保罗·沃克【速度与激情】
19世纪末期,轮船早已遨游四海,火车也已纵横天下,汽车还只是“初生牛犊”。然而,迟来的汽车却以蓬勃之势横扫全球,彻底改变了人类的生活方式。对于现今各式各样的汽车,大多数人除了对其性能津津乐道之外,其外观和内饰也是人们谈论最多的话题。那么,一辆汽车是如何成功面世的呢?
非同一般的艺术品
任何量产的商品车一开始都来自于设计师的灵感,对于大多数人而言,汽车是由钢铁制造的行驶机器,而在设计师眼中,汽车却是凝聚心血的艺术品。
天下汽车
汽车不仅仅是单纯的艺术品,它不但要有漂亮的外观和吸引人的个性特征,更重要的是它还必须能够安全可靠地行驶,这就需要在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、彩感等基本艺术功底。汽车设计图分为车身造型图和车身内饰图两种,通常情况下,设计图可以有多种方案供选择,换句话讲,要有许多幅效果图供选择,边修改边完善。
概念车
和量产的商品车不同,概念车是汽车设计师或汽车公司用作向人们展示其先进科技和设计理念的作品。概
念车通常只是处于创意、试验阶段,也许永不投产。
概念车通常结合了最新的汽车科技成果,代表着未来汽车的发展方向,世界各大汽车公司都不惜巨资研制概念车,并在国际汽车展上亮相,一方面可以了解消费者对概念车的反响,便于改进;另一方面也是为了向公众显示其公司的技术能力,借以提高自身形象。
建造油泥车模
当设计师经过不断修改最终完成汽车的效果图后,需要将设计构思实物化。这是一个将汽车平面草图立体化的过程,通常会先制作一个等比例缩小的油泥模型,这一工作一般由设计师亲自操刀,需要花费两三个月才能完工。设计师在这个模型的基础上会再进行一些细节的推敲、改进。
待该模型经讨论通过后,模型师团队会建造一个与实际车型大小相等的全尺寸模型,包括外部模型和内饰模型。在此过程中,设计人员可以对车身表面的细节部分进行比较和修改,这是车身造型设计中最关键的阶段,这个全尺寸模型将是正式产品的依据。这时,还会使用上一些真实的配件,如轮胎、车灯,还会刷上车漆。事实上,汽车性能的检测从油泥模型阶段就已开始,如对车身外部模型进行风洞试验,设计人员借此对
车身模型的空气动力状态进行研究和分析,以取得对整个车身空气动力性能进行最优化的设计。
之后,专业人员会测量车模表面轮廓并将其转化为数据,再使用电脑辅助设计来进行整车的设计,小到螺丝,大到车架。
样车的艰难旅程
设计过程完成后,接着就该建造样车了。样车其实已是一辆具有试制性质、能够驾驶运行的真正意义上的汽车了,这一过程通常会在试制部门完成。
样车建造过程中,设计师仍然需要不断地修改,因为这一阶段,很多设计过程中的不足之处会更真实地反映出来。例如,当前实际采用的工艺可能无法满足设计师的要求,或是实际制造耗费过大,无法实现投产。因此,在样车建造过程中,设计师需要全程跟踪,对样车的造型设计进行全面的检查,同时根据要求进行修改。只有经过多次的反复修改,才能真正得出经得起实际考验的造型方案,并作为今后生产的依据。
风洞试验
物体在流体中穿行时会遇到阻力,车辆在平路上行驶,受到的阻力主要来自空气阻力和轮胎的滚动摩擦力,而空气的影响效应最为明显。根据测试,当一辆轿车以80千米/时的速度前进时,有60%的油耗是用来克服风阻的。
风洞原是飞机制造业的产物,如今在汽车制造中同样发挥了不可或缺的功效,风洞试验可以解决轿车行驶时的气流、通风、散热特性等一系列问题。
样车完成后,还需经历一系列的性能试验和可靠性试验,包括进一步的风洞试验、实车碰撞试验、各种残酷路况的道路测试等。
碰撞试验主要是测试汽车的结构强度及其安全性能。通常,新车在上市之前,要经过多次甚至上百次的碰撞试验。
道路测试是样车试验十分重要的一步,包括试验场测试和实际道路测试。一般大型的汽车生产商都有自己的试验场,可以模拟不同的路况,有砂石路、雨水路、爬坡路等。实际道路测试则要复杂得多,需要测定在不同气候条件下汽车的行驶性能及可靠性,以保证汽车各部件,如灯、空调、音响、点火装置,在极端条件下也可以正常工作。
样车通过试验阶段后,车型已基本确定,最终进入量产阶段。
汽车碰撞试验
安全性是汽车最重要的性能,而且人们总是希望获得更安全的汽车。汽车之所以会变得更加安全,原因之一是有一个切实可行的测试程序――汽车碰撞试验。
汽车碰撞试验的危险性不言而喻,因此试验通常由“代表
人物”――假人来完成。试验用的假人有各种尺寸,包含男人、女人以及小孩,其与真人的身高、体重都是十分接近的。
试验中的假人身上有五六十个传感器,这些传感器主要用来获取碰撞过程中假人身体各个部位的加速度、受力情况(包括大小和方向),由这些数据可以测算出人体在碰撞中可能受到的伤害,然后设计人员可以有针对性地进行加强。比如,如果测得某一部位在碰撞过程中加速度比较大,也就是速度变化明显,该部位受到伤害的概率就较大。设计人员再根据相关的数据,出应对的措施,安全气囊、安全带就是这么发明的。
汽车碰撞试验可能会毁坏大量的汽车和碰撞试验假人,但是从汽车碰撞试验中获取到的信息意味着更多的人可以从交通事故中幸免于难,少受伤或不受伤。
汽车里的科学
轮胎
Q:轮胎是汽车的重要部件之一,虽然汽车的颜多种多样,为何轮胎总是黑的呢?
A:其实,世界上最早的轮胎是乳白的,也就是天然橡胶的颜。后来,人们发现在轮胎制造过程中加入炭黑,竟然可以增强轮胎的耐磨性能和防滑性能。未加炭黑的轮胎大约只行驶6000千米就磨光了,而掺了炭黑的轮胎其行驶里程显著提高。现在一组货车轮胎大约可行驶10万千米,在好的路面上,