汽車造型設計知識講座系列之汽車布局

2021-04-06 10:26:47 字數 2065 閱讀 8137

汽車造型設計知識講座(三)

汽車的布局

一、何謂布局?

這裡所講的布局,是指如何安排一部汽車的各個組成部分在整車中所處的相對位置,即全車的整體布局。布局方案一般是由總工程師決定的,但對於車身造型設計師,很好地理解甚至具備確定總體布局的能力也十分重要,這是因為與其他工業產品相比,汽車構造的複雜多變性要大得多。以電視機為例,所有電視機的內部結構大多相差無幾,大致上都為立方體,造型(即外殼)所要提供的功能也不多,因而電視機外殼的設計就不需要具備什麼「布局」觀念;但是汽車的內部結構比電視機複雜得多,使用功能的要求很嚴格(如乘員/載貨的空間、人體工程學的要求等),這些構成了很多在造型設計過程中必須遵循的條件。

因此,汽車造型設計師必須具備很清晰明確的布局觀念,才能設計出具有優秀功能性的汽車外型。事實上很多突破性的布局方案都是由造型設計師在概念設計的階段構想出來的。

二、布局元素

一部汽車的布局元素包括發動機、傳動系統、座艙、行李艙、排氣系統、懸掛系統、油箱、備胎等,其中前三者:發動機、傳動系統和座艙是決定布局的三要素,按這「三要素」可將布局方式分為前置引擎前驅(ff)、前置引擎後驅(fr)、中置引擎(mr)及後置引擎(rr)四大型別,確定布局型別後,其它部件可採用見縫插針的原則。乙個優秀的布局方案應該在使各部件工作良好的基礎上滿足應有的使用功能(如載人、運貨、越野等)。

下面對各種布局方案作簡單介紹:

1)前置引擎後輪驅動(fr)

如圖a,引擎縱置於車頭,縱向與變速箱相連,經過傳動軸驅動後輪。最早期的汽車絕大部分採用fr布局,現在則主要應用在中、高階轎車。它的優點是軸荷分配均勻,即整車的前後重量比較平衡,因此操控穩定性比較好。

據物理原理的計算,後輪作驅動輪時,輪胎的附著利用率要優於前輪驅動,這是中、大型轎車(馬力、扭力較大)都採用後輪驅動的主要原因。fr的缺點是傳動部件多、傳動系統質量大,貫穿坐艙的傳動軸佔據了坐艙的地台空間。為了容納傳動軸,凡是採用fr的房車,其後座中間座椅的地台都是隆起來的,大大影響了腳部空間和乘坐舒適性,這可以說是fr的最大缺點。

2)前置引擎前輪驅動(ff)

將引擎橫置在車頭,經過變速箱直接驅動前輪,就可以免去傳動軸,從而解決了fr布局的車廂地台問題。這種方案稱為ff布局(圖b)。ff是目前絕大部分微、小、中型轎車採用的布局方式。

除了車廂地台降低外,ff在操控性方面也具有優勢:由於重心偏前且由前輪產生驅動力,ff的汽車在操控性方面具有明顯的轉向不足特性,這在汽車操控性評價中屬於一種安全的穩態傾向,是民用車的理想特性。抗側滑的能力也比fr強。

但之前也提到ff的驅動輪附著利用率較小,上坡時驅動輪的附著力會減小;前輪的驅動兼轉向結構比較複雜,引擎和傳動系統(變速箱、離合器等)集中在引擎艙內,布局擁擠,侷限了採用大型引擎的可能性。這是大型轎車不採用ff的主要原因。針對這個問題,近年來出現了縱置引擎的ff布局(以前ff的引擎都是橫置的),從而可以採用較大型的引擎。

例如配3.5公升v6引擎的本田legend和2.8公升v6的奧迪a6,都屬於為數不多的中大型ff轎車。

3)後置引擎後輪驅動(rr)

早期廣泛應用在微型車上,因為其結構緊湊,既沒有沉重的傳動軸,又沒有複雜的前輪轉向兼驅動結構。它的缺點是後軸荷較大,在操控性方面會產生與ff相反的轉向過度傾向,即高速過彎的穩定性差,容易側滑。現在仍採用rr布局的轎車已經很少。

保時捷911是其一,而它極易甩尾的操控特性也是出了名的。

4)中置引擎後輪驅動(mr)

即引擎放置在前、後軸之間的布局方式。最大的優點顯然是軸荷均勻,具有很中性的操控特性。缺點是引擎占去了坐艙的空間,降低了空間利用率和實用性。

因此採用mr的大都是追求操控表現的跑車。

一般的mr布局,引擎是置於座椅之後、後軸之前的,這樣的布局在情理之中;近年出現了一種被稱作「前中置引擎」的布局方式,即引擎置於前軸之後、乘員之前,驅動後輪。從形式上這種布局應屬於fr型別,但能達到與mr一樣的理想軸荷分配,從而提高操控性。寶馬3系列、本田s2000都屬於這種型別。

5)四輪驅動

無論是前置、中置還是後置引擎,都可以採用四輪驅動。由於四個車輪均有動力,附著利用率最高,但重量大、佔空間是它的顯著缺點。此外動力流失率比單軸驅動大。

四輪驅動過去只用於越野車,近年來隨著限滑差速器技術的發展和應用,四驅系統已經能夠精確的調配扭矩在各車輪之間分配,所以出於提高操控性的考慮,採用四輪驅動的高效能跑車也越來越多。

汽車造型設計知識講座 三

汽車的布局 一 何謂布局?這裡所講的布局,是指如何安排一部汽車的各個組成部分在整車中所處的相對位置,即全車的整體布局。布局方案一般是由總工程師決定的,但對於車身造型設計師,很好地理解甚至具備確定總體布局的能力也十分重要,這是因為與其他工業產品相比,汽車構造的複雜多變性要大得多。以電視機為例,所有電視...

汽車知識講座

馬力同扭力的區分 馬力和扭力這個問題,通常很多人都搞不清楚,如果用專業的用詞來解釋,可能會有更多人陷入迷思中,永遠無法了解,我們就用簡單的方法來看這個問題吧。其實,馬力大最高極速 maxspeed 就大 扭力大,瞬間加速的力道就大,簡單來說,起步或突然加速時會比較快。舉個簡單的例子來說,一般商用車輛...

2019汽車知識講座活動策劃書

活動名稱 汽車知識講座 一 主講人 湛江陽海別克總經理許紅偉先生 二 時間 11月24日 星期一 晚上7 30地點 湛江師院榕樓學術報告廳 三 活動物件 汽車協會會員及汽車愛好者 四 主題 信念 創作 擁有 五 活動流程策劃 1 主持人介紹嘉賓 湛江陽海別克總經理許紅偉先生 湛江電台車迷俱樂部主持人...