汽车设计中的创新思维 n 未来汽车的发展方向n 汽车动力系统中的创新思维n 汽车传动系统中的创新思维n 汽车底盘的创新思维1、 未来汽车的发展方向 进入21世纪，为了引领和表现新世纪未来汽车的发展走势，不少国际汽车公司接二连三的在全球各大车展中推出自己的概念车和新型汽车。然而有一个现象必须引起我们关注：作为一个汽车大国，中国却少有汽车企业推出自己开发设计的概念车。其中的主要原因是我国汽车设计理念和方法的缺乏以及对概念车研发的不够重视。可以说，一个没有自主设计和自主开发能力的汽车产业，很难说是一个完整的汽车产业。因而我们必须加大对汽车设计的研究与投入，确立一种积极正确的汽车设计的理念，广泛开展概念汽车的设计。 所谓“概念车”就是尚未开始进入市场的一种设计独特且具有一定超前意识的新车型。其主要特点就是：它必须是能给人以思考、能引导新观念的汽车。一般在它刚设计出时，人们的审美观念、消费能力甚至于汽车制造工业的水平还难以承受。一般它会以它前卫的外形设计、创新材料的大胆运用、更完美的性能、全新的汽车室内设计等预示着汽车工业的发展方向。 世界一些大汽车公司每年都花费大量的人力、物力设计自己的概念车，并在一些大型汽车博览会上展示。可以说，随着概念车的不断推出，不久的将来就可能会出现具有今天某些概念车的某些特征或功能的汽车。但不一定每一辆概念车都会最终演变为量产车进入市场，大多数的概念车最终只能是个“概念”为人们讨论、研究而已。 在历届的国际汽车大展之中，各大汽车公司发布和推出许多概念汽车，这些概念车除去造型优美之外，还更多的融入了大量现代的高新技术及手段，概念汽车的推出成为汽车公司引以自豪的理念，概念汽车的研究与开发往往都伴随着新技术和新材料的使用，带有一定的前瞻性，预示着一个新的发展阶段和开端，因为这个原因，汽车公司对概念汽车的开发都投入极大的人力和物力，以其显示汽车公司的强大发展势头。 各种高科技的应用，使得汽车慢慢地演变为信息、通信、娱乐中心并可与外界进行信息交换，计算机功能及互联网的全方位介入，车载信息，娱乐设备，高级导航设备，实时交通信息功能日趋普及，这些高新技术必然要求汽车设计师们建立起一种超越时空的新的价值体系，各种新技术的出现为汽车设计赋予了更为广阔自由的空间。汽车的功能也进一步扩展，在概念汽车的开发中，汽车逐渐由冰冷的机器变成人类交流的信息平台，如有的概念车有自己表达感情的方式，具备有喜、怒、哀、乐等表情，这些都使得概念汽车高高地超越于量产汽车，成为一个新的时代的象征。概念汽车的设计对汽车产品产生越来越大的影响，它代表了汽车产业的发展方向和基本思路，是汽车公司设计水平和科技水平的象征。 人机工程学是20世纪50年代初迅速发展起来的一门新学科，其目的在于研究、解决工程技术设计与人体之间的关系。而汽车车身设计中的人体工程学，则是要以人(驾驶员、乘客)为中心，从人体的生理、心理和人体的运动出发，研究车身设计时，在布置和设备等方面，如何适应人的需要，创造出一个操纵方便、安全可靠、美观舒适的驾驶环境和乘坐环境，即设计一个最佳的人车环境系统。 汽车设计中的人机分析首先需要对人体各部尺寸进行测量、统计和分析，在进行室内布置设计时以此为依据，确定车内的有效空间，以及各部件、总成(座椅、仪表板、方向盘等)的布置位置和尺寸关系。通过对人体生理结构的研究，使座椅设计充分符合人体乘坐舒适性要求。根据对人体的操纵范围和操纵力的测定，确定各操纵装置的布置位置和作用力大小，使人体操纵时自然、迅速、准确、轻便，以降低操纵疲劳程度。通过对人眼的视觉特性、视野效果的研究、试验、校核驾驶员的信息系统，以保证驾驶员能获得正确的驾驶信息。根据人体的运动特点，研究汽车碰撞时对人体的合理保护，正确地确定安全带的铰接点位置和对人体的约束力，研究振动时对乘坐舒适性的影响，研究乘客上下车的方便性，以确定车门的开口部位和尺寸。根据人体的生理要求，合理地确定和布置空调系统。研究人的心理特性和要求，设计一个舒适、美观、轻松的乘坐环境。 2.1.3 虚拟产品开发技术的运用 目前，越来越多的汽车设计公司及制造公司开始使用虚拟产品开发技术，采用三维3D技术虚拟实境开发概念车。欧宝汽车即采用3D虚拟实境技术设计开发概念车。设计人员可以亲身体验飘浮在空中的虚拟影像汽车设计和制造，节省了可观的开发费用，并计划推广到其在北美的14座装配厂去。英国的劳斯莱斯、法国雷诺、德国奥迪，以及意大利、瑞典等汽车厂都在积极进行这种虚拟设计、制造。 过去汽车研究开发中心要开发新车或是改型，都是先用油泥塑造车身实物模型，修改极为耗时。现在汽车的研发，尤其是概念车的开发越来越追求最短的开发时间。如果现在引进虚拟产品开发技术，只要在电脑中输入数据，建构出车型数字模型，在实验室中，即可呈现出一辆理想中的汽车影像，工程师们只要戴上目镜，就可看得一清二楚，就有如一辆真的汽车在眼前，经过各位设计工程师的讨论修改后，很快就可设计出理想的新款汽车。定型后，既可利用电脑中的数据，外包试制零部件和试装新车，实现组装零误差，而且开发时效比过去快多了。 2.1.4 概念车向绿色环保型发展的趋势 进入21世纪以来，世界各国已累计生产约15亿辆汽车，据专家估计，2010年全球的汽车产量将达到7 500万辆。人们在感叹汽车工业迅猛发展的同时，也越来越认识到汽车污染给人类自身带来的危害，于是各国纷纷制定有关汽车的环保措施和法规，以保护人类赖以生存的环境，于是汽车环保设计这一汽车设计新概念被摆到了突出重要的位置上。 提高能源的利用率，改进发动机配置，包括电子控制燃油喷射系统、二次空气喷射、热反应器、废气再循环系统、催化净化装置、曲轴箱通风系统、燃油蒸发控制系统。 发展代用燃料，开发研究新的环保能源，包括天然气、液化石油气、快速充电蓄电池、混合动力、氢燃料。 在汽车制造过程中使用绿色材料、绿色包装、绿色制造工艺以及绿色设备与装备。 伴随着汽车的发展，汽车的地位也在慢慢地变化，如今汽车在人们心目中成为一种符号、一种财富的象征和一种地位的体现，然而汽车作为一种道路交通方式的本质却被人们忽略。概念车设计正是基于汽车本质的一种具有预见性的创新设计。在概念车的设计中通过对人类日常生活方式、人类于道路交通中的使用方式、行为方式和生活方式等各方面的预测和分析，设想解决未来道路交通方式中的人与物之间的不和谐因素。当今科技强劲而高速的发展使得交通工具具备了极为广泛的发展空间，越来越多的高新技术不断地在新车中应用。当前世界许多大的汽车公司已经意识到今后汽车发展最大的障碍已经不再是技术上的限制了，而是设计师思维的限制了。 现在各大车展中出现的概念车一般为两种：一种是以现有的最新技术已经可以实现的概念车另外一种是那些提出了某些创新但还处于技术方案研究阶段的概念车。比如能表达自己感情的车,能够随意更换车壳的汽车，能够方便地更改驾驶方式的汽车，能够在水中游的水陆两用车，能够飞的太空汽车，能够变色的汽车。像由丰田和索尼共同研制的 “POD”车，就能通过车前灯、后视镜、尾部天线以及座椅向车主表达自己的“感情”。像德国大众旗下西亚特公司在美国国际车展上推出的多功能概念车“Sal?鄄sa”，就有运动型、舒适型和城市型3种驾驶方式可供你选择。 美国作为世界汽车工业的领头羊，在概念车的制造上都是走在世界前列的。因为各种文化在美国交融、碰撞，因此其概念车更多地体现了文化的多样性;又引起是一个高度发达的商业国家，商业设计及实用主义盛行，因此其设计是建立在深厚的美学伦理之上而又真正解决实际问题。与美国车形成鲜明对比的是日本概念车。日本作为世界产量第二的汽车大国，其概念车务实多与想象，技术胜于艺术，更关注解决技术问题，可以说这是日本概念车的设计前提，每一种车型都是为解决一种技术问题而开发的。而日本车造型保持小巧、简洁、经济的风格特征以及和谐的人机关系处理均体现出了日本人作为东方人思维的细腻和折衷解决问题的处事方法。 美国把设计看作商业行动中的一个重要环节，日本把设计看作加速产品淘汰的一个工具，德国把设计看作社会文化的基础，而法国则把设计看作设计师表现的舞台。所以从各个国家的概念车设计风格的不同，我们可以看出不同国度的不同设计理念、以及其不同的设计文化背景。2、 汽车动力系统中的新思维 列举兰博基尼全新12缸发动机和ISR变速箱创新技术 兰博基尼凭借全新V12发动机和崭新且性能超群的7速变速箱，在其光荣的历史上书写了独创性的新篇章：兰博基尼的工程师们从零开始，以高超技术研制出6.5升排量、525 kW （700马力）输出功率、690NM最大扭矩的全新V12发动机；集合惊人的性能表现，极高的转速，超轻的质量，和极低的排放于一体。作为超级跑车概念的强有力补充，兰博基尼还推出了全新的“兰博基尼ISR”手自一体变速箱：以最短换档时间、超低重量、最小体积，确保用户能享受到超级跑车联赛级别的驾驶乐趣，这一全新的动力系统将于2011年初投入生产。 兰博基尼的传奇故事深深根植于其与众不同、独一无二的V12发动机中。“全新的动力系统不仅代表了我们系列产品的巅峰荣耀，而且也代表着我们对兰博基尼品牌的未来投入”，兰博基尼汽车有限公司总裁兼首席执行官史帝文温科尔曼先生（Stephan Winkelmann）表示：“随着全新V12发动机的推出，我们将在技术上实现飞跃，这一重要飞跃将影响到我们公司的各个领域及我们的未来车型。凭借一系列的创新技术，兰博基尼将对未来的超级跑车进行重新定义。输出功率为700马力的发动机及全新概念的变速箱，将是明年Murcilago继承者的精髓所在。” 全新V12发动机，兰博基尼精华所在 12缸发动机堪称王者，也是兰博基尼品牌的真正核心。费鲁吉欧兰博基尼（Ferruccio Lamborghini）在1964年推出的第一个作品（350GT）即采用了12缸发动机。该发动机所具有的创新性能，当时令人难以置信。 3.5升的排量和320匹马力为此后发动机性能的持续提升和进一步发展奠定了基础。Miura, Espada, Countach, Diablo 以及Murcilago便是在圣亚加塔波隆尼诞生的超级跑车代表之作。所有这些车型今后将继续由V12发动机驱动，它们已经成为汽车传奇。 这段光荣历史中又将出现一个新的里程碑兰博基尼研发部已经开发出一个全新的、高性能动力系统；毫无疑问，这又将是另一个12缸的发动机，不仅仅是因为“12”这个数字所带来的特殊魔力。兰博基尼所唯一选择的是一个高转速的发动机：驾驶者右脚只要轻轻一点，汽车就会做出灵敏而又强劲的反应，这是保证超级跑车魅力的一个重要元素。正如广受赞誉的Gallardo发动机所示，十缸发动机最适合5升排量的车型；而对于6.5升排量的车型，12缸则是最为理想的选择。如气缸更少一些，将会使活塞和轴瓦变得更大、更沉，这将对发动机的高转速性能带来负面影响。一切从零开始全新十二缸发动机的内部编号为L539。在该发动机研制过程中，其规格很快得以确定，但规格的具体制定则要求很高。很自然，与Murcilago里的发动机相比，这一全新发动机需要提供更大的动力和扭矩，同时还需具有更小、更轻的特性，以确保实