2024年1月17日发(作者:马自达比本田档次低吗)

汽车设计

目录

序言

1、轿车车身

2、轿车造型和空气动力学

3、导流板和扰流板

5、汽车档风玻璃

6、汽车档风玻璃2

8、现代汽车造型设计

9、轿车车身上三大立柱

车身外型设计两对矛盾

汽车风阻五个组成部分

汽车外形演变

车身关键构件

轿车面漆

汽车噪声

轿车降噪方法

汽车色彩

汽车内饰件材料

内饰件和模块化

汽车木质内饰件

电动玻璃升降器

电动座椅

现代轿车座椅要求

车顶盖

轿车门

车用塑料燃油箱

轿车仪表板总成

轿车前照灯

未来轿车大灯

汽车上雨刮器

现代轿车音响

氙灯——一个新型前大灯

人机工程学和汽车设计

现代轿车设计概况

“优化设计”和轿车产品

材料疲惫——汽车安全大敌

塑料在汽车上应用

镁合金在汽车上应用

车用材料新发展

汽车铝质材料

纳米技术和汽车

车用钢板

新型车身材料

绿色浪潮和汽车

汽车信息化

网络汽车

蓝牙技术和汽车

汽车移动影院和信息化

Wi-Fi和汽车

车载燃料电池

混合动力汽车

汽车保险杠

安全气囊

轿车上安全带

序言

....汽车作为一个商品,首先向大家展示就是它外型,外型是否讨人喜爱直接关系到这款车子甚至汽车商命运。在全球各大汽车企业中,汽车造型工作全部是由企业最高层直接领导。当然除了汽车企业自己设计队伍,还有部分独立、专业汽车设计企业,如著名意大利设计大师乔治亚罗设计企业[ .it]、意大利博通设计室[ .it] 等等。

....好,先让我们看一下什么是汽车造型设计?

....汽车造型设计是依据汽车整体设计多方面要求来塑造最理想车身形状。汽车造型设计是汽车外部和车厢内部造型设计总和。它不是对汽车简单装饰,而是利用艺术手法科学地表现汽车功效、材料、工艺和结构特点。

....汽车造型目标是以其美去吸引和打动观者,使其产生拥有这种车欲望。汽车造型设计即使是车身设计最初步骤,是整车设计最初阶段一项综合构思,但却是决定产品命运关键。汽车造型已成为汽车产品竞争最有力手段之一。

....汽车造型设计需要你掌握哪些知识?

....汽车造型关键包含科学和艺术两大方面。设计师需要知道车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。同时,设计师更需要有高雅艺术品味和丰富艺术知识,如造型视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学等等。另外,汽车作为一个商品,设计师还要考虑成本和用户心理需求。设计师在精通这些知识基础上,不停推陈出新(这是最关键),创作更富魅力汽车形体。

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轿车车身

....早期轿车车身沿用了马车车身结构,整个车身以木材料为主。

19由爱德华巴特首次制成了全金属车身,1925年文森卓.兰西亚发明了承载式车身,车身由钢板冲压成型金属结构件和大型复盖件组成,这种金属结构车身一直沿用至今,得到不停完善和发展。

....汽车车身从整体上分为非承载式车身和承载式车身两种。

....非承载式车身汽车有一刚性车架,又称底盘大梁架。发动机、传动系一部分,车身等总成部件用悬架装置固定在车架上,车架经过前后悬架装置和车轮联接。这种非承载式车身比较粗笨,质量大

,高度高,通常见在货车、客车和越野吉普车上,也有少部分高级轿车使用,因为它含有很好平稳性和

安全性。

....承载式车身汽车没有刚性车架,只是加强了车头,侧围,车尾,底板等部位,发动机、前后悬架、传动系一部分等总成部件装配在车身上设计要求位置,车身负载经过悬架装置传给车轮。

这种承载式车身除了其固有乘载功效外,还要直接承受多种负荷力作用。经过几十年发展和完善,承载式车身不管在安全性还是在稳定性方面全部有很大提升,含有质量小,高度低,没有悬置装置,装配轻易等优点,所以大部分轿车采取了这种车身结构,比如中国生产一汽奥迪、上海桑塔纳等国产轿车均是承载式车身。

....提到轿车车身,不能不提及轿车车身组合装配法。

现在轿车车身全部是采取金属构件和复盖件分块组合,将多种预先制好结构件和复盖件,用焊接和铆接方法进行组合装配。各个车身构件,比如风窗立柱,门立柱、门上横、前后冀子板、前后围板等零部件,除外型要严格符合设计要求外,其配合尺寸也要求一丝不苟。这些零部件中很大部分全部是冲压出来,需要依靠高质量模具来确保。所以说,一辆优良轿车不仅要有好设计技术,更要有好工艺制造手段。

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轿车造型和空气动力学

....空气阻力 众所周知,车速越快阻力越大,空气阻力和汽车速度平方成正比。假如空气阻力占汽车行驶阻力比率很大,会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车动力性能。据测试,一辆以每小时100公里速度行驶汽车,发动机输出功率百分之八十将被用来克服空气阻力,降低空气阻力,就能有效地改善汽车行驶经济性,所以轿车设计师是很重视空气动力学。在介绍轿车性能文章上常常出现“空气阻力系数”就是空气动力学专用名词之一,也是衡量现代轿车性能参数之一。

....空气阻力系数 汽车在行驶中因为空气阻力作用,围绕着汽车重心同时产生纵向,侧向和垂直等三个方向空气动力量,对高速行驶汽车全部会产生不一样影响,其中纵向空气力量是最大空气阻力,大约占整体空气阻力百分之八十以上。它系数值是由风洞测试得出来,和汽车上合成气流速度形成动压力有亲密关系。当车身投影尺寸相同,车身外形不一样或车身表面处理不一样而造成空气动压值不一样,其空气阻力系数也会不一样。因为空气阻力和空气阻力系数成正比关系,现代轿车为了降低空气阻力就必需要考虑降低空气阻力系数。从50年代到70年代初,轿车空气阻力系数维持在0.4至0.6之间。70年代能源危机后,各国为了深入节省能源,降低油耗,全部致力于降低空气阻力系数,现在轿车空气阻力系数通常在0.28至0.4之间。

....轿车外形设计为了降低空气阻力系数,现代轿车外形通常见圆滑流畅曲线去消隐车身上转折线。前围和侧围、前围、侧围和发动机罩,后围和侧围等地方均采取圆滑过渡,发动机罩向前下倾,车尾后箱

盖短而高翘,后冀子板向后收缩,挡风玻璃采取大曲面玻璃,且和车顶园滑过渡,前风窗和水平面夹角通常在25度-33度之间,侧窗和车身相平,前后灯具、门手把嵌入车体内,车身表面尽可能光洁平滑,车底用平整盖板盖住,降低整车高度等等,这些方法有利于降低空气阻力系数。在80年代初问世德国奥迪100C型轿车就是最突出例子,它采取了上述种种方法,其空气阻力系数只有0.3,成为当初商业化轿车外形设计最好典范。

....据试验表明,空气阻力系数每降低百分之十,燃油节省百分之七左右。曾有些人对两种相同质量,相同尺寸,但含有不一样空气阻力系数(分别是0.44和0.25)轿车进行比较,以每小时88公里时速行驶了100公里,燃油消耗后者比前者节省了1.7公升。 考察轿车车形发展史,从本世纪初福特T型箱式车身到30年代中型甲虫型车身,从甲虫型车身到50年代船型车身,从船型车身到80年代楔型车身,直到今天轿车车身模式,每一个车身外形出现,全部不是某一时期单纯工业设计产物,而是伴伴随现代空气动力学技术进步而发展。空气阻力系数在过去轿车手册中从未出现过,今天则是介绍轿车常见术语之一,成为大家十分关注一个参数了

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导流板和扰流板

....现代轿车常常时速已达100公里左右,最高时速更达200公里以上,所以轿车车身设计既要服从空气动力学,要有尽可能低空阻系数,又要采取方法,在车身前后端安装导流板和扰流板,以确保轿车行驶安全。

....在空气动力学上,有法国物理学家贝尔努依证实一条理论:空气流速速度和压力成反比。也就是说,空气流速越快,压力越小;空气流速越慢,压力越大。比如飞机机翼是上面呈正抛物形,气流较快;下面平滑,气流较慢,形成了机翼下压力大于上压力,产生了升力。假如轿车外型和机翼横截面形状相同,在高速行驶中因为车身上下两面气流压力不一样,下面大上面小,这种压力差肯定会产生一个上升力,车速越快压力差越大,上升力也就越大。这种上升力也是空气阻力一个,汽车工程界称为诱导阻力,约占整车空气阻力7%,即使百分比较小,但危害很大。其它空气阻力只是消耗轿车动力,这个阻力不仅消耗动力,还会产生承托力危害轿车行驶安全。因为当轿车时速达成一定数值时,升力就会克服车重而将车子向上托起,降低了车轮和地面附着力,使车子发飘,造成行驶稳定性变差。

....为了降低轿车在高速行驶时所产生升力,汽车设计师除了在轿车外型方面做了改善,将车身整体向前下方倾斜而在前轮上产生向下压力,将车尾改为短平,降低从车顶向后部作用负气压而预防后轮飘浮外,还在轿车前端保险杠下方装上向下倾斜连接板。连接板和车身前裙板联成一体,中间开有适宜进风

口加大气流度,减低车底气压,这种连接板称为导流板。在轿车行李箱盖上后端做成象鸭尾似突出物,将从车顶冲下来气流阻滞一下形成向下作用力,这种突出物称为扰流板。

....还有一个扰流板是大家受到飞机机翼启发而产生,就是在轿车尾端上安装一个和水平方向呈一定角度平行板,这个平行板横截面和机翼横截面相同,只是反过来安装,平滑面在上,抛物面在下,这么车子在行驶中会产生和升力一样性质作用力,只是方向相反,利用这个向下力来抵消车身上升力,从而保障了行车安全。这种扰流板通常安装在时速比较高轿跑车上(参阅图示轿车)。现在不少轿车全部装有导流板和扰流板,藉以提升轿车性能。

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汽车挡风玻璃

尽管汽车业和玻璃业是属于两个不一样领域行业,前者属于机械制造业,后者属于轻工业,但从汽车发展历程来看,二者关系越来越亲密。玻璃技术已经完全渗透了汽车行业之中,成为汽车技术领域中不可缺乏一员。现在,大家总是从汽车安全和外观角度去研究和开发汽车玻璃,不停推出新品种。

汽车玻璃以前挡风玻璃为主。早在80多年前,玻璃已装在美国福特厂出产T型车上,当初是用平板玻璃装在车厢前端,使驾车者免去风吹雨打之苦。从这以后几十年间,玻璃业逐步涉足汽车工业,发明了多个安全玻璃-夹层玻璃、钢化玻璃和区域钢化玻璃等品种,极大地改善了汽车玻璃性能。

其中夹层玻璃是指用一个透明可粘合性塑料膜贴在二层或三层玻璃之间,将塑料强韧性和玻璃坚硬性结合在一起,增加了玻璃抗破碎能力。钢化玻璃是指将一般玻璃淬火使内部组织形成一定内应力,从而使玻璃强度得到加强,在受到冲击破碎时,玻璃会分裂成带钝边小碎块,对乘员不易造成伤害。而区域钢化玻璃是钢化玻璃一个新品种,它经过特殊处理,能够在受到冲击破裂时,其玻璃裂纹仍能够保持一定清楚度,确保驾驶者视野区域不受影响。现在汽车前挡风玻璃以夹层钢化玻璃和夹层区域钢化玻璃为主,能承受较强冲击力。

现代轿车外型发展和玻璃工艺发展息息相关。早在40多年前,轿车前挡风玻璃已经采取单件式弯曲挡风玻璃,并逐步抛弃了平面型挡风玻璃。今天轿车挡风玻璃通常全部做成整体一幅式大曲面型,上下左右全部有一定弧度。这种曲面玻璃不管从加工过程还是从装嵌配合来看,全部是一个技术要求十分高产品,因为它包含到车型、强度、隔热、装配等很多问题。

轿车挡风玻璃采取曲面玻璃,首先从空气动力学角度出发。因为现代轿车正常时速大全部超出100公里,迎面气流流过曲面玻璃能降低涡流和紊流,从而降低空气阻力。加上窗框边缘和车身表面平滑过

渡,玻璃和车身浑然成一体,从视觉上既感到整体协调和美观,又能够降低整车风阻系数。另外,曲面玻璃含有较高强度,能够采取较薄玻璃,对轿车轻量化有一定意义。

现代轿车曲面挡风玻璃要做到弯曲拐角处平整度要高,不能出现光学上畸变,从驾驶座上任何角度观看外面物体均不变形不眩目。以前轿车玻璃通常见整齐条带沿玻璃边缘修饰或保护,现在轿车上玻璃全部采取陶瓷釉,即所谓“黑边框”。有很多轿车挡风玻璃还镀膜,采取反射涂层工艺或改善玻璃成份,只让太阳可见光进入车厢内,挡住紫外线和红外线,在很大程度上减轻了乘员受到炎热之苦。这种称为“绿色玻璃”现代轿车玻璃,已经广泛使用。

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汽车挡风玻璃(2)

汽车挡风玻璃安全性能是很关键。且不说假如安全性能低它对乘员身体危险程度,就是对汽车本身,假如档风玻璃出现裂纹或有显著庇点,就好象人脸破相一样,严重损害整车外观形象。所以,汽车挡风玻璃安全性要求要十分高。

通常汽车玻璃采取硅玻璃,其中关键成份氧化硅含量超出70%,其它由氧化钠、氧化钙、镁等组成,经过浮法工艺制成。在制作过程中,材料加热到1500℃温度时熔化,溶液经过1300℃左右精练区时浇注到悬浮槽(液态锡)上,冷却到600℃左右,在此阶段形成质量尤其好平行两面平面体(上面是溶液平面,下面是液态锡上平面),再经过冷却区域后形成玻璃并被切割成要求尺寸。然后玻璃深入加工成钢化玻璃(TSG)或夹层玻璃(LSG)。

加工完成成产品汽车玻璃,从外观上看应没有显著气泡和划痕。为了确保汽车玻璃质量,行业将汽车玻璃根据工艺加工分成A类和B类夹层玻璃、区域钢化玻璃和钢化玻璃四类,其中A类夹层玻璃安全性能最高。国家标准要求,前档风玻璃必需要使用A类夹层玻璃、B类夹层玻璃或区域钢化玻璃,它们在认证标志中代号分别是LA、LB、Z,认证标志采取丝网印刷、喷砂等工艺永久标识在玻璃下边角位置,钢化玻璃代号是T,只能用于除前档风玻璃以外位置,而有LA、LB、Z标志玻璃能够应用在汽车全部玻璃位置上。

伴随汽车玻璃技术发展,新挡风玻璃技术也陆续出现。比如能降低阳光对轿车车厢内影响,提升舒适性水平。现在广泛使用“绿色玻璃”就是采取反射涂层工艺或改善玻璃成份,只让阳光中可见光进入车厢内,挡住紫外线和红外线。现在有一个反红外线辐射银膜玻璃,在多片夹层玻璃中加入镀银薄膜,其红外线反射率为48%。当阳光经过这种看似一般玻璃时,光和热会降低23%。这种玻璃实际上还起到隔热节能作用,可相对降低空调能量损失。另外,在北方严寒地域汽车挡风玻璃轻易雾化结冰,一个可加温汽车玻璃可处理这一问题。这种玻璃将极细小几乎看不见电热丝作成波状放在夹层玻璃中塑料粘膜上,

经过电阻器和电路联接。车窗加热丝含有一定加热范围,热功率可达成3-5瓦/平方厘米,起到防霜、防雾化、防结冰作用。

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现代汽车造型设计

过去,新型轿车从构思到试产通常要经历四至五年,现在利用了计算机,仅需要二年或更少时间。其中,轿车车身造型设计是整个设计工作最关键内容,越是现代化大批量流水生产产品,对其设计内容要求更严密,要经过一步步可靠技术验证,不然设计中错误或缺点将会在批量生产中造成严重后果。那么,轿车外貌是怎样诞生出来呢?下面首先将传统设计过程展示出来。

一、搜集资料信息形成造型设计概念

任何新型轿车构思,全部是建立在旧款车或其它车辆基础上借鉴、继承和改善而形成,这里面包含消费者对汽车意见和期望。每十二个月在世界各地举行汽车展览会、市场信息反馈,全部是设计开发部门资料信息起源“源泉”。比如中国第一辆概念车“麒麟”,就从五个城市汽车用户做过调查,聚集了各地不一样人群对汽车需求信息,才着手进行图纸设计。现在时兴品牌轿车“四位一体”专营销售中,其中一项是“信息反馈”,作用之一就是做厂家开发新产品依据。

二、造型构思效果图

现在部分人请装修企业搞房屋装修,装修企业也会出一份效果图给用户评审。一样,汽车造型设计也要有效果图,将设计师对新车形状构思反应在图画上,这里面内容有整车形状,色彩,材料质感及反光效果等,作为开发人员表述造型构思和初步选型参考。

效果图由含有工业造型技术能力开发人员完成,采取水彩、彩铅或素描等方法绘制。效果图分为车身造型效果图和车身内饰效果图两种,车身造型效果图要表现出车型前面、侧面和后面三者关系,同时也要表现出车门拉手,倒后镜、刮水臂、车牌位置等结构细节。车身内饰效果图关键表现出仪表板、中控台、门护板、座椅及相互之间空间位置。因为车厢内部难以用一面图表示清楚,所以有些效果图是针对一些位置而单独绘制。

效果图是“纸上谈兵”操作,能够有多个方案供选择,换句话讲要有很多幅效果图供选择,边修改边完善。

三、模型制作

从“纸上谈兵”到实物实体第一步,就是将设计构思实物化,将纸面东西用形体表现出来,让设计人员进行更细致和具体探讨。第一步就是选择确定几幅效果图,依图做缩小百分比汽车油泥模型或石膏

模型,百分比为3:8(美、英等英制国)或1:10、1:5等。小百分比模型好处就是能够反复修改,成本低廉,假如一开始就做全尺寸模型,并在大模型上反复修改,就会消耗大量时间和人力。因为现代轿车生产规模化,任何设计上错误全部会造成巨大损失和浪费,所以设计师在缩小百分比车模上进行研制是必不可少一环工作。

四、胶带图

当缩小百分比车模形状确定后,就将模型轮廓曲线放大至1:1,用胶带图形式表现出来。所谓胶带图是指用不一样宽度和不一样颜色胶带在标有坐标网络白色图板上,粘贴上模型轮廓曲线和线条,将汽车整个轮廓、部署尺寸、发动机位置、车架部署及人体样板全部能够显示出来。胶带能够随时粘贴或撕下,所以胶带图也能够随时修改,十分方便。设计人员依据胶带图进行修改和调整后,轿车轮廓曲线已经基础确立。

北京“挑战者”多用途车全尺寸模型制造现场

五、全尺寸油泥模型

全尺寸是指1:1百分比,全尺寸油泥模型就是指和真车尺寸一样,模型轮廓曲线和尺寸全部是根据严格要求制作出来,设计人员能够对车身表面细节部分进行比较和修改,设计检验已进入“模拟作战”阶段。全尺寸油泥模型分为外部模型和内部模型,是车身造型设计中最关键阶段,要求以极其认真细致态度去工作,任何一项细部造型全部不能马虎,因为这个全尺寸油泥模型是以后正式产品依据。

全尺寸油泥模型是高仿真产物,比如车轮通常会用上真家伙-真轮胎和真车圈,因为车轮对整个车型有十分关键影响。车身附件,大灯小灯、刷水臂全部会安置在各自位置上,有些模型表面还喷涂油漆,和真车相同。所以,车厂对新产品检测,也就从全尺寸油泥模型正式开始。检测中最关键一项,就是车身外部模型进行风洞试验,试验关键内容是模拟车速在100-200公里/小时状态下,测试阻力、升力、侧向力、俯仰力矩、侧翻力矩和偏航力矩等数据,设计人员对车身模型空气动力状态进行研究和分析,以取得对整个车身空气动力性能进行最优化设计。

六、主图板

全尺寸油泥模型完成以后,车身模型表面轮廓经过测量以后转化为数据,然后将数据绘制成平面图形。主图板表示出整车轮廓线及关键部位和部件之间配合作用,使设计人员能够对主图板上车身表面线条做光滑平顺修改。至此,汽车造型设计工作基础结束了。以后就会进入样车制造和检验。

七、样车

样车是一辆含有试制性质,能够驾驶运行汽车。

样车试制仍是一个不停修改过程,但这种修改是为以后正式投产做铺路。在样车试制阶段,很多在造型设计过程中不足之处会更真实地反应出来。比如在绘图或在模型上能够制造东西,可能在实际生产

中会有工艺上困难;也可能会花费过大,成本下不来;也可能在装配上会产生干涉,安装困难,等等。造型设计人员仍然要跟踪工作,对样车造型设计进行全方面检验,并依据设计要求进行修改。只有经过数次反复修改,一辆经得起实际考验造型方案才能实现,并做为以后生产依据。

不难看出,汽车造型设计过程是一个不停探讨不停修改不停完善过程,最终拿到生产线图纸很可能和最初构思有很多不一样地方,甚至大相径庭,这是一个很正常现象。

以上介绍内容是传统汽车造型设计,这种传统造型设计过程最大缺点是车身曲线需要依靠人力经过绘画-模型-图板等数次反复测量反复修改才能确定,花费大量劳动和时间,而且设计精度也难以确保,所以,用计算机替换部分人劳动,是肯定趋势。

从七十年代起,计算机辅助设计已经进入了汽车外形设计这一领域,今天更是普遍应用,并已成为现在中国外车厂进行汽车造型设计常规手段。现在常见过程始于模型制作阶段,经过三坐标测量机测量,得到模型上离散点集,将点集数据输入计算机,利用CAD将其连成光顺曲线,建立数字化模型,进行初步设计和可行性分析,即相当于胶带图效果;然后经过专门CAD设计软件,用曲线建立起整个车身表面数学模型,设计人员在电脑前能够进行任意修改,再经过数控铣床制造1:1全尺寸模型,供设计人员进行修改和定型;然后再经过测量机对全尺寸模型进行测量,将数据输入计算机建立汽车外形数学模型,并用图形显示终端显示出来,模型三维曲面视图能够旋转,在不一样角度观察不一样地方,十分直观。在这里,CAD利用不仅使人从繁重劳动解脱出来,缩短了设计周期,而且能够确保设计精度,降低了设计开发成本。

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轿车车身上三大立柱

由多种多样骨架件和板件经过焊接拼装而成轿车车身,也就是行业俗称“白车身”,它各个部分全部有相关名称,不管在汽车制造厂、修理厂或配件商店,大家一听到某个名称就知道它是属于车上哪一部分,安装在什么位置上。(见图)

三厢式轿车车身结构图关键零部件:

1、发动机盖 2、前档泥板 3、前围上盖板 4、前围板 5、车顶盖 6、前柱 7、上边梁 8、顶盖侧板 9、后围上盖板 10、行李箱盖 11、后柱 12、后围板 13、后翼子板 14、中柱 15、车门 16、下边梁 17、底板 18、前翼子板 19、前纵梁 20、前横梁 21、前裙板 22、散热器框架 23、发动机盖前支撑板

车身骨架件和板件多用钢板冲压而成,车身专用钢板含有深拉延时不易产生裂纹特点。依据车身不一样位置,部分要预防生锈部位使用锌钢板,比如翼子板、车顶盖等;部分承受应力较大部位使用高强度钢

板,比如散热器支承横梁、上边梁等。轿车车身结构中常见钢板厚度为0.6~3毫米,大多数零件用材厚度是0.8~1.0毫米。

在轿车车身结构中,有些关键零件位置包含到车辆整体部署、安全及驾乘舒适性问题,比如立柱。

通常轿车车身有三个立柱,以前往后依次为前柱(A柱)、中柱(B柱)、后柱(C柱)。对于轿车而言,立柱除了支撑作用,也起到门框作用。

设计师考虑前柱几何形状方案时还必需要考虑到前柱遮挡驾驶者视线角度问题。通常情况下,驾驶者经过前柱处视线,双目重合角总计为5~6度,从驾驶者舒适性看,重合角越小越好,但这包含到前柱刚度,既要有一定几何尺寸保持前柱高刚度,又要降低驾驶者视线遮挡影响,是一个矛盾问题。设计者必需尽可能使二者平衡以取得最好效果。在北美国际车展上瑞典沃尔沃推出最新概念车SCC,就将前柱改为通透形式,镶嵌透明玻璃让驾驶者能够透过柱体观察外界,令视野盲点降低到最低程度(见本网“车海拾贝”沃尔沃SCC)。

中柱不仅支撑车顶盖,还要承受前、后车门支承力,在中柱上还要装置部分附加零部件,比如前排座位安全带,有时还要穿电线线束。所以中柱大全部有外凸半径,以确保有很好力传输性能。现代轿车中柱截面形状是比较复杂,它由多件冲压钢板焊接而成。伴随汽车制造技术发展,不用焊接而直接采取液压成型封闭式截面中柱巳经问世,它刚度大大提升而重量大幅减小,有利于现代轿车轻量化。不过,有些设计师却从乘客上下车便利性考虑,索性取消中柱。最经典是法国雪铁龙C3轿车,车身左右两侧中柱全部被取消,前后门对开,乘员完全无障碍上下车。当然,取消中柱就要对应增强前、后柱,其车身结构必需要用新形式,材料选择也有所不一样。

后柱和前柱、中柱不一样一点就是不存在视线遮挡及上下车障碍等问题,所以结构尺寸大些也无妨,关键是后柱和车身密封性要可靠。

刚度是汽车车身设计指标,刚度是指在施加不致于毁坏车身一般外力时车身不轻易变形能力,也就是指恢复原形弹性变形能力。汽车在行驶过程中受到多种外力影响会产生变形,变形程度小就是刚度好,通常情况刚度好强度也好。刚度差汽车,行驶在不平路面上就轻易发出嘎吱嘎吱响声。立柱刚度很大程度上决定了车身整体刚度,所以在整个车身结构中,立柱是关键件,它要有很高刚度。

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车身外型设计两对矛盾

现代汽车追求舒适、动力和安全性能好,这些要求在车身外型设计中组成了矛盾。

首先,乘驾舒适需要足够车内空间,而要得到宽大空间就要增加汽车外型尺寸。汽车外型尺寸,尤其是横截面尺寸增加,势必增加汽车迎风面积,直接影响汽车风阻系数。这么,舒适性和动力性就组成了一对矛盾。这对矛盾在汽车速度比较低时候影响不大,早期汽车基础上是箱式,汽车外型完全依据内部需要来设计。

伴随汽车技术发展,汽车速度越来越高,风阻矛盾就越来越突出。研究表明,伴随速度增加,路面阻力增加很小而风阻增加却很大。通常箱式车,车速在每小时30公里以下时,消耗在路面阻力上功率大于克服风阻所消耗功率。而在这个速度以上,消耗在风阻上功率就急剧增加。到了每小时70公里左右速度,克服风阻所需要功率就会超出路面阻力。假如速度超出每小时100公里,绝大部分功率就消耗在克服风阻上了。

风阻关键原因有两大方面,一是迎风面积,二是涡流。降低迎风面积关键方法是减低车厢高度。降低车厢宽度即使也能降低横截面面积,但通常情况下效果不如降低高度显著。为了保留足够内部空间,确保有舒适乘坐空间,汽车截面是不能够随意降低。为了深入减低风阻,就要从降低汽车行驶中产生涡流入手。

我们在大街上常常看到部分大货车驶过后,马路上尘土、纸屑打着转满天飞,这就是汽车行驶搅动空气形成涡流。汽车前挡风玻璃、车顶、车侧、车后全部能够产生涡流。研究涡流最有效手段是风洞试验,汽车模型静止于隧道型空间中,车身周围是高速流动空气,这么来模拟汽车高速行驶条件。经过安装在车身各部分传感装置测量空气运动。从而了解涡流运动情况。研究表明,含有流线型车身汽车抗涡流性能最好。

流线型车身纵截面和飞机机翼形状相同,高速运动时会产生升力,对行驶稳定性产生负面作用。这就产生了第二对矛盾,即动力性和安全性矛盾。为了增加稳定性,现代汽车车身造型在流线型基础上不停改善,车身重心前移、前低后高、增加尾部纵截面相对面积、增加搅流板等等。

舒适性和动力性、动力性和稳定性,怎样处理这两对矛盾组成车身设计历史主流话题。汽车车身从箱型、甲壳虫型发展到船型、楔型和现在滴水型,和在这些形状基础上很多变种,其内在驱动力就是这两对矛盾平衡过程。汽车车身设计工作步骤,也从单纯由内向外发展到由外向内、内外结合方法。

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汽车风阻五个组成部分

车身造型设计是一门很大学问,其中关键内容就是风阻问题。

日常说风阻大全部是指汽车外部和气流作用产生阻力。实际上,流经汽车内部气流也对汽车行驶组成阻

力。研究表明,作用在汽车上阻力是由5个部分组成。

一、外型阻力,指汽车前部正压力和车身后部负压力之差形成阻力,约占整个空气阻力58%;

二、干扰阻力,指汽车表面突出零件,如保险杠、后视镜、前牌照、排水槽、底盘传动机构等引发气流相互干扰产生阻力,约占整个空气阻力14%;

三、内部阻力,指汽车内部通风气流、冷却发动机气流等造成阻力,约占整个空气阻力12%;

四、由高速行驶产生升力所造成阻力,约占整个空气阻力7%;

五、空气相对车身流动摩擦力,约占整个空气阻力9%;

针对第一、二种阻力,轿车车身应该尽可能设计成流线型,横向截面面积不要太大,车身各部分用合适圆弧过渡,尽可能降低突出车身附件,前脸、发动机舱盖、前挡风玻璃合适向后倾斜,后窗、后顶盖长度、倾角设计要合适。另外,还能够在合适位置安装导流板或扰流板。经过研究汽车外部气流规律,不仅能够设计出愈加合理车身结构,还能够巧妙地引导气流,合适利用局部气流冲刷作用降低车身上尘土沉积。

针对第四种阻力,要设法降低行驶中升力,包含使弦线前低后高,底版尾部合适上翘,安装导流板和扰流板等方法。

一部分外部气流被引进汽车内部,可能会在一定程度上降低了外部气流对汽车阻力,但气流在流经内部气道时也产生摩擦、旋涡损失。研究汽车内部气流规律,能够尽可能降低内部气阻,有效地进行冷却和通风。利用气流分布规律,还能够巧妙地把发动机进气口安排在高压区,提升进气效率,降低高压区周围涡流,同时把排气口安排在低压区,使排气愈加顺畅。

细心读者可能已经注意到了,上面叙述用了很多非限定性词汇,如\"合适\"就用了五次。有读者可能期望用部分确切数字来表述,如后倾角度、圆角半径等等。这里牵涉到车身设计整体概念。风阻是建立在汽车整体结构上概念,某型号车最好几何参数,在其它型号上是不适用。一个小小改动往往对整体产生很大影响,正所谓牵一发而动全身。技术书籍上数据全部是在严格要求试验条件下,对特定范围汽车进行测试结果。离开了这些前提条件,数据就是荒谬。

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汽车外形演变

走近汽车,首先会被它外貌吸引。神采各异面孔是怎样演变过来?

最初生产汽车是篷体,像马车,只不过车动力由马匹改为内燃机。以后篷体改为厢体,厢体是矩形,大家称它为箱型。早在20世纪初大规模生产福特T型汽车就是一个箱型汽车,它奠定了以后汽车基础造型。

伴随汽车速度增加,风阻问题提到了设计日程上来,尤其是讲究速度小型汽车。降低风阻有两个关键措施,降低迎风面积和采取流线形状。

降低车厢高度能够有效地降低迎风面积,比如大家所称\"船型\"车身形状,分有发动机舱、乘员舱和行李舱,象驾驶舱建在甲板上船,增加长度,降低高度,有效降低迎风面积。我们知道,作为乘载工具,迎风面积降低是有限,一个称为\"楔型\"高速汽车在降低迎风面积方面可谓是登峰造极,不过楔形运载空间很小,多作为赛车。

而流线型则能够降低空气流经车身时产生涡流,从而降低阻力。比如甲壳虫形状汽车,就含有比较显著流线形状,经典代表是德国大众汽车厂生产\"甲壳虫\" 车。大家寄期望于流线型,不过,流线型一样不是汽车理想外型。大家常见是流线型多种变形,如斜背式、鱼形、滴水形……或是它们某种组合。

所以说,流线型不是特定车型。流线型是指空气流过不产生旋涡理想形状,流线型应用最高境界是飞机机翼。上述甲虫型、鱼型、楔型、滴水型全部含有不一样程度流线型特征,不过作为以运载为关键目标陆路运输工具,绝正确流线型是不现实。流线型也有它弊病,就是高速行驶时会产生升力,影响驾驶稳定性。为了克服这个弊病,设计师还要在车身上安装导流板和扰流板。

任意形?假如不考虑风阻,是不是就能够随心所欲地象小孩搭积木地发明出多种不一样形状汽车呢?汽车关键功效部件全部是些大家伙,发动机、变速器、转向器……哪一样全部是占地方。假如有轻巧高效能源,假如能够用一条线一个按钮替换机械传动部件,假如全部部件全部做成模块而且经过通用接口进行连接,假如全部这些技术全部已经实用化,你和我梦想就能实现。

今天,这种梦想中车型已经在北美汽车展中显露了它邹型。通用汽车企业自主魔力(Autonomy)底盘类似滑板,底盘中心位置有一个标准接入端口,全部车内系统全部能够简单快捷地和底盘相连,底盘和车身可依据用户自己愿望随意组合拼装。今天它是一辆\"概念车\" ,明天,很可能就会是一辆商用车。

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车身关键构件

在《轿车车身上三大立柱》一文中有一幅车身结构件图,上面列出了轿车车身各部分部件位置和名称。该文介绍了前柱、中柱和后柱,本文继续介绍其它关键部件。

发动机盖

发动机盖(又称发动机罩)是最醒目标车身构件,是买车者常常要察看部件之一。对发动机盖关键要求是隔热隔音、本身质量轻、刚性强。

发动机盖在结构上通常由外板和内板组成,中间夹以隔热材料,内板起到增强刚性作用,其几何形状由

厂家选择,基础上是骨架形式。发动机盖开启时通常是向后翻转,也有小部分是向前翻转。向后翻转发动机盖打开至预定角度,不应和前档风玻璃接触,应有一个约为10毫米最小间距。为预防在行驶因为振动自行开启,发动机盖前端要有保险锁钩锁止装置,锁止装置开关设置在车厢仪表板下面,当车门锁住时发动机盖也应同时锁住。

车顶盖

车顶盖是车厢顶部盖板。对于轿车车身总体刚度而言,顶盖不是很关键部件,这也是许可在车顶盖上开设天窗理由。从设计角度来讲,关键是它怎样和前、后窗框及和支柱交界点平顺过渡,以求得最好视觉感和最小空气阻力。当然,为了安全车顶盖还应有一定强度和刚度,通常在顶盖下增加一定数量加强梁,顶盖内层敷设绝热衬垫材料,以阻止外界温度传导及降低振动时噪声传输。

行李箱盖

行李箱盖要求有良好刚性,结构上基础和发动机盖相同,也有外板和内板,内板有加强筋。部分被称为“二厢半”轿车,其行李箱向上延伸,包含后档风玻璃在内,使开启面积增加,形成一个门,所以又称为背门,这么既保持一个三厢车形状又能够方便存放物品。假如采取背门形式,背门内板侧要嵌装椽胶密封条,围绕一圈以防水防尘。行李箱盖开启支撑件通常见勾形铰链及四连杆铰链,铰链装有平衡弹簧,使启闭箱盖省力,并可自动固定在打开位置,便于提取物品。

翼子板

翼子板是遮盖车轮车身外板,因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。根据安装位置又分为前翼子板和后翼子板,前翼子板安装在前轮处,所以必需要确保前轮转动及跳动时最大极限空间,所以设计者会依据选定轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板设计尺寸。后翼子板无车轮转动碰擦问题,但出于空气动力学考虑,后翼子板略显拱形弧线向外凸出。现在有些轿车翼子板已和车身本体成为一个整体,一气呵成。但也有轿车翼子板是独立,尤其是前翼子板,因为前翼子板碰撞机会比较多,独立装配轻易整件更换。有些车前翼子板用有一定弹性塑性材料(比如塑料)做成。塑性材料含有缓冲性,比较安全。

前围板

前围板是指发动机舱和车厢之间隔板,它和地板、前立柱联接,安装在前围上盖板之下。前围板上有很多孔口,作为操纵用拉线、拉杆、管路和电线束经过之用,还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。为预防发动机舱里废气、高温、噪声窜入车厢,前围板上要有密封方法和隔热装置。在发生意外事故时,它应含有足够强度和刚度。对比车身其它部件而言,前围板装配最关键工艺技术是密封和隔热,它优劣往往反应了车辆运行质量

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轿车面漆

轿车面漆起到保护车厢不被腐蚀和美化外观作用,是整车质量最关键指标之一。因为喷涂油漆占轿车生产总费用百分之二十,而且买主首先注意到是面漆颜色和喷涂质量,对买卖成交影响很大。所以汽车生产厂家十分重视轿车面漆技术,往往投入巨大资金和人力去发展和改善轿车面漆,强调抓住大家视觉第一印象。

轿车漆面要求映象率高,光亮如镜 。除了油漆质量外,还要有相当高要求工场环境和工艺技术。从车辆车身喷漆至烘漆过程中,工场内要空气清洁,不能有过量尘埃。在现代化工场内,油漆调色、喷涂方法均已实现电脑化管理。因为科技进步,今天喷涂工艺和十几年前喷涂工艺已经有很大区分,不管油漆颜色、粘结性、添加剂、稳定剂、溶解系统和工艺技术均发生了改变,而且这种改变现在仍在进行之中,使到轿车面漆质量得到很大提升。

现代轿车面漆技术改变最大有两项:

一项是油漆附粘力和硬度全部有大幅度提升。伴随车速提升,轿车愈加轻易受到碎石和尘埃气流攻击,漆面很易被划花。1988年美国福特汽车企业率先在雷鸟和美洲狮轿车上采取了局部聚氨脂底层-表层涂料系统。这种涂料系统能抵御碎石攻击,不易划花漆面,而且油漆附粘力极强,即使轿车车身被撞瘪了,油漆也不会脱落。现在多数轿车采取了相同抗击底漆和面漆。

另一项是用水基油漆替换溶性油漆。伴随世界各国对环境保护法律方法越来越严格,很多发达国家汽车厂家已用水基油漆逐步替换溶性油漆。水基油漆含溶剂极少,不污染自然环境,而且漆面质量优于溶性油漆,显得愈加光亮悦目。所以,尽管转产费用较大,欧美日汽车厂家还是瞄准水基油漆,着手上马使用。从九十年代开始,德国梅赛德斯----奔驰企业已经尽可能使用了水基油漆,将有害环境溶剂使用百分比降低到最低程度。据该企业称,全部奔驰汽车全部已使用水基油漆。

为了提升市场竞争力,很多大汽车厂家全部向用户提出车身保用以上承诺,对车身喷涂工艺进行了多方面改革。比如,漆前表面处理通常由九至十五道工序组成,达成最好防腐清洗效果。底漆涂层由过去阳极电泳涂装法改为阴极电泳涂装法。这阳改阴,使材料耐腐蚀性提升了五至六倍。底漆烘干后,车身全部焊逢全部要涂上一个密封胶,确保车身含有良好气密性和防水性,车身底部要涂聚氨脂、聚脂树脂等涂层,预防小石子和硬物冲击。下一步再喷涂一层(中涂),强化漆面硬度,预防崩裂现象出现,提升漆面鲜映性(映物清楚度),为面漆发明平滑基础。然后喷涂面漆,增强鲜映性和耐酸能力。面漆以一般本色漆和金属闪光色漆、珠光色漆等三种为主,现在轿车多用金属闪光色漆和珠光色漆,喷涂这些面漆后再喷涂罩光清漆,可令整个车身明亮如镜。

现在轿车车身喷涂工艺通常根据这些程序进行,一般轿车车身要喷涂三层,由阴极电泳底漆,中涂和面漆组成,有些中高级轿车车身要喷涂四至五层,由阴极电泳底漆、中涂一至二层和面漆一至二层组成,以达成较高外观装饰性。(.4.7

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汽车噪声

环境污染之一是噪声,噪声关键起源之一是汽车,汽车噪声大小衡量汽车质量水平关键指标,所以,汽车噪声防治也是世界汽车工业一个关键课题。

汽车噪声源有多个,比如发动机、变速器、驱动桥、传动轴、车厢、玻璃窗、轮胎、继电器、喇叭、音响等等全部会产生噪声。这些噪声有些是被动产生,有些是主动发生(如人为按动喇叭)。不过关键起源只有两个方面,一个是发动机,另一个是轮胎,它们全部是被动发生,只要车子行驶就会产生噪声。

在发动机多种噪声中,发动机表面辐射噪声是关键。发动机表面辐射噪声由燃烧噪声和机械噪声两大类组成,是发动机内部燃烧及机械振动所产生噪声。燃烧噪声是指气缸燃烧压力经过活塞、连杆、曲轴、缸体等路径向外辐射产生噪声,机械噪声是指活塞、齿轮、配气机构等运动件之间机械撞击产生振动噪声。通常情况下,低转速时燃烧噪声占主导地位,高转速时机械噪声占主导地位。二者是亲密相关,相互影响。实践表明,降低振动是降低噪声根本方法。增加发动机结构刚度和阻尼,是降低表面振动方法,从而达成降低噪声目标。

轮胎在路面滚动产生噪声也是很大。相关研究表明,在干燥路面上,当汽车时速达成100公里时,轮胎噪声成为整车噪声关键噪声源。而在湿路面上,即使车速低,轮胎噪声也会盖过其它噪声成为最关键噪声源。轮胎噪声来自泵气效应和轮胎振动。所谓泵气效应是指,轮胎高速滚动时引发轮胎变形,使得轻胎花纹和路面之间空气受压挤,伴随轮胎滚动,空气又在轮胎离开接触面时被释放,这么连续“压挤释放”,空气就迸发出噪声,而且车速越快噪声越大,车辆越重噪声越大。轮胎振动和轮胎刚度和阻尼相关,刚度增大(比如轮胎帘布层数目增加),阻尼降低,轮胎振动就会增大,噪声也就大了。要降低轮胎噪声,胎面可采取多个花纹节距,采取高阻尼橡胶材料,调整好轮胎负载平衡以降低自激振动等。

为了预防发动机噪声和轮胎噪声窜入乘员厢,工程师除了尽可能降低噪声源外,也在车厢密封结构上下功夫,尤其是前围板和地板密封隔音性能。

从以上所述可知,处理汽车噪声是一项包含到整车方方面面技术问题,包含发动机结构、材料质量分布、工艺水平、装配密封性等等。实际上,汽车噪声大小已经反应出这辆车质量和技术性能高低了。所以,购车时候要尤其注意汽车运行时噪声。(3月3日

很多网友来信谈到轿车噪声问题。相关轿车噪声,本网已经介绍过,这里再补充介绍噪声产生部分基础原理。

轿车是由上万只零件组成复杂机器,其大部分质量是经过弹性件支承在车桥及轮胎上面,组成一个在外界作用下猛烈振动弹性振动系统。车上各部件、总成之间大全部用弹性件相连接,它们各自可组成一个弹性振动子系统,并联地支承在车架或车身上,然后经过悬架支承在车桥及轮胎上。比如发动机和车架之间连接要用椽胶垫座,车厢经过螺旋弹簧和减振器组合和车桥轮胎连接。当碰到不平路面、发动机及传动系抖动等原因全部会激起振动,当车辆受激振动时各自弹性系统也就会在其平衡位置周围振动且相互关联,产生垂直、纵向、横向、偏转、侧倾等多个振动形式,振动过程中产生零件位置相对运动,运动中会产生辐射声波或摩擦,辐射声波和摩擦会产生噪声。

通常而言,轿车噪声关键有三个起源,一个是汽车机械件本身产生噪声,比如发动机和驱动桥等;一个是轮胎,一个是气流噪声(风噪)。这三个起源不是一下子涌现出来,而是伴随速度不一样而依次出现。所以有些人将它们划分为三类噪声。由轿车驱动系统引发噪声称为第一类噪声,通常轿车开启时就会产生,比如发动机运转噪声,并随车速增大而增大。当车速升高至100公里/小时左右,轮胎噪声随之增大,被称为第二类噪声。这两种噪声全部是逐步增大。当车速超出100公里/小时,伴随车速增加,风噪则会快速增加,被称为第三类噪声。经过测定,轿车在高速区间,风噪声级会以车速5~7次幂(乘方)增强,而第二类噪声仅以车速3~4次幂增强。轿车速度在120公里/小时左右,快速增强第三类噪声和第二类噪声声级相同,当轿车速度再继续增加,第三类噪声就会超出其它噪声成为关键噪声了。对于第一、二类噪声,能够经过改善部件工艺、外形,经过路面试验而寻求处理方案,而对于第三类噪声,必需要经过样车模型风洞试验,再经过优化设计才能寻求到降噪处理方案。

为何在高速行驶中,部分轿车噪声会比较大,部分轿车噪声会比较小呢?这关键和设计、制造、工艺和材料相关。噪声是多原因造成,一样防噪也是多方面造成,所以,噪声在一定程度上反应了整车制造质量水平。

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轿车减噪方法

轿车行驶会发生噪声,关键噪声源是机器(发动机及排气管)和轮胎,当然还有其它噪声,车身结构所引发噪声、承载式车身结构受到发动机和悬挂振动影响产生噪声、高速行驶中气流所产生噪声,甚至装配质量差所产生噪声,比如侧窗玻璃震动声音等等。这些噪声会伴随车速增加而增大,车速增至100公里/小时以上,噪声就会快速增大,行驶中多种噪声汇合在一起,使乘员感觉不适。所以,针对噪声声源

而采取对应防范方法,是轿车制造技术内容之一。为了降低噪声影响,轿车采取了一系列隔音方法。

现代轿车车身用骨架构件加薄钢板相互连接,形成承载结构“网络”,它们之间相互依存。轿车车身十分强调承载结构合理性,不管受静力还是受改变力,车体本身各部分全部要友好地变形,没有尤其微弱步骤。假如一些部位存在微弱点,行车时就会在这些地方产生共振。比如钢粱一端发生振动,振动就可能沿着本身传输到另一端,再由另一端辐射声波。

另外,要在轿车部分具体部位进行隔音,比如在前围板(仪表板和发动机舱中间隔板)加隔音板,即采取双层隔板,中间敷设阻音材料。地板下面敷设柔软石棉垫或毡垫,在车顶盖内、后围板及车厢内各部位粘贴毛毡或聚氨脂。在轻易传入外界噪声部位(如底板等位置)用减振板复盖起来,底板上减振板用钢板夹石棉制成,能吸收振动阻断噪声传输。在组成车身本体异形空心管腔内,比如门槛,前、中、后立柱,顶盖前横梁等形材内部粘贴隔板-聚氨脂等隔音块,其它部位比如空调管路、线束等穿过车厢孔口、方向盘支架经过车身处固定处,全部要用尺寸正确橡胶胶圈及阻尼材料做密封,从而使噪声衰减或消失。

轿车在高速行驶时产生气流也会产生噪声。经风洞试验发觉,采取降低发动机罩前端高度可降低这类噪声,而且会降低风阻。所以,现在很多轿车发动机罩是向前倾斜。同时,设计者将轿车车身表面尽可能平滑化,将后视镜、刮雨器、导水槽等凸出物外形优化处理使噪声降低。

为何有些轿车开起来很宁静,有些轿车开起来很嘈杂?从以上分析可知,原因是多方面且相当复杂,噪声大小直接反应了一辆车整体质量水平。(

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汽车色彩

汽车色彩是汽车设计中关键一环。任何车厂设计新车,全部要先出汽车造型效果图,内容包含车形状、色彩及材料质感等,作为开发人员表述构思和选型参考。

在成品车中,色彩是消费者购车关键依据,甚至会影响到车价差异,一样品牌型号汽车可能会因车身颜色不一样而有不一样价格,所以汽车制造厂商是十分重视市场对色彩反应。色彩是大家视觉反应,既然是人体器官反应,就会有一个群体心理趋向性,也就是大家常说“流行色”。汽车流行色和服装流行色一样,含有时间性,区域性和层次性。同时,汽车流行色还含有鲜明种类性。

汽车流行色含有时间性,这是世上通常能够流行东西共性。不过,汽车流行色改变是缓慢,它在一段时期只是展现一个增加或衰减趋势,不象服装流行色那样十二个月一个色调。教授认为,因为传统文化习惯等原因作用,大家对某种色彩会产生根深蒂固观念,不会轻易改变。某种色彩会在某一国家、某一地

域、某个民族或某个职业群体中保持相对稳定,表现为较高消费百分比。不过,伴随社会发展,在一定条件下也会发生改变,新常见色和流行色相互转化,形成某种色彩盛行和衰退。比如80年代末,白色汽车占60%,大批白色轿车和面包车大行其道,90年代初则下降到30%。进入二十一世纪今天,银色又成为主调色,从白色依次过渡到银色、再过渡到灰色、深灰色,形成整个银色系列。

汽车流行色含有区域性。热带地域喜爱浅色调,比如白色、浅灰色、黄色等。严寒地域喜爱深色调,比如枣红色、蓝色、黑色等。这和地理环境、气候相关。

汽车流行色含有层次性。在中国,黑色车往往被做为公务车主色调,因为黑色被视为庄重。而在文莱这个赤道上富裕小国,皇室豪华轿车以白色为主(文莱苏丹拥有世界上最大本特利车队),这和文莱所处地理位置及宗教信仰有亲密关系。而在家庭用车方面,大家喜爱鲜艳色调,比如银灰色、碧绦色、金黄色、枣红色等,也喜爱双色组合。

汽车流行色含有种类性。大型轿车和小型轿车流行色彩是有所区分。大型轿车以黑色、白色为多,而小型轿车则以鲜艳颜色为主。从视觉上看,红色可使物体看起来大一点,所以小型轿车很多是红色系列,比如大红色、枣红色等。

汽车色彩名称全部很悦耳,这也是市场营销策略。比如印地安红、狩猎绿、皓白、宝石蓝、元黑等等,令人产生遐想。

这里顺便提一下,汽车颜色和油漆质量有亲密关系。因为油漆长久经紫外线照射会老化变色,这种改变程度和油漆及喷涂质量亲密相关。通常而言,对于面漆质量可靠车辆,什么颜色全部无所谓,差异不是很大。不过,假如面漆质量比较差车辆,使用深色就比很好,比如深灰色、墨绿色等,以后漆面变色也不会太显著。

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汽车内饰件材料

轿车内饰件通常是指轿车车厢隔板、门内装饰板、仪表板总成、扶手、地毯等零部件和材料。相对于车上其它部件而言,它们对车辆运行性能没有什么影响,但其面目一览无遗,代表了整部车子形象,孰优孰劣,决定着轿车声誉和档次,决定着大家选择轿车意向。另外,对于轿车来讲,即使内饰件只是部分辅助性零配件,但它们要负担起减振、隔热、吸音和遮音等功效,对轿车舒适性起到十分关键作用。

轿车内饰件质量取决于材料。以前轿车内饰件多用金属、木材和纤维纺织品等材料,外观和质感全部不甚理想,而且伴随环境保护意识日趋浓厚,寻求部分能够回收利用,材质安全性能高,加工方便材料来替换传统材料,已经成为各国汽车制造业研究和开发内容。现在,很多轿车内饰件已经逐步使用PP(聚丙

烯)材料,这是一个工程热塑材料,它集结了韧性好、强度大、隔热好、质地轻、耐腐蚀、富有弹性和手感好,成本低等一系列优点,更关键是PP材料是一个能够循环回收再用塑料,对环境保护大有裨益,所以受到大家欢迎。

内饰件最大部件是仪表板总成,也是轿车车厢内最引人注目标地方。现在采取PP材料制造仪表板总成外壳已成主流,在欧洲每十二个月生产仪表板要耗用12万吨热塑性材料,其中PP材料就占了5万吨,靠近二分之一。据教授估计,这一百分比还会继续扩大下去。现在欧洲巳开发出一个气味小,不易老化,低密度和有愈加好环境适应性PP材料,应用在轿车上面。

轿车安全性能是摆在首位,防火性能也包含在内。选择和采取内饰件材料关键依据之一,就是材料阻燃性能。当然,当设计者依据阻燃标难选择内饰件材料时,追求舒适和美观是关键考虑问题。

为了使轿车车厢愈加舒适和美观,车厢内装饰材料有越来越高级倾向。比如座垫面料,中高级轿车大全部采取手感柔和、色调高雅皮革、呢绒、丝绸等天然材料做座垫面料。另外,也有采取其手感和天然材料相同细合成纤维丝无纺布做面料。一般轿车多数采取化纤纺织品,部分高级轿车车厢装饰板还用珍贵胡桃木、花梨木等材料做成,嵌在仪表板总成和车门内板上,将车厢内部点辍得别有一番情调。(

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内饰件和模块化

现代轿车装配作业中,借助计算机和机械手帮助,焊接、喷漆、安装机械件等很多工序全部实现或部分实现了自动化化。但有些工序却难以让机械手操作,比如仪表板、内饰件安装等,花费人工最多地方就是内饰件装配。比如车门,有内板、衬料、电动门窗操纵机构、控制面板、饰木条等,包含缝工、电器装配工等工人。假如这些零配件全部在总装流水生产线上安装,会使生产线拉得很长,管理复杂。假如将这些零配件安装上车门工作在总装生产线以外地方装配好,然后再将已成半产品车门套在门铰上,那么总装生产线上工序将会简化,生产线将会缩短,成本将会降低。这种新型作业方法,就是在20世纪90年代底开始兴起组合单元化,也就是模块化装配方法。

早在1998年2月底,美国底特律召开美国汽车工程学会(SAE)年会展览上,美国李尔(Lear)企业展示了一辆概念车。该车车厢内饰件全部实现模抉化,车厢内被简化为前座、后座、仪表板、车间衬、车门和行李箱衬等六大件,这些部件及全部电气、机械设备全部已预先装配好,可由机器人进行整车安装。

实现模块化生产,零配件生产商角色将会发生重大改变。在“模块化”生产方法下,汽车技术创新重心在零部件方面,零部件设计者要参与汽车厂商产品设计。比如德尔福系统企业相继推出了座舱、接口盘制动、车门、前端、集成空气/燃油等模块。汽车厂商方面则以全球范围作为空间,进行汽车模块设计

选择和匹配设计,优化汽车设计方案,将汽车装配生产线上部分装配劳动转移到装配生产线以外地方去进行。

采取“模块化”生产方法有利于提升汽车零部件品种、质量和自动化水平,提升汽车装配质量,缩短汽车生产周期,降低总装生产线成本,这些全部是汽车制造商梦寐以求。实现模块化生产,零配件生产商将会负担以前由汽车制造商负担装配工作。据李尔企业估量,假如采取模块化方法,全球汽车装饰件大生产商业务会增加五分之一,受益非浅。所以,模块化生产将使汽车制造商和零配件生产商两大家受益。如此好事,促进这场生产方法革命快速开展起来。

内饰件集中在驾驶舱和车门上,驾驶舱模块包含仪表板、仪表、空调通风系统、加热器系统、安全气囊、控制面板和线束,每套价值1000美元以上,在1999年欧洲就生产了1百万套驾驶舱模块,而在此4年前则1套也没有。车门模块包含车窗玻璃、升降电动机构系统、线束等,全部已经安装好,运抵总装生产线后插上车身铰链,车门线束插头和车身线束插座就大功告成。新型模扶将包含驾驶舱和车门内饰件,使总装装配线上工作愈加简化。

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汽车木质内饰件

木质或仿木质材料是轿车内饰关键材料之一,镶嵌在仪表板、中控板(副仪表板)、变速杆头、门扶手、方向盘等地方。高中等轿车在内饰上配置木质材料以显示豪华气势,中低级轿车在内饰上配置仿木质材料以提升级次。所以,现在流行木质或仿木质内饰,以表现轿车装饰高级化。

轿车内饰木质材料通常是指胡桃木和花梨木,多用胡桃木,因为这些木材优点是纹理优美,坚韧,不会变形。所以,部分高中等轿车用胡桃木做内饰材料,配上真皮面料座椅、丝绒内饰面料等,相辅相成,尽显一个优雅和华贵气氛。

根据传统方法,轿车内饰木质材料加工是精细和繁琐。据劳斯莱斯汽车企业介绍,劳斯莱斯内饰木材用胡桃木、鸟眼枫木、橡木等,每辆汽车内仪表板和车厢木饰,不管颜色及纹路全部完全一致,拼缝接口处几乎看不出接缝痕迹,再经最原始打磨工艺,即用蜂蜡打磨八次,令表面光滑如镜。整个制作过程大约需要两个星期才能完成。劳斯莱斯轿车那些镶满了别具一格装饰木仪表板和车门内板,让人认为有种非凡典雅气派。

劳斯莱斯木匠戴年宝(译音)说:“我们来用木块,其实是藏在地底下部分,木纹尤其显著,这些木块全部是我们精心挑选出来,逐一切割相互配衬后才镶嵌到每一部汽车上。我们会一个个把这些木块牢牢镶贴在汽车上,接着一一擦洗洁净。”

业内教授认为,木制品仅占一辆轿车多种材料百分之一,但带来收益会远远超出这个数值。所以,以前只有像劳斯莱斯这么名贵房车才采取木质内饰表现形式,早已经被人移植到其它车辆上,而且蔓延开来,还出现了仿木质材料。

仿木质材料早在20世纪70年代已经出现,这是一个塑料制品,比如用ABS、PVC(聚氯乙稀)、PC(聚苯乙稀)等材料制造,现代贴膜技术可令仿制品做得惟妙惟肖,以假乱真,纹路、光泽和真木质材料极为相同。甚至行家也只能靠油漆分辨真伪,因为只有木质品才需要多层油漆来防潮和防紫外线照射。当然,成批生产塑料仿木质内饰纹路图案可能是件件全部一样,而天然木质内饰纹路图案却是独一无二。现在有部分塑料制品需要喷涂专用清漆等涂层材料以抗老化,缩小了仿木质内饰件和木质内饰件质量差距。现在,还有一个制造方法,就是在塑料基体上粘贴上一层极薄木质镶饰,看上去和木质装饰件完全一样,所以能够自称为桃木等装饰件。

轿车内饰镶嵌木质或仿木质材料,能够使得车厢豪华化,而这种装饰成本并不多。现在不仅产品车流行内饰镶嵌木质或仿木质材料,就是社会上也有很多这类汽车装饰加工服务。当然,轿车内饰是为美化和安全服务,轿车内饰造型、色彩搭配、材质感全部应该给人以良好感受,还要含有阻燃功效。同时,并不是全部轿车内饰全部适宜镶嵌木质或仿木质材料,要依据车型、档次及需求而定,不然就会搞得不配称,弄巧成拙。

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电动玻璃升降器

现在很多轿车门窗玻璃升降(关闭和开启)已经抛弃了摇把式手动升降方法,通常全部改用按钮式电动升降方法,即使用电动玻璃升降器来控制,也就是常说“电动门窗”。

轿车用电动玻璃升降器多是由电动机、减速器、导绳、导向板、玻璃安装托架等组成。因导绳材料或制作工艺方法不一样,又分为绳轮式、软轴式和塑料带式三种电动玻璃升降器。前二种是用钢丝绳做为导绳,后一个是用塑料带做为导绳。

以普遍使用绳轮式电动玻璃升降器为例,它是由电动机、减速器、钢丝绳、导向板和玻璃安装托架等零部件组成,安装时门窗玻璃固定在玻璃安装托架上,玻璃导向槽和钢丝绳导向板平行。开启电动机,由电动机带动减速器输出动力,拉动钢丝绳移动玻璃安装托架,迫使门窗玻璃作上升或下降直线运动。而塑料带式电动玻璃升降器导绳采取塑料带,带上有孔,用来移动和定位塑料带,控制门窗玻璃升降。

电动玻璃升降器结构关键是电动机和减速器,这二者是组装成一体,其中电动机采取可逆性永磁直流电动机,电动机内有两组绕向不一样磁场线圈,经过开关控制可做正转和反转,也就是说能够控制门窗玻

璃上升或下降。电动机是由双联开关按钮控制,设有升、降、关等三个工作状态,不操纵时开关自动停在“关”位置上。操纵电路设有总开关(中央控制)和分开关,二者线路并联。总开关由驾车者,控制全部门窗玻璃开闭,而各车门内把手上分开关由乘员分别控制各个门窗玻璃开闭,操作十分便利。

电动机质量直接关系到电动玻璃升降器正常工作,它一定要含有体积小、重量轻、防护等级高、噪声低、电磁干扰小、运行可靠等特点。现代轿车已广泛应用微电子技术,电机工作会发射电磁波干扰其它电器件工作;前几年通用汽车企业一篇售后分析汇报显示,近40%电动玻璃升降器故障是由电动机密封性差引发。所以,降低电磁干扰和处理电机密封性问题巳成为多年汽车电机技术热门话题。

90年代中期以来,电动玻璃升降器控制机构技术发展很快,电子模块控制形式大量应用于批量装车,并设有安全保护装置。比如博世企业生产电动玻璃升降器系统,在电动机中埋植磁环,感应电机转速,在电子模块中埋植霍尔元件,感应电流,并经过电子模块控制对电动机过流、过压及过热保护,而且当玻璃上升途中碰到人力障碍时会自动识别而反向运行,预防乘员夹伤。(

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电动座椅

现代轿车驾驶者座椅和前部乘员座椅多是电动可调,又称电动座椅。座椅是和人接触最亲密部件,大家对轿车平顺性评价多是经过座椅感受作出。所以,电动座椅是直接影响轿车质量关键部件之一。

轿车电动座椅以驾驶者座椅为主。从服务对象出发,电动座椅必需要满足便利性和舒适性两大要求。也就是说驾驶者经过键钮操纵,既能够将座椅调整到最好位置上,使驾驶者取得最好视野,得到易于操纵方向盘、踏板、变速杆等操纵件便利,还能够取得最舒适和最习惯乘坐角度。为了满足这些要求,世界汽车生产大国相关厂家全部竟相采取机械和电子技术手段,制造出可调整电动座椅。

现代轿车电动座椅是由座垫、靠背、靠枕、骨架、悬挂和调整机构等组成。其中调整机构由控制器、可逆性直流电动机和传动部件组成,是电动座椅中最复杂和最关键部分,可逆性直流电动机必需体积小,负荷能力要大;而机械传动部件在运行时要求有十分良好平稳性,噪音要低。控制器控制键钮设置在驾驶者操纵方便地方,通常在门内侧扶手上面。有些轿车控制器还设有微电脑,有存放记忆能力,只要按下某一记忆键钮,即可自动将电动座椅调整到存放位置上。

可逆性直流电动机通常有三个以上,它们受控制器控制并分别驱动某个调整方向传动部件。传动部件有蜗杆轴,蜗轮、齿轴和齿条等。调整时,蜗杆轴在电动机驱动下,带动蜗轮转动,从而将齿轴旋入或旋出,即座椅下降或上升。假如蜗轮又和齿条啮合,蜗轮转动将齿条移动,即令座椅前移或后移。现在优

异调整机构能够调整座椅水平移动和垂直移动,靠背角度移动和靠枕高度移动,即所谓“六向可调式”。乘员能够依据自己身材将座椅调整到最舒适位置。

因为座椅是衡量轿车档次关键依据,所以轿车设计师十分重视电动座椅设计,从材料到形状,尽可能做得完美无缺。在造型方面,充足考虑人体尺寸、人体重量、乘坐姿势和体压分布等原因,应用人体工程学研究结果和优异技术,制造出乘坐舒适、久坐不乏座椅。比如奔驰E级轿车六向可调式电动座椅均按人体轮廓要求设计,能为人体腰部和臀部提供最好横向支持。在材料方面,因为座椅还起到车厢装饰作用,所以座椅面料颜色要和车厢总色调配合一致,除了质地优良,还要有良好手感,使大家一坐上去就有一个舒适感觉。

过去轿车以交通为唯一目标,今天轿车设计思想则提倡人和车融合,座椅就是这个设计思想中极其关键步骤。现代轿车座椅包含到电子学、人体工程学、工业设计学等方面领域,伴随汽车技术发展,轿车座椅巳从一个简单部件发展到一个比较复杂和正确程度要求比较高部件。(

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现代轿车座椅要求

现代轿车已经不是一个单纯运载工具,它已经是“人、汽车和环境”组合体。座椅作为汽车使用者直接支承装置,在车厢部件中含有非同小可关键性。汽车座椅关键功效是为驾驶者提供便于操纵、舒适、安全和不易疲惫驾驶座位。座椅设计时应同时满足以下五点基础要求:

一、座椅合理部署;

二、座椅外形要符合人体生理功效;

三、座椅应含有调整机构;

四、座椅有良好振动特征;

五、座椅必需十分安全可靠;

座椅安装位置尺寸是很关键,它直接影响到使用者便利性和舒适性。座椅部署要表现出人体工程学要求。驾驶座椅是最关键座椅。它基础要求是部署合理,操纵方便,即乘坐时驾驶者对方向盘、操纵杆和踏板良好可及性。因为欧美和亚洲人身材差异,部分国家汽车座位十分宽广,部分国家汽车座位相对狭小。因为同一地域人群,也有男性和女性差异,高大和矮小差异,驾驶座椅必需要有调整机构,以适应大部分人身材。“大部分人”这个概念,轿车设计师采取一个二维人体样板,它依据高度将总人群划分为不一样群组:

5%(全部驾驶者中5%身材较矮小或等于这尺寸,其它95%身材较高大);

95%(全部驾驶者中95%身材较矮小或等于这尺寸,其它5%身材较高大)。

汽车工业中所应用总范围在5%和95%之间,也就是包含了90%人群。比如设计可调整座椅和踏板之间距离,适应尽可能多驾驶者身材,在这里通常取5%女性及95%男性人体样板。

驾驶座椅对方向盘、操纵杆和踏板可及性决定了人体乘坐姿势,姿势是由座椅安排位置和形状设计所决定。驾驶者乘坐姿势不理想就轻易疲惫甚至引发劳损。所以,日本及欧美各大车厂设计驾驶座椅位置全部有基础姿势、头部、肩部、手臂、腹部、腿部等活动空间参考数据,不能随心所欲。

轿车座椅由座垫、靠背、侧背支撑、头枕等组成,它们含有一定表面形状,座面和靠背外形曲线应和人体放松状态下背部曲线相吻合,乘员入座后座椅表面形状和体压分布能使乘员肌肉处于最放松状态,能支撑到腰椎部位,不会因血液循环不良而引发肢体麻木,长时间乘坐不易感到疲惫。经过对座椅前后上下、靠背倾斜角度、头枕前后上下等位置有限调整,能够使大部分人处于舒适状态。

座椅弹簧性能是组成座椅振动特征关键。试验证实,车辆行驶时尽管地板振动大,但因为座椅弹簧作用,仍有可能在座椅上取得良好舒适性,假如弹簧性能不好,则汽车舒适感会比较差。现在多数座垫采取整体泡沫尿烷缓冲垫,它用螺旋弹簧或S形弹簧埋于泡沫尿烷之中而成,含有结构简单,成本低、无噪声优点。

对于轿车低靠背座椅而言,头枕是座椅上一个附件。伴随车速增加,它对人身安全日益关键。汽车一旦发生追尾碰撞,汽车受后面冲击力作用瞬间急速向前,因为惯性作用乘员头部却会忽然向后仰,颈椎承受到很大加速度力而轻易伤害。有了头枕承托,降低头部自由移动空间就能够降低对颈椎冲击力。1998年 Volvo(富豪)轿车装配WHIPS(头颈部保护系统)当追尾发生时可令靠背头枕和驾乘者同时后移,有效避免颈椎伤害。

现在轿车座椅已和安全带、安全气囊一起组成对乘员安全防护。轿车座椅本身坚固程度、对车身连接可靠性、靠背强度全部有行业要求和试验标准,不是随便做一个安装上去就行。

伴随现代技术发展,轿车座椅有装配气动装置,气压由发动机舱气泵提供,座椅靠背内分别有4个气压腔,实现对腰椎部保护。有靠背分成上下两部分,角度能够分别调整以使腰部和肩部同时紧贴靠背,起到安全保护作用。有在靠背内装一个由电脑控制电子振荡器,还有按摩保健作用。

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车顶盖

车顶盖通常分为固定式顶盖和敞篷式顶盖两种,固定式顶盖是常见轿车顶盖形式,属于轮廓尺寸较大大型覆盖件,车身整体结构一部分。它含有刚性强,安全性好,汽车侧翻时起到保护乘员作用,缺点是固

定不变,无通风性,无法享受到阳光及兜风乐趣。

敞篷式顶盖通常见于档次较高轿车或跑车上,经过电动和机械传动移动部分或全部顶盖,能够充足享受阳光和空气,体验兜风乐趣。缺点是机构复杂,安全性和密封性较差。敞篷式顶盖有两种形式,一个称为“硬顶”,可移动顶盖用轻质金属或树脂材料做成。另一个称为“软顶”,顶盖用篷布做成。

现在新型敞篷车多用硬顶形式,比如著名标致206CC跑车。按动电钮使后行李舱盖向后揭开,顶盖自动折叠并随支柱(车厢后柱)摆动而向后移动,移至行李舱处降下,降入行李舱内,然后合上行李舱盖,此时整车成为一辆敞篷车。硬顶式敞篷车各部件之间配合相当精密,整个电控操纵机构比较复杂,但因为采取硬性材料,恢复车厢顶盖后密封性很好。而软顶敞篷车由篷布及支撑框架组成,将篷布及支撑框架向后折叠就能够取得敞开式车厢。因为篷布质地柔软,折叠起来比较紧凑,整个机构也相对简单,但密封性及耐用性较差。

固定式顶盖和敞篷式顶盖有各自优缺点,可不能够去除缺点而保留二者优点?设计师想出了一个折中措施,在固定顶盖上开窗口,即“天窗”,既可保持固定顶盖优点,又可在一定程度上取得敞篷效果,二者兼顾,还可增加厢内光线。这种方法受到汽车消费者欢迎,在20世纪80年代后,开天窗轿车快速流行起来。

通常来说,天窗关键由玻璃窗、密封橡胶条和驱动机构组成。开启形式通常分为外滑板式、内滑板式及倾斜式。外滑板式玻璃窗在顶盖上面滑动;内滑板式玻璃窗在顶盖下面和篷顶内饰衬之间滑动;倾斜式玻璃窗前端或后端向上倾斜呈开启状态;现在多采取后两种形式。

滑板式驱动机构由支架导轨、驱动电动机、减速齿轮器、离合器、钢索带、位置传感器及限位开关组成。整个驱动机构装置在车顶前面,由钢索带动玻璃窗在导轨上移动。当驱动机构工作时,限位开关可检测出玻璃窗全开、全闭、倾斜向上等状态,为预防发生玻璃窗移动时受阻造成电动机超负荷运转,还设置了超载保护离合器。

1 支架、2 内遮阳板、3 玻璃窗、4 驱动电动机、5 控制机构、6 钢索

顶盖天窗设计中最关键问题是防漏水。天窗内侧应设流水槽和嵌有密封橡胶条框架,从缝隙漏入水经过流水槽和排水管流出车外。移动玻璃窗通常为褐色,可反射阳光,内则设有遮阳板,打开遮阳板后光线可射入车厢。(

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轿车车门

对于大小客车而言,车门是一个很关键部件。现代汽车车门,其作用已经不仅仅是“门”,它是一个标志。

以小汽车为例,车门可作为汽车用途标志,用于公务用途轿车全部是四门,用于家庭用途轿车现有四门也有三门和五门(后门为掀起式),而用于运动用途跑车则全部是两门。若是大客车,车门可作为衡量客车等级和优异性标志,比如现代豪华客车门多用外摆式门,一般客车多用折叠式门。

对于轿车而言,车门质量直接关系到整车舒适性和安全性。假如车门质量差,制造粗糙,材料单薄,就会增加车内噪声和振动,让乘坐者感到不舒适和不安全。所以,购车者在挑选轿车过程中,要十分注意车门制造质量。

轿车车身由多种多样骨架件、板件和部件组成,其中车门是车身中工艺最复杂部件,它包含到零件冲压、零件焊接、零部件装配、总成组装等工序,尺寸配合和工艺技术全部要求严格。车门是一个活动物体,其灵活性、坚固性、密封性等部分缺点很轻易被人发觉,难以“蒙”过去。所以,生产商对车门制造质量是十分重视,车门质量高低,实际上也反应了生产商工艺制作水平。

轿车门由门外板、门内板、门窗框、门玻璃导槽、门铰链、门锁及门窗附件等组成。内板装有玻璃升降器、门锁等附件,为了装配牢靠,内板局部还要加强。为了增强安全性,外板内侧通常安装了防撞杆。内板和外板经过翻边、粘合、滚焊等方法结合,针对承受力不一样,要求外板质量轻而内板刚性要强,能够承受较大冲击力。

设计师在设计车门时,要充足考虑车门关门时变形程度。用多大力量去关门时变形程度测量,欧洲和美国全部有对应法规标准和试验方法。根据美国试验方法(FMVSS),是用一直径为12英寸(304.8毫米)园柱体,由一液压装置将它压向固定于车身本体车门,观察车门变形和受力情况。

车门铰链是由铰链座和铰链轴组成。它应该转动灵活,不滞涩,不会发出杂音,在汽车期望使用寿命内,应能保持其功效。车门开启角度以75度为基础,不应该和车身有任何干涉。

门锁是关键安全件。门锁由两个零件组成,一个零件固定在车门上,另一个零件固定在车身上,经过门闩阻止车门向外打开,经过简单杠杆运动或压揿按钮动作将它们脱开。门锁必需工作可靠,在一定冲击力作用下不会自行脱开。

车门要求密封性好、防尘、防水、隔音。除了车门和车身之间尺寸配合要合理外,关键还有镶嵌或粘贴在车框和车门上密封条。密封条是一个截面呈中空形状橡胶制品,它柔软性使得它含有填塞间隙大小不一空间作用,当间隙大时对密封条挤压小,当间隙小时对密封条挤压大,密封条质量直接影响车门密封性。

从开关车门能够大致判定出车门质量。一个质量比很好车门,它使用材料、制作工艺是严格要求,反应到使用上,就感觉出一个沉甸感,厚实感,关闭时有一个低沉“嘭”声发出来,好象车厢里空气被压缩似。假如车门比较单薄,则有一个轻盈感,关闭时会发出清脆“嘭”声,和前一个显著不一样。

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车用塑料燃油箱

汽车燃油箱是车上唯一储存燃油地方,是车上关键功效和安全部件,它必需要牢靠、密封。传统燃油箱用金属制造,伴随塑料在车上应用范围日益扩大,现在一个塑料燃油箱正逐步取替金属燃油箱。塑料燃油箱应用前提是,它必需含有金属燃油箱性能,起码要含有耐冲击、不易渗漏和阻燃作用,同时它又要有比金属燃油箱更优越性能,才能使大家相信塑料燃油箱优越性,弃旧从新使用塑料燃油箱。塑料燃油箱最显著好处有三点:

一是重量轻。当发动机功率一定时,汽车重量越轻,有效承载量就越大。所以,设计者从节省燃油前提出发,千方百计降价汽车重量,提升汽车经济性。因为塑料相对密度仅为金属1/7左右,所以和同容积金属燃油箱相比,重量能够降低1/3至二分之一左右。

二是造型随意。现代汽车外型越来越紧凑,车上配置越来越多,所以充足利用能够利用车上空间,是提升汽车使用率有效路径。因为制造塑料燃油箱工艺方法和金属燃油箱不一样,采取一次吹塑成型,能够做成形状复杂异形燃油箱。所以能够在汽车总体部署已经确定情况下,使燃油箱形状迁就空间位置,充足利用底盘剩下空间,使燃油箱容积扩大,提升燃油存放量,增加汽车行驶里程。

三是不会爆炸。金属燃油箱在发生火灾时很轻易发生爆炸,危险性大。因为塑料燃油箱采取高分子量聚乙烯(HmwhdPE)材料制造,热传导性很低,仅为金属1%。同时高分子量聚乙烯富有弹性,又含有刚性,在零下40摄氏度至零上60摄氏度环境下,仍含有优良抗冲击性能和机械性能,当发生撞击和摩擦时不易发生火花。即使汽车不慎着火了,也不会因塑料燃油箱受热膨胀而发生爆炸,车上乘客有充足时间转移。

其它优点还有燃油渗漏性小。在40摄氏度环境中平均燃油渗漏量最大不超出1天20克,假如采取多层复合结构塑料燃油箱,平均燃油渗漏量还小于1天2克。因为高分子量聚乙烯稳定性能好,塑料燃油箱使用寿命可达之久,而且耐腐蚀,塑料燃油箱不怕盐碱之类物质侵蚀。尤其在冬天严寒下,有些地方喜爱在路面撒盐预防结冰,汽车经过时金属燃油箱轻易被腐蚀,而塑料燃油箱则无此忧患。

塑料燃油箱材料通常采取高分子量聚乙烯做基材,辅以粘接或阻隔材料,吹塑成型单层及多层复合结构塑料燃油箱。多层复合结构塑料燃油箱成型工艺比较复杂,要求有专用吹塑成型机器,但燃油箱质量优良。和金属燃油箱比较,塑料燃油箱生产含有工艺简便,效率高,生产周期短优点。制造金属燃油箱需剪裁、冲压、焊接、喷漆等工序,而塑料燃油箱包含附件可采取一次成型,实现主附件一体化,成本可降低1/3。

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轿车仪表板总成

仪表板总成似一扇窗户,随时反应出车子内部机器运行状态,同时它又是部分设备控制中心和被装饰对象,是轿车车厢内最引人注目标部件。能够这么说,仪表板总成现有技术功效又有艺术功效,它反应出各国轿车制作工艺和风格上差异,是整车代表作之一。

现代轿车仪表板总成通常分成两部分,一部分是指方向盘前仪表板和仪表罩及平台,另一部分是指司机旁通道上副仪表板。其中仪表板是安装指示器主体,集中了全车监察仪表,经过它们揭示出发动机转速、油压、水温和燃油储量,灯光和发电机工作状态,车辆现时速度和里程积累。有些仪表还设有变速档位指示,计时钟,环境温度表,路面倾斜表和地面高度表等。根据现时流行款式,现代轿车多数将空调,音响等设备控制部件安装在副仪表板上,以方便驾驶者操作,同时也显得整车布局紧凑合理。

伴随现代科学技术发展,轿车仪表板用电子显示技术替换传统机电式模拟仪表已成为发展趋向。电子显示技术也就是薄型平面电子显示器技术,利用这种技术做成汽车平面仪表板显示数字及信息,十分清楚明了,使驾驶者在开车同时,仍然能够清楚地看到仪表数字及其它信息变动。现在,平面仪表板关键采取真空萤光管显示、液晶显示、电致发光显示和高压驱动器集成电路等技术,含有测试反应速度快、指示正确、图形设计灵活、数字清楚、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗率低等优点。比如有些平面仪表板速度里程表采取全数字集成电路,既提升了测试精度,又可将数字信息输入计算机内,实现了车速和里程数据分析,使汽车含有更多自控功效。其它如转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表均采取线性集成电路,方便配接各类电子传感器件。

轿车仪表板总成在车厢里处于中心位置,很引人注目,它任何疵点全部会令人感到满身不舒适,所以汽车制造商是很重视轿车仪表板总成制作水平,从制作工艺上能够表现出制造企业设计和工艺水平,从装饰风格上能够表现出这个国家或地域文化传统。一个成功轿车仪表板总成,既要融入轿车整体,表现出它是轿车不可分割一部分;又要表现出轿车个性,使人看到仪表板就会想到车子形象。正因如此,轿车仪表板总成装饰材料是比较讲究,通常轿车仪表板总成是用PP(聚丙烯)材料做蒙皮,有些高级轿车仪表板则是用真皮做蒙皮,令人感觉到一个华贵气派

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轿车前照灯

前照灯总成是保障汽车安全运行关键部件之一,前照灯灯照距离越远,配光特征越好,汽车行驶安全性能就越高。伴随汽车技术发展,轿车前照灯也有很大改变。在现代轿车上,过去那种可装卸自炽灯泡和白炽真空前照灯全部前后被淘汰,而取而代之卤素前照灯,几年功夫就席卷全球,成为各国轿车前照灯

主力。

通常汽车电灯是由一根紧密盘卷细钨丝装在一个充满惰性气体灯泡中组成,当电流经过钨丝时,它会燃烧起来并发出白热光,在十分高温度作用下,钨丝中钨原子处于蒸发状态,时间一长,蒸发钨原子会越来越多,钨丝会越烧越细,最终被烧断,钨原子会沉积在相对较冷灯泡玻璃上,日久天长就会有一层阴影,遮住光线照射,灯亮度就会减弱。电光学工程师针对上述问题研制了卤素灯,这种灯就是在灯泡内惰性气体渗透少许碘(碘是化学元素中卤元素),从灯丝蒸发出来钨原子和碘原子相遇反应,生成碘化钨化合物,当碘化钨化合物一接触白热化灯丝(温度超出1450℃),又会分解还原为钨和碘,钨又重新归队回到灯丝中去,碘则重新进入气体中。如此循环不已,灯丝几乎不会烧断,灯泡也不会发黑。所以,卤素前照灯比传统白炽前照灯寿命更长,亮度更大。现在卤素灯玻璃是用石英制成,又称作石英卤素灯,能够承受很高温度。

卤素灯关键用作汽车前照灯,有其独特配光结构。每支灯管内有两组灯丝,一组是主光束灯丝,发出为光经灯罩反射镜反射后径直向前射去,这种光源俗称“远光”;另一组是偏光束灯丝,发出来光给遮光板挡到灯罩反射镜上半部分,其反射出去瓣光线全部是朝下漫射向地面,不会给对面来车驾驶者造成眩目,这种光源俗称“近光”。

现在轿车前照灯总成比较流行低风阻新型内装式灯具,外型和车身轮廓相配合,做到浑然一体融于车中。同时,灯罩也做了改革,采取新型聚光玻璃,能提供更远更广泛视野区域,不易使迎面而来驾车者造成眩目,日本凌志轿车就装配了这种前照灯。

多年德国宝马企业和波许企业携手研制了一个更新式前照灯-气体放电灯。气体放电灯是由小型石英灯泡、变压器和电子控制器组成,经过变压器升压到0.5至1.2万伏高压电,激励小型石英灯泡发亮,其亮度比现在用卤素灯亮2.5倍,发出亮色调和太阳光十分相同,而且发电灯发亮并达成要求工作温度时,功率消耗只有35瓦,比卤素灯低三分之一,很经济,很适宜用做轿车前照灯。现在部分中高级轿车已经使用这种气体放电灯。(

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未来轿车大灯

轿车大灯(前照灯)有两种功效,一个是照明,一个是装饰。过去和现在,大灯关键功效是照明。在未来,相信它关键功效仍将是照明。不过在近十几年中,大灯外形不停得到改造,和车身嵌装组合为一个整体,越来越显露出它装饰作用。在以后几年内,您可能会发觉,大灯内在结构也将发生一次重大技术革命,灯具将会装上“脑袋”变成“聪慧”灯。

传统大灯有两组灯丝,分别射出远和近光束。远光束亮些,照得远些,关键用于高速行驶;近光束暗些,

照得近些,关键用于会车。何时用远灯或近灯皆由驾车者操纵,而且前大灯每组光束强弱是不可调,角度也是在安装过程中就调整好了。伴随轿车行驶速度不停提升,传统大灯照明巳经日益显示出它痹端,在转弯、会车、雨雾天及在高速公路上行驶,两光束大灯会使驾车者不易看清路面,视野狭窄,也轻易造成对方驾车者眩目。

在20世纪90年代,欧洲开发了AFS灯光系统前大灯,日本开发了ILS智能灯光系统。在AFS灯光系统中,每只大灯组件内有8个反射器,在转弯、高速行驶及雨雾天气等不一样情况下受控生成能适应多种驾驶环境灯光模式。但因为其体积较大,存在装配上不足,且灯泡更换不方便,所以推广困难。而ILS正在向自动控制光线方向发展,为驾车者提供比较理想光束模式。这需要引入微电子技术,必需装入优异电控元件。即使目前技术还无法做到这一点,但大家估计在以后三年内,这些技术难题将会得四处理,智能化灯光系统将会陆续面市。

智能化灯光系统能使汽车大灯随行驶情况改变而实时改变,将会出现含有10-15种不一样光束大灯,相对行驶速度和路面而“随机应变”。比如在高速公路上,汽车大灯会照亮前方不宽区域,要远一点。当汽车行驶在弯道上,在车辆转弯时外侧要亮度大些,使司机看清楚弯道情况,而内侧要暗些,为是不要使对面会车司机眩目。

现在有一款法国人搞出来样品,大灯组件内装置了3组灯泡,其中1组是活动,其它2组是固定。活动部分由电脑操纵随行车状态灵活改变。比如当方向盘转向时,会有传感器立即探明车辆要转弯,电脑接到信息后立即发指令指挥大灯内活动组灯,随方向盘角度改变来更改灯光投射角度。(

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汽车上雨刮器

下雨时候,大车小车前档风玻璃上雨刮器就会齐齐动作,两只雨刮片以固定转轴柱为中心作摆动,将前档风玻璃雨水刮去,还司机一个有效视野。

最早期雨刮器由一个摇臂和夹有橡皮刮片臂组成,由司机手工操作。以后为了看位需要,在左右两侧全部装上了刮水臂,用连杆连接,成为手动双刮水片,也就是今天汽车雨刮器原始型。

以后雨刮器用气压差来替换人力,称为真空雨刮器。用一条管子接到发动机,利用发动机真空度来驱动雨刮器里面活塞,推进摆臂转动,雨刮片就能够动作了。40年代早期,汽车上陆续安装了电动雨刮器替换真空雨刮器。不过,直到80年代初,中国部分货车和客车仍然使用真空雨刮器。现在,汽车已经全部使用电动雨刮器了。

雨刮器看似简单,实际上结构并不简单。雨刮器总成含有电动机、减速器、四连杆机构、刮水臂心轴、刮水片总成等。当司机按下雨刮器开关时,电动机开启,电动机转速经过蜗轮蜗杆减速增扭作用驱动摆

臂,摆臂带动四连杆机构,四连杆机构带动安装在前围板上转轴左右摆动,最终由转轴带动雨刮片刮扫挡风玻璃。

现在,汽车雨刮臂有两个,电机通常是一个,称为“单机双臂”,也有每个雨刮器带一只电机,称为“单机单臂”。有些雨刮臂还附带胶水管,水管接至洗涤器上,按一下开关会有水注喷向前档风玻璃。在部分中高级轿车上,不仅前后档风玻璃有雨刮器,就是前大灯也有一支小小雨刮片,用以清除前灯玻璃上尘埃。

司机关闭雨刮器时,雨刮臂往往不停在合适位置,阻碍司机视线。为处理这一问题,雨刮器设有一个回位开关,它控制雨刮器电机,当雨刮臂停在档风玻璃下合适位置时,电机才会停止运转。

现今雨刮器已经普遍采取快档、慢档和间歇控制档。其中间歇控制档通常是利用电机回位开关触点和电阻电容充放电功效使雨刮器根据一定周期刮扫,即每动作一次停止2-12秒时间,对司机干扰更少。有些车辆雨刮器还装有电子调速器,该调速器附带感应功效,能依据雨量大小自动调整雨臂摆动速度,雨大刮水臂转得快,雨小刮水臂转得慢,雨停刮水臂也停。(.11.3)

雨刮器及其它

雨刮器是关键安全件,它必需能有效地清除雨水、雪和污垢;能在高温(摄氏零上80度)和低温下(摄氏零下30度)工作;能抗酸、碱、盐等有害物质腐蚀;使用寿命达成15万次刮刷循环(乘用车)。

雨刮器动力源来自电动机,它是整个雨刮器系统关键。雨刮器电动机质量要求是相当高。它采取直流永磁电动机,安装在前档风玻璃上雨刮器电动机通常和蜗轮蜗杆机械部分做成一体。蜗轮蜗杆机构作用是减速增扭,其输出轴带动四连杆机构,经过四连杆机构把连续旋转运动改变为左右摆动运动。

雨刮器电动机采取3刷结构以方便变速。间歇时间由间歇继电器控制,利用电机回位开关触点和继电器电阻电容充放电功效使雨刮器根据一定周期刮扫。雨刮器刮片胶条是直接清除玻璃上雨水和污垢工具。刮片胶条经过弹簧条压向玻璃表面,它唇口必需和玻璃角度配合一致,方能达成所要求性能。

通常情况下在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋扭,设有低速、高速、间歇3个档位。手柄顶端是洗涤器按键开关,按下开关有洗涤水喷出,配合雨刮器洗涤档风玻璃。洗涤器系统是现在汽车上很一般装置,它由储水箱、水泵、输水管、喷水嘴组成。其中储水箱通常是1.5升~2升塑料罐,水泵是一个微型电动离心泵,经过它将储水箱洗涤水输向喷水嘴,经2~4个喷水嘴挤压作用将洗涤水分成细小射流喷向档风玻璃,配合雨刮器起到清洁档风玻璃作用。

除了前档风玻璃雨刮器外,很多乘用车还装置了后玻璃窗雨刮器,驾车者雨天能看到车后东西。有些高级乘用车上前照灯也安装有类似雨刮器清洗装置。后玻璃窗雨刮器和前照灯清洗装置没有专门四连杆机构,只在电动机上附加一个紧凑转换机构(比如齿条齿轮或四连杆机构),将旋转变为摆动。据欧美法规要求,目前照灯脏污到照明度降到20%时,前照灯清洗装置应该在8秒内洗涤洁净污垢,使照明度恢复到

80%。前照灯洗涤用水由档风玻璃雨刮器储水箱提供,其喷水嘴位置要设置合理才能使车辆在任何速度下全部能使洗涤水喷到灯面上。

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现代轿车音响

音响成为现代轿车档次衡量标准之一,已是大家公认事实。所以,汽车音响技术也就成为汽车消费者和爱好者关注内容。

汽车音响技术要注意地方有四点,一个是安装尺寸和安装技术,一个是音响本身避震技术,一个是音质处理技术,一个是抗干扰技术。

轿车上音响绝大多数安装在仪表板或副仪表板位置上,而这些仪表板内空间比较狭窄,汽车音响主机体积肯定要受到限制,所以国际上就产生了一个通用安装孔标准尺寸,称为DIN(德国工业标准)尺寸。标准DIN尺寸为178毫米×50毫米×153毫米(长×宽×深)。有些比较高级汽车音响主机带有多碟CD音响等装置,安装孔尺寸为178毫米×100毫米×153毫米,又称为2倍DIN尺寸,多见日本机。而有部分品牌轿车其音响主机属于非标尺寸,只能指定安装某种型号汽车音响。所以购置汽车音响,一定要注意音响主机尺寸和仪表板上安装孔尺寸是否适配。

汽车音响安装除了仪表板安装孔尺寸外,更关键是整个音响系统安装,尤其是喇叭和机件安装技术。因为一辆轿车音响优劣,不仅和音响本身质量相关系,还和音响安装技术有直接关系。

汽车振动比较大,音响系统安装技术要追求高稳定性和高可靠性。所以汽车音响含有以下特点:汽车磁带放音部分多采取横向放置方法,上下卡紧以确保稳定放音;采取优质陶瓷涂层坡莫合金磁头,令音质和耐久性全部有保障;CD部分采取多级减振方法,要求线路板上元件焊接绝对可靠。

汽车音响音质处理已朝数码技术发展。高级汽车音响带有DAT数码音响、DSP(数码信号处理器)、MP3技术等,形成了数字化、逻辑化、大功率Hi-Fi立体声系统。

汽车音响音质优劣除了主机配置外,还有喇叭质量起到很关键原因。有些人认为,在通常汽车音响中,喇叭最少应占总投资二分之一以上。因为制造优质喇叭需要复杂技术,价格不菲但其产生高、低音效果往往是一般喇叭无法达成。所以,轿车音响喇叭通常是比较讲究,尤其是多路分频喇叭更是如此。

轿车车厢空间有限,汽车音响喇叭是不可能带大音箱,这就需要因地制宜地利用仪表台、车门、后围隔板等部件和喇叭有机地结合起来,形成一个类此音箱结构原理,消除声波相互叠加现象。当然,喇叭安装位置往往影响着汽车音响音质效果,同一对喇叭在不一样安装位置就会产生不一样效果,所以中高级轿车音响喇叭安装位置要经过种种测试后才能确定下来。

汽车音响是处于一个很复杂环境之中,它随时受到汽车发动机点火装置及多种用电电器电磁干扰,尤其

是车上全部电器全部用一个蓄电池,更会经过电源线及其它线路对音响产生干扰。汽车音响防干扰技术就分别对电源线干扰采取扼流圈串在电源和音响之间进行滤波,对空间辐射干扰采取金属外壳密封屏蔽,在音响中专门安装抗干扰集成电路,用以降低外界噪声干扰。(.1.18)

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即使音响设备对于轿车来讲,只是一个辅助性设备,对车子运行性能没有影响。但伴随人 们对享受要求越来越高,汽车制造商也日益重视起轿车音响设备,并将它做为评价轿车舒适性依据之一。

轿车音响发展史也是电子技术发展史,电子技术每项重大技术进步全部推进着轿车音响发展。早在1923年美国首先出现了装配无线电收音机轿车,随即很多轿车全部步其后尘 ,在仪表板总成上安装了无线电收音机。这时候车用无线电收音机全部是用电子管,直到50年代 出现半导体技术后,轿车收音机出现了技术革命,用半导体管逐步取替了电子管,提升了轿车收音机寿命。70年代初,卡式收录机进入了市场,一个可播放卡式录音带车用收放两用机 出现在轿车上,同时机芯开始应用集成电路。直至80年代末,通常轿车音响多以一个卡式收 放两用机和一对扬声器为基础组合,扬声器分左右两路声道,有置于仪表板总成两侧,有 置于车门,有置于后座后方,收放两用机输出功率多在20瓦左右。

今天,轿车音响又进 入了一个新里程碑,向大功率多路输出、多喇叭环回音响、多喋式镭射CD等方向发展。世界 音响制造商也将轿车音响辟为一个专门工业部门,针对轿车特殊环境,充足考虑车厢音响效果,采取高新技术制造轿车音响设备,其播送音响效果完全能和家用音响相媲美。日本凌志LS400型轿车AM/FM音响系统就有5个放大器,配有7个分频喇叭,包含2个拱形高频喇 叭,4个宽频带喇叭和一个后装式8寸低频喇叭,使整个车厢充满了立体音环回感受。

现在,市面上已经有多种供轿车专用高级音响设备,部分汽车音响爱好者将大功率放大器 和电子网络器安置在轿车行李箱内,将超低音大口径喇叭和其它型号喇叭分别嵌入后窗下围板和车门板上,使用独立直流电源,功率输出达上百瓦以上,音色浑厚优美,高低有错,把车厢内狭小空间变成了令人愉快音乐欣赏室,予人以美享受。

汽车运行环境是十分恶劣,包含振动、高温、噪音、电磁波等全部会干扰车内电子设备正常工作,所以轿车专用音响设备不管从设计和工艺制造方面要求全部要比家用音响严格 ,而且价格不菲,从这个意义上讲,高性能轿车音响实际上是当今音响世界中顶级品。(

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氙灯-一个新型前大灯

氙灯,一个含有氙气新型前大灯,又称高强度放电灯或气体放电灯,英文简称HID(High Intensity

Discharge Lamp)。现在奔驰E级车、宝马7系列、丰田凌志、本田阿库拉等高级车全部使用了这种新型

前大灯。氙灯亮度大,发出亮色调和太阳光比较靠近,消耗功率低,可靠性高,不受车上电压波动影响。

氙灯由小型石英灯泡、变压器和电子单元组成。接通电源后,经过变压器,在几微秒内升压到2万伏以上高压脉冲电加在石英灯泡内金属电极之间,激励灯泡内物质(氙气、少许水银蒸气、金属卤化物)在电弧中电离产生光亮。因为高温造成碰撞激发,并随压力升高使线光谱变宽形成带光谱。灯开关接通一瞬间,氙灯即产生和55瓦卤素灯一样亮度,约3秒钟达成全部光通量。

氙灯灯泡玻璃用坚硬耐温耐压石英玻璃(二氧化硅)做成,灯内充入高压氙气缩短灯被点亮时间,灯发光颜色则由充入灯泡内氙气、水银蒸气和少许金属卤化物所决定。

电子控制器系统是一个独立系统,包含变压器和电子控制单元,含有产生点火电压和工作电压两种功效。变压器将低电压变为高电压输出,电子控制单元关键功效是限制氙灯灯泡工作电流,向灯泡提供2万伏以上点火电压和维持工作低电压(80伏特左右)。

氙灯和卤素灯关键区分在于,前者经过气体电离发光,后者经过加热钨丝发光。即使氙灯发光电弧和卤素灯钨丝长度直径一样,但发光效率和亮度提升了2倍。因为不用灯丝,没有了传统灯易脆断缺点,寿命也提升了4倍。据测试,一个35瓦氙灯光源可产生55瓦卤素灯2倍光通量,使用寿命和汽车差不多。所以,安装氙灯不仅能够降低电能消耗,还对应提升了车辆性能,这对于轿车而言含有很关键意义。(

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人机工程学和汽车设计

现代机电产品往往标榜自己设计符合人机工程学原理,并以此为卖点。汽车产品也不例外,几乎每一款新车宣传资料全部印有\"人机工程\"字眼。那么,什么是\"人机工程学\"呢?它对汽车设计有什么影响呢?

笔者在\"绿色浪潮和汽车\"、\"人-机-环境大系统观和汽车设计\"中曾经提到,现代机器设计不仅要考虑机器本身功效,还要考虑机器和人、机器和环境之间关系。这么就产生了两条边界:人-机器、机器-环境。而人机工程学就是研究\"人-机器\"这条边界问题。

人和机器共同工作,人有些人特征,机器有机器特征,要设计出能最大程度和人协调工作机器,就要充足研究二者特征,才能设计出良好人机界面。人机工程学在对人特征进行具体研究基础上设定了一系列设计准则,用来指导机器产品设计,关键是人和机器之间界面设计。其中和汽车设计相关关键有

1)基于人体感官界面设计

比如,人视觉有视角、视野、可视光波长范围、颜色分辨力、视觉灵敏度、定位错觉、运动错觉、视觉疲惫等特征,汽车挡风玻璃、仪表板和仪表设计就要充足考虑这些特征,使驾驶者能够得到足够视区,能够快速识别多种信号,降低失误和视觉疲惫。交通标志设计也应该采取大多数人能明辩颜色和不易产生错觉形状。

2)基于人体形态界面设计

不一样地域和人种、不一样年纪和性别全部含有不一样身体尺寸,为不一样地域和群体设计汽车就要参考特定对象人体参数,在现代社会条件下,以一个产品规格想占有不一样地域市场是极难。人在生活和劳动中又含有多种不一样形态,人体在不一样姿态下工作,全身骨头和关节处于不一样相对位置,全身肌肉处于不一样担心状态,心脏负担不一样,疲惫程度也不一样。设计一台机器首先要考虑采取什么身体形态来操纵,选定姿态后,还要考虑以最舒适方法对人体进行支撑,并合适地部署被操作对象位置,从而降低疲惫和误操作。比如司机在驾驶汽车时候采取坐姿,坐椅设计要符合人体骨骼最好轮廓,仪表部署应在易于看到地方,操纵杆/板位置要在人体四肢灵活运动范围内。

3)基于力特征界面设计

人体在不一样姿态下,用力疲惫程度不一样,操纵机器所需力量应该选择在对应姿态下不易引发疲惫范围内。比如转向助力器就是为了减轻操纵力而设计。人体在不一样姿态下最大拉力、最大推力也不相同,比如坐姿下人腿蹬力在过臀部水平线下方20度左右较大,操纵性也很好,所以刹车踏板就安装在这个位置上。人体在不一样姿态使用不一样肌肉群进行工作,动作灵活性、速度和最高频率全部不相同,比如腿反复伸缩含有较低频率,而手指则能够用较高频率进行敲击。所以,对应不一样操纵频率应采取不一样动作方法来完成。

4)基于人脑特征界面设计

人脑对事物认识和反应有自己特点,表现在她行为和对外界反应中。人喜爱用直觉处理事情,不善于烦琐过程和正确计算。对于帮助人脑进行工作计算机,怎样进行人机界面设计一直是热门论题。不管是从低级语言到高级语言,到面向对象、面向任务编程方法发展,还是图形终端、鼠标定位、窗口系统、多媒体、可视化、虚拟现实等方面进展,全部表现了这个专题。多年来,人工智能已经在汽车上应用,车载电脑能够帮助驾驶者认路、换档、避碰……。最近在东京国际车展上展出丰田POD概念车,还能统计车主生活和驾车习惯,方便向车主提供愈加贴心服务。

能够毫不夸张地说,现代社会中,凡成功机器产品,不能缺乏人机工程学理念。

话又说回来,假如作为商业宣传,我们是不能仅凭\"人机工程\"字眼去判定产品品质。要调查了解甚至亲自体验。 Return

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现代轿车设计概况

每一个产品设计全部有它工作步骤,轿车作为高级耐用工业品,更不例外。一辆新型轿车从构思、设计、试验、定型到成批生产,花费巨大资金和时间。其中车身开发设计是关键部分,约占整车开发费用和时

间70%,根据传统方法约需5-6年,采取电子计算机辅助设计(CAD/CAM),现在从设计到样车仅需2年时间或更短。

确定设计依据,首先要做广泛市场调查,了解各层次消费者对汽车需求,分析竞争对手,制订总体方案。依据总体方案制订车身边界参数和总部署方案。车身边界参数是指整车长、宽、高、轮距、轴距、最小转弯半径、车厢长、宽、高、驾驶座椅可调整范围等。初步确定车身基础技术数据及车内结构,决定总部署设计方案(如轿车是二厢或三厢)、驱动形式(如前置或后置发动机,前轮或后轮驱动)和配置高低。

开发设计内容分为基型开发和批量开发两个阶段。经过基型开发确定新车方案及车身边界,目标是试图找出车身外型、总部署设计方案及空气动力学三者之间最好关系方案。为简便取得最好关系方案,采取路径是先绘制相关草图,比如外形草图、内饰草图,在大量草图基础上经筛选后再绘制出效果图,再依据效果图制作很多一定百分比尺寸外模型和内模型,比如有1:1(内模型)、1:2.5、1:4、1:5等等,其中1:2.5外模型要经风洞试验,择优选择其中部分模型再列出各个模型设计方案,再试验,比较,再择优选择,从而寻求出最好方案。有些厂家开发某种轿车模型是采取装配式,即发动机舱盖、车身侧面部件能够分段更换,有多个组合,经过风洞试验选出最好组合方案,能够降低小模型数量及工作量。为了降低开发费用,早期开发阶段通常采取小百分比模型,经过数次筛选定案,才制作1:1外模型。

风洞试验是模拟汽车道路行驶试验,关键处理轿车行驶时气流、通风、散热特征。通常需要在汽车或模型表面部署密密麻麻压力传感器。为了部署这些传感器,技术人员得在汽车上钻上千个小孔固定传感器。现在世界上各大汽车企业试验风洞大致分为两大类,一类可测试气流特征,另一类可测试气流及散热特征。第一类风洞中,样车或模型置于可旋转园台上,四轮置放在4个特殊而精密大天平上,可测量气动力特征,比如阻力、升力、侧向力等分量,车身表面各点气流压力及周围气流场。第二类风洞中,有模拟自然条件强光及温湿度控制,可进行样车及模型在多种速度改变下温度测试。在现代风洞试验中,为了正确快捷,有企业采取了新技术,比如福特汽车企业采取了一个“压力感应油漆”(PSP)涂抹在被测试车型上,当汽车涂上这种压力感应油漆后,工程师便能够在15分钟内对汽车空气动力学性能进行一次全方面测试。

1:1外模型和内模型经过风洞试验,进行工程分析,再进行1:1外模型表面确定,经过几轮全尺寸模型修改、试验,确定一个模型,进行车身总部署设计及工程分析,作为设计图纸及工装原始依据,此时进入了批量开发阶段。工程分析包含采取有限元分析、模态分析、模拟台架试验分析、模拟碰撞安全分析等。其中有限元分析是近30年随电子计算机发展起来一个有效工程计算法,它包含离散化、单元分析、整体分析等三步骤计算,不管是车身、梁架、壳体及多种零件变形和强度全部能够经过有限元分析,从而取得用传统计算方法难以得到理想结果。经过工程分析及风洞试验,进入样车设计和试制阶段,包含样车风洞试验、道路试验。然后进行零件图设计,在计算机系统上建立某一零部件数字模型。最终进行生产

线工装及设备制造,小批试制直至批量生产。

以上是轿车设计基础概况。但汽车设计也有简繁之分,汽车制造企业通常根据技术复杂程度分为三类。第一类是技术复杂程度最高全新平台式开发,从发动机到底盘,从车身到电气全部要全新开发,花费时间和费用巨大。第二种以开发新车身为主,造型、结构及尺寸全部会有改变,同时在发动机、底盘、电气方面做继承式改善。第三种是局部改型。即平台基础不动,只改变车身前后部造型和内外饰件,或增加部分舒适性功效,配置新动力总成(发动机及变速器)等,时间及费用最少。现在在世界上各大汽车企业,采取第一类设计方法轿车通常会生产5~6年,但往往每一、两年会进行局部改型,在灯具、饰件、散热栅架上做些改变,然后冠以某某年款车型推向市场。

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\"优化设计\"和汽车产品

常有网友提问,她们有时看到汽车或其它产品宣传广告中提到\"优化设计\"这个名词。什么是\"优化设计\"?是不是标有\"优化设计\"产品一定比其它产品好?经过\"优化设计\"产品是不是就是最好?

任何一项设计,全部能够有很多不一样方案,对应同一个方案参数,又能够有很多不一样数值。比如汽车前照灯,外型可方可圆,灯泡可采取卤素灯、石英灯、组合灯……组成不一样方案,经过\"方案优化\"选定一个最好方案。在每一方案中,又有外型尺寸、灯泡功率等需要确定参数,经过\"参数优化\"来确定一组最好参数。

从广义上说,任何一位设计师在做一项设计时候总是选择她认为是最好方案,全部有某种程度上\"优化\",所以她能够说她产品是经过\"优化\"。不过现在通常采取是狭义优化概念,就是利用现代数学结果建立数学模型,用计算机进行计算,求出最优解方法。

不管何种意义上优化,全部有一个共同特点,就是相对性。这个相对性有两方面意义,一是优化是相对某种目标,目标不一样优化结果不一样。其次是在大多数情况下,优化结果并不是最优,只能是相对好。

首先谈一下优化目标。我们对产品期望是多方面,如最经济、最耐用、最安全……。对应地也有不一样优化设计目标,这些目标往往是相互抵触,如成本最低方案不一定是最耐用方案。即使能够把不一样目标综合在一起考虑,但因为侧关键不一样,最优解也是不一样。所以,经过\"优化设计\"产品是不是你需要,关键在于你目标是不是和产品设计者目标相同。

再谈谈优化结果相对性问题。任何一项设计全部包含很多参数,数学模型是很复杂,现有计算方法不能确保在全部情况下全部能得到最优结果,只能找到相对好结果。所以,通常来说经过\"优化设计\"产品,对应对应优化目标是很好,但不一定是最好,这个\"最好\"可能是存在,不过还没有找到。

另外,伴随科技发展,时间推移,当初\"优化设计\",现在可能遭到淘汰,会被愈加好\"优化设计\"所替换,

现在\"优化设计\",未来也可能会被淘汰。所以,\"优化设计\"往往只是针对某时期产品而言,含有相对性。

总而言之,“优化设计”“优”是相对某个目标而言;因为计算方法限制,实际上找到可能仅是“较优”;经过优化设计产品对于对应评价指标在一定时期内可能比其它同类产品含有一定优势。

最终必需说明,对于现代汽车这么高技术含量产品,关键功效部件设计是离不开优化方法,不过不一定是宣传广告中所表示出来意思。所以,不能单凭是否有\"优化设计\"字眼来判定产品质量。

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材料疲惫-汽车安全大敌

汽车故障原因有千百种,其中有一个是使用者根本无法控制,这就是由材料疲惫引发结构件失效。粗大坚固钢铁也会“疲惫”?确实如此。

什么是金属材料疲惫?零件在受到超强作用力时能够发生变形或断裂,就像人体遭受攻击时能够发生骨折,但这不是疲惫破坏。疲惫失效是指材料在正常工作情况下,在长久反复作用应力下所发生性能改变。这些应力大小并没有超出材料能够承受范围,不过长久反复作用就会引发材料疲惫。材料疲惫破坏并不是一开始就会被觉察,它是一个缓慢发展过程。比如一条发动机曲轴能够在投入运行时间不太长时候就产生很小疲惫裂纹,这些肉眼看不出来裂纹会不停扩大,直到有一天曲轴忽然断裂。就像人因为长久工作积累疲惫而一朝病倒。

人类付出昂贵代价才取得了对材料疲惫认识。二次大战后,英国德-哈维兰飞机企业设计制造了彗星号民用喷气飞机,经过十二个月使用,1953年5月2日一架彗星号客机从印度加尔各答机场起飞后很快在半空中解体;1954年1月10日,另一架彗星号在地中海上空爆炸;不到3个月,又一架彗星号在罗马起飞后在空中爆炸。为了找到事故原因,英国皇家航空研究院工程师进行了大量研究工作,最终确定罪魁祸首是座舱疲惫裂纹。

现代机械设计已经广泛采取“疲惫寿命”方法,设计阶段已经充足考虑了材料疲惫问题。不过,正如人体疲惫因人而异,机器疲惫是因机而异。同一个型号汽车,发生疲惫破坏情况可能相差很远。有到了报废年限,疲惫程度还不太严重;有尚在寿命期限内,却发生了疲惫破坏。不一样使用方法也会造成机器不一样疲惫状态。比如同一品种富康车,做出租车和做私家车用,几年下来其车辆运行状态就会有重大差异。为了避免疲惫破坏,要严格根据各类保养和修理期限对汽车进行检验,方便立即发觉潜在危险。

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塑料在汽车上应用

塑料是一个高分子材料,多年来在汽车上应用越来越多,巳由内外装饰件向车身复盖件和结构件方面发

展。比如前照面、保险杠、发动机罩、行李箱盖、顶盖、翼子板、车门内护板和一些车身骨架构件等。甚至有些大汽车企业正在用复合材料做承载力最大底盘车架,比如福特汽车企业将在将复合材料底盘应用在一辆叫“探索者”小皮卡样车上。

在过去30年间,汽车塑料用量已从60年代初10千克左右上升到九十年代中二百千克,其增加速度之快,关键是因为塑料特征和大家对汽车期望要求很搭配,所以“一拍而合”。塑料在汽车上应用有以下6大优点:

一、轻量化是汽车业追求目标,塑料在此方面能够大显其威。通常塑料比重在0.9-1.5之间,纤维增强复合材料比重也不会超出2.0,而金属材料比重A3钢为7.6、黄铜为8.4、铝为2.7。所以应用塑料是减轻车体重量有效路径。

二、塑料成型轻易,可使形状复杂部件加工简单化。比如仪表台用钢板加工,往往需要先加工成型各个零件,再分别用联接件装配或焊接而成,工序较多。而用塑料能够一次加工成型,加工时间短,精度有确保。

三、塑料制品弹性变形特征能吸收大量碰撞能量,对强烈撞击有较大缓冲作用,对车辆和乘员起到保护作用。所以,现代汽车上全部采取塑化仪表板和方向盘,以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条全部采取塑料材料,以减轻外物体对车身冲击力。另外,塑料还含有吸收和衰减振动和噪声能力,能够提升乘坐舒适性。

四、经过不一样组份搭配复合材料有含硬质金属颗粒复合材料,有以夹层板材和树脂胶合纤维为主层板复合材料和以玻璃纤维、碳纤维为主纤维复合材料,这些复合材料含有很高机械强度,能够替换钢板制作车身复盖件或结构件,减轻汽车重量。

五、塑料耐腐蚀性强,局部受损不会腐蚀,而钢材制件一旦漆面受损或先期防腐做得不好就轻易生锈腐蚀。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板,假如用塑料做车身复盖件,十分适宜在污染较大区域中使用。

六、依据塑料组织成份,能够经过添加不一样填料、增塑剂和硬化剂来制出所需性能塑料,改变材料机械强度及加工成型性能,以适应车上不一样部件用途要求。比如保险杠要有相当机械强度,而座垫和靠背就要采取柔软聚胺脂泡沫塑料。更方便是塑料颜色能够经过添加剂调色产生不一样颜色,能够省去喷漆。有些塑料件还能够电镀,比如ABS塑料含有很好电镀性能,可用于制作装饰条、标牌、开关旋扭、车轮装饰罩等。

因为上述优点,以塑料为主汽车应该会产生。不过,塑料也有本身弱点,阻碍了其应用发展。一是改造成本问题,假如从传统大规模机械加工方法转为大规模模塑加工方法,投资不菲,成本高昂。另一个更关键问题就是环境保护:材料能不能够回收?金属零件到一定时候就要回炉,而塑料制品能否回收再生,

或在再生过程中又会不会污染环境?这些问题有待处理,但不管怎样说,凭着人类智慧,塑料汽车离大家并不遥远。

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镁合金在汽车上应用

镁(Mg)是一个轻质银白色金属,在空气中加热能够燃烧并能发出强烈火焰,节日放烟花就含有镁粉,在夜幕中会爆发出闪闪发亮礼花。但在镁材中添加部分其它金属元素,比如铝、锌或铝、锰等,它就会改变了自己特征,变成了一个含有较高强度和刚度,含有良好铸造性能和减振性能轻质合金材料,这些镁合金材料在现代汽车中巳得到广泛应用。

从历史上看,早在20世纪30年代就有大众汽车使用镁合金,因为镁价格上升才停止了使用。80年代初,因为采取新工艺,严格限制了铁、铜、镍等杂质元素含量,使镁合金耐蚀性得到了处理,同时成本下降又大大促进了镁合金在汽车上应用。从90年代开始,欧美、日本、韩国汽车商全部逐步开始把镁合金用于很多汽车零件上。

现在镁合金通常见于车上座椅骨架、仪表盘、转向盘和转向柱、轮圈、发动机气缸盖、变速器壳、离合器壳等等零件,其中转向盘和转向柱、轮圈是应用镁合金较多零件。伴随技术发展将有更多零件用镁合金制造。

镁合金零件带给汽车好处是显而易见。一是它质量轻,其密度只有1.7,是铝2/3,钢1/4,换用镁合金就能减轻整车重量,也就间接降低了燃油消耗量。二是它比强度高于铝合金和钢,比刚度靠近铝合金和钢,能够承受一定负荷。三是它含有良好铸造性和尺寸稳定性,客易加工,废品率低,从而降低生产成本。四是它含有良好阻尼系数,减振量大于铝合金和铸铁,用于壳体能够降低噪声,用于座椅、轮圈能够降低振动,提升汽车安全性和舒适性。镁合金即使有这些优点,但从成本上看它仍然偏高于铝合金。尽管如此,镁合金应用前景仍然看好:福特汽车企业已开始用镁合金来制造悬架零件、制动盘和制动钳等;而日本1990年每辆汽车用镁量仅5千克,估计底将增至210千克,占汽车重量25%,仅次于铝材而超出钢铁重量

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车用材料新发展

汽车材料发展是汽车技术发展关键方面。材料是汽车质量保障基础,在研制更经济、更安全和更轻便汽车中,是关键一环。这几年,铝合金、高强度钢、合成塑料和陶瓷在一些应用领域中,已经成为相互竞争对手。

铝合金是汽车上应用得最快最广轻金属,其中关键在于铝合金本身性能。现在车用铝合金已经达成重量轻,强度高、耐腐蚀要求,所以铝合金车圈已经广泛使用,铝合金发动机也频频出现。德国奥迪汽车企业在1999年推出奥迪A2,以全新轻量化结构,成为世界第一款大批量生产全铝轿车。奥迪A2车身采取全铝空间框架车身ASF。所谓ASF概念即仪表板部分由高强度铝结构支撑,空间构架由真空压铸接头挤压成型段组成,这二者结合成很轻铝合金车身。以前顶柱到行李舱边,包含车门手把坑全部是用铝冲压成形,前柱(A柱)是采取高压铸铝新技术,这是一个用于飞行器结构高难技术,它能够复合加强并改变材料厚度。因为奥迪A2采取ASF空间结构,使车身重量比传统钢制车身轻40%以上,只有895千克。

塑料因为重量轻,耐腐蚀、加工轻易一直被汽车工程界所重视。塑料关键应用在衬套、装饰件及车身一些部件上。可是大家追求目标是应用在整个车身外壳上。现在,已经有些人搞出了一个靠近真正意义上塑料汽车,它就是戴姆勒-克莱斯勒企业生产CCV(Composite Concept Vehicle)概念车,一个几乎全塑车身外壳。这款由克莱斯勒企业主持设计概念车,车身外壳采取PET(聚对苯二甲酸乙二酯)材料模压注塑成形,由4片模压注塑成形全塑片材(两片内板件,两片外板件)在车身中心线处对接,形成整体式车身结构。车身材料含有玻璃增强纤维,加强车身刚度和硬度,还含有稳定剂、冲击延展剂、颜色等添加剂。CCV全塑车身是现在世界上最大注塑件,要求模具精度高,成型表面平整,而且要控制住塑性材料流动性,板块粘合要求绝对可靠,CCV处理了这些技术难题,它经过新结构新技术新工艺,开创了全塑车身发展之路。

钢铁是汽车工业传统材料。但多年来也不停开发和更新品种,新钢材品种含有高强度特点,因为强度增强能够相对降低用料,对应减轻了汽车重量。未来最有前途是双相钢和烘烤硬化钢,因为它们拥有最好强度和延伸性。一个由美日等多间钢铁企业计划生产轻型钢所组成车身结构,将使车身重量降低20%,而且符合多种性能指标,包含优良抗碰撞性能。

工程陶瓷关键用在发动机上面。工程陶瓷不是不堪一击一般陶瓷,它含有良好综合性能,高温强度高,耐磨性强,隔热性好,密度比低、弹性模量高。所以用它替换金属材料能大幅度提升热机效率,降低能源消耗,从而达成汽车轻量化效果。现在,工程陶瓷已用于制造发动机和热交换器零件。在发动机上应用关键有陶瓷活塞,陶瓷气缸套、陶瓷配气机构零件、陶瓷燃烧室、增压器陶瓷叶轮等。现在工程陶瓷材料存在问题是价格贵和成品率较低,处理这一问题尚需时日。(

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汽车铝质材料

铝是大家最熟悉金属之一。铝制炊具,铝制窗门等等,铝做为日常生活中最常见金属,已经深入大家生活各个方面。而在汽车领域中,铝材广泛应用是近二十多年才出现事情。

从70年代起,轿车技术上最显著改变之一是大量启用了轻型材料,出现了很多用铝、塑料等做成部件,其中铝材用量最多,集中在车身构件、发动机、空调器、保险杠、装饰件、车座等部件上。据调查,94年美国生产每辆轿车中,平均用铝量为86.7千克,比前增加了47%,汽车自重同20年前相比减轻了20%。因为轿车轻量化是节省燃料最关键方法,现代轿车日益广泛使用铝材,已经成为一个趋势。比如轿车轮圈就是一个最显著例子,80年代初,大部分轿车还是使用钢质轮圈,现在绝大部分轿车全部是用铝合金轮圈了。

因为铝比重只有铁三分之一强,质量轻,而且铝材几乎能够全部回收,重新加工使用,对环境保护有好处。有些铝合金材物理性能已和车用钢材相同,含有相当强度和刚度,成本也日趋降低。所以,根据现在技术来降低轿车重量,最有效路径就是采取铝材等优质材料来替换钢材。

不过,铝材应用在汽车上会碰到很多技术上难题,加工难度比钢材要大得多。比如轿车车身大部分工件全部是靠冲压成形,因为铝材不是很平直,假如用冲压钢板方法去冲压铝板,会出现裂缝和褶皱。同时轿车车身大部分工件全部是用焊接组装,因为铝是热良导体,在焊接时需要用相当于钢板焊接时5倍电流消耗量来熔化它。另外,在防腐处理和喷漆工艺上,铝材全部有自己特殊要求,和众不一样。因为铝材应用会包含到整个造车材料、工艺技术和加工设备更新改造,轿车趋向使用铝材实际上就是汽车发展进程中一场技术革命。

现在,轿车用铝合金材已含有多个规格,有些新型铝合金材含有良好冲压性、可焊性和抗蚀性,含有一定强度和钢度,适适用于制造刚度大承载构件,比如车身部分。多年日本汽车制造业开发一个新型铝合金板材,内含1%镁和硅,能够越烘越硬,其性能参数已和钢板相同。

日本本田企业生产顶级跑车NSX,车身和部分底盘零件全部用铝合金制做,车体重量比用钢材制造时减轻了140千克,整辆轿车轻了200千克,燃料消耗率降低了13%。

现在全铝车身还仅限于高级轿车和跑车,伴随时间转移,制造成本不停下降,将会有更多型号轿车车身和零部件应用铝合金材。据估计,伴随汽车技术发展,到下世纪初汽车关键材料将由钢材转为铝材,轿车平均重量将会减轻35%

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纳米技术和汽车

早在1959年,著名物理学家、诺贝尔奖金取得者理查德.费曼预言,“人类能够用小机器制作更小机器,最终将变成依据人类意愿,逐一地排列原子,制造产品。”今天,费曼这个预言巳经开始实现,这就是现在风靡全球纳米技术。

纳米是一个计量单位。大家熟知1米=1000毫米,而1毫米=1000000纳米(一百万纳米),也就是说,1

纳米=1/1000000毫米(百万分之一毫米),这么微小再微小空间,实际上就是组成物质基础单位,原子和分子空间。自从80年代初发明了电子扫描隧道显微镜后,世界就诞生了一门以纳米作单位微观世界研究学科-纳米科学,在100纳米以下微小结构中对物质进行研究处理技术则称为纳米技术。

进入90年代,纳米科学得到快速发展,产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学、纳米生物学等等,由此产生纳米技术产品也层出不穷,并开始包含汽车行业。

汽车技术发展有赖于材料技术发展,而纳米技术应用,为材料技术发展奠定了基础。教授估计,纳米界面材料技术即超双亲性二元协同界面材料技术(亲水亲油)和超双疏型界面材料技术(疏水疏油),能够在任何材质表面实现。所以,假如国产橡胶材料应用上述技术,困扰国产汽车漏油渗油现象等问题将得四处理。

汽车应用塑料数量将越来越多。纳米塑料能够改变传统塑料特征,展现出优异物理性能:强度高,耐热性强,比重更小。因为纳米粒子尺寸小于可见光波长,纳米塑料能够显示出良好透明度和较高光泽度,这么纳米塑料在汽车上将有广泛用途。

经过纳米技术处理部分材料耐磨性是黄铜27倍,钢铁7倍,比如纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上。

现在中国已经研制出一个用纳米技术制造乳化剂,以一定百分比加入汽油后,可使象桑塔纳一类轿车降低10%左右耗油量。更令人注意是,纳米技术应用在燃料电池上,能够节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下含有优异储氢能力,依据试验结果,在室温常压下,约2/3氢能能够从这些纳米材料中得以释放,能够不用昂贵超低温液氢储存装置。

纳米做为一门新兴技术,完全没有必需去神化它,炒作它,科学技术就是科学技术,来不得半点虚假。它有很多方面还没有被大家认识,正因为如此,纳米技术在汽车方面应用是一个新课题,将会越来越受到行业人士重视。(.3.16)

科研人员发觉,当微粒达成纳米量级时会出现一个新奇现象,它周期性边界被破坏,从而使其声、光、电、磁、热力学等性能展现出和传统材料极大差异。依据纳米材料结构特点,把不一样材料在纳米尺度下进行合成和组合,能够形成多种多样纳米复合材料,比如纳米功效塑料。

通常塑料常见种类有PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS(方烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)等几十种,为满足部分行业特殊需求,用纳米技术改变传统塑料特征,展现出优异物理性能,强度高,耐热性强,重量更轻。伴随汽车应用塑料数量越来越多,纳米塑料很可能会普遍应用在汽车上。

这些纳米功效塑料最引发汽车业内人士注意有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。

阻燃塑料是以纳米级超大比表面积无卤阻燃复合粉末为载体,经表面改性可制成阻燃剂,利用纳米技术

添加到聚乙烯中。因为纳米材料粒径超细,经表面处理后含有相当大表面活性,当燃烧时其热分解速度快速,吸热能力增强,从而降低基材表面温度,冷却燃烧反应。同时当阻燃塑料燃烧时,超细纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀碳化层,此碳化层起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴作用,从而起到阻燃作用。这种阻燃塑料含有热稳定性高,阻燃持久、无毒性等优点,消除了一般无机阻燃剂因为添加量大对材料力学性能和加工材料污染环境带来缺点,能够取替有毒溴类、锑类阻燃材料,有利环境保护。现在汽车设计要求要求,凡经过乘客座舱线路、管路和设备材料必需要符合阻燃标准,比如内饰和电气部分面板、包裹导线胶套,包裹线束波纹管、胶管等,使用阻燃塑料能够轻易达成要求。

增强塑料是在塑料中填充经表面处理纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等,这些材料对聚丙烯分子结晶有显著聚敛作用,能够使聚丙烯等塑料抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升,使塑料物理性能得到显著改善。增强增韧塑料能够替换金属材料,因为它们比重小,重量轻,所以广泛用于汽车上能够大幅度减轻汽车重量,达成节省燃料目标。这些用纳米技术改性增强增韧塑料,能够用于汽车上保险杠、座椅、翼子板、顶蓬盖、车门、发动机盖、行李舱盖等,某至还可用于变速器箱体、齿轮传动装置等部分关键部件。

抗紫外线老化塑料是将纳米级TiO2、ZnO等无机抗紫外线粉体混炼填充到塑料基材中。这些填充粉体对紫外线含有极好吸收能力和反射能力,所以这种塑料能够吸收和反射紫外线,比一般塑料抗紫外线能力提升20倍以上,据报道这类材料经过连续700小时热光照射后,其扩张强度损失仅为10%,假如作为暴露在外车身塑料构件材料,能有效延长其使用寿命。

抗菌塑料是将无机纳米级抗菌剂利用纳米技术充足地分散于塑料制品中,可将附着在塑料上细菌杀死或抑制生长。这些纳米级抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子包裹纳米TiO2、CaCO3等制成,能够破坏细菌生长环境。据介绍无机纳米抗菌塑料加工简单,广谱抗菌,二十四小时接触杀菌率达90%,无副作用。高效抗菌塑料能够用在车门把手、方向盘、座椅面料、储物盒等易污垢部件,尤其是公交车扶手采取无机纳米抗菌塑料,能够大大降低疾病传输,改善车上卫生条件。

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车用钢板

汽车车身外壳绝大部分是金属材料,关键用钢板。现代汽车钢板用什么方法防锈?为何有些轿车声称车身防锈蚀年限达以上?

镀锌薄钢板广泛应用在汽车上,这是因为它有良好抗腐蚀能力。早年大家在试验中发觉,将铁和锌放人盐水中,二者无任何导线联结时,铁和锌全部会生锈,铁生红锈,锌生“白锈”;若在二者间用导线联结起来,则铁不会生锈而锌生“白锈”,这么锌就保护了铁,这种现象叫牺牲阳极保护。工程师正是将这种

现象利用到实际生产中,生产了镀锌钢板。 经研究,在镀锌量350克/平方米(单面)时,镀锌钢板在屋外寿命(生红锈),田园地带约为15一,工业地带大约3一5年,这比一般钢板长几倍甚至十几倍。

从20世纪70年代开始轿车车身钢板采取镀锌薄钢板,装配时镀锌面置于汽车内侧,提升车身耐蚀性能,非镀锌面置于汽车外侧,喷涂油漆。伴随汽车对耐腐蚀性能要求不停提升,镀锌钢板不停增加镀锌层重量,还出现了双层镀锌钢板。但因为增加镀锌重量也会使电镀锌电能消耗大幅增加,造成材料成本上升,所以20世纪70年代末又出现一个采取热浸镀锌工艺生产镀锌钢板,称为热镀锌钢板。这种镀锌钢板用连续热镀锌工艺:冷轧板(注*)→加热→冷却至镀锌温度→镀锌→冷却→矫直。为了满足汽车对镀锌钢板多种要求,部分生产厂家在镀锌生产线上对镀锌钢板进行扩散退火等特殊处理,以使钢板表面形成一个“锌-铁”合金镀层,其特点是涂漆后焊接性和耐腐蚀性比纯锌镀层板要好。以后还出现了诸如“锌-铝-硅”、“锌-铝-铼”等合金化热镀锌钢板,使得热镀锌钢板耐腐蚀性成倍提升,和油漆间结合性能长久稳定。

现在轿车已经广泛使用镀锌钢板,采取镀锌钢板厚度从0.5至3.0毫米,其中车身复盖件多用0.6至0.8毫米镀锌钢板。德国奥迪轿车车身部件绝大部分采取镀锌钢板(部分用铝合金板),美国别克轿车采取钢板80%以上是双面热镀锌钢板,上海帕萨特车身外复盖件采取电镀锌工艺,内复盖件内部采取热镀锌工艺,能够使车身防锈蚀保质期长达。(4月14日)

注*:汽车车厢蒙皮板、车门、顶盖、底板等复盖件用薄钢板均是冷轧板,大梁、横粱、保险杆等均是热轧钢。

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新型车身材料

轿车车身材料关键是金属薄钢板,通常厚度在0.6毫米~2.0毫米。伴随现代轿车技术发展,轿车材料要求现有相当强度也要求重量要轻。采取铝合金车身材料是一条出路,因为铝材比钢材轻。不过,铝材加工成本高,而且冲压及焊接技术要求比较特殊,以现在技术尚不是通常厂家能够做得到。所以除了部分轿车车身全部用铝合金材外,大部分轿车还是局部零部件是用铝合金,比如车圈、发动机上盖等。

为了使钢材能尽可能降低重量又能保持一定强度,冶金工程师经过多方试验发觉在低碳钢内加微量元素如铌(Nb)或钛(Ti),生成这些微量元素碳化物,经外理可使轧制钢板拉拉强度达420牛顿/毫米平方,能够深拉延,变形性好,可制成很薄钢板,钢板厚度可小到0.5毫米以下。在这些薄钢板上经过电镀等工艺,涂复锌合金后再涂复一层塑料,现有钢高强度又有锌、塑料等材料耐腐蚀性,总质量(重量)又等同于铝合金,十分适宜汽车使用。现在这种含有耐腐蚀镀层高强度钢板已应用在现代轿车上。

除了高强度薄钢板外,现在还出现一个新型材料“泡沫金属”。“泡沫金属”是20世纪90年代末才出现

新型材料,但应用速度很快,有些新车型已经采取了这种材料。“泡沫金属”关键指泡沫铝合金,它由粉末合金制成。通常粉末合金是用粉末压制成形,或用金属粉未及塑料混合物注射模制成形。在除掉分型剂及增塑剂以后,将压制坯件烧结(一个温度在1000℃左右热处理方法),使它们含有一定特征。烧结性质及应用范围在很大程度上取决于孔隙率大小。泡沫铝合金密度很小,当承受很大外力而变形压缩后,当外力撤去,凭着它本身弹性可恢复到原来形状,有点象橡胶。

教授认为,若外来总能量假定为100%,泡沫铝合金变形量为它60%时,可承受外来总能量60%。因为它本身含有一定强度,能够经过数次这么变形循环而不会损坏。“泡沫金属”重量很轻,密度只是铝合金材1/4以下,热膨胀系数和铝合金材料一样,热导率又相当低,加上它变形恢复性能极佳,又有一定强度,所以受到汽车业重视,能够在轻量化及安全性方面显示优势。

现在用泡沫铝合金做成汽车零部件有发动机舱盖、行李厢盖、翼子板等。在安全性设计中,将泡沫金属用作吸收碰撞能量关键材料是十分适宜。因为现在汽车安全设计不仅要考虑乘用人安全,还要考虑到其外车辆及行人安全,即当一旦发生碰撞时既可最大程度地保护自己又要最大程度地保护她人,所以在车身易发碰撞区域采取泡沫金属是一个很好选择。现在已经有一个“三明治”式夹心零部件,部件里面用“泡沫金属”材料,外面再包裹上很薄其它硬质金属材料,这么使表面含有一定硬度,牢靠耐磨,内部又能吸收变形能量。“泡沫金属”种类也是比较多,除了泡沫铝合金外,还有泡沫锌合金、泡沫钢等等,用处各异。“泡沫金属”在汽车上应用前景十分诱人。

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绿色浪潮和汽车

在20世纪,人类社会生产力以前所未有速度迅猛发展,和此同时,地球生态环境也在以前所未有速度急剧恶化。据统计,近全世界制造业每十二个月约产生55亿吨无害废物和7亿吨有害废物,这些废物有含有对人体直接造成危害毒素,有经过对环境破坏间接影响人类生存。物质文明发展带来损害令大家反省过去漠视环境保护,从宏观到微观,环境保护意识已经渗透到人类生活方方面面。

20世纪末,全球掀起了一股“绿色浪潮”。 “绿色浪潮”起源于“绿色消费”,关键针对和大家日常生活直接相关消费品。1978年,联邦德国最早实施了绿色产品制度,由国家权威部门对产品实施审查评定,并贴上绿色标志。从绿色食品、绿色日用具到绿色服务、绿色设计、绿色制造......“绿色浪潮”正在改变人类生活和生产方法。1992年联合国环境和发展会议经过全球《二十一世纪议程》,要求各国制订和实施对应政策。随即,中国政府出台《中国二十一世纪议程》,并制订了《中国环境标志产品认证委员会章程》和《环境标志产品认证管理措施》等一系列文件。

绿色产品基础定义是:

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