MINI汽车车身的三维造型设计Word文档格式.docx
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目录
1前言1
2汽车车身的方案设计2
2.1目前较流行的轿车车身的分析4
2.2汽车结构的分析5
2.3收集资料和调查10
3确定轿车车身的设计方案11
3.1轿车车身方案的分析11
3.2结构的分析和最佳造型的确定15
3.3色彩的分析和最佳色彩确定18
4车身外形结构的分析和尺寸的决定19
4.1车身的外形结构分析19
4.2汽车主要参数的选择19
4.3MINI轿车的主要参数20
5汽车车身的平面设计21
5.1轿车车身的平面图的生成21
结束语24
致谢25
参考文献26
1前言
随着汽车行业在我国的快速发展,对汽车产品的质量以及设计可靠性和快速性的要求也在不断的提高。
在这种机遇下,进行汽车的设计也越来越受得到行业的关注。
20世纪90年代初,轿车车身外部造型设计的主流主要是柔性与刚性的特点相呼应,构成棱角分明的外形。
车身采用淡雅的色彩,与灰暗的塑料饰件、茶色玻璃形成鲜明的对比,造型显得朴实含蓄、线条明晰优美。
这种外形与现代发展起来的汽车车身制造工艺很适应。
由于空气动力学是影响车身造型的最重要因素,根据节约能源、减小风阻系数和提高空气动力性能等原理而推出的楔形造型,后来也一度十分盛行,亦即:
长头短尾,车头前端低矮,线条前低后高,尾部保持丰满并向上翘起的造型风格。
近年来,因为棱角分明的外形很难大幅度地降低风阻系数,故汽车外部造型也逐步突破棱角分明而趋向圆滑,尤其重视完美的局部造型以及加装各种导流板。
事实上,这种圆滑、飘逸型的造型风格已博得广大消费者的理解和喜爱,并成为今天的汽车车身造型流。
当然,某些高级轿车依然保持较稳重的造型风格,如维持传统式样的散热器面罩,但为了进一步降低空气阻力,其外部造型也逐渐趋向圆滑、明快。
比如,过去高级轿车的车身采用那种暗淡的色彩去衬托闪闪发亮的华美镀铬装饰条,而今天则采用鲜明淡雅的色彩去衬托棱线清晰、颜色灰暗、造型含蓄的塑料饰件。
随着空气动力学研究的进一步发展,许多欧美、日本厂商已将其新车型的风阻系数降低到0.30以下,甚至降低到0.25左右,因此,不难预计,下一代的缩小版的MINI车身造型也将会更加光顺、圆滑、动感。
2汽车车身的方案设计
汽车车身形式多种多样,其分类的方法也有多种。
(1)根据外形不同可分为折背式、舱背式、短背式等多种。
折背式车身
折背式车身是指车身背部有条折线条的车身,这种形式也叫做浮桥式、船型、三箱式等。
其主要特征是,车身由明显的头部、中部、尾部三部分组成,大多数都布置成有两排座位,可乘坐4~5人。
这种轿车按车门数可分为二门式和四门式;
按中支柱的有无,可分为普通型和硬顶型两种。
直背式车身
直背式车身后风窗与行李箱连接近似平直,与折背式比较跟趋于流线形,有利于降低空气阻力,并使后行李箱的空间加大。
目前这种造型很流行,尤其是中、小型轿车采用的较多。
这种车型也叫做快背式、溜背式车身等。
舱背式车身
舱背式车身比折背式车身的顶盖长,后背的角度比直背式小,后行李箱与后窗演变为一个整体的背部车门。
这种车型也叫做半背式。
短背式车身
短背式车身由于背部很短而使整车长度缩短,从而减小了车身质量。
从空气动力学角度,可减少偏摆力矩,提高行驶稳定性。
这种形式也叫做鸭尾式。
变型轿车车身
轿车有很多变型车,其改变部分主要是车身。
例如去掉顶盖或带有活动篷的敞篷车;
使折背式车身顶盖后延到车尾的二箱式旅行车;
使驾驶员座椅前移的一箱式旅游车等各种形式的车身变形。
(2)根据车身受力情况不同可分承载式和非承载式。
非承载式车身是一种具有独立车架的车身。
非承载式车身的车架是车辆承载、驱动、传动等装置安装的总骨架,而车身则是安装在车架上用于载人或装货的各种箱形构件与覆盖件的总称。
它是车身与车架分离式结构。
承载式车身是一种将车架与车身合二为一的整体箱形结构。
承载式车身由于没有独立的车架,使整个车身(由底板、骨架、内外蒙皮、车顶等租焊制成的整体刚性框架)全都参与承载,所以叫做承载式车身。
非承载式车身与承载式车身的优、缺点比较见表2-1
表2-1非承载式车身与承载式车身比较
非承载式车身
承载式车身
优点
缺点
1)减振性能好动力系统的振动和从路面上传来的冲击先传给车架,然后才传给车身,车架和车身之间设置的橡胶悬置能吸收大部分振动和车架的扭转变形
2)安全性好在汽车碰撞时,能量可由车架吸收,从而可确保车室内成员的安全
3)视野开阔由于车身承载的载荷小,因此可以细化支柱,加大风窗玻璃面积,改善视野
4)对车身底盘的保护作用在坏路面行驶时,车架可起到保护车身底盘的作用
5)工艺简单车架与车身分开制造,发动机和底盘各总成可以安装在车架上,然后再和车身组装在一起,整车装配有良好的工艺性
6)易于改装由于以车架作为车身的基础,便于使用要求对车身进行改装、改形、改造
7)维修方便
1)整车质量增加了
2)整车高度增加了
3)门槛增高,上下车方便性受影响
4)因为车架是由钢板冲压、焊接而成,需要有大型压床和焊接设备。
需要较高的生产技术保证精度
5)成本较高
1)质量轻车身由薄钢板整体冲压而成型,能减少原来车驾质量的40%,并增大了车身的扭转和弯曲刚性
2)生产工艺性好采用薄钢板冲压,多工位自动定位焊,组焊后整体变形小,生产效率高,质量保障性好,适合现代化大生产
3)结构紧凑由于不使用独立悬架,使得整车高度、质心高度、承载面高度都能降低,室内空间相应增大,其中质心高度对车辆行驶稳定性的影响起决定性作用
4)安全性好由于是整体承载框架,具有均匀承受载荷并加以扩散的能力,车身的刚度分级使之对冲压能量吸收性好,尽管当汽车发生撞车事故局部变形较大,而对乘客的影响却相对小得多,使轿车安全保障性得到改善与提高
1)悬架及动力系统的振动与噪声容易直接传到乘客室
2)撞车后的维修比较困难
3)下部车身骨架均系薄钢板组焊,受地面的影响容易腐蚀,使强度下降
非承载式车身常用在一些大型的高级轿车上,目前,由于生产技术的高度发展,在隔音、防振、轻量化、安全性等方面的技术飞快进步,使承载式车身已成为现代轿车车身结构的主流,尤其对于发动机前置前轮驱动FF方式和后置后轮RR方式的布置形式,均采用了承载式车身。
(3)根据座椅的排数不同可分为一排座、二排座、三排座;
根据所用材料不同可分为钢制的、塑料制的、铝制的等;
根据车身的功能和装备情况不同可分为基本型、舒适型、豪华型、运动型、增压型等。
2.1目前较流行的轿车车身的分析
(1)日本轿车
轻巧、简洁、美观、善变是日本轿车的最大特点。
众所周知,日本民族一向以工作认真勤奋和善于接受外采文化而见长,加上国土狭窄和资源贫乏,使其在小型车设计方面能傲视同侪。
随着高科技的推广,日本轿车在设计上也开始兼具了欧美轿车的一些优点,同时又保持自己的设计特点,可以说是兼收并蓄。
“小巧玲珑,轻便省油,用料精打细算,重经济性甚至安全性”最能概述不过其特点了。
(2)法国轿车
法国雪铁龙汽车公司生产的楔形轿车造型优雅,线条简练,精巧灵活,极富动感和充满活力,这恰好就像法国人那种热情、浪漫、灵活、机敏的个性,所以许多汽车爱好者都说,法国轿车的造型往往都是引导潮流的,就和法国巴黎的香水和时装那样。
还有给人的感觉我行我素,性格独特,骤然看去,让人常常误认为是别国产品。
(3)美国轿车
在人们印象中,美国人的生活方式总是追求宽敞舒适、设备齐全和豪华气派,而且美国人还给人一种自由与霸气的感觉,所以美国的轿车一般比欧洲轿车更宽、更长,车身线条舒展流畅、强劲有力,前脸是华丽的栅格,车窗周围镶有镀铬亮条,而且车舱也十分宽大,令人很容易辨认。
“豪放、狂野、不拘小节,注重车厢宽敞、豪华、外观大方,有派头。
”这就是他的特点。
(4)德国轿车
德国的轿车给人的感觉是沉静、深藏不露,很少“哗众取宠”,其内在表现只有那些感受过的人才能领略。
还有比较传统,特别是与法国·
、日本车型相比较更显得传统,如闻名于世的奔驰、宝马、大众等德国名车,线条挺拔而有力度,造型严谨而传统,都给人以一种坚固和耐用的感觉。
(5)英国轿车
英国轿车就像其民族一样,给人一种保守而尊贵之感,它比德国轿车更保守、更严肃。
稳重、内向、有涵养、讲传统、用料充足,更不会有夸张的外形,有一种实在的感觉。
我设计的这款车的外形就是造型优雅、线条简练、极富动感和充满活力,令人很容易就接受它。
(6)意大利
(7)中国汽车
朴素而且精线条,注重实用性,外观、舒适性及可靠性等方面有待改进。
2.2汽车结构的分析
车身是装在底盘上的运送人员或货物的建筑性结构,车身是汽车的基本骨架,也是整车最大的部件,它决定了地盘上各大总成的基本布置,决定了车内的活动空间与用途,决定了槛车的外部造型与整车尺寸,即车身的结构与尺寸决定了整车的布置与造型。
2.2.1发动机及传动系布置影响到车身的内部结构
在现代轿车中,发动机及传动系的驱动方式常见的几种形式如图2-1、图2-2、图2-3所示。
1-离合器2-变速器3-万向节4-驱动桥5-差速器6-半轴7-主减速器8-传动轴
图2-1发动机前置后驱示意图
1-发动机2-离合器3-变速器4-变速器输入轴5-变速器输出轴6-差速器7-车速表驱动齿轮8-主减速器从动齿轮
图2-2发动机前置前驱示意图
图2-3发动机四驱驱动结构图
各种驱动方式的特征、优缺点及适用范围见表2-2。
表2-2各种驱动方式的比较
形式
FR方式(前置发动机后轮驱动方式)
FF方式/FF中置方式(前置发动机前轮驱动方式)
RR方式/RR中置方式(后置发动机后轮驱动方式)
4WD型(四轮驱动方式)
结构特点
发动机、离合器、变速器连成一个整体,安装在车身前部,主减速器、差速器放在车身后部,两者通过传动轴连接
发动机及传动装置集中安装在车身前部,发动机动力直接驱动前轴。
发动机可为横置
将发动机、离合器、变速器连成一个整体,安装在车身后部,不需要传动轴
发动机、离合器、变速器置于车身前部,通过传动轴及分动器使前、后四个车轮均为驱动轮
1)发动机靠近司机座椅,因此发动机发动机、离合器、变速器可以由驾驶员直接操纵,控制机构简单,操作维修方便
2)整车质量分配合理,前、后轮各接近50%
1)车身地板平整,有利于增大室内空间
2)传动距离短,有利于减轻整车质量
3)FF中置方案使整车质量靠近车辆质心,行驶稳定性好
1)车室地板平整,还可以降低车身地板高度,有利于增大室内空间
2)有利于减轻整车质量
爬坡能力强,越野性能好
1)由于变速器伸入驾驶室内,并有传动轴穿过车身底部呈隧道状突出,缩小了室内空间
2)增加了整车质量
1)前轴结构很复杂,并且操作机构的布置也较困难
2)前轮负荷过大,前轮磨损加剧
1)发动机及动力装置远距离操作,容易产生故障
2)行李箱空间小
3)发动机冷却困难
4)后轮负荷过大,操纵稳定性差
1)整车过重,机构变得复杂
2)平道行驶,四轮驱动会造成能量浪费。
此时应换挡杆将四轮驱动变为仅后轮驱动(FR方式相同)
应用范围
中型以上轿车多数仍采用,是轿车采用的主要方案
2.0L以下中、小型轿车上的应用急剧增加
车速不高的微型车应用较多。
大型客车上也有应用
要求越野性能强的轿车、运动赛车
2.2.2车身外形决定了整车造型
车身外形除了空气动力学及美学的因素外,还与一些功能性的要求分不开,例如座椅的位置和数量、车门的数量、顶盖的变化,以及发动机、行李箱、燃料箱、备胎的布置等,形成了造型不同、种类繁多的车身外形
2.2.3车身尺寸与轿车等级的关系
即使外形近似的车身,由于使用对象及整车等级的舒适程度不同,或者由于车内的活动空间、行李箱空间、发动机体积及车门数量的不同,也会导致车身尺寸上的差别,从而改变人们对整车的印象。
所以,对于外形而言,车身尺寸是最基本的评价参数。
不同的轿车级别将显著影响到车身尺寸。
轿车的等级见表2-3
表2-3轿车的等级与车身尺寸
级别
微型
小型
普通型
中型
中高级
高级
A00
A0
A
B
C
D
排量/L
<
1.0
1.0~1.3
1.31~1.6
1.61~2.0
2.01~2.5
>
2.5
总长/m
3.3~3.7
3.8~4.0
4.1~4.2
4.3~4.45
4.46~4.8
4.8
轴距/m
2.0~2.1
2.2~2.3
2.31~2.45
2.46~2.6
2.61~2.8
2.8
整备质量/kg
680
680~800
801~970
971~1150
1151~1380
1380
由表可以看出,轿车级别越高,车身总长及轴距越长,车身的轮距即总宽度也会更加宽敞。
国产部分轿车级别见表2-4。
表2-4国产部分轿车级别
车名
奥拓
2.175
0.796
夏利
2.34
0.993
捷达
2.475
1.6
北京现代
2.700
2.0
奥迪A6
2.850
2.3收集资料和调查
收集资料和做问卷调查是为了收集大家对汽车车身的看法,从而让我能根据大家的想法来设计车身。
资料我主要是收集了当前流行的汽车车身造型,包括日本轿车、法国轿车、美国轿车、德国轿车和英国轿车等轿车造型的特点。
再就是上网查了现在轿车流行的颜色,包括蓝色、淡紫色、蓝绿色、黄色、白色、棕色和红色是比较流行的颜色。
通过很多相关资料总结得出大多数女性消费者都尤其喜欢迷你车型,她们很多人都认为MINI车很时尚,小巧。
调查100个女性当中有30%的人喜欢红色的MINI型,25%的喜欢黑色,20%的喜欢白色,20%的喜欢黄色,其中,还有5%的女性喜欢其他的颜色。
2.3.1问卷调查表
问卷调查表的内容主要是为了了解大家心目中的汽车车身样子,然后自己根据他们的选择和建议,再根据自己收集的资料设计出车身。
3确定轿车车身的设计方案
我请了50位男性和50位女性在外做问卷调查,从问卷调查表得出的结论是:
70%的女性都喜欢MINI轿车,他们认为,“MINI汽车外观时尚,其操控性非常出色,异常灵活;
运动模式下油门响应非常积极,转向沉稳精确,悬挂坚实。
不过动力上就不太让人满意了。
”而80%的男性都不喜欢MINI汽车,他们“最重要认为动力性不够”;
随着社会的发展,考虑到经济环保,60%~70%的男性、女性都喜欢两厢车;
喜欢汽车看品牌的男性和女性都占70%的人;
看价格的女性占80%人,男性占60%人;
看外观的女性占90%的人,男性占50%的人;
看性能的女性占40%的人,男性占90%的人;
对于发动机排量,女性占80%的人都比较喜欢小排量,而男性占90%的人都比较喜欢排量越高越好;
对于变速器的选择,选择自动变速器的都比较少人,手动变速器的人也比较少,而手自一体的都比较受男性女性的喜爱。
从上述调查结果显示,我要设计的是比较适合女性驾驶的“MINI都市玩具车”,颜色选择红色,二厢发动机排量在1.6L以上,变速器为手自一体变速器。
3.1轿车车身方案的分析
在外形和结构上,车身壳体是由许多具有空间曲面外形的大型覆盖件(如顶盖、翼子板、发动机罩等)所组成。
所以车身设计具有其特点主要如下:
(1)既要求整体协调给人以美感,又保证必要的流线型。
(2)部件的互换性和装配精度要求较高。
(3)车身表面上的各点连成的曲线,必须在纵向和横向两个截面上反复协调以使之光顺。
(4)车身样图采用坐标网格表示的同时还要辅之1:
1的模型。
(5)不仅要从性能和功能方面设计,造型的美观对汽车的商业价值有很大的影响。
(6)必须考虑到人机工程学的要求。
(7)由于车身结构复杂,难以精确计算,为保证足够的强度、刚度和轻量化要求,要求从实物或模型上实测,还必须具备有丰富的经验和资料积累。
(8)车身总布置的设计需要许多领域的知识的综合。
3.1.1汽车前脸的设计
汽车前脸是汽车最具特色的重要部位,由发动机罩、轮罩、组合前灯、水箱格栅、保险杠、通气孔和牌照牌等组成。
它们既是功能件又是装饰件。
不同形状的组件和不同的组合形成汽车前脸,特别是前脸的外观和特征。
往往从前脸的造型上可以看到该车的性格。
近年来,MINI轿车车身设计师们在前脸设计上一般要花费很多时间,从实车上可以看到设计师们的构思和风格。
下面是几种不同类型的汽车的前脸图片:
图3-1MINI汽车前脸
从以上设计可以看出,轿车的前脸比较圆润,大气,给人一种稳重的感觉,如图3-1所示;
MINI汽车的前脸设计都比较低矮,主要是为了减少汽车行驶时的空气阻力,提高行驶速度,提高人们对迷你汽车的购买度。
我设计的这款MINI汽车的车头也相对比较低,便于在行车时减少空气的阻力,提高它在路面行驶的速度。
而且在车窗的选择上用了一种类似纺锤体的设计,这样更利于气流的通过。
然后,选择显得炯炯有神的四个小灯。
同时,我选择在前引擎盖上增加进气口,使得整车更具运动感。
通过这样的改进设计减少它对环境的污染系数,减少发动机的排量,降低空气阻力系数,提过行驶速度。
3.1.2汽车车体的设计
很多轿车车体脱离了梯形车顶造型,采用圆弧形。
梯形显得端庄典雅,圆弧形则给人一种自由奔放的感觉。
车体的前视图仍保持梯形,适合车门的布置,还要能够让乘客在车里有足够的驾驶空间,车体的外形要体现设计者的思路。
图3-2轿车的车体
从以上的车体分析:
轿车的主要用途是载人,所以基本都是三门四座的形式,轴距居于其他车型中间,布局空间相对较大,乘客乘坐舒适度很好,
我设计的这款车MINI都市玩具车,外形相对比较低矮,但而它的最大的特点就是要有低矮的车身,这样的空气阻力系数才能达到一定程度上的最小的,所以车高只有1407mm。
而且在车身的车门附近还加了一个进气孔,以便进入更多的空气。
3.1.3汽车车尾的设计
车尾主要有两种型式:
两厢和三厢。
中、高级轿车的车尾越来越短,而中小型轿车中两厢越来越多。
中、高级轿车的车尾长度大约是整车长度的0.12-0.13,比过去降低很多。
为了加大行李箱容积,车尾高度加大,因此车尾显得比较厚实
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