毕业设计论文重型卡车的造型设计.docx

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毕业设计论文重型卡车的造型设计

摘要

近几年，我国经济高速发展，随着国家大力进行基础设施建设，推动了运输业的发展，汽车运输一直以方便，安全，高效的特点位居运输业的主力地位。

重卡行业可以说是突飞猛进，不断更新的技术让我们看得都有些目不暇接。

这次设计所作的是重型卡车的设计，具体的说是牵引车设计，根据卡车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状，运用艺术的手法、科学地表现卡车的功能、材料、工艺和结构特点。

满足用户在实用性和情感方面的需求，根据用户的购买目的来做功能设计和造型设计，制造满足用户需求的车辆，这一点在轿车行业表现得已经很充分。

同时，造型对车辆的操控性的影响也很重要，如可见度和车窗尺寸等。

根据卡车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。

卡车的设计最主要的造型设计趋势就是注重空气动力学原理，进而提高燃油经济性。

卡车的造型采用流线型可以减小风阻，同时使造型更加富有动感。

同时一个好的设计必须具有前瞻性，在外来科技的支持下能够做更好的造型设计，也就是适当做一些概念化设计。

关键词：

重型卡车；牵引车；造型设计；流线型设计；概念设计。

Abstract

Inrecentyears,China'srapideconomicdevelopment,asChinahasstronglyforinfrastructureconstruction,promotethedevelopmentoftransport,motortransporthasbeenaconvenient,safeandefficienttransportationamongthemainfeaturesofthestatus.Heavytruckindustrycanbesaidtoberapidlyandcontinuouslyupdatethetechnologysothatweseearesomedizzying。

Thedesignisheavy-dutytrucksmadeinthedesign,specifically,tractordesign,accordingtotheoveralldesignofthevarioustrucksrequiredtoshapetheidealbodyshape,thewaytheartofapplyingsciencetotheperformanceofthefunctionsoftrucks,materials,technologyandstructuralfeatures.Meetthepracticalandemotionalaspectsofuserneeds,accordingtotheuser'spurposefordoingthedesignandfunction,design,manufacturevehiclestomeetcustomerneeds,itbehavedinthecarindustryhasbeenverygood.Meanwhile,theshapeofthevehicle'shandlingoftheimpactisalsoimportant,suchasvisibilityandwindowsize.Accordingtotheoveralldesignofmanytruckrequirementstoshapetheidealbodyshape.

Truckdesignisthemostimportantshapedesigntrendsfocusonaerodynamics,therebyimprovingfueleconomy.Truckswithstreamlinedmodelingcanreducethewindresistance,whilemakingstylingmoredynamic.Agooddesignmustalsoforward-looking,insupportofforeigntechnologycandoabetterdesign,thatisappropriatetodosomeconceptualdesigns.

Truckdesignisthemostimportantshapedesigntrendsfocusonaerodynamics,therebyimprovingfueleconomy.Truckswithstreamlinedmodelingcanreducethewindresistance,whilemakingstylingmoredynamic.Agooddesignmustalsoforward-looking,inthesupportofforeigntechnologycandoabetterdesign,thatisappropriatetodosomeconceptualdesigns.

Keywords:

trucks;tractor;modelingdesign;streamlineddesign;conceptualdesign

绪论

1.课题研究背景

卡车（Truck）的正式名称为载重汽车，是运载货物和商品用的一种汽车形式，包括自卸卡车、牵引卡车、非公路和无路地区的越野卡车和各种专为特殊需要制造的卡车（如机场摆渡车、消防车和救护车、油罐车、集装箱牵引卡车等）。

1896年德国戴姆勒汽车公司成功制造了世界上第一辆卡车，1956年7月14日，第一批12辆“解放牌”载重汽车从第一汽车制造厂驶下，标志着中国汽车工业的诞生。

国内重卡在最近几年的产量都很可观，其原因有四：

一、国民经济持续、快速、稳定的发展为重卡行业快速发展提供了机会；二，高速公路网的形成和完善，为重卡发挥运输效益和效率优势提供了必要的基础设施；三、相对乘车而言，国内重卡行业拥有较为完善的制造基础和生产经验，加上供应链和销售网络等相关产业发展成熟，为重卡产业的规模化发展以及产品质量的提高提供了可能；四、货运行业相关法律政策规范了运输市场，卡车自身的搞运输率优势促使其在整个载货汽车市场的份额加大。

2.课题研究内容

本次所做的课题是卡车造型设计，是重型卡车的一种牵引车，简单说就是车头和车箱之间是用工具牵引的，也就是该车车头可以脱离原来的车箱而牵引其它的箱，而车箱也可以脱离原车头被其它的车头所牵引，卡车的造型设计，是根据卡车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状。

是运用艺术的手法、科学地表现卡车的功能、材料、工艺和结构特点。

为卡车造型提供支持的是个十分苛刻的学科，要求设计师拥有从设计到制造整个过程的知识。

熟悉车身结构、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，并且要求设计师既要有远见，又要有科学性。

他们需要能促进创造力，同时又能保证设计出的产品具有可制造性。

同时卡车造型设计需要大量的人力物力，需要大量的时间，所以本次设计从探索求知的目的出发，在设计过程中对卡车外观造型，材料，色彩，制造工艺等方面努力探索，了解未来卡车的发展趋势，在基于现在的制造条件下寻求合理的改进和创新的可能性。

最主要的造型设计趋势就是注重空气动力学原理，进而提高燃油经济性。

其次是满足用户在实用性和情感方面的需求，根据用户的购买目的来做功能设计和造型设计，制造满足用户需求的车辆——这点在轿车行业表现得很充分。

同时，造型对车辆的操控性的影响也很重要，如可见度和车窗尺寸等。

3.设计定位

本次设计针对中国市场，并且立足与未来几年的优越的国民经济和先进的科学技术，能够在卡车造型以及其他方面带来足够的技术支持，目前中国市场上卡车的造型设计上相似度很高，很少有能够在造型上大胆创新和突破的，纵观国外多家卡车公司对于卡车造型的创新令人眼前一亮，本次设计真是以卡车新的造型为突破口，在了解了工程技术方面的知识，并满足工程技术的要求下进行合理的带有一些新的造型上的设计。

第一章重型卡车牵引车的市场调研和分析

随着我国国民经济的快速发展，重卡市场也呈现出稳步上升的走势。

但是国内重卡制造企业缺乏独立开发整车的能力，低层次的价格竞争使制造商利润过低，部分制造商没有资金和能力投入技术改进。

近几年市场竞争狼烟四起，但各制造商只是在产品外观上做文章，产品的性价比没有太大提高。

重卡是高技术含量的生产工具，新产品开发每年需要投入大量资金，世界上大的重型汽车集团公司都有更新技术储备，一般每隔几年就有换代产品推出，产品换代一般是发动机、底盘、驾驶室及传动系统全部改变。

我国的重卡多以经济型为主，目前各重卡制造商都把自己的大量精力放在驾驶室外观的改进上，而没有关注整车的适应性开发，改进多是在局部进行小的修修补补。

　　从2000年到现在重卡市场一直都处于一个高速增长的态势，但是花无百日红。

重卡可以说是国民经济的晴雨表。

高速增长的重卡市场遇到暂时性的振荡，并不违背市场规律。

2004年由于国家治理超载、超限，短期之内造成重卡一时洛阳纸贵，应者云集，目前至少有5万辆的虚增量。

2005年人民币升值等因素造成中国出口较2004年有所放缓，直接影响到物流运输业。

 前两年重卡热销的地区，随着保有量的增加出现了风光不再的局面。

2004年华北地区销售近20万辆的重卡，但道路发展远远滞后于重卡市场的增长，2005年市场出现下滑应在情理之中。

那些以往的市场盲区，却出现了极大的增长，但由于基数较低，目前对重卡整体的走势还起不到决定性的影n向。

2005年上半年旺销区域主要是西北以及西南地区，这些地区同比增长均超过了50%。

　　2005年上半年虽然市场不如往年火暴，但是各重卡制造商积累了多年的市场经验，心态已经比较平稳，没有出现杀鸡取卵的自杀性行为，市场价格没有出现大的波动。

2005年上半年重卡制造商产能的问题基本都得以解决，未出现由于产能耽误市场的情形，但各制造商的库存量都有所增加。

 综合分析，产品技术进展主要是：

通过加强车辆的行驶系，实现车辆的高吨位化；通过改进驾驶室的内饰和外观，实现车辆的高档化；通过改进发动机技术，实现车辆的低排放和节能目的，并日趋大功率化；通过采用机电一体化装置，提高车辆的安全性和轻便性；通过采用多轴行驶系或空气悬架结构，满足车辆的轴荷限值和提高行驶平顺性的要求。

东风天龙——高大威猛

2006年5月18，东风天龙系列重卡问世。

在技术上，融汇了大量国际先进开发经验，使其彰显出新一代东风重卡的王者之气。

驾驶室是与日产柴联合开发的，从外观上看，驾驶室采用流线型面罩、蜂窝状的前格栅、保险杠上的异形组合式水晶大灯，再配以大型立体感的东风标徽，给人以豪华大气、高大威猛的感觉。

内部方向柱在前后、上下方向可调，座椅为机械减振式或气囊减振式，同时设有电动天窗、司机歇脚板，以减缓长途驾驶疲劳。

另外，东风天龙车内设有最宽处达850mm的超宽卧铺，并带有卧铺阅读灯、前阅读灯等人性化设计。

在安全上，东风天龙重卡左右车门装有防撞杆件、在配以加强的门梁、超大前风窗、全视野后视镜和安全气囊等安全设计，使得东风天龙成为目前国内最安全的重型卡车之一。

解放J6——居室化设计

2007年7月15日，标志着中国商用车制造达到世界级水平的高端重卡解放J6下线。

解放J6在国内率先采用了居室化的设计理念，满足抗碰压的欧洲安全标准。

外部造型采用欧洲时尚风格，既严谨庄重又充满动感。

室内宽敞、细致、设施完备；用料考究的内部装饰、超值的使用空间、T型环抱的仪表板设计、简洁易读的仪表台；强力的制冷空调能够快速降温；四点全浮悬置，大幅度降低驾驶室的振动，确保在任何路况下达到最佳减振效果；独特的水晶灯设计，又给隽武的外表更加增添了威慑力。

车内管件、插接件密封性高，三块踏板都采用悬吊式。

采用发动机制动技术，下长坡时可以不踩或少踩刹车。

紧急制动时，制动距离缩短三分之一。

中国重汽HOWOA7系列——完美空间

2008年年底，HOWO-A7正式面市。

中国重汽与威伯科合作开发的智能换档手自一体变速器（SMARTSHIFT），匹配于全新产品HOWOA7上，这必将成为中国重卡发展的又一个里程碑。

HOWO-A7系列重卡产品驾驶室前脸宽大的挡风玻璃带让人视野广阔；组合后视镜、主后视镜及广角后视镜具有电动调节功能和电加热功能。

全新设计的组合式前灯总成，将远光灯、近光灯、位置灯、辅助远光灯、雾灯合为一体，节省了安装空间。

侧面的流线造型给人飘逸的动感。

通常驾驶员进入驾驶室时都被转向盘与座椅之间的间距较小所困扰，而A7驾驶员在停车后只需踩下位于左下侧的踏板并将转向盘调至与地面垂直的方位，即可便于驾驶员进出驾驶室了。

豪华的驾驶员空气悬挂座椅、带有电加热、安全带、座椅扶手，使驾驶者感受到家的温暖；多处大容量储物空间，可在举手之间轻松应用；高地板驾驶室发动机罩与地板的高度差只有17厘米，营造出等同于身高的空间，易于通过；充分考虑驾驶员的休息环境，驾驶室内部空间不但可容纳一个180cm的成人直立行走，并且下卧铺可分拆成两个座位和一个小餐桌，这种驾驶室内布置在国产重卡中很少见。

陕汽09款德龙F3000系列——尊贵典雅

2009年，陕汽联合潍柴动力、德国BOSCH（博世）、奥地利AVL、陕西法士特、汉德车桥等国内外知名企业,在全面继承陕汽重卡08款产品优势的基础上，通过升级燃油喷射控制程序、优化整车匹配，推出了超级省油的09款第二代国三重卡系列产品。

09款德龙F2000驾驶室采用德国MAN公司制造技术，并由其倾力打造而成，外观造型豪放气派，高大威猛，彰显霸气，线条敦实厚重，内部色彩搭配华丽多样、温馨自然，尽显华贵与时尚；全力体现人性化设计理念的高顶驾驶室，经过特别改制的低位发动机罩，使内部空间进一步变大、变宽，能使主副驾驶员随意直立穿行于整个驾驶室，为驾乘提供了一个超大的开阔空间，四点悬浮式的驾驶室，使驾乘更舒；适驾驶室通过了欧洲最严格的ECE-R29标准碰撞试验，坚固安全。

精心设计的全新轿车化内饰，全新钛合金质感的仪表台，操控方便，全新仪表显示精确，清晰易读；第三座椅设计，更大范围满足用户特殊要求；内饰杂品箱、门内护板、手制动操控阀、水杯托座、储物箱等附件设计，美观、实用；后视镜安装设计前移，视野开阔，彻底消除盲区；金属高顶装配顶侧导流罩，降低油耗、提高用户使用经济性。

此外，陕汽将在近期推出高端重卡德龙F3000的新款驾驶室，彰显其尊贵典雅的贵族气质。

福田欧曼ETX——轿车化内饰

2007年4月16日，福田汽车携手康明斯，宣布配装康明斯动力的欧曼ETX正式下线并面向全球同步上市。

欧曼ETX秉承了欧曼重卡一贯的高大威猛车身造型，彰显了欧洲重卡的阳刚之气。

驾驶室符合欧洲EEC法规标准的防正面、侧面碰撞、顶压以及前端钻进的全面安全法规标准，碰撞安全性大大提高。

全钢结构一次性冲压成型的高顶宽体车身，其中牵引车、载货车等车身采用四点全浮式减震装置，多向可调节减震座椅，在实现安全驾驶的同时，也充分考虑到了现代社会对于环保的要求。

驾驶室内部的轿车化内饰，豪华优雅、高档气派，符合了现代人的审美情趣。

创新设计的轿车化仪表台、采用了集成化控制。

采用奔驰技术的单杆变速操纵系统，使驾驶员长途驾驶操纵更轻便、更灵活。

四点全浮悬置、气囊减震的座椅，整体式侧裙板、后轮罩等设置都大幅度提高了整车的舒适性能。

柳汽霸龙507——龙骨结构

2007年底，东风柳汽历时4年打造、在引入国际先进的产品开发理念和管理流程的基础上，自主创新研发的、具有国际先进水平的重卡产品霸龙507横空出世，立足于做“进口重卡替代品”。

霸龙507采用欧洲风格的平头驾驶室，外部宽度达到了2460mm，落地高度达到3600mm。

驾驶室空间大，外型采用整体流线型设计，使得整车的风阻系数明显降低。

全钢车身，钣金件大量采用高强度钢板，国内首创欧式龙骨式驾驶室结构，自重轻、强度高，其安全性能满足欧洲法规。

结合阴极电泳、隔音、隔热、抗振等处理工艺，驾驶室的耐用性好。

前脸和保险杠采用隔栅设计，正面有效通风面积达平方米，在国内同类产品中最大，保证了冷却效果，为大马力发动机的正常运转提供保障；驾驶室的环抱式内饰面板，将各个部件的操控面板和开关完美结合在一起，驾驶员触手可及。

遮阳板的安装位置和角度都恰到好处，前挡风玻璃两侧的曲面较大，增强了车辆两侧的可视角度，在山区和弯道行驶时具有明显的视线优势。

现在的卡车技术发展可以说是突飞猛进，不断更新的技术让我们看得都有些目不暇接，10年之后的卡车会是什么样呢？

沃尔沃推出了2020的概念卡车设计“VolvoConceptTruck2020”，他们的设计总监RikardOrell对未来卡车进行了一个展望。

● 科技前卫的外形

   从上面视频的介绍我们也可以看到，这辆沃尔沃2020概念卡车外形非常前卫，圆润的外形带来了更好的空气动力学效果。

   驾驶室的控制也非常科技，内部的设计就像现在非常流行的iPhone，用现在非常流行的触控板代替了常规的按键，后视摄像头取代了后视镜。

   为了获得更大的空间，座椅变得更加轻薄，透气，看起来更像一个现代办公室的座椅了。

后面的卧铺也很宽大，并能够折叠，让驾驶员座椅展开更大的角度。

图

   沃尔沃2020概念卡车可以连成一个长的车队，速度达到90km/h时，通过自动驾驶设备进行控制，而彼此之间通过无线连接，驾驶员就可以放下座椅放心的休息了。

● 更高的物流效率

   长途物流的发展应该更加高效节能，RikardOrell认为未来卡车应该在一个专用的绿色通道里行驶，与其他车辆分开。

这样会带来很多好处：

   1.提高运输的安全，卡车司机可以更加放心的进行驾驶。

2.提升物流的效率，减少了因道路堵塞等原因浪费的时间，效率更高。

图片拍摄于德国卡尔斯鲁厄的科拉尼博物馆，展示的是设计师卢吉·科拉尼以及他设计的一款卡车。

这种符合空气动力学原理的设计能够帮助减少燃耗消耗量。

驾驶舱与飞机类似，司机通过操纵杆和视频摄像机操控汽车，而不是传统的方向盘和反射镜。

图片中的卡车名为“科拉尼”，同样出自科拉尼之手，采用了他推崇的生物设计理念。

所谓的生物设计是指，为了寻找解决之道，我们应首先向大自然求教。

通过采用奔驰公司的发动机以及符合空气动力学原理的设计，“科拉尼”能够将燃油消耗量减少30%。

这款卡车名为“变色龙”，由邓海山（HaishanDeng，音译）设计，可以根据所运送货物的具体情改变外形，因此能够在不满载货物情况下降低燃油消耗量。

“变色龙”可行驶到货物上方将其“吞噬”而后自行装货。

相对于传统卡车来说，它能够减少装货时间以及对负责装货的车辆需求。

“变色龙”柔软的织物外壳用于包裹货物，同时也可减少卡车重量。

此外，这种外壳能够在发生撞击或者撞车时吸收撞击力，进而提高安全性。

   戴姆勒公司研制的卡车“革新”于3月亮相。

“革新”采用铝制底盘，戴姆勒的其它卡车也已采用这种设计。

“革新”的后轮整流装置能够让车身周围的气流趋于平稳，底部嵌板负责对底盘下方的气流进行同样处理。

顶部导风板负责引导拖车上方的气流。

气流分隔片与前保险杆融为一体，负责引导卡车周围的气流。

反射镜被侧视摄影机取代，用于进一步减少阻力。

雷诺公司的概念卡车“光辉”（Radiance），外部设计更符合空气动力学原理。

车身前端有大型进气口，用于冷却发动机。

“光辉”采用的发动机较前辈相比功率更大、更为安静同时也更为洁净。

传统的倒车镜由摄像机取代，电子线控驾驶系统可降低司机在撞车事故中的死亡风险。

　　新浪科技讯北京时间8月20日消息，据英国《新科学家》杂志报道，受金融危机影响，当前的汽车业正遭遇可怕的“寒冬”，号称“油老虎”的高耗油汽车销量呈直线下降趋势，世界上一些最大的汽车制造商也面临很大的生存压力。

乘用车的现状如此，有“公路之王”之称的重型卡车命运又当如何呢？

油耗与1969年持平

　　在美国，重型卡车在货物运输中占到的比重高达70%左右，英国和欧洲其它大部分地区的比重也大致如此。

随着全球经济陷入不景气、油价居高不下以及越发严格的排放规定，一些人可能觉得，这个世界正朝着一个节约型、低碳排放的未来全速推进。

实际上，这种想法是错误的。

美国科罗拉多州洛矶山研究所的提高能效倡导者埃莫里·罗文斯表示：

“卡车业在相当长时期间一直处于停滞不前状态。

”

　　过去40年来，美国汽车的平均燃油效率提高了近一倍，但当前重型卡车的燃油消耗量仍与1969年持平，大约在每100公里30升左右。

1990年，美国卡车每天消耗的燃油相当于160万桶石油（2540万升），占美国总消费量的大约10%。

截至2007年，这一数字又提高到250万桶。

　　卡车业的这种现状已不能再继续下去，卡车制造商、货运公司以及交通运输研究人员都已经意识到这一点。

在整个世界，尤其是在美国，他们正采取一系列新举措，降低卡车的耗油量。

毫无疑问，即使取得很小的进步也会带大巨大的收益。

今年3月，戴姆勒公司北美卡车部门揭开了一款名为“革新”（Innovation）的概念卡车神秘面纱。

设计这款概念卡车的目的就是向世人展示如何才能更好地利用汽车空气动力学。

在风洞测试中，“革新”消耗的燃油较未改装卡车相比低3%，如果美国卡车都换成“革新”，每年可节省大约43亿升燃油，每年的二氧化碳排放量可因此减少超过1100万公吨。

进步虽有遗憾更多

　　一些更雄心勃勃的卡车研制计划已在进行当中。

在4月举行的RMI货运汽车燃油效率大会上，工程师和业内领导者指出，当前可用的并且并不昂贵的技术最高可将燃效提高23%，甚至提高一倍或两倍的可能性也是存在的。

　　从卡车业开始尝试燃效更高的设计到现在，已经有半个世纪历史了，在发动机技术和空气动力学利用方面都取得了一定进步。

不幸的是，这些进步却因其它拉高油耗的因素而未能体现应有的价值，例如更快的速度、交通拥堵以及过多的产品包装等等，所有这些因素都增加了燃料的消耗，这在一定程度上了降低了卡车的燃效。

。

　　与此同时，载货拖车（被形象地称之为牵引车推拽的“带轮子的大盒子”）也在很大程度上惨遭忽视。

加利福尼亚州帕萨迪纳低能耗运输咨询公司Calstart的比尔·范·阿姆博格说：

“这是一份有些笨拙的资产，为了引起人们的重视，它们必须变得更加智慧。

”

　　让拖车趋于流线型进而提高燃油效率的方式有很多。

车轮上的防护罩、拖车下方的开放空间以及覆盖牵引车与拖车间缝隙的整流罩，能够将燃油效率提高6%。

拖车背上的圆形襟翼或者说鳍可以让燃效再提高6%。

让空气吹过拖车后部通风口的这种简单方式最高可让阻力减少5%。

50多年前，风洞测试就已验证了很多类似改进所能收到的效果，但迄今为止，这些改进为什么没有得到广泛普及呢？

在美国，每辆牵引车平均挂4辆拖车，由于拖车绝大多数时间处于静止状态，降低了任何旨在提高燃油效率的投资所能产生的回报。

此外，燃油由牵引车运营公司买单，而拖车可能不归运营公司所有，这种现状让问题进一步严重。

“21世纪卡车合作”计划负责人肯·霍登表示：

“这是后勤保障、实用性与成本之间的一场较量。

”“21世纪卡车合作”计划旨在通过美国能源部的协调提高卡车性能。

图1.2.12Hybrys

Hybrys是雷诺制造的又一款概念卡车。

它采用混合动力发动机技术以在更大程度