2024年3月17日发(作者:东风标致408官网)
汽车造型设计知识讲座-汽车尺寸
一、外形尺寸参数
汽车设计中由设计师去弥定的外形尺寸包括:长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长
和离地距等。各参数的含义见下图:
二、各级汽车的尺寸标准
弥定汽车尺寸所要考虑的因素主要是机械布局和使用要求,其中机械布局视乎厂家
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。下表为
我根据经验总结的各主要级别(主要乘用车)的常见尺寸范围:
其中我们看到美国车的尺寸比欧、日的标准大很多,这主要是因为美国地大车少,油价
低廉,对于汽车空间的要求远大于对省油性能的要求。日本则正好相反,为了改善道路
拥挤情况,日本政府对汽车的税收等级是以外形尺寸(主要是占地面积长*宽)来划分
的,车身越大使用费用越高。因此日本汽车造型设计所追求的是“空间利用率”,即在有
限的车身尺寸下争取最大的内厢空间。
可以说日本车造得紧凑的目的是为了符合法规;欧洲人也热衷于小型车,但他们造
小车的主要目的是省油和使用方便;而美国人的生活环境决定了他们用不着把汽车造得
太紧凑。
三、如何弥定具体尺寸
确定汽车尺寸首先要服从机械布局,然后要满足各项应有的功能,如必须具备载客、
载货的空间等。下面详谈各尺寸的具体确定方法:
1.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。
2.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。但是
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FIAT MULTIPLA宽度为
2010mm),各位明察即可。
3.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WAGON R),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。
4.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,乘员的坐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做出取
舍,取得适当的平衡。
5.前、后悬
从图一可见:车长=前悬+后悬+轴距。所以轴距越长,前后悬便越短。最短的悬殊
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距来扩大乘
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。例如前横置引擎前轮驱动的轿车,引擎一般会安置在前轴的前方,因此前
悬必须有一定的长度(例一);但前悬也不应过长,以确保爬坡通过性,越野车为了保
证爬坡、越台的能力,前悬都很短(例二);一些高性能跑车的前后悬取值主要是出于
对前后重量平衡和动态重心转移的考虑(例三)。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一些。
6.轮距
轮距直接影响汽车的前后宽度比例。与其它尺寸相比,轮距更受机械布局(尤其是
悬挂系统类型)的影响,是造型设计师需要在很早期就确定的参数。一般轿车的前轮距
比后轮略大(相差约10-50MM),即车身前半部比后半部略宽,这与气流动力学有关
(将在以后详述)。
但一些特殊机械布局的汽车,如法拉利的512TR,由于后轴安放了大型的水平对向
12缸引擎,使其后轮距远大于前轮距,这就需要以特别的造型设计来配合。在操控性方
面,轮距越大,转向极限和稳定性也会提高,很多高性能跑车车身叶子板都向外抛,就
是为了尽量扩大轮距。
7.离地距
离地距即车体最低点与地面的距离。后驱车的离地最低点一般在后轴中央,前驱车
一般在前轴,也有些轿车的离地距最低点在前防撞杆下缘(气流动力学部件)。离地距
必须确保汽车在行走崎岖道路、上下坡时的通过性,即保证不\"刮底\"。但离地距高也意
味着重心高,影响操控性,一般轿车的最低离地距为130mm-200mm,附合正常道路状
况的使用要求。
越野车离地距普遍大于200mm。赛车由于安装了扰流车身部件,并且要降低重心,
离地距可以低至50mm,当然前提是赛车跑道路面平坦,在普通街道上肯定是不可行的。
最后必须补充一下,汽车的长、宽、高、轴距是影响乘坐空间的四要素,但这只是
基础,要在尺寸大的车身上设计出空间充裕的座舱,还必须精心设计车厢轮廓。这就是
所谓的“利用率”问题,而它又与全车的整体布局息息相关,这将在后面的章节中综合介
绍。
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