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朱晓霞，钟绍华 武汉理工大学汽车工程
学院，武汉 (430070) E-mail: ********************
摘 要：当今，在同一价格区间，不同品牌的汽车技术配置和质量差别日益减小，而汽车造 型在各汽车品牌之间的竞争越来越激烈。因此，汽车造型设计在今天的汽车工业中已经处于 非常重要的地位。本文首先分析了空气动力学的发展对汽车造型的影响并根据汽车动力学对 汽车的车身造型提出了一些改进措施；然后将美学法则应用于汽车造型，并从汽车造型的动 感和彩两方面进行了研究；最后结合现代汽车的市场需求，从造型个性化和女性化两方面 进行了分析。本文的分析和研究对现在汽车造型有一定的参考价值。
关键词：汽车造型；空气动力学；美学法则；市场需求
作为世界第一商品的汽车，如同名牌时装的款式一样，无论其内在品质如何，给人的第 一印象均来自于它的造型。中国一汽集团技术中心外观设计科科长张长林在接受中国经济时 报记者的电话采访时表示，“好的汽车外观能够吸引客户青睐这辆汽车，好的内饰能够让客 户决定买这辆车，好的底盘则能让客
户想买第二辆车。好的汽车外观自己就会说话。”由此 可见，汽车造型设计的重要性。在同一价格区间，汽车设计不仅对于品牌形象有决定性作用， 也是顾客作出购买决定的首要标准。好的设计要“复古兼前卫”，在形状上捕捉到品牌历史， 并使之延续发展；与时尚趋势拉开差距，让该车即使在十年甚至数十年后后也受人喜爱。甲 壳虫就是一个最经典的例子，自从 1931 年弗迪南·波尔舍画出了大众汽车的第一张设计图， 甲壳虫可爱的外型设计影响了几代人，知道现在大街上还会经常出现甲壳虫的身影。 本文就从以下三个方面来对这些要素进行分析。
1 汽车空气动力性
1.1 空气动力学
汽车造型经历了马车型、方箱型、流线型车身等几个发展阶段。马车型车身的汽车，外 观酷似马车，对于车身造型，当时人们还没有的明确概念。后来的方箱型汽车，是在马车型 汽车的基础上，为了更好的挡风遮雨而发展起来的。20 世纪 20 年代，汽车空气动力学的研 究工作逐渐开展起来，并着手改进汽车的形状。方箱型汽车空气阻力大、无法适应高速行驶， 为了降低空气阻力，流线型车身也就诞生了。在这一车身造型的变革中，汽车的空气动力性 可谓是影响汽车造型的一个重要因素。
空气对行驶中的汽车的影响主要有两个方面，即空气阻力和空气升力。所谓空气阻力就 是汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力。在汽车行驶范围内，在无风条件 下，空气阻力的计算公
式[1]表示为：
C Au 2 F =
D a w 21.15 式中，C D 为空气阻力系数， A 为迎风面积，即汽车行驶方向的投影面积（ m ），u a
为汽车的行驶速度。空气阻力会加大汽车的行驶阻力了，降低燃油经济性。 车辆在行驶过
程中会有些气流从车底部穿过，而这些气流的密度若是大于从车顶飘过的
气流时，气流会对汽车产生一个向上的升力。汽车在行驶中必须满足轮胎与地面附着条件[1]
的限制，而空气升力会减小汽车的附着力，使汽车容易打滑。
空气升力的计算公式跟空气阻力的差不多，只要把公式中的C
D 换成C
L
，即升力系数
就可以了。
式1-1 表明，空气阻力是与C
D 和A成正比的；同理，空气升力与C
L
和A成正比。A 值
受到乘坐使用空间的限制不易进一步减少，所以降低C
D 和C
L
是降低空气阻力的重要手段。
1.2 空气动力学在车身造型中的应用
为了减小汽车的空气阻力，最重要的就是降低汽车的空气阻力系数。为了减少空气阻力系数，可以从以下几个方面入手：
（1）整车整个车身应向前1°～2°，即做成楔形，这样有助于减少汽车升力。车身水平投影应为腰鼓形，后端稍稍收缩，前端成半圆形。
（2）车身前部使侧窗以及流水槽尽量与车身表面平齐，并且在拐角附近设计为圆滑过渡形。挡风玻璃应尽可能“躺平”且与车顶圆滑过度。前风窗与水平面的夹角不宜超过30 度。侧窗应与车身相平。尽量减少灯、后视镜灯凸出物，凸出物的形状应接近于流线型在保险杠下面的前面应装有合适的扰流板，车轮盖应与轮胎相平。美洲虎汽车
（3）汽车尾部车身尾部形状对尾部流谱有显著影响。如图1 所示，当φ＜30°时，气流的分点在点B，一般称为快背型流谱；当φ＞30°时，气流的分离点产生在A 点，称为方背型流谱[2]。
Φ＜30 a 快背型流谱
Φ＞30
b 方背型流谱
方背型汽车的后窗处在尾流之中，
涡流将雨水、尘土等脏物附着在上面，
既难看又影响视野而快背型后窗则处在
平顺气流中，在气流冲刷下不易附着脏
物，其尾流区也较小，因而气动阻力较
图1 不同尾部形状的流谱
小。
为减小空气升力，控制汽车上浮，车尾后箱盖短而高翘，后冀子板向后收缩，并加装尾翼。汽车尾翼形状尺寸是经过设计师精确计算而确定的，不宜过大也不宜过小。
（4）车身底部为减少了湍流及摩擦损失车身底部要光滑。底部应该有平滑的盖板盖住底部，并且具有较大的纵向曲率和合适的横向曲率。
图2 是克莱斯勒公司Dodge Intrepid ESX 车身的外形其设计意图中的C
D
值为0.2。这种车身的前发动机罩、后行李箱盖与车厢平顺圆滑地相连，总体造型浑然一体。
图2 克莱斯勒
Dodge Intrepid ESX 车身外形
2 汽车造型的美学法则
作为现代文明的标志之一，汽车同建筑一样，既需要具有它特定的功能，又需要满足人们的审美趣好。汽车造型中美学法则的应用体现了科学美与艺术美的完美结合，是设计师们
在设计时所考虑的重要方面。美学法则的应用主要体现在以下三个方面：
2. 1 汽车造型的美学比例
通常，人们在实践过程中所接触的事物都存在着一定数量上的比例关系。研究存在于客观事物中的比例规律，是为了在事物各部分之间寻适当的数量关系，产品的造型，其形体和表面的比例划分是获得整体感的关键。意大利文艺复兴时期的艺术大师达·芬奇（Leonardo Da Vinci）十分注重艺术品的比例关系，他主张：“美感应完全建立在各部分之间神圣的比例关系上。”
美学中应用的比例主要有整数比例、平方根比例、黄金分割比例、斐波那契（Fibonacci）比例[3]。由于黄金分割具有严格的比例性、艺术性、和谐性，蕴藏着丰富的美学价值。在汽车造型中运用的也是最多。
汽车设计界尤其是欧洲汽车设计师们长期认为，汽车的美感大体上来源于轴距与车长之比的黄金分割比例—1:1.618。据统计，典型轿车的轴距与总长之比都在1：1.618～1：1.732 左右；欧洲车的前后悬较短，这个比值比较大；美国车头部和尾部较长，这个比值比较小。如今的轿车设计风格往往比较修长，1:1.71 这一比例常常被人们称为均衡美观，也比较受到国人的推崇。比如上汽大众帕萨特，虽然该车在海外原型车的基础上将轴距延长了10 厘米上下，但它的比例依旧十分均衡，所以受到了人们的欢迎。
虽然我们不必过于严格地追求某一固定的轴距与车长比例，但人们习惯的审美对于汽车设计产生了较大的影响也是不争的事实，比例匀称与均衡的车肯定会更讨人喜欢。新车的设计一定不能忽视这一点。
2.2 汽车造型的动感设计
轻和快，是一切高速交通工具的特点。汽车是作为现代社会普及的一种交通工具，动感对于汽车造型有着及其重要的意义。对于当代的消费者，汽车的动感传达，是他们普遍的需要。
在艺术和设计中，对“动”的再现主要就靠暗示手法[4]，通过以静制动而非直接地表现动作和运动来实现“动感”的再现。
获得汽车动感的方法有以下几种：
（1）可以使汽车的外形与运动物体的外形相似。动物在生命长期进化过程中形成了与运动方式相适应的矫健身躯，可以作为汽车造型的借鉴。例如早年的苏联伏尔加牌轿车是模仿小鹿的，意大利名师乔治雅罗所设计的菲亚特汽车模仿的是熊猫。还有人将汽车比作美洲豹、野马、天鹅等。如图3 所示的英国美洲虎运动车[5]。
（2）使汽车具有活泼流畅的线条和光
滑的表面。三次曲线能保证曲率连续而不
仅仅是曲线连续，不会发生连接上的跳跃，
避免由于线条的不光滑带给人带来视觉上
的不快[6]。因此，为使汽车具有活泼流畅
的线条和光滑的表面，必须使整个曲线具
有三次连续，这样才能保证车身表面某区
图3 英国美洲虎运动车径，给人以愉悦感。段在一个方向上每一点只有唯一的曲率半
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