一、汽車工業(yè)設計是干嘛的

汽車設計的內(nèi)容包括整車總體設計、總成設計和零件設計。整車總體設計又稱為汽車的總布置設計，其任務是使所設計的產(chǎn)品達到設計任務書所規(guī)定的整車參數(shù)和性能指標的要求，并將這些整車參數(shù)和性能指標分解為有關總成的參數(shù)和功能。

二、汽車設計的要求

1、零件標準化、部件通用化和產(chǎn)品系列化

由于汽車出產(chǎn)量大，品種及型號多，設計中實行零件標準化、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、考慮使用條件的復雜多變

為了使所設計的汽車產(chǎn)品；具有競爭力，設計中就要充分考慮。其對復雜多變的使用條件的適應性。特別應注意熱帶、寒帶等不同的氣候條件和高原、山區(qū)、丘陵、沼澤、沿海等不同的地理條件，以及燃料供應，維修能力等不同的使用條件對汽車結構、性能、材料、附件等的特殊要求。

3、重視汽車使用中的安全、可靠、經(jīng)濟與環(huán)保

汽車良好的使用性能是設計者要追求的目標，不同的汽車使用性能也是不同的（例如：動力性、汽車燃油經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、平順性、舒適性、通過性以及可靠性、耐久性、維修性和對環(huán)境保護的影響性能等）；而且在某些性能之間有時是相互矛盾的。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，使汽車在該使用條件下的綜合使用性能達到最優(yōu)。特別要重視使用中的安全、可靠、經(jīng)濟與環(huán)保。

4、車身設計既重視工程要求，更注重外觀造型

汽車車身的外形、油漆及色彩是汽車給人們的第一個外觀印象，是人們評價汽車的最直接方面，也是轎車的重要市場競爭因素，是汽車設計非常重要的內(nèi)容。車身造型既是工程設計，又是美工設計。從工程設計來看，它既要滿足結構的強度要求、整車布置的匹配要求和沖壓分塊的工藝要求，又要適應車身的空氣動力學的要求而具有最小的，空氣阻力系數(shù)。從美工設計來看，它應當適應時代的特點和人們的愛好，要像對待工藝品那樣進行美工設計，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的自身質量

和固定的機械設備不同，作為運輸用的汽車，其自身質量直接影響其燃油經(jīng)濟性。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，減小其自身質量可節(jié)約大量的制造材料，降低生產(chǎn)成本。合理地減小汽車的自身質量，會對汽車工業(yè)和汽車運輸業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。最優(yōu)化設計方法可滿足這方面的設計要求。

6、設計要在有關標準和法規(guī)的指導下進行

除設計圖紙的繪制與標注應按有關國家標準進行外，汽車設計還應遵守與汽車有關的一些標準與法規(guī)。中國汽車工業(yè)標準包括與國際基本通用的汽車標準和為宏觀控制汽車產(chǎn)品性能和質量的標準，它包括國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準。汽車標準又分為強制性標準和推薦性標準。強制性標準主要有：整車尺寸限制標準、汽車安全性標準、油耗限制標準、汽車排放物限制標準及噪聲標準。為使我國汽車產(chǎn)品進入世界市場設計時也應考慮到國際標準化組織汽車專業(yè)委員會（ISO/TC22）制訂的一些標準和美國國家標準協(xié)會（ANSl）、美國汽車工程師學會（SAE）標準、日本工業(yè)標準（JIS）、日本汽車標準組織（JASO）標準、日本汽車車身工業(yè)協(xié)會標準（JABIA）、日本汽車輪胎標準（JATMA）、日本汽車用品工業(yè)協(xié)會標準（JARP）、日本蓄電池工業(yè)協(xié)會標準（SBA）以及聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會（ECE）、歐洲經(jīng)濟共同體（EEC）所制訂的汽車法規(guī)。

7、汽車設計是考慮人機工程、交通工程、制造工程、運營工程、管理工程的系統(tǒng)工程

汽車是由人來駕駛和乘坐的，因此其設計必須考慮這種人車關系，即操縱要方便、乘坐要舒適。汽車是一種交通工具，其設計必須符合交通工程的要求。

三、汽車設計的流程

1、產(chǎn)品開發(fā)

在汽車產(chǎn)品開始技術設計之前，必須制訂產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃。首先，必須確定具體的車型，就是打算生產(chǎn)什么樣的汽車。其次是進行可行性分析，根據(jù)用戶需求、市場情況、技術條件、工藝分析、成本核算等，預測產(chǎn)品是否符合需求，是否符合生產(chǎn)廠家的技術和工藝能力，是否對國民經(jīng)濟和企業(yè)有利。第三步是擬定汽車的初步方案，通過繪制方案圖和性能計算，選定汽車的技術規(guī)格和性能參數(shù)。最后一步是制定出設計任務書，其中寫明對汽車的形式、各個主要尺寸、主要質量指標、主要性能指標以及各個總成的形式和性能等具體要求。

產(chǎn)品開發(fā)的前期工作，是分析各方面的影響因素，明確產(chǎn)品開發(fā)的目的和工作方向。否則，不經(jīng)過周密調(diào)查研究與論證，盲目草率上馬，輕則會造成產(chǎn)品先天不足，投產(chǎn)后問題成堆；重則造成產(chǎn)品不符合需求，在市場上滯銷，帶來重大損失。在產(chǎn)品開發(fā)的前期，企業(yè)為了進行各種研究與探討，概念設計和概念車在近些年來逐漸興起。概念設計，是對下一代車型或未來汽車的總概念進行概括描述，確定汽車的基本參數(shù)、基本結構和基本性能的設計。概念設計同樣需要研究產(chǎn)品的開發(fā)目的、技術水平、企業(yè)條件、目標成本、競爭能力等。概念設計可能只停留在圖紙上和文件上的描述，稱為“虛擬的”概念車；也可能制造出實體的樣車供試驗和研究。概念設計可能只是一種參考方案或技術儲備，也有可能納入正式的產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃。所以概念設計只供產(chǎn)品開發(fā)參考，但也有可能成為正式產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃的重成部分，成為新一代車型的初步設計。

2、初步設計

汽車初步設計的主要任務是構造汽車的形狀設計，主要包括如下內(nèi)容：

（1）汽車總布置設計

總布置設計，又稱初步造型，是將汽車各個總成及其所裝載的人員或貨物安排在恰當?shù)奈恢茫员ＷC各總成運轉相互協(xié)調(diào)、乘坐舒適和裝卸方便。為了保證汽車各部分合理的相互關系，需要定出許多重要的控制尺寸。在這個階段，需要繪制汽車的總布置圖，繪出發(fā)動機、底盤各總成、駕駛操作場所、乘員和貨物的具體位置以及邊界形狀；也包括零部件的運動（如前輪轉向與跳動）范圍校核。經(jīng)過汽車總布置設計，就可確定汽車的主要尺寸和基本形狀。

（2）效果圖是表現(xiàn)汽車造型效果的圖畫

造型設計師根據(jù)總布置設計所定出的汽車尺寸和基本形狀，就可勾畫出汽車的具體形象。效果圖又分為構思草圖和彩色效果圖兩種。構思草圖是記錄造型設計師靈感的速寫畫。彩色效果圖是在構思草圖的基礎上繪制的較正規(guī)的繪畫，需要正確的比例、透視關系和表達質感。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（水彩畫或水粉畫）等，而月前較流行的是混合技法——用麥克筆描畫、噴筆噴染以及涂抹、遮擋等同時表現(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架上涂敷造型泥雕塑而成。轎車縮小模型常用1：5的。比例，亦即是真車尺寸的1/5。英、美等國采用英制尺寸，模型的比例是3/8。造型泥是一種油性混合物，又稱油泥，在常溫下有一定硬度（比肥皂硬些），涂敷前須經(jīng)烘烤。縮小比例模型是在彩色效果圖的基礎上更進一步表達造型構思，具有立體形象，比效果圖更有真實感，要求比例嚴格、曲線流暢、曲面光順。雕塑一個縮小比例汽車模型，需要從各個角度審視，反復推敲，精工細雕，因而很難在兩三天內(nèi)完成。

（4）召開選型討論會

經(jīng)過初步設計，繪制出一批彩色效果圖和塑制出幾個縮小比例模型，就可以召開選型討論會。會議的目的是從若干個造型方案中選擇出一個合適的車型方案，以便作為技術設計的依據(jù)。選型討論會主要討論審美問題，但也涉及結構、工藝等方面，故通常由負責人召集造型設計師、結構設計師和工藝師等參加會議。選型討論會結束，說明選定車型的造型構思基本成熟，汽車的初步設計亦結束。

3、技術設計

技術設計包括確定汽車造型和確定汽車結構兩個方面。

（1）確定汽車造型

1）繪制膠帶圖。膠帶圖是用細窄的彩色不干膠紙帶粘貼成的1:1（全尺寸）汽車整車圖樣，可表達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，可用來審查整車外形曲線的全貌。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)過進一步修訂。

2）繪制1：1整車外形效果圖。單純由縮小比例的繪畫表達汽車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。現(xiàn)代造型設計非常重視等大的尺度感?？s小比例圖樣和全尺寸圖樣的真實感是截然不同的。打個比方，雛雞看上去很小巧可愛，若放大5倍就顯得太胖太臃腫。汽車也是一樣，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，而應經(jīng)過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。這個模型是在一個帶有車輪的構架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用數(shù)以噸計的造型泥，并雕塑得細致、平整、光順，所以制造一個1：1外部模型的時間很長，通常需要幾個星期。

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

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)最高領導審批，使汽車最終定型。汽車造型設計是促進汽車銷路的重要競爭手段，大公司為了擊敗對手會采用頻繁更換車型的手段，對汽車造型設計的需求就十分迫切，并在整個汽車設計過程中占有愈來愈重要的地位。

6）確定汽車結構

汽車造型審定后，就可以著手進行汽車結構設計。

汽車的結構設計，是確定汽車整車、部件（總成）和零件的結構。也就是說，設計師需要考慮由哪些部件組合成整車，又由哪些零件組合成部件。零件是構成產(chǎn)品的最基本的、不可再分解的單元。毫無疑問，零件設計是產(chǎn)品設計的根基。零件設計時，首先要考慮這個零件在整個部件中的作用和要求；其次，為了滿足這個要求，零件應選用什么材料和設計成什么形狀；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。

確定汽車零件的形狀，也要花費設計師許多心血。例如，發(fā)動機氣缸體的形狀就非常復雜，需要設計氣缸和水套，考慮與氣缸蓋、油底殼的接合，安裝曲軸、進氣管、排氣管和各種各樣的附屬設備，乃至氣缸體內(nèi)部細長的潤滑油通道……，所有這些因素都應考慮周全，每個細節(jié)均不能遺漏。汽車車身零件的形狀就更特別，既不是常見的平面或圓柱體，也不是簡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，還需要考慮零件的制造方法，例如零件在機床上怎樣裝夾定位，刀具怎樣加工，半成品怎樣傳送、堆疊等。

設計師必須把所設計的汽車結構用圖紙表達出來。圖紙是設計師與企業(yè)中的工藝師、技工和其他人員交流的“工程語言”。我國頒布了10多項機械制圖的國家標準，規(guī)定了繪制機械產(chǎn)品圖紙的方法。在工科院校還設置專門的課程，訓練學生掌握這種標準的工程語言。圖紙繪制的方法，是按照投影原理并借助于幾個視圖、剖面或局部放大等，把產(chǎn)品的立體形狀和內(nèi)部結構詳細而清晰地表達出來。圖紙應按指定的比例繪制并且寫出對產(chǎn)品的技術要求。零件圖需要詳細地標注出各部分的尺寸?？偝蓤D應清楚地表達零件相互裝配的關系并標注出相關的裝配尺寸。設計一輛汽車，需要繪制數(shù)以千計的圖紙。一些復雜的圖紙，圖面的長度竟達3-5m。

在設計時，設計師必須無條件地執(zhí)行國家制定的有關法規(guī)和標準。對于出口的產(chǎn)品，還必須執(zhí)行外國的標準，如ISO（國際標準化組織）、SAE（美國汽車工程師協(xié)會）、JIS（日本工業(yè)標準）、EEC（歐洲經(jīng)濟共同體）、ECE（歐洲經(jīng)濟委員會）等標準。圖紙繪制成后，需要將部件和零件按照它們所屬的裝配關系編成“組”及其下屬的“分組”號碼。每個部件、每個零件及其圖紙都給定一個編號，以便于對全部圖紙進行管理。