新车身设计之奥秘

新车身设计之奥秘

新车身设计之奥秘 篇1

德国“奔驰”公司决策者们, 对一款新型汽车的设想最初是相当模糊和有待修改完善的。要把那些朦胧的设想, 直观而精巧地以视觉手段表现出来, 通常需要一大批设计师潜心钻研数月。这就需要充分发挥他们丰富的想象力。工程师们先是提出一个个方案进行比较, 又一个个被推翻或摒弃, 然后继续研究。参加设计研究的人员五花八门, 其中有商人、工程师、气体动力学家、企业负责人和董事会代表。

我们日常的生活用品, 如服装、家具及器皿等的设计似乎轻而易举。它们可以直接用各种各样的颜色和材料拼凑起来, 并设计出千姿百态的样品。但是, 汽车外型的设计绝非如此容易。在寻求未来汽车最佳式样时, 起初可以进行各种各样自由奇异的想象, 而一旦你犹豫不决地画下第一笔之后, 种种顾忌和制约就会使你的路子越走越窄。在此, 汽车商标的视觉形象标志着这家汽车公司的传统, 因此, 必须按照买主的愿望始终如一地保持商标的一贯性。有些公司在这方面曾有过沉痛的经验教训。销售部门会以此为标准来干预设计人员的设计方案;技术监督部门则更是品头论足, 诸如安全可靠、技术效益等。这是他们为设计人员规定的基本原则。

36岁的克劳斯·赫尔高中毕业, 学过汽车机械师理论, 在绘画和设计大学读过3年, 并以优异成绩学完汽车制造专科大学和各科课程。凭着这些资历, 他进入了“奔驰”汽车公司设计部门工作, 获得了一个收入丰厚的职位。克劳斯精心设计了一款新型汽车的样图, 几年以后, 这款汽车将远涉重洋, 穿过冰雪严寒和散哈拉的酷热去进行处女行。

目前, 这款最新型汽车的设计工作已大有进展, 克劳斯与几位工程师已向公司提交了第一批汽车车身的方案。根据项目的基本指标, 提出了可能实现项目的各种种设想。首先, 在绘图桌上绘成大致的草图:基本尺寸 (长、宽、高、轴距) 发动机位置及座位的设置等。借助这一基本机构图, 其他研制部门经过严格筛选, 然后开始进行详细的计算机设计。各部门的设计人员密切合作, 协调一致, 研制车身及底盘的技术解决方案。在决定采用几种设计方案之后, 克劳斯与同事一起为1∶5的汽车模型开始做制图的准备工作。

克劳斯的设计方案中, 关于风力特性的设想得到审校部门的批准。空气动力学部门的专家们在风道中检验了他的汽车模型, 所取得的数据远远低于上限临界值。

戴姆勒-奔驰公司的汽车设计室, 在事先确定好的制造方案基础上, 提供许多新汽车的各类详细部件的图纸。在汽车设计未进人生产线以前, 工程师们必须先制作出几个模型。要设计制作一个黏土做成的1∶5的汽车模型, 必须要精心细致, 手工艺也要灵巧精致。

高精度扫描装置对汽车模型进行电子测量, 然后将实际的设计方案变为具体测量数据输入计算机。超灵敏电脑对整个车身形状进行逐点取样, 对每个点记下3个数据, 相当于空间位置的三维。

计算机上连接有自动控制绘图仪, 于是, 一台新设计的车身根据被取样的曲线、轮廓和截面图, 就可以顺利地变为新的比例, 并可按照要求绘出透视图像。利用这种方法, 可以由小模型迅速而准确地获得用于总图的基本数据, 然后按1∶1的比例, 再绘制出总图。这就为下一步的研制和精密完善工作打下基础。现如今, 计算机承担的设计功能几乎渗透到汽车设计的各个环节, “计算机辅助设计” (CAD) 已经获得广泛应用。

设计人员起初是处于各自独立思考阶段, 而在制作1∶1的汽车模型时, 他们就开始集体工作。但即使在这个阶段, 克劳斯先生也在用自己的方案与其他同事的方案进行竞争。他们中间有两位是所谓的“外来户”, 因为这两位所在的设计局不属于本公司。这种设计局集中精力搞汽车制造, 并向市场提供服务。

显然, 这种竞争激励着克劳斯, 但有时也会给他带来麻烦;而对汽车制造商来说, 竞争使他们得以生存和发展。另一个重要性在于, 这可以大大减少汽车造型方面的盲目性。因此, 在决策的最后阶段, 许多做好的汽车模型都在等待最终选定;而专家要求模型能够迅速而简便地进行较大的修改变动。此外, 模型所提供的正是图纸无法替代的东西——直观。

毫无疑问, 1∶1模型也要经过风道检验。在这里将对车身进行最后一次精加工, 通过最后一次修正, 车身设计最终得到定型批准。

当严格的筛选过程结束后, 专家们决定采用克劳斯设计的新车型时, 克劳斯制作的1∶1模型再度接受红外线扫描仪的检测。与扫描仪连接的计算机利用复杂的程序, 从扫描数值中求出三维图像。这个图像由大约4万个小方格组成。工程师用按钮将各个断面魔术般地显示在屏幕上, 在设计人员设计的“皮肤”下撑上“骨架”。要完成这些必要的设计, 你即使耗尽终生, 也未必能完成多少;而大型计算机要解开这道约有两三万个未知数的题, 却用不了几十分钟的时间。这充分显示了它的优越性, 而且先期进行的精确计算大大减少了以往进行撞击试验的次数。做撞击试验时, 汽车的各个部件乃至整个车身要以高速抛掷到强大的硬物上面。

普遍采用的CAD设计, 使制造技术资料的精确性和可靠性显著提高, 研制周期也大大缩短。一般来讲, 奔驰公司的汽车设计从研制到投产大约需要2～3年时间。如今, 计算机已经承担了更多的辅助性任务。在电子数据处理专家的管理下, 计算机中存储的数据可以更直接地为生产服务。这就是“计算机辅助制造” (CAM) , 高度自动化的生产过程就是靠它来控制的。