一、汽車(chē)工業(yè)設(shè)計(jì)是干嘛的

汽車(chē)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括整車(chē)總體設(shè)計(jì)、總成設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)。整車(chē)總體設(shè)計(jì)又稱(chēng)為汽車(chē)的總布置設(shè)計(jì)，其任務(wù)是使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所規(guī)定的整車(chē)參數(shù)和性能指標(biāo)的要求，并將這些整車(chē)參數(shù)和性能指標(biāo)分解為有關(guān)總成的參數(shù)和功能。

二、汽車(chē)設(shè)計(jì)的要求

1、零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化和產(chǎn)品系列化

由于汽車(chē)出產(chǎn)量大，品種及型號(hào)多，設(shè)計(jì)中實(shí)行零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化和產(chǎn)品系列化，可化生產(chǎn)，提高工效，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，減少配件品種，方便維修。

2、考慮使用條件的復(fù)雜多變

為了使所設(shè)計(jì)的汽車(chē)產(chǎn)品；具有競(jìng)爭(zhēng)力，設(shè)計(jì)中就要充分考慮。其對(duì)復(fù)雜多變的使用條件的適應(yīng)性。特別應(yīng)注意熱帶、寒帶等不同的氣候條件和高原、山區(qū)、丘陵、沼澤、沿海等不同的地理?xiàng)l件，以及燃料供應(yīng)，維修能力等不同的使用條件對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)、性能、材料、附件等的特殊要求。

3、重視汽車(chē)使用中的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保

汽車(chē)良好的使用性能是設(shè)計(jì)者要追求的目標(biāo)，不同的汽車(chē)使用性能也是不同的（例如：動(dòng)力性、汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、平順性、舒適性、通過(guò)性以及可靠性、耐久性、維修性和對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響性能等）；而且在某些性能之間有時(shí)是相互矛盾的。因此；要在給定的使用條件下協(xié)調(diào)各使用性能的要求，優(yōu)選各使用性能指標(biāo)，使汽車(chē)在該使用條件下的綜合使用性能達(dá)到最優(yōu)。特別要重視使用中的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保。

4、車(chē)身設(shè)計(jì)既重視工程要求，更注重外觀造型

汽車(chē)車(chē)身的外形、油漆及色彩是汽車(chē)給人們的第一個(gè)外觀印象，是人們?cè)u(píng)價(jià)汽車(chē)的最直接方面，也是轎車(chē)的重要市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)因素，是汽車(chē)設(shè)計(jì)非常重要的內(nèi)容。車(chē)身造型既是工程設(shè)計(jì)，又是美工設(shè)計(jì)。從工程設(shè)計(jì)來(lái)看，它既要滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求、整車(chē)布置的匹配要求和沖壓分塊的工藝要求，又要適應(yīng)車(chē)身的空氣動(dòng)力學(xué)的要求而具有最小的，空氣阻力系數(shù)。從美工設(shè)計(jì)來(lái)看，它應(yīng)當(dāng)適應(yīng)時(shí)代的特點(diǎn)和人們的愛(ài)好，要像對(duì)待工藝品那樣進(jìn)行美工設(shè)計(jì)，給人以高度美感，起到美化環(huán)境的作用。

5、在保證可靠性的前提下盡量減小汽車(chē)的自身質(zhì)量

和固定的機(jī)械設(shè)備不同，作為運(yùn)輸用的汽車(chē)，其自身質(zhì)量直接影響其燃油經(jīng)濟(jì)性。和單件生產(chǎn)/小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品不同。作為大批量生產(chǎn)的汽車(chē)，減小其自身質(zhì)量可節(jié)約大量的制造材料，降低生產(chǎn)成本。合理地減小汽車(chē)的自身質(zhì)量，會(huì)對(duì)汽車(chē)工業(yè)和汽車(chē)運(yùn)輸業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可滿足這方面的設(shè)計(jì)要求。

6、設(shè)計(jì)要在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的指導(dǎo)下進(jìn)行

除設(shè)計(jì)圖紙的繪制與標(biāo)注應(yīng)按有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外，汽車(chē)設(shè)計(jì)還應(yīng)遵守與汽車(chē)有關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)。中國(guó)汽車(chē)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括與國(guó)際基本通用的汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)和為宏觀控制汽車(chē)產(chǎn)品性能和質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，它包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)又分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)主要有：整車(chē)尺寸限制標(biāo)準(zhǔn)、汽車(chē)安全性標(biāo)準(zhǔn)、油耗限制標(biāo)準(zhǔn)、汽車(chē)排放物限制標(biāo)準(zhǔn)及噪聲標(biāo)準(zhǔn)。為使我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)品進(jìn)入世界市場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織汽車(chē)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)（ISO/TC22）制訂的一些標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSl）、美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）標(biāo)準(zhǔn)、日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）、日本汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)組織（JASO）標(biāo)準(zhǔn)、日本汽車(chē)車(chē)身工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JABIA）、日本汽車(chē)輪胎標(biāo)準(zhǔn)（JATMA）、日本汽車(chē)用品工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JARP）、日本蓄電池工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（SBA）以及聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）、歐洲經(jīng)濟(jì)共同體（EEC）所制訂的汽車(chē)法規(guī)。

7、汽車(chē)設(shè)計(jì)是考慮人機(jī)工程、交通工程、制造工程、運(yùn)營(yíng)工程、管理工程的系統(tǒng)工程

汽車(chē)是由人來(lái)駕駛和乘坐的，因此其設(shè)計(jì)必須考慮這種人車(chē)關(guān)系，即操縱要方便、乘坐要舒適。汽車(chē)是一種交通工具，其設(shè)計(jì)必須符合交通工程的要求。

三、汽車(chē)設(shè)計(jì)的流程

1、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

在汽車(chē)產(chǎn)品開(kāi)始技術(shù)設(shè)計(jì)之前，必須制訂產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規(guī)劃。首先，必須確定具體的車(chē)型，就是打算生產(chǎn)什么樣的汽車(chē)。其次是進(jìn)行可行性分析，根據(jù)用戶需求、市場(chǎng)情況、技術(shù)條件、工藝分析、成本核算等，預(yù)測(cè)產(chǎn)品是否符合需求，是否符合生產(chǎn)廠家的技術(shù)和工藝能力，是否對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和企業(yè)有利。第三步是擬定汽車(chē)的初步方案，通過(guò)繪制方案圖和性能計(jì)算，選定汽車(chē)的技術(shù)規(guī)格和性能參數(shù)。最后一步是制定出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，其中寫(xiě)明對(duì)汽車(chē)的形式、各個(gè)主要尺寸、主要質(zhì)量指標(biāo)、主要性能指標(biāo)以及各個(gè)總成的形式和性能等具體要求。

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的前期工作，是分析各方面的影響因素，明確產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的目的和工作方向。否則，不經(jīng)過(guò)周密調(diào)查研究與論證，盲目草率上馬，輕則會(huì)造成產(chǎn)品先天不足，投產(chǎn)后問(wèn)題成堆；重則造成產(chǎn)品不符合需求，在市場(chǎng)上滯銷(xiāo)，帶來(lái)重大損失。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的前期，企業(yè)為了進(jìn)行各種研究與探討，概念設(shè)計(jì)和概念車(chē)在近些年來(lái)逐漸興起。概念設(shè)計(jì)，是對(duì)下一代車(chē)型或未來(lái)汽車(chē)的總概念進(jìn)行概括描述，確定汽車(chē)的基本參數(shù)、基本結(jié)構(gòu)和基本性能的設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)同樣需要研究產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)目的、技術(shù)水平、企業(yè)條件、目標(biāo)成本、競(jìng)爭(zhēng)能力等。概念設(shè)計(jì)可能只停留在圖紙上和文件上的描述，稱(chēng)為“虛擬的”概念車(chē)；也可能制造出實(shí)體的樣車(chē)供試驗(yàn)和研究。概念設(shè)計(jì)可能只是一種參考方案或技術(shù)儲(chǔ)備，也有可能納入正式的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規(guī)劃。所以概念設(shè)計(jì)只供產(chǎn)品開(kāi)發(fā)參考，但也有可能成為正式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)規(guī)劃的重成部分，成為新一代車(chē)型的初步設(shè)計(jì)。

2、初步設(shè)計(jì)

汽車(chē)初步設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是構(gòu)造汽車(chē)的形狀設(shè)計(jì)，主要包括如下內(nèi)容：

（1）汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)

總布置設(shè)計(jì)，又稱(chēng)初步造型，是將汽車(chē)各個(gè)總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當(dāng)?shù)奈恢?，以保證各總成運(yùn)轉(zhuǎn)相互協(xié)調(diào)、乘坐舒適和裝卸方便。為了保證汽車(chē)各部分合理的相互關(guān)系，需要定出許多重要的控制尺寸。在這個(gè)階段，需要繪制汽車(chē)的總布置圖，繪出發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)各總成、駕駛操作場(chǎng)所、乘員和貨物的具體位置以及邊界形狀；也包括零部件的運(yùn)動(dòng)（如前輪轉(zhuǎn)向與跳動(dòng)）范圍校核。經(jīng)過(guò)汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)，就可確定汽車(chē)的主要尺寸和基本形狀。

（2）效果圖是表現(xiàn)汽車(chē)造型效果的圖畫(huà)

造型設(shè)計(jì)師根據(jù)總布置設(shè)計(jì)所定出的汽車(chē)尺寸和基本形狀，就可勾畫(huà)出汽車(chē)的具體形象。效果圖又分為構(gòu)思草圖和彩色效果圖兩種。構(gòu)思草圖是記錄造型設(shè)計(jì)師靈感的速寫(xiě)畫(huà)。彩色效果圖是在構(gòu)思草圖的基礎(chǔ)上繪制的較正規(guī)的繪畫(huà)，需要正確的比例、透視關(guān)系和表達(dá)質(zhì)感。彩色效果圖包括外形效果圖、室內(nèi)效果圖和局部效果圖，其作用是供選型討論和審查。效果圖的表現(xiàn)技法多種多樣：可采用鉛筆、鋼筆，也可采用毛筆（水彩畫(huà)或水粉畫(huà)）等，而月前較流行的是混合技法——用麥克筆描畫(huà)、噴筆噴染以及涂抹、遮擋等同時(shí)表現(xiàn)技法。只要效果良好，表現(xiàn)技法可不拘一格。

（3）制作縮小比例模型

縮小比例模型是在構(gòu)架上涂敷造型泥雕塑而成。轎車(chē)縮小模型常用1：5的。比例，亦即是真車(chē)尺寸的1/5。英、美等國(guó)采用英制尺寸，模型的比例是3/8。造型泥是一種油性混合物，又稱(chēng)油泥，在常溫下有一定硬度（比肥皂硬些），涂敷前須經(jīng)烘烤?？s小比例模型是在彩色效果圖的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步表達(dá)造型構(gòu)思，具有立體形象，比效果圖更有真實(shí)感，要求比例嚴(yán)格、曲線流暢、曲面光順。雕塑一個(gè)縮小比例汽車(chē)模型，需要從各個(gè)角度審視，反復(fù)推敲，精工細(xì)雕，因而很難在兩三天內(nèi)完成。

（4）召開(kāi)選型討論會(huì)

經(jīng)過(guò)初步設(shè)計(jì)，繪制出一批彩色效果圖和塑制出幾個(gè)縮小比例模型，就可以召開(kāi)選型討論會(huì)。會(huì)議的目的是從若干個(gè)造型方案中選擇出一個(gè)合適的車(chē)型方案，以便作為技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)。選型討論會(huì)主要討論審美問(wèn)題，但也涉及結(jié)構(gòu)、工藝等方面，故通常由負(fù)責(zé)人召集造型設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師和工藝師等參加會(huì)議。選型討論會(huì)結(jié)束，說(shuō)明選定車(chē)型的造型構(gòu)思基本成熟，汽車(chē)的初步設(shè)計(jì)亦結(jié)束。

3、技術(shù)設(shè)計(jì)

技術(shù)設(shè)計(jì)包括確定汽車(chē)造型和確定汽車(chē)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。

（1）確定汽車(chē)造型

1）繪制膠帶圖。膠帶圖是用細(xì)窄的彩色不干膠紙帶粘貼成的1:1（全尺寸）汽車(chē)整車(chē)圖樣，可表達(dá)零部件形狀及外形曲線。膠帶圖的外形曲線數(shù)據(jù)取自選定的縮小比例模型，可用來(lái)審查整車(chē)外形曲線的全貌。如發(fā)現(xiàn)某條曲線不美觀或不符合要求，可將膠帶揭起重新粘貼，直到滿意為止。膠帶圖完成后，縮小比例模型放大的曲線又經(jīng)過(guò)進(jìn)一步修訂。

2）繪制1：1整車(chē)外形效果圖。單純由縮小比例的繪畫(huà)表達(dá)汽車(chē)的外形效果尚嫌不夠，還需要繪制等大尺度（全尺寸）的彩色效果圖?，F(xiàn)代造型設(shè)計(jì)非常重視等大的尺度感。縮小比例圖樣和全尺寸圖樣的真實(shí)感是截然不同的。打個(gè)比方，雛雞看上去很小巧可愛(ài)，若放大5倍就顯得太胖太臃腫。汽車(chē)也是一樣，縮小比例模型上某些圓角或曲線看上去很小巧雅致，放大5倍后就顯得笨拙臃腫。因此，汽車(chē)形狀的最后確定，不能從縮小比例的圖樣或模型直接放大，而應(yīng)經(jīng)過(guò)1：1效果圖和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和審美要求。

3）制作1：1外部模型。1：1外部模型是汽車(chē)外形定型的首要依據(jù)。根據(jù)縮小比例模型的放大數(shù)據(jù)，結(jié)合膠帶圖和1：1效果圖的的修訂情況，就可以制造1：1外部模型。這個(gè)模型是在一個(gè)帶有車(chē)輪的構(gòu)架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用數(shù)以噸計(jì)的造型泥，并雕塑得細(xì)致、平整、光順，所以制造一個(gè)1：1外部模型的時(shí)間很長(zhǎng)，通常需要幾個(gè)星期。

4）制作1：1內(nèi)部模型。1：1內(nèi)部模型用以審視汽車(chē)內(nèi)部造型效果和檢驗(yàn)汽車(chē)內(nèi)部尺寸。1：1內(nèi)部模型與1：1外部模型同時(shí)制作，其設(shè)計(jì)和尺寸相互配合。1：1內(nèi)部模型的形狀、色彩、覆蓋飾物的質(zhì)感和紋理都應(yīng)制造得十分逼真，使人具有置身于真車(chē)室內(nèi)的感覺(jué)。

5）造型的審批。1：1外部模型、內(nèi)部模型、效果圖完成后，需要交付企業(yè)最高領(lǐng)導(dǎo)審批，使汽車(chē)最終定型。汽車(chē)造型設(shè)計(jì)是促進(jìn)汽車(chē)銷(xiāo)路的重要競(jìng)爭(zhēng)手段，大公司為了擊敗對(duì)手會(huì)采用頻繁更換車(chē)型的手段，對(duì)汽車(chē)造型設(shè)計(jì)的需求就十分迫切，并在整個(gè)汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中占有愈來(lái)愈重要的地位。

6）確定汽車(chē)結(jié)構(gòu)

汽車(chē)造型審定后，就可以著手進(jìn)行汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是確定汽車(chē)整車(chē)、部件（總成）和零件的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)師需要考慮由哪些部件組合成整車(chē)，又由哪些零件組合成部件。零件是構(gòu)成產(chǎn)品的最基本的、不可再分解的單元。毫無(wú)疑問(wèn)，零件設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的根基。零件設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮這個(gè)零件在整個(gè)部件中的作用和要求；其次，為了滿足這個(gè)要求，零件應(yīng)選用什么材料和設(shè)計(jì)成什么形狀；最后，零件如何與部件中其他零件相互配合和安裝。按照零件所使用的材料，可分為金屬材料和非金屬材料兩大類(lèi)。

確定汽車(chē)零件的形狀，也要花費(fèi)設(shè)計(jì)師許多心血。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體的形狀就非常復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)氣缸和水套，考慮與氣缸蓋、油底殼的接合，安裝曲軸、進(jìn)氣管、排氣管和各種各樣的附屬設(shè)備，乃至氣缸體內(nèi)部細(xì)長(zhǎng)的潤(rùn)滑油通道……，所有這些因素都應(yīng)考慮周全，每個(gè)細(xì)節(jié)均不能遺漏。汽車(chē)車(chē)身零件的形狀就更特別，既不是常見(jiàn)的平面或圓柱體，也不是簡(jiǎn)單的雙曲面或拋物面，而是造型師根據(jù)審美要求而塑造的。在確定零件的形狀時(shí)，還需要考慮零件的制造方法，例如零件在機(jī)床上怎樣裝夾定位，刀具怎樣加工，半成品怎樣傳送、堆疊等。

設(shè)計(jì)師必須把所設(shè)計(jì)的汽車(chē)結(jié)構(gòu)用圖紙表達(dá)出來(lái)。圖紙是設(shè)計(jì)師與企業(yè)中的工藝師、技工和其他人員交流的“工程語(yǔ)言”。我國(guó)頒布了10多項(xiàng)機(jī)械制圖的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了繪制機(jī)械產(chǎn)品圖紙的方法。在工科院校還設(shè)置專(zhuān)門(mén)的課程，訓(xùn)練學(xué)生掌握這種標(biāo)準(zhǔn)的工程語(yǔ)言。圖紙繪制的方法，是按照投影原理并借助于幾個(gè)視圖、剖面或局部放大等，把產(chǎn)品的立體形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳細(xì)而清晰地表達(dá)出來(lái)。圖紙應(yīng)按指定的比例繪制并且寫(xiě)出對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)要求。零件圖需要詳細(xì)地標(biāo)注出各部分的尺寸?？偝蓤D應(yīng)清楚地表達(dá)零件相互裝配的關(guān)系并標(biāo)注出相關(guān)的裝配尺寸。設(shè)計(jì)一輛汽車(chē)，需要繪制數(shù)以千計(jì)的圖紙。一些復(fù)雜的圖紙，圖面的長(zhǎng)度竟達(dá)3-5m。

在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師必須無(wú)條件地執(zhí)行國(guó)家制定的有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于出口的產(chǎn)品，還必須執(zhí)行外國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，如ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）、SAE（美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)）、JIS（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）、EEC（歐洲經(jīng)濟(jì)共同體）、ECE（歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)）等標(biāo)準(zhǔn)。圖紙繪制成后，需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關(guān)系編成“組”及其下屬的“分組”號(hào)碼。每個(gè)部件、每個(gè)零件及其圖紙都給定一個(gè)編號(hào)，以便于對(duì)全部圖紙進(jìn)行管理。