工，舉世無(wú)雙”的手工業(yè)產(chǎn)品只能供少數(shù)有錢(qián)人享用，不能服務(wù)于廣大人民群眾。遺憾的是，中國(guó)幾千年來(lái)涌現(xiàn)過(guò)無(wú)數(shù)“巧奪天工”的佳作，卻沒(méi)有使國(guó)家繁榮富強(qiáng)，沒(méi)有改變?nèi)嗣褙毟F落后的面貌。只有發(fā)展現(xiàn)代化的工業(yè)技術(shù)，才是真正強(qiáng)國(guó)富民的康莊大道。設(shè)計(jì)，是工業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是國(guó)家繁榮昌盛的支柱之一。這種“巧奪天工，舉世無(wú)雙”的手工業(yè)產(chǎn)品只能供少數(shù)有錢(qián)人享在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)是第一步，其工作量只占產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全部工作量的10%，成本只占5%左右，但卻決定了產(chǎn)品成敗的命運(yùn)。美國(guó)哈佛大學(xué)著名的“影子理論”生動(dòng)地反映了與產(chǎn)品品質(zhì)有關(guān)的設(shè)計(jì)、材料、勞動(dòng)、行政管理四個(gè)方面所投入的成本及其所產(chǎn)生的影響，如圖3-1所示。設(shè)計(jì)雖然只占成本的5%，而它對(duì)產(chǎn)品的影響卻占70%，可見(jiàn)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的影響是至關(guān)重要的。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)是第一步，其工作量只占產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全部工圖3-1哈佛大學(xué)影子理論圖3-1哈佛大學(xué)影子理論汽車(chē)是一件非常復(fù)雜的產(chǎn)品，即使是最富有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)最淵博的設(shè)計(jì)師，也不可能深入了解汽車(chē)上每一個(gè)細(xì)節(jié)，更不可能由一個(gè)人獨(dú)自包攬全部設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)師們必須有不同的分工，相互配合?？傇O(shè)計(jì)師、主任設(shè)計(jì)師、普通設(shè)計(jì)師分別在不同崗位上各自發(fā)揮作用，形成一個(gè)組織嚴(yán)密的工作群體。譬如，福特汽車(chē)公司就很善于從不同的部門(mén)抽調(diào)各種專(zhuān)家組成跨部門(mén)的設(shè)計(jì)小組，以解決單個(gè)部門(mén)無(wú)法處理的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，一個(gè)成功的設(shè)計(jì)，不僅是每個(gè)設(shè)計(jì)師良好素質(zhì)的體現(xiàn)，而且是強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)師們的配合協(xié)作的集體成果。汽車(chē)是一件非常復(fù)雜的產(chǎn)品，即使是最富有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)最淵博的

二、汽車(chē)的設(shè)計(jì)過(guò)程

1．產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規(guī)劃在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)始技術(shù)設(shè)計(jì)之前，必須制訂產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規(guī)劃。根據(jù)國(guó)家的需要或企業(yè)發(fā)展的需要，由國(guó)家機(jī)關(guān)或企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)開(kāi)發(fā)指令。首先，必須確定具體的車(chē)型，亦即打算生產(chǎn)什么樣的汽車(chē)。其次是進(jìn)行可行性分析，根據(jù)使用調(diào)查、市場(chǎng)情況、技術(shù)條件、工藝分析、成本核算等，預(yù)測(cè)產(chǎn)品是否符合需求，是否符合工廠的技術(shù)工藝能力，是否對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和企業(yè)有利。二、汽車(chē)的設(shè)計(jì)過(guò)程

2．初步設(shè)計(jì)汽車(chē)初步設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是構(gòu)造汽車(chē)的形狀，或稱(chēng)初步造型設(shè)計(jì)，包括如下內(nèi)容：

1)汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)所謂總布置設(shè)計(jì)，是將汽車(chē)各個(gè)總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢茫员ＷC各總成運(yùn)轉(zhuǎn)相互協(xié)調(diào)、乘坐舒適和裝卸方便。為了保證汽車(chē)各部分之間合理的相互關(guān)系，需要定出許多重要的控制尺寸——稱(chēng)為“硬點(diǎn)”。2．初步設(shè)計(jì)

2)效果圖效果圖是表現(xiàn)汽車(chē)造型效果的圖畫(huà)。造型設(shè)計(jì)師根據(jù)總布置設(shè)計(jì)所定出的汽車(chē)尺寸和基本形狀，就可勾畫(huà)出汽車(chē)的具體形象。2)效果圖效果圖又分為構(gòu)思草圖和彩色效果圖兩種。構(gòu)思草圖是記錄造型設(shè)計(jì)師靈感的速寫(xiě)畫(huà)，如圖3-2所示。彩色效果圖是在構(gòu)思草圖的基礎(chǔ)上繪制的較正規(guī)的繪畫(huà)，需要正確的比例、透視關(guān)系和表達(dá)質(zhì)感。彩色效果圖包括外形效果圖(如圖3-3所示)、室內(nèi)效果圖(如圖3-4所示)和局部效果圖(如圖3-5所示)，其作用是供選型討論和審查。效果圖的表現(xiàn)技法多種多樣：可采用鉛筆、鋼筆，也可采用毛筆(水彩畫(huà)或水粉畫(huà))等，而目前較流行的是混合技法——用塑料記號(hào)筆(又稱(chēng)麥克筆)描畫(huà)、噴筆噴染、以及涂抹、遮擋等同時(shí)并用的技法。只要效果良好，表現(xiàn)技法可不拘一格。效果圖又分為構(gòu)思草圖和彩色效果圖兩種。構(gòu)思草圖是記錄造型圖3-2構(gòu)思草圖圖3-2構(gòu)思草圖圖3-3外形效果圖圖3-3外形效果圖圖3-4室內(nèi)效果圖圖3-4室內(nèi)效果圖圖3-5局部效果圖圖3-5局部效果圖3)縮小比例模型圖3-6造型設(shè)計(jì)師正在塑制轎車(chē)的縮比模型縮小比例模型是在構(gòu)架上涂敷造型泥雕塑而成的。轎車(chē)縮比模型常用1∶5的比例，亦即是真車(chē)尺寸的1/5。英美等國(guó)采用英制尺寸，模型的比例是3/8，如圖3-6所示。造型泥是一種油性混合物，又稱(chēng)油泥，在常溫下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前需經(jīng)烘烤。3)縮小比例模型圖3-6造型設(shè)計(jì)師正在塑制轎車(chē)的縮比模型圖3-6造型設(shè)計(jì)師正在塑制轎車(chē)的縮比模型縮小比例模型是在彩色效果圖的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步表達(dá)造型構(gòu)思，具有立體(三維)形象，比效果圖(二維)更有真實(shí)感，要求比例嚴(yán)格、曲線流暢、曲面光順。雕塑一個(gè)縮小比例汽車(chē)模型，需要從各個(gè)角度審視，反復(fù)推敲，精工細(xì)雕，因而很難在兩、三天內(nèi)完成?？s小比例模型是在彩色效果圖的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步表達(dá)造型構(gòu)思，4)選型討論會(huì)經(jīng)過(guò)初步設(shè)計(jì)，繪制出一批彩色效果圖和塑制出幾個(gè)縮小比例模型，就可以召開(kāi)選型討論會(huì)。會(huì)議的目的是從若干個(gè)造型方案中選擇出一個(gè)合適的車(chē)型方案，以便作為技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。選型討論會(huì)主要討論審美問(wèn)題，但也涉及結(jié)構(gòu)、工藝等方面，故通常由負(fù)責(zé)人召集造型設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師和工藝師等參加會(huì)議，如圖3-7所示。選型討論會(huì)結(jié)束，說(shuō)明選定的車(chē)型的造型構(gòu)思基本成熟，汽車(chē)初步設(shè)計(jì)亦結(jié)束。4)選型討論會(huì)圖3-7紅旗轎車(chē)選型討論會(huì)圖3-7紅旗轎車(chē)選型討論會(huì)

3．技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)包括確定汽車(chē)造型和確定汽車(chē)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。選型討論會(huì)選定的車(chē)型方案需要制成空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒桓讹L(fēng)洞試驗(yàn)，驗(yàn)證其形狀是否合理，提出修改意見(jiàn)。3．技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)階段的造型工作包括以下幾個(gè)方面：

1)膠帶圖膠帶圖是用細(xì)窄的彩色不干膠紙帶粘貼成的1∶1(全尺寸)汽車(chē)整車(chē)圖樣，可表達(dá)零部件形狀及外形曲線，如圖3-8所示。膠帶圖的外形曲線數(shù)據(jù)取自選定的縮小比例模型，可用來(lái)審查整車(chē)外形曲線的全貌。如發(fā)現(xiàn)某條曲線不美觀或不符合要求，可將膠帶揭起重新粘貼，直到滿意為止。膠帶圖完成后，縮小比例模型放大的曲線又經(jīng)過(guò)進(jìn)一步修訂。技術(shù)設(shè)計(jì)階段的造型工作包括以下幾個(gè)方面：圖3-8膠帶圖圖3-8膠帶圖

2)?1∶1整車(chē)外形效果圖單純由縮小比例的繪畫(huà)表達(dá)汽車(chē)的外形效果尚嫌不夠，還需要繪制等大尺度(全尺寸)的彩色效果圖。現(xiàn)代造型設(shè)計(jì)非常重視等大的尺度感。縮小比例圖樣和全尺寸圖樣的真實(shí)感是截然兩樣的?？s比模型上某些圓角和曲線看上去很小巧雅致，放大5倍后就顯得笨拙臃腫。因此，汽車(chē)形狀的最后確定，不能從縮小比例的圖樣或模型直接放大，而應(yīng)經(jīng)過(guò)1∶1效果圖和1∶1模型的修正，以符合等大的尺度感和審美要求。2)?1∶1整車(chē)外形效果圖

3)?1∶1外部模型1∶1外部模型是汽車(chē)外形定型的首要依據(jù)。根據(jù)縮比模型的放大數(shù)據(jù)，結(jié)合膠帶圖和1∶1效果圖的修訂情況，就可以制造1∶1外部模型。這個(gè)模型是在一個(gè)帶有車(chē)輪的構(gòu)架上涂敷造型泥而雕塑成。由于采用數(shù)以噸計(jì)的造型泥，并雕塑得細(xì)致、平整、光順，所以制造一個(gè)1∶1外部模型的時(shí)間很長(zhǎng)，通常需要幾個(gè)星期。1∶1外部模型需要集中各個(gè)設(shè)計(jì)步驟的反饋意見(jiàn)，加以精工修飾而完成。將模型放置在燈光下看，其逼真程度幾乎與真車(chē)無(wú)異，如圖3-9所示。3)?1∶1外部模型圖3-91∶1外部模型圖3-91∶1外部模型

4)?1∶1內(nèi)部模型1∶1內(nèi)部模型用以審視汽車(chē)內(nèi)部造型效果和檢驗(yàn)汽車(chē)內(nèi)部尺寸。1∶1內(nèi)部模型與1∶1外部模型同時(shí)制作，其設(shè)計(jì)和尺寸相互配合。1∶1內(nèi)部模型的形狀、色彩、覆飾物的質(zhì)感和紋理都應(yīng)制造得十分逼真，使人具有置身于真車(chē)室內(nèi)的感覺(jué)。為了獲得一個(gè)極優(yōu)秀的汽車(chē)室內(nèi)設(shè)計(jì)，對(duì)1∶1內(nèi)部模型反復(fù)推敲，精工制造，力求逼真，是十分必要的。一些高級(jí)轎車(chē)，其外觀固然不凡，但內(nèi)部設(shè)施更為豪華考究，對(duì)內(nèi)部設(shè)計(jì)及其模型的重視程度，甚至比外形設(shè)計(jì)及其模型的精工細(xì)作有過(guò)之而無(wú)不及。如圖3-10所示。4)?1∶1內(nèi)部模型圖3-101∶1內(nèi)部模型圖3-101∶1內(nèi)部模型

5)造型的審批1∶1外部模型、內(nèi)部模型、效果圖完成后，需要交付最高領(lǐng)導(dǎo)審批，使汽車(chē)造型最終定型。汽車(chē)造型設(shè)計(jì)是促進(jìn)汽車(chē)銷(xiāo)路的重要競(jìng)爭(zhēng)手段，受到最高領(lǐng)導(dǎo)的重視和社會(huì)普遍關(guān)注。大公司為了擊敗對(duì)手而采用頻繁更換車(chē)型的手段。5)造型的審批汽車(chē)造型審定后，就可以著手進(jìn)行汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定汽車(chē)整車(chē)、部件(總成)和零件的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)師需要考慮由哪些部件組合成整車(chē)，又由哪些零件組合成部件。按照零件所使用的材料，可分為金屬材料和非金屬材料兩大類(lèi)。確定汽車(chē)零件的形狀，也要花費(fèi)設(shè)計(jì)師許多心血。設(shè)計(jì)師必須把所設(shè)計(jì)的汽車(chē)結(jié)構(gòu)用圖紙表達(dá)出來(lái)。在零件裝配成部件時(shí)，零件與鄰近零件之間的尺寸必須相互適應(yīng)。汽車(chē)造型審定后，就可以著手進(jìn)行汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師必須無(wú)條件地執(zhí)行國(guó)家制定的有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于出口的產(chǎn)品，還必須執(zhí)行外國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，如ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)、SAE(美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì))、JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))、EEC(歐洲經(jīng)濟(jì)共同體)、ECE(歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì))等等的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師必須無(wú)條件地執(zhí)行國(guó)家制定的有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)圖紙繪制成后，需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關(guān)系編成“組”及其下屬的“分組”號(hào)碼。每個(gè)部件、每個(gè)零件及其圖紙都給定一個(gè)編號(hào)，以便于對(duì)全部圖紙進(jìn)行管理。我國(guó)汽車(chē)行業(yè)慣用的編號(hào)方式是采用7位數(shù)字。例如，駕駛室的左車(chē)門(mén)外板這個(gè)零件的編號(hào)是6401015。屬于64組(駕駛員門(mén))及其下屬的6401分組(車(chē)門(mén)骨架及蓋板)。最后，設(shè)計(jì)部門(mén)將全部圖紙、圖紙明細(xì)表、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及有關(guān)文件移交生產(chǎn)部門(mén)。圖紙繪制成后，需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關(guān)系編成

三、現(xiàn)代化設(shè)計(jì)技術(shù)

1．以計(jì)算機(jī)為中心的設(shè)計(jì)變革前文談到的汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程，沒(méi)有提到采用電子計(jì)算機(jī)。這個(gè)過(guò)程如果全部采用手工勞動(dòng)，耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力和時(shí)間是顯而易見(jiàn)的。電子計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算速度快、存貯量大、計(jì)算精確等許多優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)進(jìn)入設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使得設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量并縮短了開(kāi)發(fā)周期。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)已成為現(xiàn)代化設(shè)計(jì)的主要特色。三、現(xiàn)代化設(shè)計(jì)技術(shù)

1)信息技術(shù)在這個(gè)千頭萬(wàn)緒、瞬息多變的世界，迅速獲得準(zhǔn)確的信息是使決策成功的關(guān)鍵。福特汽車(chē)公司把信息技術(shù)放在極其重要的地位，提出了“信息就是戰(zhàn)略資產(chǎn)”的口號(hào)。該公司不惜巨資建立了全球性信息系統(tǒng)，擁有4000條世界范圍的專(zhuān)用電訊線路，每天可傳遞和處理160萬(wàn)條電子郵件信息，進(jìn)行200萬(wàn)條工作日程安排表的更新。這個(gè)信息系統(tǒng)把設(shè)在美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞和意大利的7個(gè)設(shè)計(jì)中心聯(lián)網(wǎng)，1)信息技術(shù)

2)設(shè)計(jì)過(guò)程的變革現(xiàn)在汽車(chē)造型師的計(jì)算機(jī)工作站配備了先進(jìn)的ALIAS和CDRS軟件，他們可以手執(zhí)壓力敏感電筆在屏幕上直接繪畫(huà)——可以模仿鉛筆、鋼筆、塑料筆、毛筆或噴筆進(jìn)行描畫(huà)、涂抹等各種粗細(xì)筆觸，還可以調(diào)配各種顏色和擦拭修改……任何一個(gè)有美術(shù)功底的設(shè)計(jì)師都可運(yùn)用自如，得心應(yīng)手地繪制效果圖。2)設(shè)計(jì)過(guò)程的變革用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)非常方便，可以輕而易舉地將圖像放大，投影到大屏幕上生產(chǎn)1∶1效果圖，以獲得更真實(shí)的“等大”感覺(jué)。在大屏幕上，設(shè)計(jì)師還可對(duì)汽車(chē)模型進(jìn)行修改、補(bǔ)充和細(xì)化?？墒牵魏巫罡哳I(lǐng)導(dǎo)人都不愿意依據(jù)大屏幕去審批汽車(chē)造型，或者說(shuō)他們還不適應(yīng)這樣做，而需要看到1∶1的實(shí)物模型。為慎重起見(jiàn)，目前盛行的做法是用數(shù)控機(jī)床切削出1∶1實(shí)體模型，如圖3-11所示。畢竟，1∶1實(shí)體模型的真實(shí)感又比1∶1屏幕進(jìn)了一步，而且造型師還有機(jī)會(huì)推敲和修改這個(gè)實(shí)體模型。由于預(yù)先已設(shè)計(jì)好數(shù)字化模型并以此為依據(jù)，數(shù)控加工的過(guò)程只需要幾天，比手工制作同樣的模型快捷得多。用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)非常方便，可以輕而易舉地將圖像放大，投影到大圖3-11用數(shù)控機(jī)床切削1∶1油泥模型圖3-11用數(shù)控機(jī)床切削1∶1油泥模型在零部件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面，亦已開(kāi)發(fā)出許多適用的大型軟件，例如通用汽車(chē)公司采用的UG軟件，福特汽車(chē)公司采用的I-DEAS軟件，美國(guó)克萊斯勒公司和德國(guó)奔馳公司、寶馬公司采用的CATIA軟件等。這些大型軟件均具備實(shí)體零件設(shè)計(jì)、二維及三維工程繪圖、曲面造型等許多實(shí)用功能。設(shè)計(jì)師可以運(yùn)用這些軟件在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造他們所需要的零件。如果計(jì)算機(jī)中已存貯了大量的零件和標(biāo)準(zhǔn)件的圖形和數(shù)據(jù)，則可以利用它們來(lái)合成總成部件，這樣就更加快捷方便了。圖3-12就是用計(jì)算機(jī)合成的發(fā)動(dòng)機(jī)剖面圖。在零部件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面，亦已開(kāi)發(fā)出許多適用的大型軟件圖3-12計(jì)算機(jī)合成的發(fā)動(dòng)機(jī)剖面圖圖3-12計(jì)算機(jī)合成的發(fā)動(dòng)機(jī)剖面圖零部件設(shè)計(jì)中，工作量大的是車(chē)身設(shè)計(jì)。前文提到，設(shè)計(jì)師必須把自己的構(gòu)思用圖紙表達(dá)出來(lái)。如果設(shè)計(jì)師用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)汽車(chē)，似乎就應(yīng)該將計(jì)算機(jī)與繪圖機(jī)連接，繪出零件和部件的圖紙，再交給生產(chǎn)部門(mén)。如果將計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì)信息直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸送到生產(chǎn)部門(mén)的計(jì)算機(jī)，就有可能省去繪制圖紙的步驟?！盁o(wú)圖紙化生產(chǎn)”的設(shè)想不是不可捉摸的空中樓閣，而是企業(yè)現(xiàn)代化應(yīng)追求的目標(biāo)，而且業(yè)已在一些先進(jìn)的企業(yè)中逐步地實(shí)現(xiàn)。零部件設(shè)計(jì)中，工作量大的是車(chē)身設(shè)計(jì)。前文提到，設(shè)計(jì)師必須

2．計(jì)算機(jī)輔助工程分析設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)，必須借助于各種計(jì)算方法去驗(yàn)證產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)輔助工程分析正是借助于計(jì)算機(jī)的計(jì)算和模擬去分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性。傳統(tǒng)的手工方式最大的缺點(diǎn)就是不可能從事龐大復(fù)雜的計(jì)算。例如，車(chē)身是一個(gè)形狀復(fù)雜的薄殼結(jié)構(gòu)，構(gòu)件很多，按傳統(tǒng)的方式通過(guò)簡(jiǎn)化得出粗略的力學(xué)模型并計(jì)算出結(jié)果，其精確性和可信度都很低，與實(shí)際情況相差太大。2．計(jì)算機(jī)輔助工程分析

3．最優(yōu)化設(shè)計(jì)最優(yōu)化技術(shù)是研究怎樣在一切可能的方案中尋求最好的方案。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，希望產(chǎn)品在滿足所要求的性能的前提下，體積和重量小，成本最低。最優(yōu)化設(shè)計(jì)往往需要從許多方案的計(jì)算對(duì)比中選出最理想的方案，就不可避免大量的反復(fù)運(yùn)算。現(xiàn)代汽車(chē)產(chǎn)品以高、精、尖為特色，運(yùn)用新技術(shù)、新材料、新工藝，就迫切要求提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為最優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的運(yùn)算工具，用手工無(wú)法解決的很復(fù)雜龐大的問(wèn)題也會(huì)迎刃而解。3．最優(yōu)化設(shè)計(jì)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程一般可分為如下幾個(gè)階段：(1)確定所解決的設(shè)計(jì)問(wèn)題。(2)建立數(shù)學(xué)模型或設(shè)定目標(biāo)函數(shù)。(3)進(jìn)行運(yùn)算、對(duì)比與評(píng)價(jià)。最優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程一般可分為如下幾個(gè)階段：

4．智能化設(shè)計(jì)所謂智能化或人工智能(AI)，是使電子計(jì)算機(jī)模仿人類(lèi)思維推理的過(guò)程。例如，60年代初美國(guó)IBM公司編制的下棋程序。稍后，又提出了專(zhuān)家系統(tǒng)(ES)。它是依據(jù)計(jì)算機(jī)中所歸納的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理判斷從而得出結(jié)論，典型的例子是70年代開(kāi)發(fā)的一些疾病診斷程序。人工智能系統(tǒng)是以知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)為兩大核心，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)加上算法的計(jì)算機(jī)程序截然不同。4．智能化設(shè)計(jì)第二節(jié)汽車(chē)試驗(yàn)一、汽車(chē)試驗(yàn)的重要性科學(xué)試驗(yàn)和理論研究是發(fā)展科學(xué)技術(shù)相輔相成的兩個(gè)方面，理論以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，試驗(yàn)需要理論指導(dǎo)，相互密切結(jié)合，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展。然而，實(shí)踐畢竟是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論什么理論，都必須經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證后才能成立，才是真正實(shí)用的理論，產(chǎn)品設(shè)計(jì)所采用的理論和計(jì)算，乃至大型計(jì)算機(jī)軟件和模擬方法，都必須以實(shí)踐為基礎(chǔ)。第二節(jié)汽車(chē)試驗(yàn)汽車(chē)企業(yè)在新型汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在全部設(shè)計(jì)完成后，通常需要試制出一批樣車(chē)，然后將樣車(chē)交付試驗(yàn)。汽車(chē)試驗(yàn)的任務(wù)，就是按照標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)規(guī)范對(duì)汽車(chē)進(jìn)行全面測(cè)試，測(cè)出各項(xiàng)性能指標(biāo)，最后做出評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)部門(mén)隨后根據(jù)試驗(yàn)部門(mén)反饋的評(píng)價(jià)報(bào)告，再對(duì)設(shè)計(jì)不完善(在試驗(yàn)中已暴露問(wèn)題)的地方加以修改補(bǔ)充，使產(chǎn)品更為完善，然后才可以交付生產(chǎn)部門(mén)進(jìn)行投產(chǎn)的準(zhǔn)備工作。簡(jiǎn)而言之，新型汽車(chē)的設(shè)計(jì)必須由試驗(yàn)把關(guān)。汽車(chē)企業(yè)在新型汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在全部設(shè)計(jì)完成后，通常需要

二、汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)與典型的汽車(chē)試驗(yàn)汽車(chē)試驗(yàn)的種類(lèi)很多，按照汽車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為整車(chē)試驗(yàn)、部件(總成)試驗(yàn)和零件試驗(yàn)；按照所采用的試驗(yàn)設(shè)施又可分為道路(室外)試驗(yàn)和臺(tái)架(室內(nèi))試驗(yàn)等。由于汽車(chē)試驗(yàn)在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中處于極為重要的地位，許多汽車(chē)企業(yè)都投入巨額資金修建大型的汽車(chē)綜合試驗(yàn)場(chǎng)，例如通用汽車(chē)公司的密爾福德試驗(yàn)場(chǎng)、日本汽車(chē)研究所試驗(yàn)場(chǎng)、英國(guó)汽車(chē)工業(yè)研究協(xié)會(huì)(MIRA)試驗(yàn)場(chǎng)、我國(guó)海南汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)等。二、汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)與典型的汽車(chē)試驗(yàn)

1．試驗(yàn)場(chǎng)的道路設(shè)施

1)高速環(huán)形跑道高速環(huán)形跑道是平面形狀，長(zhǎng)度4～8km左右，多數(shù)采用兩端圓形路和中間直線路的形狀，也有橢圓形或其他形狀，設(shè)有3～5個(gè)車(chē)道，如圖3-13所示。這種跑道的設(shè)計(jì)車(chē)速通常在200km/h以上，可供汽車(chē)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)高速行駛，以考驗(yàn)汽車(chē)的高速性能和零部件的可靠性。1．試驗(yàn)場(chǎng)的道路設(shè)施圖3-13高速環(huán)形跑道圖3-13高速環(huán)形跑道

2)高速直線跑道高速直線跑道是水平直線路，長(zhǎng)度2.5～4km左右，可供汽車(chē)動(dòng)力性、制動(dòng)性和燃料經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)。為了節(jié)省建設(shè)費(fèi)用，許多實(shí)驗(yàn)場(chǎng)將高速直線跑道設(shè)置在高速環(huán)形跑道的直線部分，兩者結(jié)合使用。2)高速直線跑道

3)可靠性、耐久性試驗(yàn)道路模仿汽車(chē)使用壽命中在各種好路和壞路上行駛的情況，在汽車(chē)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)，除了建造瀝青路外，也建造沙土路、礫石路和凹坑路以便進(jìn)行強(qiáng)化試驗(yàn)，使汽車(chē)在較短的行駛里程內(nèi)就能暴露出各種問(wèn)題，如圖3-14所示。3)可靠性、耐久性試驗(yàn)道路圖3-14凹坑路圖3-14凹坑路

4)扭曲試驗(yàn)路汽車(chē)在這種道路上行駛時(shí)，車(chē)身和車(chē)架、前、后軸、懸架以及汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)都產(chǎn)生反復(fù)扭轉(zhuǎn)，以考驗(yàn)這些部件的性能，如圖3-15所示。

5)坡路汽車(chē)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)通常還建造各種坡度的坡路，用以檢驗(yàn)汽車(chē)的爬坡能力，還可考察駐車(chē)制動(dòng)器在坡道上的停車(chē)能力、汽車(chē)在坡路上起步時(shí)離合器的工作狀況等。4)扭曲試驗(yàn)路圖3-15扭曲試驗(yàn)路圖3-15扭曲試驗(yàn)路

6)操縱性、穩(wěn)定性試驗(yàn)設(shè)施操縱性、穩(wěn)定性試驗(yàn)設(shè)施最常見(jiàn)的是圓形廣場(chǎng)，直徑為100m，可供汽車(chē)轉(zhuǎn)向或繞“8”字形行駛試驗(yàn)。有的圓場(chǎng)備有灑水裝置，使地面生成均勻的水膜以測(cè)試汽車(chē)的側(cè)滑情況。易滑路是用來(lái)試驗(yàn)汽車(chē)在冰雪或附著條件很低的情況下的行駛性能和制動(dòng)性能，采用磨光、灑水、冰雪等方法降低路面的附著系數(shù)。橫向風(fēng)路段是考驗(yàn)汽車(chē)空氣動(dòng)力穩(wěn)定性的設(shè)施。在試驗(yàn)路段旁排列十幾個(gè)直徑2～3m的大型風(fēng)扇，產(chǎn)生垂直于道路的橫向風(fēng)，以考驗(yàn)汽車(chē)在橫向風(fēng)作用下的操縱性能，如圖3-16所示。6)操縱性、穩(wěn)定性試驗(yàn)設(shè)施圖3-16橫向風(fēng)路段圖3-16橫向風(fēng)路段

7)涉水池涉水池有淺水池(水深約200mm)或深水池(水深1～2m)兩種，用以檢查汽車(chē)涉水時(shí)水對(duì)汽車(chē)各種部件的影響，如電氣設(shè)備、制動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣管浸水后的工作情況。8)爆曬試驗(yàn)汽車(chē)爆曬試驗(yàn)要在典型的氣候環(huán)境下進(jìn)行，例如我國(guó)的海南省，實(shí)踐證明只有在典型氣候條件下進(jìn)行自然老化試驗(yàn)，才能較全面、真實(shí)地反映出汽車(chē)實(shí)際使用的老化問(wèn)題，這樣才能提高汽車(chē)的耐大氣環(huán)境老化性能，如圖3-17所示。7)涉水池圖3-17爆曬試驗(yàn)場(chǎng)圖3-17爆曬試驗(yàn)場(chǎng)9)碰撞試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)時(shí)，汽車(chē)在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的鋼絲繩牽引下，先在助跑道斜坡下滑逐漸加速，繼而調(diào)節(jié)至勻速運(yùn)動(dòng)，脫開(kāi)鋼絲繩掛鉤，最后滑行并撞向屏壁。在汽車(chē)碰撞試驗(yàn)時(shí)，通常在座位上安置假人模型，有時(shí)也用尸體進(jìn)行試驗(yàn)，如圖3-18所示。除了上述汽車(chē)正面碰撞設(shè)施外，還有汽車(chē)側(cè)面、尾部碰撞設(shè)施以及翻車(chē)試驗(yàn)設(shè)施等。9)碰撞試驗(yàn)設(shè)施圖3-18汽車(chē)碰撞試驗(yàn)圖3-18汽車(chē)碰撞試驗(yàn)

2．臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)施1)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)是可使汽車(chē)在室內(nèi)模擬行駛的設(shè)施，用于動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性等試驗(yàn)，如圖3-19所示。汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪放在一個(gè)滾筒狀的轉(zhuǎn)鼓上，就可使驅(qū)動(dòng)輪以各種速度轉(zhuǎn)動(dòng)而汽車(chē)在原地不動(dòng)。與轉(zhuǎn)鼓同軸相連接的測(cè)功器可對(duì)驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生不同的阻力并能測(cè)出汽車(chē)所做的功。由于轉(zhuǎn)鼓施加于車(chē)輪上的驅(qū)動(dòng)力有使汽車(chē)向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這個(gè)力由鋼絲繩平衡并使汽車(chē)保持在原地不動(dòng)，測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)就是驅(qū)動(dòng)力的大小。在汽車(chē)靜止或以不同的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，前輪下方的臺(tái)秤的讀數(shù)并不相同。2．臺(tái)架試驗(yàn)設(shè)施圖3-19測(cè)功試驗(yàn)臺(tái)示意圖圖3-19測(cè)功試驗(yàn)臺(tái)示意圖2)電子液壓振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)電子液壓振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)可以在室內(nèi)模擬汽車(chē)在道路上行駛時(shí)車(chē)輪在不平道路上的跳動(dòng)情況，用于研究整車(chē)及其承載系統(tǒng)的零部件在行駛時(shí)的振動(dòng)和壽命，而且便于進(jìn)行強(qiáng)化試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，將汽車(chē)4只車(chē)輪放置在液壓激振器上，按照計(jì)算機(jī)預(yù)先編制的程序，4個(gè)激振器分別模擬汽車(chē)行駛時(shí)道路的凹凸情況推動(dòng)車(chē)輪上下跳動(dòng)。圖3-20是我國(guó)長(zhǎng)春汽車(chē)研究所的電子液壓振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)正在對(duì)解放牌貨車(chē)進(jìn)行試驗(yàn)。2)電子液壓振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)圖3-20電子液壓振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)圖3-20電子液壓振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)

3)汽車(chē)風(fēng)洞風(fēng)洞是考驗(yàn)汽車(chē)空氣動(dòng)力性能的設(shè)施，可以測(cè)定空氣作用在汽車(chē)上的6個(gè)分力和進(jìn)行流譜顯示等。新車(chē)在造型設(shè)計(jì)階段，必須將汽車(chē)制成風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，以便改進(jìn)汽車(chē)的形狀，提高空氣動(dòng)力性能。按照尺寸的大小，風(fēng)洞可分為供縮小比例模型試驗(yàn)的風(fēng)洞和供整車(chē)試驗(yàn)的大型風(fēng)洞。按照氣流流動(dòng)的形式，風(fēng)洞又可分為直流式和回流式兩種。用道路試驗(yàn)的方法，不可能同時(shí)測(cè)得空氣作用力的6個(gè)分力，因而風(fēng)洞試驗(yàn)就成為研究汽車(chē)空氣動(dòng)力性能的最有效的手段。圖3-21是奔馳汽車(chē)在進(jìn)行實(shí)車(chē)風(fēng)洞試驗(yàn)3)汽車(chē)風(fēng)洞圖3-21汽車(chē)風(fēng)洞試驗(yàn)圖3-21汽車(chē)風(fēng)洞試驗(yàn)

4)發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的主要特點(diǎn)是把發(fā)動(dòng)機(jī)與測(cè)功器連接。測(cè)功器用作發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，并能測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。如果采用電力測(cè)功器，則測(cè)功器實(shí)質(zhì)上等于一臺(tái)發(fā)電機(jī)，可把從汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽娔芡ǔ１惠斔偷截?fù)載電阻組(或其他設(shè)施)上消耗掉。在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)后，就可以測(cè)量各種工況下的特性。例如，通常需要測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性。此外，還可以進(jìn)行壽命試驗(yàn)、廢氣分析試驗(yàn)以及發(fā)動(dòng)機(jī)安裝不同的零部件的性能對(duì)比試驗(yàn)等等。4)發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)臺(tái)

5)傳動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：在傳動(dòng)系統(tǒng)部件的輸入端連接電動(dòng)機(jī)，使部件轉(zhuǎn)動(dòng)，而在部件的輸出端連接測(cè)功器，以吸收所傳遞的能量。在電動(dòng)機(jī)和測(cè)功器中間，可安裝不同的傳動(dòng)系統(tǒng)部件進(jìn)行試驗(yàn)，如：液力變矩器的轉(zhuǎn)矩特性與效率特性的測(cè)定、自動(dòng)變速器換檔性能測(cè)試等等。5)傳動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)臺(tái)

3．測(cè)量?jī)x器

1)傳感器傳感器用來(lái)傳遞被測(cè)量部位的變化信息?，F(xiàn)代測(cè)量?jī)x器通常以電子儀器為主，因此，傳感器的構(gòu)造原理，是把非電量(位移、速度、加速度、力、溫度等)以一定的數(shù)值關(guān)系轉(zhuǎn)換成電量(電阻、電流、電壓、電容、電感等)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，通常用一個(gè)滑線電阻來(lái)測(cè)量位移值，當(dāng)滑動(dòng)觸點(diǎn)隨被測(cè)物的位移而滑移時(shí)，電阻值亦產(chǎn)生變化，就可以將位移的信息變換成電阻變化的信息。3．測(cè)量?jī)x器

2)電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片又可簡(jiǎn)稱(chēng)為電阻片或應(yīng)變片，是由一條繞成柵狀的細(xì)電阻絲制成像回形別針大小的薄片。將應(yīng)變片粘貼在試驗(yàn)部位，當(dāng)試件受力變形時(shí)，應(yīng)變片亦隨之伸長(zhǎng)或縮短。由物理學(xué)原理可知，電阻線伸長(zhǎng)時(shí)電阻值增加，縮短時(shí)電阻值減小，就可以將試件變形的信息變換成電阻變化的信息。應(yīng)變片除了直接應(yīng)用于測(cè)量變形和應(yīng)力外，還被廣泛地用于各種應(yīng)變片式傳感器。2)電阻應(yīng)變片

3)第五輪儀第五輪儀是與一個(gè)自行車(chē)車(chē)輪相象的儀器，在道路試驗(yàn)時(shí)附裝在汽車(chē)上，用以測(cè)定汽車(chē)的動(dòng)力性及制動(dòng)性能等。在汽車(chē)行駛時(shí)，第五輪亦隨汽車(chē)一起向前滾動(dòng)，通過(guò)儀器內(nèi)的記錄裝置記下汽車(chē)的行駛距離，再與計(jì)時(shí)器結(jié)合而求出汽車(chē)的速度和加速度。舊式的第五輪儀是用機(jī)械裝置驅(qū)使筆在記錄紙帶上畫(huà)線，新式的第五輪儀設(shè)置了傳感器和電子顯示、分析儀器，可更準(zhǔn)確方便地得到測(cè)試結(jié)果，如圖3-22所示。3)第五輪儀圖3-22用第五輪儀進(jìn)行道路試驗(yàn)圖3-22用第五輪儀進(jìn)行道路試驗(yàn)

4)其他測(cè)試儀器汽車(chē)試驗(yàn)所采用的儀器很多，不能全部列舉，在下面再扼要介紹幾種：燃油流量計(jì)串連在發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)的管路中用以測(cè)定燃料消耗量。每當(dāng)燃油充滿流量計(jì)內(nèi)的特定體積(例如1mL)容器時(shí)便發(fā)出一個(gè)脈沖，使數(shù)字顯示器進(jìn)1個(gè)單位。電荷放大器把傳感器微弱的變化按一定規(guī)律放大至可檢測(cè)的數(shù)值。4)其他測(cè)試儀器磁帶記錄儀是利用磁帶磁性的變化來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，存貯量很大，并可將所記錄的數(shù)據(jù)重放，是應(yīng)用較廣泛的試驗(yàn)儀器。但是，磁帶記錄的信號(hào)無(wú)法直觀檢視，需要與顯示儀器連接或?qū)⑿盘?hào)送至專(zhuān)門(mén)的分析儀器中處理成直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。噪聲測(cè)量?jī)x器是根據(jù)聲壓的大小測(cè)出噪聲的大小，還可進(jìn)行頻率分析。車(chē)輪定位測(cè)量?jī)x器包括測(cè)量主銷(xiāo)后傾、主銷(xiāo)內(nèi)傾、車(chē)輪外傾和車(chē)輪前束的儀器。目前已有計(jì)算機(jī)操縱的綜合測(cè)量汽車(chē)四輪定位的試驗(yàn)臺(tái)。磁帶記錄儀是利用磁帶磁性的變化來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，存貯量很大三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，是計(jì)算機(jī)控制的供測(cè)量位置和形狀的精密儀器。儀器的測(cè)頭觸到被測(cè)的試件時(shí)，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)顯示測(cè)頭所處的x、y、z坐標(biāo)數(shù)值并記錄存貯，還可用掃描的方法測(cè)出試件完整的形狀。這種儀器常用來(lái)測(cè)量和檢查汽車(chē)車(chē)身、沖膜等的曲面形狀，還可以用來(lái)確定試驗(yàn)設(shè)施的坐標(biāo)。應(yīng)變儀是與應(yīng)變片直接連接，通過(guò)電橋和放大器，就可將應(yīng)變片的電阻變化值轉(zhuǎn)換成直觀的變形數(shù)值和應(yīng)力數(shù)值。在汽車(chē)試驗(yàn)時(shí)，通常還需要配備：調(diào)節(jié)供電、穩(wěn)定電壓的儀器以及遠(yuǎn)距離發(fā)送、接收信號(hào)的儀器等等。三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，是計(jì)算機(jī)控制的供測(cè)量位置和形狀的精密儀器第三節(jié)汽?車(chē)?的?制?造一、汽車(chē)制造方法

1．鑄造鑄造是將熔化的金屬澆灌入鑄型空腔中，冷卻凝固后而獲得產(chǎn)品的生產(chǎn)方法。在汽車(chē)制造過(guò)程中，采用鑄鐵制成毛坯的零件很多，約占全車(chē)重量10%左右，如氣缸體、變速器箱體、轉(zhuǎn)向器殼體、后橋殼體、制動(dòng)鼓、各種支架等。第三節(jié)汽?車(chē)?的?制?造制造鑄鐵件通常采用砂型。砂型的原料以砂子為主，并與粘結(jié)劑、水等混合而成。砂型材料必須具有一定的粘合強(qiáng)度，以便被塑成所需的形狀并能抵御高溫鐵水的沖刷而不致崩塌。為了在砂型內(nèi)塑成與鑄件形狀相符的空腔，必須先用木材制成模型，稱(chēng)為木模。熾熱的鐵水冷卻后體積會(huì)縮小，因此，木模的尺寸需要在鑄件原尺寸的基礎(chǔ)上按收縮率加大，需要切削加工的表面亦應(yīng)加厚?？招牡蔫T件需要制成砂芯子和相應(yīng)的芯子木模(芯盒)。制造鑄鐵件通常采用砂型。砂型的原料以砂子為主，并與粘結(jié)劑有了木模，就可以翻制空腔砂型(所以俗語(yǔ)把鑄造稱(chēng)為“翻砂”)。在制造砂型時(shí)，要考慮上下砂箱怎樣分開(kāi)才能把木模取出，還要考慮鐵水從什么地方流入，怎樣灌滿空腔以便得到優(yōu)質(zhì)的鑄件。砂型制成后，就可以澆注，就是將鐵水灌入砂型的空腔中。澆注時(shí)，鐵水溫度在1250～1350℃，熔煉時(shí)溫度更高。鑄鐵件冷卻至450℃時(shí)就可落砂，亦即將砂子從鑄件表面清除干凈，如圖3-23所示。有了木模，就可以翻制空腔砂型(所以俗語(yǔ)把鑄造稱(chēng)為“翻砂”圖3-23砂型鑄造圖3-23砂型鑄造鋼和鐵都是以鐵元素為主要成分，它們之間的區(qū)別是含碳量的不同。含碳量小于0.02%的稱(chēng)為工業(yè)純鐵。鋼的含碳量在0.02～2.06%之間，生鐵的含碳量在2.06～6.67%之間。隨著含碳量的提高，鋼鐵中所含的碳化三鐵Fe3C亦逐漸增多，而碳化三鐵又脆又硬，沒(méi)有塑性。也就是說(shuō)，鋼的韌性和塑性比鐵好，而鐵比鋼更脆更硬。當(dāng)含碳量達(dá)到6.67%時(shí)，全部鐵元素都和碳化合成碳化三鐵。鋼和鐵都是以鐵元素為主要成分，它們之間的區(qū)別是含碳量的不常用的鑄鐵是灰口鑄鐵。由于鑄鐵的含碳量比鋼高，一部分碳元素以片狀石墨的形式存在于組織中，所以灰口鑄鐵的強(qiáng)度比鋼低。為了提高鑄鐵的機(jī)械性能，在熔煉時(shí)加入球化劑，就可使石墨變成球狀，稱(chēng)為球墨鑄鐵。強(qiáng)度較高的可鍛鑄鐵，是通過(guò)退火的辦法使組織中的碳化三鐵分解出團(tuán)絮狀石墨。由此可見(jiàn)，改變鑄鐵的金相組織，就可提高鑄鐵的性能。鑄鋼的機(jī)械性能雖然比鑄鐵高，但鑄鋼的熔點(diǎn)高、流動(dòng)性差而且收縮量大，需要較高的鑄造技術(shù)。鑄鋼件通常還須經(jīng)過(guò)熱處理。常用的鑄鐵是灰口鑄鐵。由于鑄鐵的含碳量比鋼高，一部分碳元

2．鍛造在汽車(chē)制造過(guò)程中，廣泛地采用鍛造的加工方法。鍛造分為自由鍛造和模型鍛造。自由鍛造是將金屬坯料放在鐵砧上承受沖擊或壓力而成形的加工方法，俗稱(chēng)打鐵。典型的自由鍛造，亦即將燒熱的鋼料放在鐵砧上用錘子擊打成形。汽車(chē)的齒輪、軸等毛坯可用自由鍛造的方法加工。2．鍛造

3．冷沖壓冷沖壓或板料沖壓是使金屬板料在沖模中承受壓力而被切離或成形的加工方法。日常生活用品如鋁鍋、飯盒、臉盆等就是采用冷沖壓的加工方法制成。采用冷沖壓加工的汽車(chē)零件有：發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，制動(dòng)器底板，汽車(chē)車(chē)架縱、橫梁以及大多數(shù)車(chē)身零件。這些零件一般都經(jīng)過(guò)下料、沖孔、拉深、彎曲、翻邊、修整等工序而成形。3．冷沖壓為了制造冷沖壓零件，必須制備沖模。沖模通常分為兩塊，其中一塊安裝在壓床上方并可上下滑動(dòng)，另一塊安裝在壓床下方并固定不動(dòng)。生產(chǎn)時(shí)，坯料放在兩塊沖模之間，當(dāng)上下模合攏時(shí)，沖壓工序就完成了。由此可見(jiàn)，沖壓加工的生產(chǎn)率很高，并可制造形狀復(fù)雜而且精度較高的零件。圖3-24所示為車(chē)身鈑金沖壓車(chē)間。為了制造冷沖壓零件，必須制備沖模。沖模通常分為兩塊，其中圖3-24車(chē)身鈑金沖壓車(chē)間圖3-24車(chē)身鈑金沖壓車(chē)間

4．焊接焊接是將兩片金屬局部加熱或同時(shí)加熱又加壓而接合在一起的加工方法。在汽車(chē)車(chē)身制造中應(yīng)用最廣的是點(diǎn)焊。點(diǎn)焊適于焊接薄鋼板，操作時(shí)，兩個(gè)電極向兩塊鋼板加壓力使之貼合并同時(shí)使貼合點(diǎn)(直徑為5～6mm的圓形)通電流加熱熔化從而牢固接合。兩塊車(chē)身零件焊接時(shí)，其邊緣每隔50～100mm焊接一個(gè)點(diǎn)，使兩零件形成不連續(xù)的多點(diǎn)連接。焊好一個(gè)轎車(chē)車(chē)身，通常需要上千個(gè)焊點(diǎn)。焊點(diǎn)的強(qiáng)度很高，每個(gè)焊點(diǎn)可承受5000N的拉力，甚至將鋼板撕裂，仍不能將焊點(diǎn)部位分離。4．焊接圖3-25所示為車(chē)身焊接車(chē)間。在修理車(chē)間常見(jiàn)的氣焊，是用乙炔燃燒并用氧氣助燃而產(chǎn)生高溫火焰使焊條和焊件熔化并接合的方法。還可以采用這種高溫火焰將金屬割開(kāi)，稱(chēng)為氣割。氣焊和氣割應(yīng)用較靈活，但氣焊的熱影響區(qū)較大，使汗腳產(chǎn)生變形和金相組織變化，性能下降。因此，氣焊在汽車(chē)制造中應(yīng)用極少。圖3-25所示為車(chē)身焊接車(chē)間。在修理車(chē)間常見(jiàn)的氣焊，是用圖3-25車(chē)身焊接車(chē)間圖3-25車(chē)身焊接車(chē)間5．金屬切削加工金屬切削加工是用刀具將金屬毛坯逐層切削而使工件得到所需要的形狀、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金屬切削加工包括鉗工和機(jī)械加工兩種方法。鉗工是工人用手工工具進(jìn)行切削的加工方法，操作靈活方便，在裝配和修理中廣泛應(yīng)用。機(jī)械加工是借助于機(jī)床來(lái)完成切削的，包括車(chē)、刨、銑、鉆、磨等方法。機(jī)械加工方法不同，其切削運(yùn)動(dòng)方式就不同，采用的機(jī)床和刀具亦不同。5．金屬切削加工

1)車(chē)削車(chē)削是在車(chē)床上用車(chē)刀加工工件的工藝過(guò)程，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是工件作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)而刀具作直行的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。車(chē)床適于切削各種旋轉(zhuǎn)表面，如內(nèi)、外圓柱和圓錐面，還可以車(chē)削端面。在車(chē)削時(shí)若進(jìn)給速度較大，就可以加工螺紋。汽車(chē)的許多軸類(lèi)零件以及在切齒前的齒輪毛坯都是在車(chē)床上加工的。1)車(chē)削

2)刨削刨削是在刨床上用刨刀加工工件的工藝過(guò)程，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是刀具相對(duì)于工件作直線主運(yùn)動(dòng)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則是垂直于主運(yùn)動(dòng)的橫向直線運(yùn)動(dòng)。刨床適于加工水平面、垂直面、斜面、溝槽等。汽車(chē)上的氣缸體和氣缸蓋的平面、變速器箱體和蓋的配合平面等都是用刨床加工的。2)刨削

3)銑削銑削是在銑床上用銑刀加工工件的工藝過(guò)程，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是銑刀作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)而工件作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑床可以加工平面、斜面、溝槽，甚至可加工齒輪和曲面等。與刨削相比，銑削生產(chǎn)率較高而且加工得更精細(xì)，幾乎可全部代替刨削。銑削廣泛地應(yīng)用于加工各種汽車(chē)零件。汽車(chē)車(chē)身冷沖壓的模具都是銑削加工的。計(jì)算機(jī)操縱的數(shù)控銑床可以加工形狀很復(fù)雜的工件，是現(xiàn)代化加工的一種主要機(jī)床。3)銑削

4)鉆削及鏜削鉆削及鏜削是加工孔的主要切削方法，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是刀具繞自身軸線作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)并沿軸線作直行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。大家熟識(shí)的鉆頭呈麻花形，有兩條螺旋槽，其主切削刃在鉆頭頂尖的兩側(cè)，副切削刃在螺旋槽的邊緣。鉸孔是應(yīng)用較廣的孔的精加工方法，鉸刀比擴(kuò)孔用的鉆頭的齒數(shù)更多而且導(dǎo)向好。鉸孔時(shí)切削速度低而且切削量小，因而可獲得精度高而且光整的孔。鏜削是用于加工直徑較大的孔，通常在鑄件的毛坯中已鑄出孔形，再將工件放在鏜床上用鏜刀切削成準(zhǔn)確的尺寸。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的孔和變速器箱體的軸承孔等都用鏜削加工。4)鉆削及鏜削

5)磨削和拋光磨削是在磨床上用砂輪加工工件的工藝過(guò)程，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是砂輪作旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動(dòng)而工件作直線的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。磨削是一種精加工方法，可以獲得尺寸精確和很光潔的工件，而且可以磨硬度很高的工件。一些經(jīng)過(guò)熱處理后的汽車(chē)零件，往往用磨床進(jìn)行精加工，如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等。拋光是利用涂上磨膏的軟輪對(duì)工件表面細(xì)磨的工藝過(guò)程。拋光可以獲得光澤的鏡面，但不能維持或提高原來(lái)的加工精度，所以主要用于裝飾性加工，如電鍍裝飾前的準(zhǔn)備工序。5)磨削和拋光

6)齒輪加工齒輪的種類(lèi)很多，加工原理也較復(fù)雜。通俗來(lái)說(shuō)，相配對(duì)的兩個(gè)齒輪，如果把一個(gè)齒輪制成具有切削能力的刀具，就可以將另一個(gè)齒輪制造出來(lái)。6)齒輪加工

7)安裝與定位工件在切削加工時(shí)必須在機(jī)床上安裝夾持牢固，避免串動(dòng)和振動(dòng)而影響精度。此外在切削加工時(shí)還必須使工件和刀具保持正確的相對(duì)位置。因此，除了機(jī)床、刀具和工件外，還需要有夾具。夾具不但可使工件夾持牢固，還可以正確定位。例如車(chē)床床頭上的卡盤(pán)就是典型的夾具，不但可牢固地夾住工件旋轉(zhuǎn)，還能保證工件的軸線與車(chē)床的軸線對(duì)正。7)安裝與定位

6．熱處理熱處理是將固態(tài)的鋼重新加熱、保溫、冷卻而改變其組織結(jié)構(gòu)，以滿足零件的使用要求或工藝要求的方法。加熱溫度的高低、保溫時(shí)間的長(zhǎng)短、冷卻速度的快慢，可使鋼產(chǎn)生不同的組織變化。熱處理工藝包括退火、正火、淬火、回火等。退火是將鋼件加熱，保溫一定時(shí)間，隨后連同爐子一起緩慢冷卻，以獲得較細(xì)而均勻的組織，降低硬度，以利于切削加工。6．熱處理正火是將鋼件加熱，保溫后從爐中取出，隨后在空氣中冷卻，適于對(duì)低碳鋼進(jìn)行細(xì)化處理。淬火是將鋼件加熱，保溫后在水中或油中快速冷卻，以提高硬度?；鼗鹜ǔＪ谴慊鸬暮罄m(xù)工序，將淬火后的鋼件重新加熱，保溫后冷卻，使組織穩(wěn)定，消除脆性。有不少汽車(chē)零件，既要保留中心部分的韌性，又要改變表面的組織以提高硬度，就需要采用表面高頻淬火或滲碳、氰化等熱處理工藝。正火是將鋼件加熱，保溫后從爐中取出，隨后在空氣中冷卻，適于對(duì)7．裝配裝配是按一定的要求采用連接零件，如螺栓、螺母、銷(xiāo)、卡扣等，把各種零件相互連接和組合成部件，再把各種部件相互連接和組合成整車(chē)。無(wú)論是把零件組合成部件，或是把部件組合成整車(chē)，都必須滿足設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的相互配合關(guān)系，以便使部件或整車(chē)達(dá)到預(yù)定的性能。7．裝配如果你到汽車(chē)制造廠參觀，最引人入勝的是汽車(chē)總裝配線。在這條總裝配線上，每隔幾分鐘就駛出一輛汽車(chē)。不妨以我國(guó)一汽的解放CA1092貨車(chē)總裝配線為例。這條裝配線是一條165m長(zhǎng)的傳送鏈，汽車(chē)隨著傳送鏈移動(dòng)至各個(gè)工位并逐步裝成，四周還有輸送懸鏈把發(fā)動(dòng)機(jī)總成、駕駛室總成、車(chē)輪總成等源源不斷地從各個(gè)車(chē)間輸送到總裝配線上相應(yīng)的工位。在傳送鏈的起始位置首先放上車(chē)架(底朝天)，如果你到汽車(chē)制造廠參觀，最引人入勝的是汽車(chē)總裝配線。在這然后將后橋總成(包括鋼板彈簧和輪轂)和前軸總成(包括鋼板彈簧、轉(zhuǎn)向節(jié)和輪轂)安裝到車(chē)架上，繼而將車(chē)架翻過(guò)來(lái)以便安裝轉(zhuǎn)向器、貯氣筒和制動(dòng)管路、油箱及油管、電線以及車(chē)輪等，最后安裝發(fā)動(dòng)機(jī)總成(包括離合器、變速器和中央制動(dòng)器)，接上傳動(dòng)軸，再安裝駕駛室和車(chē)前板制件等。至此，汽車(chē)就可以駛出裝配線接受必要的性能測(cè)試和校正燈光。解放CA1092的貨箱不在總裝配線上裝配，需要將汽車(chē)駛到貨箱分廠去完成這項(xiàng)裝配工作。然后將后橋總成(包括鋼板彈簧和輪轂)和前軸總成(包括鋼板一般轎車(chē)的總裝配線每1.5min可裝配出1輛汽車(chē)，每小時(shí)可裝配出40輛車(chē)，每天16小時(shí)(工人分成2班，每班工作8小時(shí))就可裝配出640輛，每年(按250個(gè)工作日計(jì)算)就可生產(chǎn)16萬(wàn)輛汽車(chē)。顯然，為了與年產(chǎn)16萬(wàn)輛相適應(yīng)，每種零件和部件每年都要生產(chǎn)出16萬(wàn)個(gè)或更多些，而工廠的機(jī)床、工藝裝備、廠房等都需要根據(jù)這個(gè)年產(chǎn)量進(jìn)行配套。如果每種零件都在同一個(gè)工廠制造，這個(gè)工廠就成為十分龐大的體系而且管理困難，也不經(jīng)濟(jì)。事實(shí)上，汽車(chē)上許多零部件都是其他一些配套工廠制造的，最后將這些配套零部件集中到總裝配線上。一般轎車(chē)的總裝配線每1.5min可裝配出1輛汽車(chē)，每小每1.5min裝配出一輛汽車(chē)，并不是說(shuō)在1.5min內(nèi)就可把各種零部件都迅速地裝好，這是不可能的。一般轎車(chē)總裝配線長(zhǎng)達(dá)800～900m，約有100多個(gè)工位，汽車(chē)從總裝配線的起始點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至到裝配線終點(diǎn)完成全部裝配工作，裝配時(shí)間實(shí)際上要200min以上而不是1.5min。圖3-26所示為轎車(chē)的總裝配線。每1.5min裝配出一輛汽車(chē)，并不是說(shuō)在1.5min圖3-26轎車(chē)的總裝配線圖3-26轎車(chē)的總裝配線

二、汽車(chē)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模大批量生產(chǎn)比小批量生產(chǎn)或單件生產(chǎn)的成本更低、質(zhì)量更好，因而競(jìng)爭(zhēng)能力更強(qiáng)。不但如此，大批量生產(chǎn)還可以裝備專(zhuān)用機(jī)床和流水生產(chǎn)線，再進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和降低成本。大批量生產(chǎn)具有許多優(yōu)點(diǎn)，并不是說(shuō)，生產(chǎn)規(guī)?？梢詿o(wú)限擴(kuò)大或工廠無(wú)限擴(kuò)張。每臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備都具有一定的壽命，二、汽車(chē)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模

三、現(xiàn)代化生產(chǎn)方式

1．計(jì)算機(jī)輔助制造計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)是借助于計(jì)算機(jī)操縱制造設(shè)備和實(shí)施生產(chǎn)管理及調(diào)度。前面提到的數(shù)控加工，就是典型的計(jì)算機(jī)輔助制造。數(shù)控加工是將零件的形狀轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，然后編成計(jì)算機(jī)程序，三、現(xiàn)代化生產(chǎn)方式將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于流水線和自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制與調(diào)度，就使得各個(gè)工位的相互配合更有效、更精確，有利于實(shí)施材料和零部件的供應(yīng)計(jì)劃以及推行準(zhǔn)時(shí)制。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造(CAD/CAM)一體化是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要特征。CAD/CAM一體化的本質(zhì)是具有共享的數(shù)據(jù)庫(kù)。由于設(shè)計(jì)部門(mén)的計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)部門(mén)的計(jì)算機(jī)都以同一數(shù)據(jù)協(xié)同工作，因而大大提高了產(chǎn)品精度和質(zhì)量，并且縮短了開(kāi)發(fā)周期。將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于流水線和自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制與調(diào)度，就使得各計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用還促成了生產(chǎn)自動(dòng)化和制造柔性化。機(jī)械設(shè)備和機(jī)器人按照預(yù)先編制的程序去完成生產(chǎn)任務(wù)，不但取代了大量不適于人工操作的繁重勞動(dòng)，而且實(shí)現(xiàn)了人工難以達(dá)到的快節(jié)奏、均勻性和精確度，因而大大地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用還促成了生產(chǎn)自動(dòng)化和制造柔性化。機(jī)械制造柔性化是指在同一臺(tái)設(shè)備上可以制造不同的產(chǎn)品，亦即這臺(tái)設(shè)備可變換操作以便適應(yīng)不同形態(tài)的產(chǎn)品。在現(xiàn)代化汽車(chē)工廠中，最壯觀的要算是點(diǎn)焊機(jī)器人組成的車(chē)身焊裝線。數(shù)以百計(jì)的機(jī)器人將焊鉗伸到指定的位置干凈利落地焊好車(chē)身的每一個(gè)部位。制造柔性化是指在同一臺(tái)設(shè)備上可以制造不同的產(chǎn)品，亦即這臺(tái)

2．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)是借助于計(jì)算機(jī)而用圖像、音響、觸感等模擬尚未成為現(xiàn)實(shí)的事件。在產(chǎn)品現(xiàn)代化開(kāi)發(fā)過(guò)程中(包括設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制等)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用尤為廣泛。在汽車(chē)尚未生產(chǎn)出來(lái)之前，就可以虛擬一輛概念車(chē)以供研究，還可以看到它在真實(shí)的街道中行駛的情況。2．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)和安裝一條自動(dòng)化裝配線，耗資巨大，需要有多種方案反復(fù)比較，可以先用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把點(diǎn)焊機(jī)器人、車(chē)身部件和各種設(shè)備拼成虛擬的裝配線進(jìn)行演習(xí)，以求得最佳搭配方案。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)破壞性項(xiàng)目的研究更能顯示出優(yōu)越性，如撞車(chē)試驗(yàn)和武器試驗(yàn)等。在開(kāi)發(fā)一種新車(chē)型的過(guò)程中，若能用虛擬的撞車(chē)試驗(yàn)代替許多實(shí)車(chē)碰撞試驗(yàn)，不但能節(jié)省大筆資金，而且還可以縮短研究開(kāi)發(fā)周期，如圖3-27所示。像發(fā)射火星探測(cè)器這樣的重大項(xiàng)目，不可能進(jìn)行發(fā)射試驗(yàn)，預(yù)先采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬其發(fā)射及在火星表面著陸的情況，就可以解決許多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。設(shè)計(jì)和安裝一條自動(dòng)化裝配線，耗資巨大，需要有多種方案反復(fù)圖3-27虛擬撞車(chē)試驗(yàn)圖3-27虛擬撞車(chē)試驗(yàn)

3．并行工程并行工程(SE)或稱(chēng)同時(shí)同步工程，是指產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)不采用串接方式而采用同時(shí)并舉方式。汽車(chē)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，包括規(guī)劃、造型、技術(shù)設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)、生產(chǎn)準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)。如果采取串接方式，每個(gè)先行環(huán)節(jié)結(jié)束才著手后續(xù)環(huán)節(jié)，若每個(gè)環(huán)節(jié)需要1年，則總共需要6年。由此可見(jiàn)，很有必要使后續(xù)環(huán)節(jié)提前執(zhí)行，縮短開(kāi)發(fā)周期，使產(chǎn)品能夠迅速投放市場(chǎng)從而使企業(yè)具有靈活的開(kāi)發(fā)應(yīng)變能力，以便在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得主動(dòng)的有利地位。3．并行工程在現(xiàn)代化的開(kāi)發(fā)技術(shù)支持下，先行環(huán)節(jié)完全可以為后續(xù)環(huán)節(jié)的提前執(zhí)行提供必要的條件。例如，造型部門(mén)及早確定車(chē)身外形的數(shù)學(xué)模型，就使得技術(shù)設(shè)計(jì)、工程分析、沖膜制造等環(huán)節(jié)有了依據(jù)而提前執(zhí)行并且逐步開(kāi)展。例如福特汽車(chē)公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系(FPDS)中的C3P體制，就是一個(gè)組織嚴(yán)密的開(kāi)發(fā)技術(shù)支持系統(tǒng)?！癈3”是指CAD、CAE和CAM，“P”是指PIM——產(chǎn)品信息管理?！癈3”和“P”四方面的有機(jī)結(jié)合，就使得所有的工作匯集成統(tǒng)一決策的整體。在現(xiàn)代化的開(kāi)發(fā)技術(shù)支持下，先行環(huán)節(jié)完全可以為后續(xù)環(huán)節(jié)的提第四節(jié)汽車(chē)使用性能及指標(biāo)汽車(chē)的使用性能是指汽車(chē)滿足使用要求的程度，也是衡量汽車(chē)性能好壞的重要指標(biāo)。汽車(chē)的使用性能包括：動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性、乘坐舒適性、通過(guò)性、安全性、可靠性和耐久性等。由于汽車(chē)的種類(lèi)繁多，需要滿足的使用要求亦各不相同，在設(shè)計(jì)汽車(chē)時(shí)往往有針對(duì)性地滿足一、兩項(xiàng)主要性能而把其他性能放在較次要的位置。例如，普及型家用轎車(chē)需要強(qiáng)調(diào)燃料經(jīng)濟(jì)性，競(jìng)賽汽車(chē)則強(qiáng)調(diào)動(dòng)力性而把燃料經(jīng)濟(jì)性放到較次要的地位。由此可見(jiàn)，要評(píng)價(jià)一輛汽車(chē)的優(yōu)劣，就需要辨證地考慮各方面的因素。第四節(jié)汽車(chē)使用性能及指標(biāo)

一、汽車(chē)的動(dòng)力性汽車(chē)屬于高效率的運(yùn)輸工具，運(yùn)輸效率的高低在很大程度上取決于汽車(chē)的動(dòng)力性。隨著我國(guó)高等級(jí)公路里程的增長(zhǎng)，公路路況的改善，汽車(chē)的動(dòng)力性越發(fā)顯得重要。汽車(chē)的動(dòng)力性是指汽車(chē)在良好路面上直線行駛時(shí)所能達(dá)到的平均行駛速度。它主要由下列三個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量：汽車(chē)的最高速度、汽車(chē)的加速能力和汽車(chē)的爬坡能力。一、汽車(chē)的動(dòng)力性

1．汽車(chē)的最高速度汽車(chē)的最高速度是指汽車(chē)以廠定最大總質(zhì)量狀態(tài)在風(fēng)速≤3m/s的條件下，在干燥、清潔、水平的良好路面(混凝土或?yàn)r青)上能達(dá)到的最高穩(wěn)定行駛速度。最高車(chē)速與汽車(chē)所選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比以及車(chē)輪半徑的大小有關(guān)。在設(shè)計(jì)汽車(chē)時(shí)要考慮道路條件與交通情況。在道路設(shè)計(jì)時(shí)，也規(guī)定了道路的持續(xù)車(chē)速和最高車(chē)速。1．汽車(chē)的最高速度

2．汽車(chē)的加速能力汽車(chē)的加速能力是指汽車(chē)在行駛中迅速增加行駛速度的能力，通常用汽車(chē)的加速時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。加速時(shí)間是指汽車(chē)以廠定最大總質(zhì)量狀態(tài)在風(fēng)速≤3m/s的條件下，在干燥、清潔、水平的良好路面(混凝土或?yàn)r青)上，由某一低速加速到某一高速所需的時(shí)間。汽車(chē)的加速時(shí)間可分為原地起步加速時(shí)間和超車(chē)加速時(shí)間。2．汽車(chē)的加速能力

1)原地起步加速時(shí)間原地起步加速時(shí)間亦稱(chēng)起步換擋加速時(shí)間，是指用規(guī)定的低擋起步，以最大的加速度(包括選擇適當(dāng)?shù)膿Q擋時(shí)機(jī))逐步換到最高擋后，加速至某一速度(例如100km/h)所需的時(shí)間，或用規(guī)定的低擋起步，以最大的加速度逐步換到最高擋后，達(dá)到某一距離(例如400m)所需的時(shí)間，起步加速時(shí)間越短，動(dòng)力性越好。1)原地起步加速時(shí)間

2)超車(chē)加速時(shí)間超車(chē)加速時(shí)間亦稱(chēng)直接擋加速時(shí)間，指用最高擋或次高擋，由某一預(yù)定車(chē)速開(kāi)始，全力加速到某一高速所需的時(shí)間，超車(chē)加速時(shí)間越短，表明汽車(chē)的超車(chē)能力越強(qiáng)，亦即在車(chē)流密度大的情況下有較好的機(jī)動(dòng)性。因?yàn)槌?chē)時(shí)汽車(chē)與被超車(chē)輛并行，容易發(fā)生安全事故，所以超車(chē)加速能力強(qiáng)，并行的時(shí)間就短，行駛就安全。2)超車(chē)加速時(shí)間

3．汽車(chē)的爬坡能力汽車(chē)的爬坡能力通常用最大爬坡度來(lái)表示，是指汽車(chē)滿載時(shí)，在良好路面上以最低擋所能爬上的最大爬坡度，用i來(lái)表示。如果汽車(chē)能爬上的角度為θ度的坡，則i＝tanθ×100%?？紤]到各種道路條件，普通汽車(chē)的最大爬坡度都不小于30%(即16.7°左右)，越野車(chē)的最大爬坡度可達(dá)60%(即30°左右)或更高。汽車(chē)的動(dòng)力性是汽車(chē)各種性能最基本的一種，也是提高運(yùn)輸效率所必須具備的性能。3．汽車(chē)的爬坡能力

二、燃油經(jīng)濟(jì)性汽車(chē)的主要能源是石油產(chǎn)品中的汽油和柴油，隨著各國(guó)石油的短缺，汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性越發(fā)顯得重要，汽車(chē)的省油與否直接影響到人們的經(jīng)濟(jì)生活。汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性常用一定工況下汽車(chē)行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車(chē)行駛的里程來(lái)衡量。在我國(guó)及歐洲采用的指標(biāo)是汽車(chē)行駛100km消耗多少升燃料(L/100km)，而美國(guó)的指標(biāo)是消耗每加侖燃料能夠行駛多少英里(MPG)。二、燃油經(jīng)濟(jì)性由于影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的因素很多，因而測(cè)定汽車(chē)燃料消耗的試驗(yàn)方法也不少。首先必須制定被測(cè)試的保養(yǎng)、調(diào)整規(guī)范及所用燃料、潤(rùn)滑油的規(guī)格，其次規(guī)定行駛的道路、操作方式、氣候等。例如在良好的水平的直線道路上測(cè)定汽車(chē)的等速百公里油耗，或在各種道路上行駛并測(cè)定汽車(chē)的綜合油耗等，更多的是在底盤(pán)測(cè)功試驗(yàn)臺(tái)上模擬路試來(lái)檢測(cè)其燃油消耗量。由于影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的因素很多，因而測(cè)定汽車(chē)燃料消耗的

三、制動(dòng)性汽車(chē)的制動(dòng)性直接關(guān)系到行車(chē)安全，重大交通事故往往與制動(dòng)距離太長(zhǎng)，緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生側(cè)滑等情況有關(guān)。隨著行車(chē)速度的提高，汽車(chē)的制動(dòng)性對(duì)保障交通安全尤顯重要。汽車(chē)的制動(dòng)性，是指汽車(chē)行駛時(shí)能在短距離內(nèi)迅速停車(chē)且維持行駛方向穩(wěn)定和在下長(zhǎng)坡時(shí)能維持一定車(chē)速，以及在坡道上長(zhǎng)時(shí)間保持停駐的能力。三、制動(dòng)性只有在保證行車(chē)安全的前提下才能充分發(fā)揮汽車(chē)的其他使用性能，汽車(chē)的制動(dòng)性不僅取決于汽車(chē)本身制動(dòng)系統(tǒng)的性能，還與汽車(chē)的行駛性能、輪胎的特性、道路的附著條件以及與制動(dòng)操作有關(guān)的人體工程特性有密切關(guān)系。汽車(chē)的制動(dòng)性能主要由制動(dòng)效能、制動(dòng)效能的恒定性和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性三方面來(lái)評(píng)價(jià)。只有在保證行車(chē)安全的前提下才能充分發(fā)揮汽車(chē)的其他使用性能

1．制動(dòng)效能制動(dòng)效能是指汽車(chē)迅速減速直至停車(chē)的能力，可用制動(dòng)力、制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度或制動(dòng)時(shí)間來(lái)評(píng)定。最直觀的方法是用制動(dòng)距離，即汽車(chē)在良好路面上以一定初速度制動(dòng)到停車(chē)的距離來(lái)衡量，制動(dòng)距離越短制動(dòng)性能就越好。1．制動(dòng)效能

2．制動(dòng)效能的恒定性制動(dòng)效能的恒定性是指汽車(chē)在高速制動(dòng)、短時(shí)間重復(fù)制動(dòng)或下長(zhǎng)坡連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)的效能是否保持恒定。汽車(chē)高速時(shí)制動(dòng)或汽車(chē)下長(zhǎng)坡時(shí)連續(xù)制動(dòng)，剎車(chē)副因溫度升高(可超過(guò)600℃)，摩擦系數(shù)下降，摩擦力矩減小，從而使制動(dòng)效能降低，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱衰退現(xiàn)象。選用優(yōu)質(zhì)的摩擦材料，改進(jìn)制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和散熱方式等辦法有助于提高制動(dòng)效能的恒定性。盤(pán)式制動(dòng)器由于容易散熱，制動(dòng)效能的恒定性較好。2．制動(dòng)效能的恒定性

3．制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性即汽車(chē)制動(dòng)時(shí)不發(fā)生跑偏、側(cè)滑甚至失去轉(zhuǎn)向能力的性能。汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)速度很快下降，甚至可能停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即車(chē)輪抱死，此時(shí)汽車(chē)仍依靠慣性向前沖，車(chē)輪與地面之間就產(chǎn)生滑移，在路面上留下制動(dòng)印痕。剎車(chē)時(shí)如前輪抱死，汽車(chē)將失去轉(zhuǎn)向能力；若后輪抱死，則汽車(chē)可能發(fā)生后軸側(cè)滑(甩尾)，嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)汽車(chē)急劇掉頭現(xiàn)象?？梢?jiàn)，在車(chē)輪抱死時(shí)，會(huì)影響汽車(chē)制動(dòng)時(shí)方向的穩(wěn)定性。3．制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性四、操縱穩(wěn)定性汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性能是指駕駛員以最少的修正而能維持汽車(chē)按給定的路線行駛，以及按駕駛員的愿望轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)以改變汽車(chē)行駛方向的性能，而且當(dāng)遇到外界干擾(如側(cè)向力、轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力等)時(shí)，汽車(chē)能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性能好，汽車(chē)就容易操縱。四、操縱穩(wěn)定性

五、行駛平順性和乘坐舒適性行駛平順性是指汽車(chē)隔離不平路面激發(fā)振動(dòng)的性能。不平路面激發(fā)的振動(dòng)會(huì)使乘客感到不舒服和疲勞，或使運(yùn)載的貨物損壞，還會(huì)縮短汽車(chē)零部件的壽命。顯然，駕駛員和乘客的疲勞，運(yùn)輸貨物的完好，車(chē)輛在不平路面上的運(yùn)行速度，以及車(chē)架、車(chē)身和懸架裝置的動(dòng)載荷均取決于汽車(chē)行駛的平順性。汽車(chē)可以通過(guò)彈性輪胎、懸架、座墊等隔離路面?zhèn)鱽?lái)的沖擊，使其控制在人的舒適范圍內(nèi)。表征汽車(chē)行駛平順性的結(jié)構(gòu)參數(shù)有：汽車(chē)質(zhì)量分配系數(shù)、懸架輪胎的換算剛度、懸架質(zhì)量和非懸架質(zhì)量之比、客車(chē)座位布置等。五、行駛平順性和乘坐舒適性

六、通過(guò)性通過(guò)性是指汽車(chē)在一定的載重下能夠以足夠高的平均速度通過(guò)各種壞路、無(wú)路地段和克服各種自然障礙(陡坡、臺(tái)階、壕溝等)的能力。汽車(chē)的通過(guò)性能與汽車(chē)的底盤(pán)參數(shù)、車(chē)身幾何參數(shù)，以及汽車(chē)的動(dòng)力性、操縱性等密切相關(guān)。通過(guò)性可分輪廓通過(guò)性、支承通過(guò)性和機(jī)動(dòng)性三種。六、通過(guò)性

1．輪廓通過(guò)性輪廓通過(guò)性是表征車(chē)輛通過(guò)坎坷不平路段、各種自然障礙的運(yùn)行能力。評(píng)價(jià)車(chē)輛輪廓通過(guò)性的主要參數(shù)是：最小離地間隙、縱向通過(guò)半徑、橫向通過(guò)半徑、接近角、離去角等。由于汽車(chē)與地面間的間隙不足而被地面托住、無(wú)法通過(guò)的情況，稱(chēng)為間隙失效。當(dāng)汽車(chē)中間底部的零部件碰到地面而被頂住時(shí)，稱(chēng)為頂起失效。當(dāng)汽車(chē)前端或尾部觸及地面而不能通過(guò)時(shí)，則分別稱(chēng)為觸頭失效或托起失效。1．輪廓通過(guò)性

2．支承通過(guò)性支承通過(guò)性是表征車(chē)輛在松軟土壤、雪地、冰面、沙漠、滑溜路面上的運(yùn)行能力。評(píng)價(jià)車(chē)輛支承通過(guò)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)是：附著重力、附著系數(shù)及車(chē)輪接地比壓(車(chē)輪對(duì)地面的單位壓力)。2．支承通過(guò)性

3．機(jī)動(dòng)性車(chē)輛機(jī)動(dòng)性是指車(chē)輛在最小面積內(nèi)活動(dòng)的能力。機(jī)動(dòng)性在很大程度上表征了車(chē)輛能夠通過(guò)狹窄彎曲地帶或繞開(kāi)不可越過(guò)的障礙物的能力，因此車(chē)輛的通過(guò)性也受機(jī)動(dòng)性制約。而車(chē)輛裝卸貨點(diǎn)的場(chǎng)地尺寸、停車(chē)庫(kù)(場(chǎng))通道寬度、車(chē)輛維修作業(yè)所需的場(chǎng)地面積與車(chē)輛的機(jī)動(dòng)性密切相關(guān)，尤其是汽車(chē)列車(chē)，其通過(guò)性對(duì)列車(chē)的使用方便性有很大的影響。車(chē)輛機(jī)動(dòng)性主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有：前外輪最小轉(zhuǎn)彎直徑、轉(zhuǎn)彎通道寬度及突伸距和內(nèi)輪差。3．機(jī)動(dòng)性

七、安全性安全性是指汽車(chē)在行駛時(shí)避免發(fā)生碰撞事故以及碰撞后可減輕損失或傷亡的性能。所謂碰撞事故是指汽車(chē)與行人、與非機(jī)動(dòng)車(chē)輛、與障礙物或汽車(chē)與汽車(chē)的碰撞，包括翻車(chē)時(shí)與地面的碰刮以及因碰撞造成燃油泄漏又間接引起的火災(zāi)或燒傷。七、安全性

八、可靠性和耐久性汽車(chē)的可靠性和耐久性是評(píng)價(jià)汽車(chē)技術(shù)水平的綜合性的使用性能?？煽啃院湍途眯缘暮x有相似之處，但可靠性是正對(duì)故障而言，而耐久性是指使用壽命的長(zhǎng)短。八、可靠性和耐久性

1．汽車(chē)的可靠性可靠性是指汽車(chē)在正常條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成必要工作的能力。汽車(chē)的可靠性主要取決與零件的剛度、主要部件結(jié)構(gòu)的合理性、機(jī)構(gòu)調(diào)整的穩(wěn)定性，主要機(jī)構(gòu)總成的技術(shù)水平、制造工藝水平和質(zhì)量以及使用水平(駕駛水平、維修保養(yǎng)技術(shù)水平和質(zhì)量)等。汽車(chē)可靠性常用指標(biāo)有：平均首次故障里程、平均故障間隔里程、故障率和當(dāng)量故障率。1．汽車(chē)的可靠性如果汽車(chē)的零部件在規(guī)定的使用期限內(nèi)不能保證性能要求，就稱(chēng)為“故障”或“不可靠”。故障包括如下情況：零部件不工作、動(dòng)作不穩(wěn)或性能降低。故障又分為突發(fā)性和漸衰性兩種表現(xiàn)形式。汽車(chē)零部件產(chǎn)生故障后，有的經(jīng)過(guò)維修后仍可保證性能要求，而有的則不可能維修而報(bào)廢。零部件從開(kāi)始正常工作直至不能正常工作而報(bào)廢的整個(gè)過(guò)程稱(chēng)為使用壽命，可用零部件的工作時(shí)間或汽車(chē)的行駛里程去衡量。如果汽車(chē)的零部件在規(guī)定的使用期限內(nèi)不能保證性能要求，就稱(chēng)

2．汽車(chē)的耐久性耐久性是指汽車(chē)在規(guī)定的使用和維修條件下，達(dá)到某種技術(shù)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極限時(shí)完成規(guī)定功能的能力。汽車(chē)極限技術(shù)狀況，是指汽車(chē)技術(shù)狀況參數(shù)達(dá)到了技術(shù)文件規(guī)定的極限值的狀況。2．汽車(chē)的耐久性

3．汽車(chē)的使用壽命汽車(chē)的使用壽命是指新車(chē)開(kāi)始使用，直至注銷(xiāo)為止的使用延續(xù)時(shí)間(或行程)。汽車(chē)使用壽命一般以其工作年限計(jì)或其累計(jì)行駛里程計(jì)。汽車(chē)的使用壽命可分為：技術(shù)使用壽命、經(jīng)濟(jì)使用壽命和合理使用壽命。3．汽車(chē)的使用壽命復(fù)?習(xí)?思?考?題1．簡(jiǎn)述汽車(chē)設(shè)計(jì)的過(guò)程。2．技術(shù)設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？3．什么是最優(yōu)化設(shè)計(jì)？4．汽車(chē)的試驗(yàn)方法有哪些？簡(jiǎn)述其重要性。5．汽車(chē)風(fēng)洞試驗(yàn)形式有哪些？有什么作用？6．汽車(chē)的制造方法有哪些？7．研究表明汽車(chē)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模是多少？8．現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術(shù)有哪些？9．汽車(chē)的使用性能有哪些？10．汽車(chē)制動(dòng)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)是什么？復(fù)?習(xí)?思?考?題第三章汽車(chē)性能簡(jiǎn)介第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)第二節(jié)汽車(chē)試驗(yàn)第三節(jié)汽車(chē)的制造第四節(jié)汽車(chē)使用性能及指標(biāo)復(fù)習(xí)思考題第三章汽車(chē)性能簡(jiǎn)介第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)師的作用所謂設(shè)計(jì)，是根據(jù)一定的要求而進(jìn)行構(gòu)思，并且用恰當(dāng)?shù)姆椒?，如文字、圖樣、模型等表達(dá)出來(lái)。這里有兩重意思，不妨以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例：第一，為了滿足使用者對(duì)產(chǎn)品的要求，設(shè)計(jì)師必須進(jìn)行創(chuàng)造性的思考，以確定產(chǎn)品的形態(tài)；第二，為了使制造者了解產(chǎn)品的形態(tài)，設(shè)計(jì)師還必須以恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)方式。第一節(jié)汽車(chē)的設(shè)計(jì)如圖紙、說(shuō)明書(shū)等反映自己的構(gòu)思?，F(xiàn)代化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與手工業(yè)時(shí)代的生產(chǎn)方式有本質(zhì)的差別。手工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)造者獨(dú)自一人包攬構(gòu)想和制作，不存在現(xiàn)代化生產(chǎn)那種設(shè)計(jì)與制造分工配合的方式，因而不需要對(duì)別人表達(dá)自己的構(gòu)想。手工業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)造者為了顯示自己巧妙的構(gòu)想和精湛的技藝以提高產(chǎn)品的價(jià)值，往往選用名貴的材料，并刻意追求精雕細(xì)琢和繁雜的紋樣裝飾。如圖紙、說(shuō)明書(shū)等反映自己的構(gòu)思?，F(xiàn)代化產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與手這種“巧奪天工，舉世無(wú)雙”的手工業(yè)產(chǎn)品只能供少數(shù)有錢(qián)人享用，不能服務(wù)于廣大人民群眾。遺憾的是，中國(guó)幾千年來(lái)涌現(xiàn)過(guò)無(wú)數(shù)“巧奪天工”的佳作，卻沒(méi)有使國(guó)家繁榮富強(qiáng)，沒(méi)有改變?nèi)嗣褙毟F落后的面貌。只有發(fā)展現(xiàn)代化的工業(yè)技術(shù)，才是真正強(qiáng)國(guó)富民的康莊大道。設(shè)計(jì)，是工業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分，是國(guó)家繁榮昌盛的支柱之一。這種“巧奪天工，舉世無(wú)雙”的手工業(yè)產(chǎn)品只能供少數(shù)有錢(qián)人享在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)是第一步，其工作量只占產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全部工作量的10%，成本只占5%左右，但卻決定了產(chǎn)品成敗的命運(yùn)。美國(guó)哈佛大學(xué)著名的“影子理論”生動(dòng)地反映了與產(chǎn)品品質(zhì)有關(guān)的設(shè)計(jì)、材料、勞動(dòng)、行政管理四個(gè)方面所投入的成本及其所產(chǎn)生的影響，如圖3-1所示。設(shè)計(jì)雖然只占成本的5%，而它對(duì)產(chǎn)品的影響卻占70%，可見(jiàn)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的影響是至關(guān)重要的。在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，設(shè)計(jì)是第一步，其工作量只占產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全部工圖3-1哈佛大學(xué)影子理論圖3-1哈佛大學(xué)影子理論汽車(chē)是一件非常復(fù)雜的產(chǎn)品，即使是最富有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)最淵博的設(shè)計(jì)師，也不可能深入了解汽車(chē)上每一個(gè)細(xì)節(jié)，更不可能由一個(gè)人獨(dú)自包攬全部設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)師們必須有不同的分工，相互配合?？傇O(shè)計(jì)師、主任設(shè)計(jì)師、普通設(shè)計(jì)師分別在不同崗位上各自發(fā)揮作用，形成一個(gè)組織嚴(yán)密的工作群體。譬如，福特汽車(chē)公司就很善于從不同的部門(mén)抽調(diào)各種專(zhuān)家組成跨部門(mén)的設(shè)計(jì)小組，以解決單個(gè)部門(mén)無(wú)法處理的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，一個(gè)成功的設(shè)計(jì)，不僅是每個(gè)設(shè)計(jì)師良好素質(zhì)的體現(xiàn)，而且是強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)師們的配合協(xié)作的集體成果。汽車(chē)是一件非常復(fù)雜的產(chǎn)品，即使是最富有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)最淵博的

二、汽車(chē)的設(shè)計(jì)過(guò)程

1．產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規(guī)劃在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)始技術(shù)設(shè)計(jì)之前，必須制訂產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規(guī)劃。根據(jù)國(guó)家的需要或企業(yè)發(fā)展的需要，由國(guó)家機(jī)關(guān)或企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)開(kāi)發(fā)指令。首先，必須確定具體的車(chē)型，亦即打算生產(chǎn)什么樣的汽車(chē)。其次是進(jìn)行可行性分析，根據(jù)使用調(diào)查、市場(chǎng)情況、技術(shù)條件、工藝分析、成本核算等，預(yù)測(cè)產(chǎn)品是否符合需求，是否符合工廠的技術(shù)工藝能力，是否對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和企業(yè)有利。二、汽車(chē)的設(shè)計(jì)過(guò)程

2．初步設(shè)計(jì)汽車(chē)初步設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是構(gòu)造汽車(chē)的形狀，或稱(chēng)初步造型設(shè)計(jì)，包括如下內(nèi)容：

1)汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)所謂總布置設(shè)計(jì)，是將汽車(chē)各個(gè)總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢茫员ＷC各總成運(yùn)轉(zhuǎn)相互協(xié)調(diào)、乘坐舒適和裝卸方便。為了保證汽車(chē)各部分之間合理的相互關(guān)系，需要定出許多重要的控制尺寸——稱(chēng)為“硬點(diǎn)”。2．初步設(shè)計(jì)

2)效果圖效果圖是表現(xiàn)汽車(chē)造型效果的圖畫(huà)。造型設(shè)計(jì)師根據(jù)總布置設(shè)計(jì)所定出的汽車(chē)尺寸和基本形狀，就可勾畫(huà)出汽車(chē)的具體形象。2)效果圖效果圖又分為構(gòu)思草圖和彩色效果圖兩種。構(gòu)思草圖是記錄造型設(shè)計(jì)師靈感的速寫(xiě)畫(huà)，如圖3-2所示。彩色效果圖是在構(gòu)思草圖的基礎(chǔ)上繪制的較正規(guī)的繪畫(huà)，需要正確的比例、透視關(guān)系和表達(dá)質(zhì)感。彩色效果圖包括外形效果圖(如圖3-3所示)、室內(nèi)效果圖(如圖3-4所示)和局部效果圖(如圖3-5所示)，其作用是供選型討論和審查。效果圖的表現(xiàn)技法多種多樣：可采用鉛筆、鋼筆，也可采用毛筆(水彩畫(huà)或水粉畫(huà))等，而目前較流行的是混合技法——用塑料記號(hào)筆(又稱(chēng)麥克筆)描畫(huà)、噴筆噴染、以及涂抹、遮擋等同時(shí)并用的技法。只要效果良好，表現(xiàn)技法可不拘一格。效果圖又分為構(gòu)思草圖和彩色效果圖兩種。構(gòu)思草圖是記錄造型圖3-2構(gòu)思草圖圖3-2構(gòu)思草圖圖3-3外形效果圖圖3-3外形效果圖圖3-4室內(nèi)效果圖圖3-4室內(nèi)效果圖圖3-5局部效果圖圖3-5局部效果圖3)縮小比例模型圖3-6造型設(shè)計(jì)師正在塑制轎車(chē)的縮比模型縮小比例模型是在構(gòu)架上涂敷造型泥雕塑而成的。轎車(chē)縮比模型常用1∶5的比例，亦即是真車(chē)尺寸的1/5。英美等國(guó)采用英制尺寸，模型的比例是3/8，如圖3-6所示。造型泥是一種油性混合物，又稱(chēng)油泥，在常溫下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前需經(jīng)烘烤。3)縮小比例模型圖3-6造型設(shè)計(jì)師正在塑制轎車(chē)的縮比模型圖3-6造型設(shè)計(jì)師正在塑制轎車(chē)的縮比模型縮小比例模型是在彩色效果圖的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步表達(dá)造型構(gòu)思，具有立體(三維)形象，比效果圖(二維)更有真實(shí)感，要求比例嚴(yán)格、曲線流暢、曲面光順。雕塑一個(gè)縮小比例汽車(chē)模型，需要從各個(gè)角度審視，反復(fù)推敲，精工細(xì)雕，因而很難在兩、三天內(nèi)完成?？s小比例模型是在彩色效果圖的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步表達(dá)造型構(gòu)思，4)選型討論會(huì)經(jīng)過(guò)初步設(shè)計(jì)，繪制出一批彩色效果圖和塑制出幾個(gè)縮小比例模型，就可以召開(kāi)選型討論會(huì)。會(huì)議的目的是從若干個(gè)造型方案中選擇出一個(gè)合適的車(chē)型方案，以便作為技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。選型討論會(huì)主要討論審美問(wèn)題，但也涉及結(jié)構(gòu)、工藝等方面，故通常由負(fù)責(zé)人召集造型設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師和工藝師等參加會(huì)議，如圖3-7所示。選型討論會(huì)結(jié)束，說(shuō)明選定的車(chē)型的造型構(gòu)思基本成熟，汽車(chē)初步設(shè)計(jì)亦結(jié)束。4)選型討論會(huì)圖3-7紅旗轎車(chē)選型討論會(huì)圖3-7紅旗轎車(chē)選型討論會(huì)

3．技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)包括確定汽車(chē)造型和確定汽車(chē)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。選型討論會(huì)選定的車(chē)型方案需要制成空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒桓讹L(fēng)洞試驗(yàn)，驗(yàn)證其形狀是否合理，提出修改意見(jiàn)。3．技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)階段的造型工作包括以下幾個(gè)方面：

1)膠帶圖膠帶圖是用細(xì)窄的彩色不干膠紙帶粘貼成的1∶1(全尺寸)汽車(chē)整車(chē)圖樣，可表達(dá)零部件形狀及外形曲線，如圖3-8所示。膠帶圖的外形曲線數(shù)據(jù)取自選定的縮小比例模型，可用來(lái)審查整車(chē)外形曲線的全貌。如發(fā)現(xiàn)某條曲線不美觀或不符合要求，可將膠帶揭起重新粘貼，直到滿意為止。膠帶圖完成后，縮小比例模型放大的曲線又經(jīng)過(guò)進(jìn)一步修訂。技術(shù)設(shè)計(jì)階段的造型工作包括以下幾個(gè)方面：圖3-8膠帶圖圖3-8膠帶圖

2)?1∶1整車(chē)外形效果圖單純由縮小比例的繪畫(huà)表達(dá)汽車(chē)的外形效果尚嫌不夠，還需要繪制等大尺度(全尺寸)的彩色效果圖?，F(xiàn)代造型設(shè)計(jì)非常重視等大的尺度感?？s小比例圖樣和全尺寸圖樣的真實(shí)感是截然兩樣的。縮比模型上某些圓角和曲線看上去很小巧雅致，放大5倍后就顯得笨拙臃腫。因此，汽車(chē)形狀的最后確定，不能從縮小比例的圖樣或模型直接放大，而應(yīng)經(jīng)過(guò)1∶1效果圖和1∶1模型的修正，以符合等大的尺度感和審美要求。2)?1∶1整車(chē)外形效果圖

3)?1∶1外部模型1∶1外部模型是汽車(chē)外形定型的首要依據(jù)。根據(jù)縮比模型的放大數(shù)據(jù)，結(jié)合膠帶圖和1∶1效果圖的修訂情況，就可以制造1∶1外部模型。這個(gè)模型是在一個(gè)帶有車(chē)輪的構(gòu)架上涂敷造型泥而雕塑成。由于采用數(shù)以噸計(jì)的造型泥，并雕塑得細(xì)致、平整、光順，所以制造一個(gè)1∶1外部模型的時(shí)間很長(zhǎng)，通常需要幾個(gè)星期。1∶1外部模型需要集中各個(gè)設(shè)計(jì)步驟的反饋意見(jiàn)，加以精工修飾而完成。將模型放置在燈光下看，其逼真程度幾乎與真車(chē)無(wú)異，如圖3-9所示。3)?1∶1外部模型圖3-91∶1外部模型圖3-91∶1外部模型

4)?1∶1內(nèi)部模型1∶1內(nèi)部模型用以審視汽車(chē)內(nèi)部造型效果和檢驗(yàn)汽車(chē)內(nèi)部尺寸。1∶1內(nèi)部模型與1∶1外部模型同時(shí)制作，其設(shè)計(jì)和尺寸相互配合。1∶1內(nèi)部模型的形狀、色彩、覆飾物的質(zhì)感和紋理都應(yīng)制造得十分逼真，使人具有置身于真車(chē)室內(nèi)的感覺(jué)。為了獲得一個(gè)極優(yōu)秀的汽車(chē)室內(nèi)設(shè)計(jì)，對(duì)1∶1內(nèi)部模型反復(fù)推敲，精工制造，力求逼真，是十分必要的。一些高級(jí)轎車(chē)，其外觀固然不凡，但內(nèi)部設(shè)施更為豪華考究，對(duì)內(nèi)部設(shè)計(jì)及其模型的重視程度，甚至比外形設(shè)計(jì)及其模型的精工細(xì)作有過(guò)之而無(wú)不及。如圖3-10所示。4)?1∶1內(nèi)部模型圖3-101∶1內(nèi)部模型圖3-101∶1內(nèi)部模型

5)造型的審批1∶1外部模型、內(nèi)部模型、效果圖完成后，需要交付最高領(lǐng)導(dǎo)審批，使汽車(chē)造型最終定型。汽車(chē)造型設(shè)計(jì)是促進(jìn)汽車(chē)銷(xiāo)路的重要競(jìng)爭(zhēng)手段，受到最高領(lǐng)導(dǎo)的重視和社會(huì)普遍關(guān)注。大公司為了擊敗對(duì)手而采用頻繁更換車(chē)型的手段。5)造型的審批汽車(chē)造型審定后，就可以著手進(jìn)行汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定汽車(chē)整車(chē)、部件(總成)和零件的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)師需要考慮由哪些部件組合成整車(chē)，又由哪些零件組合成部件。按照零件所使用的材料，可分為金屬材料和非金屬材料兩大類(lèi)。確定汽車(chē)零件的形狀，也要花費(fèi)設(shè)計(jì)師許多心血。設(shè)計(jì)師必須把所設(shè)計(jì)的汽車(chē)結(jié)構(gòu)用圖紙表達(dá)出來(lái)。在零件裝配成部件時(shí)，零件與鄰近零件之間的尺寸必須相互適應(yīng)。汽車(chē)造型審定后，就可以著手進(jìn)行汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師必須無(wú)條件地執(zhí)行國(guó)家制定的有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于出口的產(chǎn)品，還必須執(zhí)行外國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，如ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)、SAE(美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì))、JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))、EEC(歐洲經(jīng)濟(jì)共同體)、ECE(歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì))等等的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師必須無(wú)條件地執(zhí)行國(guó)家制定的有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)圖紙繪制成后，需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關(guān)系編成“組”及其下屬的“分組”號(hào)碼。每個(gè)部件、每個(gè)零件及其圖紙都給定一個(gè)編號(hào)，以便于對(duì)全部圖紙進(jìn)行管理。我國(guó)汽車(chē)行業(yè)慣用的編號(hào)方式是采用7位數(shù)字。例如，駕駛室的左