汽车的心脏–发动机
发动机是汽车的心脏,为汽车的行走提供动力,汽车的动力性、经济性、环保性。简单上讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油(柴油)的热能,通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞作功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的,虽然发动机伴随着汽车走过了100 多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理仍然未变,这是一个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将最新科技与发动机融为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近乎完善的程度,各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点,那么什么是发动机性能呢?
发动机的分类
现代高科技在发动机上得到完美的体现,一些新技术、新结构广泛应用在发动机上。如V12、V8、V6发动机:它们均指气缸排列成V型,这种发动机充分利用动力学原理,具有良好的平稳性,增大发动机排量,降低发动机高度。如:AudiA860使用W12-12缸V型排列发动机,BENZS600使用V12-12缸IV型排列发动机等。
一般情况下,按照排量大小的不同发动机分为三缸、四缸、六缸、八缸几种类型。目前1.3L-2.3L排量的车大多采用直列四缸发动机,其特点是体积小、结构简单、维修方便;2.5L以上的排量一般采用多缸设计,其中有直列六缸,如宝马;也有呈一定角度分两边排列的V型六缸发动机,可有效果降低震动和噪音,如别克车系;一般来说排量越大,发动机的功率就越高。但现在也有些小排量的车通过涡轮增压、多气门、可变正时器等技术来提高功率。
发动机的性能
发动机性能参数也就是最能体现发动机工作能力的参数,主要包括:排量、最大功率、最大扭矩。
关于排量:排量往往与发动机功率联系在一起,排量的大小影响着发动机功率的高低,通常也把它作为划分高、中、低档车的标准。什么是排量呢?大家都清楚,活塞在气缸内作往复上下运动,这样往复运动必然有一个最高点和最低点,活塞从最低点到最高点所扫过的气缸容积,称为单缸排量,所有气缸排量总和称为发动机排量,很显然3.0的排量对你来说应该心满意足了。
关于最大功率与最大扭矩:这往往是大家最容易混淆的两个概念,有人认为车的功率越大,力就越大,其实不然。同样300匹马力,在跑车上可以让车跑到250公里/小时以上的速度,但在一部货柜车上,可能最多只有150公里/小时的速度,但它能拖动30-40吨重的货柜。这里面的奥秘就在于两部车的扭矩有很大的不同,简单来说,功率表现在高转速,在发动机性能曲线图上,随着转速上升而明显上升,它决定了车子能跑多快,扭矩不一定在高转速时发挥,在曲线图上较为平直,它可以决定车行驶时的力量,包括加速性。
在解读发动机参数时,需要注意的是,不要单看功率有多大,同时也要看到扭力参数,并注意当发动机处于最大功率、最大扭矩时的转速,当然以转速值稍低为好。
功率:功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高,汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力 (PS)或千瓦(kw)来表示,1马力等于0.735千瓦。
扭矩:扭矩是使物体发生转动的力。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽车在一定范围内的负载能力
排量:活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。
平均燃料消耗量(L/100km):汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。
整车装备质量(kg):汽车完全装备好的质量,包括润滑油、燃料、随车工具、备胎等所有装置的质量。
最大总质量(kg):汽车满载时的总质量。
最大装载质量(kg):汽车在道路上行驶时的最大装载质量。
最大轴载质量(kg):汽车单轴所承载的最大总质量。与道路通过性有关。
车长(mm):是垂直于车辆纵向对称平面并分别抵靠在汽车前,后最外端突出部位的两垂面之间的距离,简单的说是汽车长度方向两极端点间的距离。
车宽(mm):汽车宽,是平行于车辆纵向对称平面并分别抵靠车辆两侧固定突出部位的两平面之间的距离,简单的说是汽车宽度方向两极端点间的距离。
车高(mm):汽车高,是车辆支承平面与车辆最高突出部位相抵靠的水平面之间的距离,简单的说就是从地面到汽车最高点的距离。
轴距(mm):轴矩,是通过车辆同一侧相邻两车轮的中点,并垂直于车辆纵向对称平面的二垂线之间的距离.简单的说,就是汽车前轴中心到后轴中心的距离.
轮距(mm):同一车轿左右轮胎胎面中心线间的距离。
前悬(mm):汽车最前端至前轴中心的距离。
后悬(mm):汽车最后端至后轴中心的距离。
最小离地间隙(mm):汽车满载静止时,支承平面(地面)与汽车上的中间区域最低点的距离。最小离地间隙反映的是汽车无碰撞通过有障碍物或凹凸不平的地面的能力。
接近角(°):汽车满载静止时,汽车前端突出点向前轮所引切线与地面的夹角。
离去角(°):汽车满载静止时,汽车后端突出点向后轮引的切线与地面的夹角。
最小转弯直径:当转向盘转到极限位置,汽车以最低稳定车速转向行驶时,外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹园直径。它在很大程度上表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。转弯直径越小,汽车的机动性能越好。
最高车速(km/h):汽车在水平良好路面上汽车能达到的最好行驶车速。
加速时间:汽车的加速性能,包括汽车的原地起步加速时间和超车加速时间。原地起步加速时间,指汽车从静止状态下,由第一挡起步,并以最大的加速强度(包括选择最恰当的换挡时机)逐步换至高挡后,到某一预定的距离车速或车速所需的时间。目前,常用0–96KM所需的时间(秒数)来评价。超车加速时间,用最高挡或次高挡全力加速至某一高速所需要的时间。加速时间越短,汽车的加速性就越好,整车的动力性随即提高
最大爬坡度(%):汽车满载时的最大爬坡能力。
平均燃料消耗量(L/100km):汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。
风阻系数:空气阻力是汽车行驶时所遇到最大的也是最重要的外力。空气阻力系数,又称风阻系数,是计算汽车空气阻力的一个重要系数。它是通过风洞实验和下滑实验所确定的一个数学参数, 用它可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。
制动距离(mm):制动距离是衡量一款车的制动性能的关键性参数之一,它的意思就人们在车辆处于某一时速的情况下,从开始制动到汽车完全静止时,车辆所开过的路程。
驱动方式:前置前驱(FF):所谓前置前驱,是指发动机前置,前轮驱动的驱动形式。这是1970年代后才真正兴起和在技术上得以完善的驱动形式,目前大多数中、小型轿车都采用了这种驱动形式。其将变速器和驱动桥做成了一体,固定在发动机旁将动力直接输送到前轮驱动车辆前进,用形象的话来说,是 “拉”着车辆前进。前置后驱(FR):所谓前置后驱,是指发动机前置,后轮驱动的驱动形式。这是一种传统的驱动形式,广州人所熟悉的广州标致轿车,就是一种典型的前置后驱轿车。采用这种驱动形式的轿车,其前车轮负责转向任务,后轮承担驱动工作。发动机输出的动力通过离合器、变速器、传动轴输送到后驱动桥上,驱动后轮使汽车前进,用形象的话来说,是“推”着车辆前进。前置后驱的车辆转弯时易出现转向过度的情况。
后备箱体积:也叫行李箱,其容积的大小衡量一款车携带行李或其他备用物品的能力。
油箱容积(L):其容积的大小衡量一款车所能承装油量的能力。
发动机型式:指动力装置的特征,如燃料类型、气缸数量、排量和静制动功率等。装在轿车或多用途载客车上的发动机,都按规定标明了发动机专业制造厂、型号及生产编号。最常见的是按照发动机的排列及缸数进行分类,有W型12缸发动机、V型12缸发动机、W型8缸发动机、V型8缸发动机、对置6缸发动机、V型6缸发动机、直列5缸发动机和直列4缸发动机。
汽缸数:汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的发动机常用三缸,1~2.5升一般为四缸发动机,3升左右的发动机一般为6缸,4升左右为8缸,5.5升以上用12缸发动机。一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。
缸径×冲程:就是单缸的排气量,再乘以汽缸数目,所得到的乘积,就是发动机的排气量。
压缩比:就是发动机混合气体被压缩的程度,用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比来表示。压缩比与发动机性能有很大关系,通常的低压压缩比指的是压缩比在10以下,高压缩比在10以上,相对来说压缩比越高,发动机的动力就越大。
汽车变速器:通过改变传动比,改变发动机曲轴的转拒,适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。通俗上分为手动变速器(MT),自动变速器(AT), 手动/自动变速器,无级式变速器。
主减速比:对汽车的动力性能和燃料经济性有较大的影响。一般来说,主减速比越大,加速性能和爬坡能力较强,而燃料经济性比较差。但如果过大,则不能发挥发动机的全部功率而达到应有的车速。主减速比越小,最高车速较高,燃料经济性较好,但加速性和爬坡能力较差。
悬架:悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。汽车悬架包括弹性元件,减振器和传力装置等三部分。这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。我们常见轿车的前悬挂一般为麦弗逊式悬挂麦弗(Macphersan)式悬挂。麦弗逊式是当今最为流行的独立悬挂之一,一般用于轿车的前轮。其次是四连杆前悬挂系统多用于豪华轿车,它通过运动学原理巧妙地将牵引力、制动力和转向力分离,同时赋予车辆精确的转向控制。四连杆式悬挂系统在奥迪A4、A6 以及中华轿车上都可以看到。后悬架系统的种类要比前悬架要多,原因是驱动方式的不同决定着后车轴的有无,并与车身重量有关。主要有连杆式和摆臂式两种。
制动装置:是按照需要使汽车减速或在最短的距离内停车,(使汽车)在保证安全的前提下尽量发挥出高速行驶的性能的装置。一般分为鼓式和盘式两种。鼓式制动器的优点是,成本低,防尘,便于同时作为驻车制动器。缺点是尺寸大,质量重,制动热量不易散发出去,制动稳定性不好。盘式制动器:是目前轿车前轮常用的制动器。一般都是钳盘式制动器。盘式制动器与传统的鼓式制动器比较,有以下有点:散热条件好,因此制动稳定性好,抗热衰退性强;尺寸和质量小。
转向器型式:目前常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄销式和循环球式。它的作用是增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。
轮胎的类型与规格:国际标准的轮胎代号,以毫米为单位表示断面高度和扁平比的百分数,后面加上:轮胎类型代号,轮辋直径(英寸),负荷指数(许用承载质量代号),许用车速代号。例如:175/70R 14 77H中175代表轮胎宽度是175MM,70表示轮胎断面的扁平比是70%,即断面高度是宽度的70%,轮辋直径是14英寸,负荷指数77,许用车速是 H级。
车门数:指汽车车身上含后备箱门在内的总门数。可作为汽车用途的标志,公务用途的轿车都是四门,家用轿车既有四门也有三门和五门(后门为掀起式),而用于运动用途的跑车则都是两门。这里计算的车门数包括了后备箱门。
座位数:指汽车内含司机在内的座位,一般轿车为五座: 前排坐椅是两个独立的坐椅,后排坐椅一般是长条坐椅,也有一些豪华轿车后排是两个独立的坐椅 。双门跑车若有后排后排一般只能坐两人或儿童。商务车和部分越野车则配有五个或五个以上的坐椅。
通过角:汽车的通过性是描述汽车通过能力的性能指标,亦称越野性能。通过性的主要的几个参数:最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角和横向通过半径等。通过角是汽车满载静止时,通过障碍物的能力。
排放标准:汽车排放是指从废气中排出的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒,碳烟)等有害气体。从2004年1月1日起,北京将对机动车的尾气排放标准由现在的欧洲I号改为欧洲II号,到2008年,则正式实施欧洲III号标准。
汽车底盘构造(图)
底盘示意图
底盘:底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证 正常行驶。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。
传动系简介
传动系简介(组图)
传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。
一.传动系的功用
汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动车轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能,与发动机配合工作,能保证汽车在各种工况条件下的正常行驶,并具有良好的动力性和经济性。
二.传动系的种类和组成
传动系可按能量传递方式的不同,划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。
传动系行驶系简介(图)
行驶系
行驶系由汽车的车架、车桥、车轮(注意)和悬架等组成。
汽车的车架、车桥、车轮和悬架等组成了行驶系,行驶系的功用是:
接受传动系的动力,通过驱动轮与路面的作用产生牵引力,使汽车正常行驶;
承受汽车的总重量和地面的反力;
缓和不平路面对车身造成的冲击,衰减汽车行驶中的振动,保持行驶的平顺性;
与转向系配合,保证汽车操纵稳定性。
转向系简介
汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。
转向系统的基本组成
(1)转向操纵机构 主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。
(2)转向器 将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动,并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上,转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。
(3)转向传动机构 将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节),并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。
转向系统的类型及工作原理
按转向能源的不同,转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。
制动系简介
汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是:使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车;使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车;使下坡行驶的汽车速度保持稳定。
对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力,而这些外力的大小都是随机的、不可控制的,因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。
分类:
(1)按制动系统的作用
制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统;用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统;在行车制动系统失效的情况下,保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统;在行车过程中,辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定,但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。上述各制动系统中,行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。
(2)按制动操纵能源
制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统;完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的系统称为动力制动系统;兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。
(3)按制动能量的传输方式
制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。
动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。
(1)制动操纵机构
产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件,如图中的2、3、4、6,以及制动轮缸和制动管路。
(2)制动器
产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩,称为摩擦制动器。它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。
汽车变速器的基本知识
图为变速器操纵装置及动力传动图解。
汽车变速器具有这样几个功用:
①改变传动比,扩大驱动轮转矩和转速的变化范围,以适应经常变化的行驶条件,同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作;
②在发动机旋转方向不变情况下,是汽车能倒退行驶;
③利用空挡,中断动力传递,以发动机能够起动、怠速,并便于变速器换档或进行动力输出。
变速器是由变速传动机构和操纵机构组成,需要时,还可以加装动力输出器。在分类上有两种方式:按传动比变化方式和按操纵方式的不同来分。
按传动比变化方式来分:
有级式变速器 是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同,有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。目前,轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进档和一个倒档,在重型货车用的组合式变速器中,则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。
无级式变速器 其的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化,常见的有电力式和液力式(动液式)两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机,除在无轨电车上应用外,在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的传动部件为液力变矩器。
综合式变速器 是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器,其传动比可在最大指与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化,目前应用较多。
按操纵方式来分:
强制操纵式变速器 是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。
自动操纵式变速器 其传动比选择和换档是自动进行的,所谓“自动”,是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。
半自动操纵式变速器 有两种型式:一种是常用的几个档位自动操纵,其余档位则由驾驶员操纵;另一种是预选式,即驾驶员预先用按钮选定档位,在踩下离合器踏板或松开加速踏板时,接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。汽车内饰将成市场竞争的下一个战场
汽车内饰,竞争的下一个战场
“以后,奇瑞不放出去一辆不满意的车。奇瑞下一步要在车的内饰上下功夫,使内饰全面上一个档次,这项工作现在已经开始着手做。今年下半年,消费者就能够体验到一个‘精致’的奇瑞。”这是奇瑞董事长尹同耀近日向媒体表的态。
“我承认奇瑞的前三个产品有粗糙的一面。除了考虑资金回流外,在产品下线后,我们也太需要让它迅速进入市场,太需要听到客户的反馈意见,太需要知道同行对它的评价了。”尹同耀一口气用三个“太”解释了前期产品“糙”的原因。“糙”影响了奇瑞市场份额的持续高速增长,“糙”在一定程度上损害了奇瑞品牌的美誉度。
据调查,2003年国内上市的55款新车中,将内饰作为卖点的车屈指可数。只有在爱丽舍SX/VTS(真皮内饰/金属感内饰风格)、广州本田新雅阁(内饰有较大提升),03款NISSAN新蓝鸟(内饰豪华)等产品的卖点栏中出现了内饰的字眼。
对于汽车内饰设计,Design Balance工业设计公司的汽车造型设计主管杜宝南深有感触。他认为,从近几年的发展趋势来看,内饰设计国际流行的趋势是越来越趋向于数字化和高科技,造型方面趋于简洁、工整,更加注重多种材质的应用、搭配。从造型设计语言的发展来讲,1997年~2000年期间,国际设计风格的发展趋势是,汽车设计语言影响并引导产品设计风格。2001年~2004年,由于数码时代的来临,具有高科技成分的数字产品(如数字通讯产品、视频音像品)的广泛应用,极大地影响了汽车设计趋势,产品设计的风格开始引导并影响汽车整车的设计风格。许多概念车的内饰设计元素(如按钮/按键、显示部分、背光设计等)都很像一些家电产品、电脑产品和通讯产品。
“在欧美发达国家,大多数消费者比较喜欢简洁的设计风格。造型优美、风格简洁的产品会出现在他们生活中的各个角落,这种风格会成为他们生活中的一种审美标准。”杜宝南这样评价他所熟悉的欧美消费者的口味。
对于发展中国家的消费者的口味,他认为,在亚洲国家,可能是因为人口密集的原因,人们没有欧美国家那种地广人稀的概念,他们更喜欢有很多细节乃至奢华的布置,以期通过这些来彰显个性。就国内的现状来看,消费者在购车时对内饰质量的考虑比例不是很大。许多车型进入中国后都做了调整,去掉高科技部分,增加如桃木装饰、真皮座椅等装饰性部件,以降低成本。
日本人就很了解中国人的消费心理,从而在内饰设计方面做了不少文章,从装饰上入手,增加一些诸如电镀亮条、桃木装饰等没用的配置来迷惑消费者。其实,从某种意义上讲,这些东西很俗,但也能证明大多数人是“追求奢华”的。
主要原因在于目前汽车在中国才刚刚开始普及,大多数消费者对汽车并没有很多的认识,不知道如何去挑选,也不清楚如何评价和测试布局是否合理、内饰质量是否好坏。只要别的品牌车有的配置,自己的车也具备就好。随着汽车普及程度的不断提高,这种现象将会得到改变。消费者最终还是会选择设计合理、舒适的好产品。作为具体的使用者来讲,他们接触汽车内饰的时间要远远多于汽车外形。内饰设计的好坏(包括造型设计、材料舒适度、布局、是否符合使用习惯等)将直接影响到他的使用乃至心情,从这个意义上来讲,汽车内饰设计尤为重要。
人们都说,现在不会“作秀”就无法生存,正所谓“生命不息,作秀不止”。但在我看来,这牵涉到民族的文化差异问题,重功能还是重虚饰,需要在特定的时期仔细掂量。不管怎样,奇瑞率先坦诚内饰之不足,是一个好事,但重要的是率先摸准国人的喜好。
汽车内饰进入极致时代饰件缝隙低于1毫米
世界各大汽车公司一直都在想尽各种办法提高产品质量,增强竞争力,取悦消费者。在这种种的努力中,有一个重要的环节就是内饰质量的提升。
Greg Bernas先生是丰田汽车的项目执行经理,也是一位汽车工程师。他的专职工作是缩小汽车内饰与车体之间的缝隙,例如手套盒的门与仪表板之间的缝隙,或者是杯托的盖子与中央储物盒之间的缝隙,等等。如今,这些微小的细节已经成为汽车内饰质量一个非常重要的指标。那些围绕着汽车音响、空气调节装置以及门把手的缝隙越来越狭窄,也越来越成为汽车厂家用来号称质量卓越的证明。
Bernas认为,随着不同品牌汽车的总体质量差距缩小,汽车内饰就成了竞争的新战场。这场战争最终的目标是让汽车内饰各部分之间充分吻合,达到零距离。
根据J.D.Power的 告,过去5年里,汽车内饰已经得到整体提升。购买新车后前三个月的问题 告下降了很多,这些问题包括令人烦扰的摩擦声,或者并不很显眼的地毯瑕疵等。在1998年~2003年之间,美国汽车品牌的内饰质量提升得最快,100款车型的内饰问题从1998年的25.0%下降到去年的17.2%。欧洲汽车公司,同样的指标是从30.6%下降到23.5%。
丰田和它的豪华车品牌凌志一直是内饰领域的领跑者。在J.D.Power内饰质量 告中,凌志在过去6年中四次排名第一。在刚刚结束的芝加哥车展上,丰田又为他的同行们划定了一条新的目标。在其2004款So-lara上,丰田宣称将汽车内饰间的缝隙从旧款的1.5毫米下降到0.5毫米。丰田美国公司高级副总裁、销售分部总经理 Don Esmond说,如此高的精度要求会给顾客带来一种极高品质和精美的感觉。更重要的是,如此精确的吻合将会在长时间内得以保持。虽然在燃油经济性这个指标上,1加仑油多行驶1英里不是什么大成绩,但是对于内饰来说,缝隙减小1毫米就是一件相当了不起的事。
通用负责产品发展的副总裁Bob Lutz承认:“我们在这个方面确实落后于日本公司,但是我们正在学习。”他说,今年秋天别克La Crosse的问世将会是个极好的证明。别克La Crosse代表了我们第一次实行重大的举措去改进内饰,以达到日本车最好的内饰水平。他说,La Crosse丰富的内饰材料质感和木纹,很有希望会给别克这个品牌带来积极的影响。
Lutz希望别克成为美国凌志,在消费者能够承受的价格内尽量提供最高质量的车子。这也是马自达正在使用的策略之一。马自达B系列的皮卡也打算在低价位的基础上为消费者提供高质量的内饰。马自达的发言人Jeremy Barnes说,不能因为消费者只是花了3万美元买了一辆车,就没有理由得不到高品质的内饰。因为只有内饰才是驾驶者上车以后一直感觉到的物品。
福特汽车内饰设计指导Reichman说,将福特新款野马的内饰与旧款的内饰进行比较,就可以看出我们在新款车中对于内饰质量的提高花费了多大的精力,福特去年在内饰改进上的投资是往年的三倍。新款野马使用的材料质量,材料的服帖程度,以及不同材料的区分,都让它非常吸引人。在设计时,目标就是让它的内饰摩擦声音最小,更经久耐用,而且运动感更强。福特目前在内饰新材料的使用上处于领先地位。预计今年秋天面世的水星Mariner2005使用的是一种柔软舒适的翻毛皮。14万美元500马力的Ford GT第一次将Azdel SuperLite这种材料使用在汽车内饰上。它是一种玻璃纤维与其他多种物质合成的化合物,以前一般只是用于屋顶。
美国一交通研究机构说,目前,汽车使用者在汽车上度过上下班交通高峰的时间是1982年的4倍,由此,汽车制造商及其设计师们将汽车内饰的重要性上升到了与外在环境同样的高度。他们在进行汽车设计时花在内饰上的时间与金钱正在逐渐上升。
内饰工作不再是被遗忘的角落
如今,哪怕是汽车内饰中最细微的瑕疵也可能成为全车一大败笔。如果购车人发现仪表台过于耀眼或者所使用的塑料面板感觉过于廉价,便会拔腿离开。立体声收音机的开关即便触摸起来光滑,但如果旋动时发出响亮的“嘀哒”声,同样也会遭到冷遇。戴姆勒-克莱斯勒公司聘请了一些咨询顾问研究消费者对汽车内饰的喜好,发现大多数人会在扣紧车门把手的90秒之内决定自己喜欢还是讨厌这辆车。
消费者的吹毛求疵迫使汽车制造商(特别是底特律的三大汽车巨头)督促自己的设计人员尽可能把这个小空间布置得华丽又精美。美国公司仿效大众等公司,利用计算机辅助设计方法开展某些设计工作,同时还改良了汽车内饰所选用的材质,有些公司甚至增加开支用以装饰汽车内的仪表台、座椅及其他仪器设备。福特汽车公司新500型轿车和大众公司的汽车在外形上比较相像,它们受到大多数汽车设计人员和公司管理人士的好评。福特公司首席运营官尼古拉斯.谢勒说,这款车型并不需要太多投入。他指出,消费者认为中空的塑料按钮给人一种劣质的感觉,所以福特公司把立体声收音机和环境控制旋钮改成设备控制面板。驾驶员揿按钮时不会再有模具塑料组件所带来的空洞感。谢勒说,按钮的确感觉结实多了,而这也没有耗费我们任何成本。
内饰工作在通用汽车公司几乎是被产品开发部门遗忘的角落,近几年这种状况才有所改变。据公司副董事长罗伯特.卢茨介绍,当车身设计、发动机或传动装置等开发部门的预算超标时,公司通常会压缩内饰部门的开支来获取资金。如今,他一方面要求其他所有部门都紧缩预算;另一方面又竭力保持内饰设计部门预算的完整性。通用汽车公司甚至在每辆车上都增加了开发资金,用以改善内饰水平。卢茨说:“内饰部门不再是开销过度部门的资金后备库。”
汽车车身的主要构成部件
发动机盖
发动机盖(又称发动机罩)是最醒目的车身构件,是买车者经常要察看的部件之一。对发动机盖的主要要求是隔热隔音、自身质量轻、刚性强。
发动机盖的在结构上一般由外板和内板组成,中间夹以隔热材料,内板起到增强刚性的作用,其几何形状由厂家选取,基本上是骨架形式。发动机盖开启时一般是向后翻转,也有小部分是向前翻转。
向后翻转的发动机盖打开至预定角度,不应与前档风玻璃接触,应有一个约为10毫米的最小间距。为防止在行驶由于振动自行开启,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
车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身的总体刚度而言,顶盖不是很重要的部件,这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。从设计角度来讲,重要的是它如何与前、后窗框及与支柱交界点平顺过渡,以求得最好的视觉感和最小的空气阻力。当然,为了安全车顶盖还应有一定的强度和刚度,一般在顶盖下增加一定数量的加强梁,顶盖内层敷设绝热衬垫材料,以阻止外界温度的传导及减少振动时噪声的传递。
行李箱盖
行李箱盖要求有良好的刚性,结构上基本与发动机盖相同,也有外板和内板,内板有加强筋。一些被称为“二厢半”的轿车,其行李箱向上延伸,包括后档风玻璃在内,使开启面积增加,形成一个门,因此又称为背门,这样既保持一种三厢车形状又能够方便存放物品。
如果采用背门形式,背门内板侧要嵌装椽胶密封条,围绕一圈以防水防尘。行李箱盖开启的支撑件一般用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
翼子板是遮盖车轮的车身外板,因旧式车身该部件形状及位置似鸟翼而得名。按照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,因此必须要保证前轮转动及跳动时的最大极限空间,因此设计者会根据选定的轮胎型号尺寸用“车轮跳动图”来验证翼子板的设计尺寸。
后翼子板无车轮转动碰擦的问题,但出于空气动力学的考虑,后翼子板略显拱形弧线向外凸出。现在有些轿车翼子板已与车身本体成为一个整体,一气呵成。但也有轿车的翼子板是独立的,尤其是前翼子板,因为前翼子板碰撞机会比较多,独立装配容易整件更换。有些车的前翼子板用有一定弹性的塑性材料(例如塑料)做成。塑性材料具有缓冲性,比较安全。
前围板
前围板是指发动机舱与车厢之间的隔板,它和地板、前立柱联接,安装在前围上盖板之下。前围板上有许多孔口,作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用,还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。
为防止发动机舱里的废气、高温、噪声窜入车厢,前围板上要有密封措施和隔热装置。在发生意外事故时,它应具有足够的强度和刚度。对比车身其它部件而言,前围板装配最重要的工艺技术是密封和隔热,它的优劣往往反映了车辆运行的质量。汽车车身结构分类
汽车车身结构从形式上说, 主要分为非承载式和承载式两种。
非承载式车身的汽车有刚性车架,又称底盘大梁架。车身本体悬置于车架上,用弹元件联接。车架的振动通过弹性元件传到车身上,大部分振动被减弱或消除,发生碰撞时车架能吸收大部分冲击力,在坏路行驶时对车身起到保护作用,因此车厢变形小,平稳性和安全性好,而且厢内噪音低。但这种非承载式车身比较笨重,质量大,汽车质心高,高速行驶稳定性较差。
承载式车身的汽车没有刚性车架,只是加强了车头,侧围,车尾,底板等部位,车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了其固有的乘载功能外,还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯曲和抗扭转的刚度,质量小,高度低,汽车质心低,装配简单,高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体,因此噪音和振动较大。
还有一种介于非承载式车身和承载式车身之间的车身结构,被称为半承载式车身。它的车身本体与底架用焊接或螺栓刚性连接,加强了部分车身底架而起到一部分车架的作用。
非承载式车身和承载式车身都有优缺点,使用在不同用途的汽车上。一般而言,非承载式车身用在货车、客车和越野车上,承载式车身一般用在轿车上,现在一些客车也采用这种形式。
非承载式车身和承载式车身按照有无刚性车架划分,什么叫车架,是首先要弄清楚的问题。车架就是支承车身的基础构件,一般称为底盘大梁架。发动机、变速器、转向器及车身部分都固定其上,它除了承受静载荷外还要承受汽车行驶时产生的动载荷,因此车架必须要有足够的强度和刚度,以保证汽车在正常使用时受到各种应力下不会破坏和变形。
车架有边梁式、钢管式等形式,其中边梁式是采用最广泛的一种车架。
边梁式车架由两根长纵梁及若干根短横梁铆接或焊接成形,纵梁主要承负弯曲载荷,一般采用具有较大抗弯强度的槽形钢梁。也有采用钢管,但多用于轻型车架上。一般纵梁中部受力最大,因此设计者一般将纵粱中部的截面高度加大,两端的截面高度逐渐减少,这样一来可使应力分布均匀,同时也减轻了重量。
横梁有槽形、管形或口形,以保证车架的扭转刚度和抗弯强度。横梁还用以安装发动机、变速器、车身和燃油箱等。为适应不同的车型,横梁布置有多种型式,如为了提高车架的扭转刚度采用X型布置的横梁。边梁式结构简单,工艺要求低,制造容易,使用广泛。但由于粗壮的大梁纵贯全车,影响整车布置和空间利用率,大梁的横截面高度使车厢离地距离加大,乘客上下车不方便,另外重量也大,整车行驶经济性变差。这些缺点对小客车、轿车是缺点,对于越野车可能就是优点,因为越野车要求有很强的通过性,行驶崎岖路面时要有一定大的离地间隙,而非常颠簸的道路会令车体大幅扭动,只有带刚性车架的承载式车身结构才能抵御这种冲击力。因此越野车上普遍采用非承载式车身。
轿车身上的三大立柱
由各种各样的骨架件和板件通过焊接拼装而成的轿车车身,也就是行业俗称的“白车身”,它的各个部分都有相关的名称,不论在汽车制造厂、修理厂或者配件商店,人们一听到某个名称就知道它是属于车上的哪一部分,安装在什么位置上.
三厢式轿车车身结构图主要零部件:
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
车身的骨架件和板件多用钢板冲压而成,车身专用钢板具有深拉延时不易产生裂纹的特点。根据车身不同的位置,一些要防止生锈的部位使用锌钢板,例如翼子板、车顶盖等;一些承受应力较大的部位使用高强度钢板,例如散热器支承横梁、上边梁等。轿车车身结构中常用钢板的厚度为0.6~3毫米,大多数零件用材厚度是0.8~1.0毫米。
在轿车车身构造中,有些重要零件的位置涉及到车辆的整体布置、安全及驾乘舒适性问题,例如立柱。
一般轿车车身有三个立柱,从前往后依次为前柱(A柱)、中柱(B柱)、后柱(C柱)。对于轿车而言,立柱除了支撑作用,也起到门框的作用。
设计师考虑前柱几何形状方案时还必须要考虑到前柱遮挡驾驶者视线的角度问题。一般情况下,驾驶者通过前柱处的视线,双目重叠角总计为5~6度,从驾驶者的舒适性看,重叠角越小越好,但这涉及到前柱的刚度,既要有一定的几何尺寸保持前柱的高刚度,又要减少驾驶者的视线遮挡影响,是一个矛盾的问题。设计者必须尽量使两者平衡以取得最佳效果。在2001年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可以透过柱体观察外界,令视野盲点减少到最低程度.
中柱不但支撑车顶盖,还要承受前、后车门的支承力,在中柱上还要装置一些附加零部件,例如前排座位的安全带,有时还要穿电线线束。因此中柱大都有外凸半径,以保证有较好的力传递性能。现代轿车的中柱截面形状是比较复杂的,它由多件冲压钢板焊接而成。随着汽车制造技术的发展,不用焊接而直接采用液压成型的封闭式截面中柱巳经问世,它的刚度大大提高而重量大幅减小,有利于现代轿车的轻量化。不过,有些设计师却从乘客上下车的便利性考虑,索性取消中柱。最典型的是法国雪铁龙C3轿车,车身左右两侧的中柱都被取消,前后门对开,乘员完全无障碍上下车。当然,取消中柱就要相应增强前、后柱,其车身结构必须要用新的形式,材料选用也有所不同。
后柱与前柱、中柱不同的一点就是不存在视线遮挡及上下车障碍等问题,因此构造尺寸大些也无妨,关键是后柱与车身的密封性要可靠。
刚度是汽车车身设计的指标,刚度是指在施加不致于毁坏车身的普通外力时车身不容易变形的能力,也就是指恢复原形的弹性变形能力。汽车在行驶过程中受到各种外力影响会产生变形,变形程度小就是刚度好,一般情况刚度好强度也好。刚度差的汽车,行驶在不平路面上就容易发出嘎吱嘎吱的响声。立柱的刚度很大程度上决定了车身的整体刚度,因此在整个车身结构中,立柱是关键件,它要有很高的刚度。
汽车设计制造全过程组图欣赏
对于大多数人来说,对车的欣赏基本都是整车,除了性能之外,汽车的外观和内饰是人们谈论最多的话题,因为这是对一辆车最直观的印象,所谓汽车设计,简单的理解是根据一款车型的多方面要求来设计汽车的外观及内饰,使其在充分发挥性能的基础上艺术化。
但是,其实汽车设计是一件复杂的事情,并不象其他设计师在香槟和音乐的陪伴下寻找灵感那么纯粹。汽车不是单纯的艺术品,当然它要有漂亮的外表和吸引人的个性特征,同时它还得能安全可靠的行驶,这就需要整个设计过程融入各种相关的知识: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,当然更少不了诸如绘画、雕塑、色彩感等基本艺术功底。由此不难理解为什么能称得上汽车设计师的人少之又少。
从脑子里的一个灵感,到最后得以实现,最简单的估算也是十几个步骤,最后无非是要得到市场的认可,性能优良的内“芯”,再加上一袭新衣包装,才是新车待嫁时。看看如何为一款新车设计“嫁衣”吧。
A从脑到手:草图
开始吧,坐下来好好想想如何表达。虽然计算机已经非常普及,不过对于设计师来说,最直接的方式还是拿支铅笔把脑子里的想法表现出来,这非常方便。在从脑到手的初级阶段,没必要画的很精致,简洁的线条足以记录脑海中一个个一闪而过的构思。又或者在随手勾画中得到新的灵感。
B 初步定稿:草图+说明
当思路比较明确以后可以绘画一张草图,这时候汽车的主体线条和大方向上的细节设计
应该都有所表现,在适当的地方加进简单说明,为下一环节做准备。
C 理念表达:效果图
当我们看到一些汽车手稿,基本上是处在汽车效果图的阶段,这主要是为了把设计师的思路和理念用更细腻的手法表现出来,加入细节描绘和色彩,通过精致的绘画表达这款车的直观感受和立体效果。这是汽车设计的重要环节之一,就好象时装设计效果图一样,将是决定模型制作的关键。有些效果图是手绘的,马克笔、色粉或者喷枪都会采用,也有设计师利用电脑绘画。效果图和最后的整车的细节未必完全相同,但是表现出来的气质却是一脉相承。
D 内部设计:内厢效果图
与汽车外观效果图同时出来的应该是内饰效果图,详细的描绘车内的各种细节和布局,加上必要的说明,这是未来制作模型的基础。
E 观感评估:1/5油泥模型
虽然历经数十年,制作油泥模型依然是汽车设计生产中的必要环节,这是一种类似橡皮泥的黏土,但是更加坚硬,成型后的细节需要用刀刮削才能完成。一般先要制作比例小的油泥模型作为提案,通常由设计师亲自操刀,大约两三个月才能最后完工。
F 改进阶段:1:1油泥模型
经过对提案模型的评估,决策层会选择一个或几个设计方案制作1:1的油泥模型,因为对尺寸,细节等方面要求非常严谨,这种全尺寸模型会有专业的模型师来制作。经过不断的讨论和修改之后,就进入定案阶段。
G 测量阶段:三维坐标测量
使用三维坐标测量仪。将模型放在测量台上,测出它表面上足够多点的空间三维坐标,用这些数据就可以在电脑中建立三维模型。
H 最后阶段:电脑设计
把测量出的数据输入电脑,就可以开始进行三维模型的制作,未来这些数据将用于控制数控机床。
J 完成
终于以辆成型的整车摆在眼前了,当然期间还有底盘和发动机等机械方面的设计,就此略过吧。毕竟从设计到交到消费者手中,车辆还要经历重重考验,有风洞实验,模拟碰撞实验,各种残酷路况的艰苦路试,实车碰撞实验等。
汽车的制造工艺及过程
1.铸造铸造是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中,冷却凝固后而获得产品的生产方法。在汽车制造过程中,采用铸铁制成毛坯的零件很多,约占全车重量10%左右,如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主,并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度,以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔,必须先用木材制成模型,称为木模。炽热的铁水冷却后体积会缩小,因此,木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大,需要切削加工的表面相应加厚。空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模(芯盒)。有了木模,就可以翻制空腔砂型(铸造也称为“翻砂”)。在制造砂型时,要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出,还要考虑铁水从什么地方流入,怎样灌满空腔以便得到优质的铸件。砂型制成后,就可以浇注,也就是将铁水灌入砂型的空腔中。浇注时,铁水温度在1250—1350度,熔炼时温度更高。
2.锻造在汽车制造过程中,广泛地采用锻造的加工方法。锻造分为自由锻造和模型锻造。自由锻造是将金属坯料放在铁砧上承受冲击或压力而成形的加工方法(坊间称“打铁”)。汽车的齿轮和轴等的毛坯就是用自由锻造的方法加工。模型锻造是将金属坯料放在锻模的模膛内,承受冲击或压力而成形的加工方法。模型锻造有点像面团在模子内被压成饼干形状的过程。与自由锻相比,模锻所制造的工件形状更复杂,尺寸更精确。汽车的模锻件的典型例子是:发动机连杆和曲轴、汽车前轴、转向节等。
3.冷冲压冷冲压或板料冲压是使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。日常生活用品,女口铝锅、饭盒、脸盆等就是采用冷冲压的加工方法制成。例如制造饭盒,首先需要切出长方形并带有4个圆角的坯料(行家称为“落料”),然后用凸模将这块坯料压入凹模而成形(行家称为“拉深”)。在拉深工序,平面的板料变为盒状,其4边向上垂直弯曲,4个拐角的材料产生堆聚并可看到皱褶。采用冷冲压加工的汽车零件有:发动机油底壳,制动器底板,汽车车架以及大多数车身零件。这些零件一般都经过落料、冲孔、拉深、弯曲、翻边、修整等工序而成形。为了制造冷冲压零件,必须制备冲模。冲模通常分为2块,其中一块安装在压床上方并可上下滑动,另一块安装在压床下方并固定不动。生产时,坯料放在2块冲模之间,当上下模合拢时,冲压工序就完成了。冲压加工的生产率很高,并可制造形状复杂而且精度较高的零件。
4。焊接焊接是将两片金属局部加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。我们常见工人一手拿着面罩,另一手拿着与电线相连的焊钳和焊条的焊接方法称为手工电弧焊,这是利用电弧放电产生的高温熔化焊条和焊件,使之接合。手工电弧焊在汽车制造中应用得不多。在汽车车身制造中应用最广的是点焊。点焊适于焊接薄钢板,操作时,2个电极向2块钢板加压力使之贴合并同时使贴合点(直径为5—6甽的圆形)通电流加热熔化从而牢固接合。2块车身零件焊接时,其边缘每隔50— 100甽焊接一个点,使2零件形成不连续的多点连接。焊好整个轿车车身,通常需要上千个焊点。焊点的强度要求很高,每个焊点可承受5kN的拉力,甚至将钢板撕裂,仍不能将焊点部位分离。在修理车间常见的气焊,是用乙炔燃烧并用氧气助燃而产生高温火焰,使焊条和焊件熔化并接合的方法。还可以采用这种高温火焰将金属割开,称为气割。气焊和气割应用较灵活,但气焊的热影响区较大,使焊件产生变形和金相组织变化,性能下降。因此,气焊在汽车制造中应用极少。
5.金属切削加工 。金属切削加工是用刀具将金属毛坯逐层切削;使工件得到所需要的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金属切削加工包括钳工和机械加工两种方法-,钳工是工人用手工工具进行切削的加工方法,操作灵活方便,在装配和修理中广泛应用。机械加工是借助于机床来完成切削的,包括:车、刨、铣、钻和磨等方法。
1)车削:车削是在车床上用车刀加工工件的工艺过程。车床适于切削各种旋转表面,如内、外圆柱或圆锥面,还可以车削端面。汽车的许多轴类零件以及齿轮毛坯都是在车床上加工的。
2)刨削:刨削是在刨床用刨刀加工工件的工艺过程。刨床适于加工水平面、垂直面、斜面和沟槽等。汽车上的气缸体和气缸盖韵乎面、变速器箱体和盖的配合平面等都是用刨床加工的。
3)铣削:铣削是在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程。铣床可以加工斜面、沟槽,甚至可加工齿轮和曲面等旧铣削广泛地应用于加工各种汽车零件。汽车车身冷冲压的模具都是用铣削加工的。计算机)磨削:磨削是在磨床上用砂轮加工工件的工艺过程。磨削是一种精加工方法,可以获得高精度和粗糙度的工件,而且可以磨削硬度很高的工件。一些经过热处理后的汽车零
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