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汽车造型设计知识讲座（一）汽车的尺寸一、外形尺寸参数汽车设计中由设计师去弥定的外形尺寸包括：长、宽、高、轴距、轮距、前后悬长和离地距等各参数的含义见下图：、各级汽车的尺寸标准弥定汽车尺寸所要考虑的因素主要是机械布局和使用要求，其中机械布局视乎厂家各自的设计方案有所差异；使用要求则主要由汽车所针对的目标市场级别而定下表为我根据经验总结的各主要级别（主要乘用车）的常见尺寸范围：单位：米长度宽度高度轴距典型代表欧洲、亚洲轿车：小型两厢轿车3.6-41.5-1.71.3-1.52.2-2.5夏利小型三厢轿车4.1-4.41.6-1.71.3-1.52.3-2.6丰田COROLLA中型轿车4.3-4.71.7-1.81.3-1.52.6-2.8捷达中大型轿车4.6-4.91.7-1.91.3-1.62.7-2.9日广CEFIRO大型轿车4.8-5.21.8-21.4-1.62.8-3.2奔驰S-CLASS其他车种：中型越野车4.5-4.91.7-21.7-2.02.5-2.8二菱PAJERO中型MPV4.4-4.81.7-1.91.5-1.92.7-3丰田PREVIA中型皮卡（pickup）4.7-51.6-1.81.4-1.62.7-2.9丰田HILUX特殊规格:日本轻自动车（K-CAR）<3.7<1.5不限不限奥拓美国标准大型房车5.2-5.51.8-2.11.3-1.52.8-3.3林肯TOWNCAR美国标准多用途车（SUV）5-5.51.8-2.21.8-2.22.8-3.2别克GL8一级方程式赛车4.2-4.4<1.80.9-12.8-3.1其中我们看到美国车的尺寸比欧、日的标准大很多，这主要是因为美国地大车少，油价低廉，对于汽车空间的要求远大于对省油性能的要求。

日本则正好相反，为了改善道路拥挤情况，日本政府对汽车的税收等级是以外形尺寸（主要是占地面积长*宽）来划分的，车身越大使用费用越高因此日本汽车造型设计所追求的是“空间利用率”，即在有限的车身尺寸下争取最大的内厢空间可以说日本车造得紧凑的目的是为了符合法规；欧洲人也热衷于小型车，但他们造小车的主要目的是省油和使用方便；而美国人的生活环境决定了他们用不着把汽车造得太紧凑三、如何弥定具体尺寸确定汽车尺寸首先要服从机械布局，然后要满足各项应有的功能，如必须具备载客、载货的空间等下面详谈各尺寸的具体确定方法：1、长度长度是对汽车的用途、功能、使用方便性等影响最大的参数因此一般以长度来划分车身等级车身长意味着纵向可利用空间大，这是显而易见的；但太长的车身会给调头、停车造成不便4米长与5米长的汽车在驾驶感觉上会有很大的差异，一般中小型乘用车长4米左右，接近5米长的可算作大型车了2、宽度宽度主要影响乘坐空间和灵活性对于乘用轿车，如果要求横向布置的三个坐位都有宽阔的乘坐感（主要是足够的肩宽），那么车宽一般都要达到1.8M近年由于对安全性的要求，车门壁的厚度有所增加，因此车宽也普遍增加日本车对宽度的限制比较严，大部分在1.8M以下，欧洲车则倾向增大车宽。

但是车身太宽会降低在市区行走、停泊的方便性，因此对于轿车来说车宽2M是一个公认的上限接近2米或超过2米的车都会很难驾驶道路用车（大货车、大客车）的车宽一般也不能超过2.5米对于车外倒后镜不能折叠的车辆，规格表上的宽度一般把外伸倒后镜也包括在内，因而有些欧洲轿车规格表上的宽度接近甚至超过2米（例如FIATMULTIPLA宽度为2010mm）,各位明察即可3、高度车身高度直接影响重心（操控性）和空间大部分轿车高度在1.5米以下，与人体的自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全车重心的考虑，以确保高速拐弯时不会翻车MPV、面包车等为了营造宽阔的乘坐（头部空间）和载货空间，车身一般比较高（1.6米以上），但随之使整车重心升高，过弯时车身侧倾角度大；这是高车身车种的一个重大特性缺陷此外在日本，香港等一些地区，大部分的室内停车场都有高度限制，一般为1.6米，这也是确定车高的重要考虑因素小型车为了在有限的占地面积内扩大车厢空间，近年有向上发展的趋势，如丰田的YARIS（高1500mm）和标致206（1430mm），以及一批超过1.7M的日本K-CAR级RV（如铃木WAGONR）,车身都比传统的小型车高出很多，重心升高导致的主动安全性下降是必然的。

4、轴距在车长被确定后，轴距是影响乘坐空间最重要的因素，因为占绝大多数的2厢和3厢轿车,乘员的坐位都是布置在前后轴之间的长轴距使乘员的纵向空间增大，直接得益的是对乘坐舒适性影响很大的脚部空间在行驶性能方面，长轴距能提高直路巡航的稳定性，但转向灵活性下降，回旋半径增大因此在稳定性和灵活性之间必须作出取舍，取得适当的平衡5、前、后悬般轿车的悬长都不能太短，前横置引擎前轮驱动的轿车,从图一可见：车长=前悬+后悬+轴距所以轴距越长，前后悬便越短最短的悬殊长可以短至只有车轮，即为车轮半径1/2但除了一些小型车要竭力增加轴矩来扩大乘坐空间外，一-来轴矩太长会影响灵活性，二来要考虑机械零件的布局例如引擎一般会安置在前轴的前方，因此前悬必须有一定的长度（例一）；但前悬也不应过长，以确保爬坡通过性，越野车为了保证爬坡、越台的能力，前悬都很短（例二）；一些高性能跑车的前后悬取值主要是出于对前后重量平衡和动态重心转移的考虑（例三）近年为了满足严格的正面撞击测试法规，有加长前悬的趋势，目的是容纳车架的撞击缓冲结构后悬则可以比前悬稍长一些例一前置引擎前轮驱动的轿车，因为要腾出空间安放引擎，前轴要向后移，形成很长的前悬。

国产富康、夏利、桑塔纳都属于这种类型例三悬长对汽车的动态表现也会有影响，例如增大前悬可以增加转向过多,以抵消车架本身的转向不足倾向所以设计高性能跑车不仅是要好看那么例二图中的A、B角分别称为接近角和离去角，是衡量汽车通过性的重要指标由图可见角度越大，车身能安全通过的坡度越大其中接近角尤为重要，因此越野车的前悬都很短6、轮距轮距直接影响汽车的前后宽度比例与其它尺寸相比，轮距更受机械布局（尤其是悬挂系统类型）的影响，是造型设计师需要在很早期就确定的参数一般轿车的前轮距比后轮略大（相差约10-50MM），即车身前半部比后半部略宽，这与气流动力学有关（将在以后详述）但一些特殊机械布局的汽车，如法拉利的512TR，由于后轴安放了大型的水平对向12缸引擎，使其后轮距远大于前轮距，这就需要以特别的造型设计来配合在操控性方面，轮距越大，转向极限和稳定性也会提高，很多高性能跑车车身叶子板都向外抛，就是为了尽量扩大轮距7、离地距离地距即车体最低点与地面的距离后驱车的离地最低点一般在后轴中央，前驱车一般在前轴，也有些轿车的离地距最低点在前防撞杆下缘（气流动力学部件）离地距必须确保汽车在行走崎岖道路、上下坡时的通过性，即保证不"刮底"。

但离地距高也意味着重心高，影响操控性，一般轿车的最低离地距为130mm-200mm,附合正常道路状况的使用要求越野车离地距普遍大于200mm赛车由于安装了扰流车身部件，并且要降低重心，离地距可以低至50mm,当然前提是赛车跑道路面平坦，在普通街道上肯定是不可行的最后必须补充一下，汽车的长、宽、高、轴距是影响乘坐空间的四要素，但这只是基础，要在尺寸大的车身上设计出空间充裕的座舱，还必须精心设计车厢轮廓这就是所谓的“利用率”问题，而它又与全车的整体布局息息相关，这将在后面的章节中综合介绍汽车造型设计知识讲座（二）汽车的车架就像人的身体由骨架来支持一样，汽车也必须有一幅骨架，这就是车架车架的作用是承受载荷，包括汽车自身零部件的重量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等现有的车架种类有大梁式、承载式、钢管式及特殊材料一体成型式等1、大梁式车架在港台汽车刊物中常称作“阵式车架”，是最早出现的车架类型（从全世界第一部汽车开始一直沿用至今）大梁车架的原理很简单：将粗壮的钢梁焊接或钏合起来成为一个钢架，然后在这个大梁式车架的优生产工艺的要求也较此外，粗壮的大钢架上安装引擎、悬架、车身等部件，这个钢架就是名附其实的“车架”点是钢梁提供很强的承载能力和抗扭刚度，而且结构简单，开发容易，低。

致命的缺点是钢制大梁质量沉重，车架重量占去全车总重的相当部分；梁纵贯全车，影响整车的布局和空间利用率，大梁的厚度使安装在其上的坐厢和货厢的地台升高，使整车重心偏高于要求有大载重量的货车、很高的车辆，如越野车出重心过高的不良操控性，综合这些因素可见，大梁式车架适用中大型客车，以及对车架刚度要求传统越野车在良好道路上行驶时表现就是由大梁式车架所致图A:大型客车图B：丰田Prado越野车的大梁车架）2、承载式车架也称作整体式或单体式车架针对大梁式车架质量重、体积大、重心高的问题，承载式车架的意念是用金属制成坚固的车身，再将发动机、悬架等机械零件直接安装在车身上个车身承受所有的载荷，充当车架，所以准确称呼应为“无车架结构的承载式车身”（采用大梁车架的汽车车身则称为“非承载式车身”）承载式车架由钢（较先进的是铝）经冲压、焊接而成，对设计和生产工艺的要求都很高，这也是中国目前的车身设计开发难以突破的大难点成型的车架是个带有坐舱、发动机舱和底板的骨架（图C）,我们所能看到的光滑的汽车车身则是嵌在骨架上的覆盖件（图D）承载式车车架是目前轿车的主流，因为这种结构将车架和车身二合为一，重量轻，可利用空间大，重心低，而且冲压成型的制造方式十分适合现代化的大批量生产。

但是除了开发制造难度高外，刚度（尤其是抗扭刚度）不足也是承载式车身的一大缺陷这问题在日常用车上还不明显，但对于大马力、大扭力的高性能跑车，要求有很高的车架刚度，普通承载式车身就显得刚度不足因此近年的高性能汽车，除了马力不断提升外，各车厂也不断致力于提高车身的刚度，目前主要采取的办法是优化车架的几何形状和采用局部增粗或补焊以加强抗扭能力由于承载式车架将全车所有部件，包括悬架、车身和乘员连成一体，具有很好的操控反应（正式学名是“操作响应性”）,而且传递的震动、噪音都较少，这是大梁式车架不可比拟的因此不仅是轿车，就连一些针对良好道路环境设计的越野车也有弃大梁车架而改用承载式车身的趋势，这就是所谓的“城市化越野车”另外针对大梁式车架地台高的弊病，近年还出现了采用承载式车身的大型客车（称为“无大梁车身”或“无阵车身”），由于取消了大梁，旅游大巴可以在车底腾出巨大且左右贯通的行李空间，用于市区的公共汽车则可以将地台降至与人行道等高以便于上下车（要配合特殊的低置车桥）低地台是客车的一个重要发展方向（图E）3、钢管式车架前面曾说过承载式车架的设计开发和生产工艺都复杂，只适宜大批量生产但是对于少量生产的轿车又如何呢？虽然可以采用共用平台策略，但所谓的“共用平台”能共用的只是悬架、传动系统等底盘部件，承载式的车架由于必须与车身形状吻合，对于不同的车身造型是不能共用车架的。

于是钢管式（又称“框条式”）车架便应运而生顾名思义，钢管式车架就是用很多钢管焊接成一个框架，再将零部件装在这个框架上它的生产工艺简单，很适合小规模的工作坊作业，50-70年代英国有很多小规模的车厂生产各式各样的汽车，都是用自行开发制造的钢管车架，是钢管车架的全盛时期时至今日仍采用钢管车架的都是一些产量较少的跑车厂，如LAMBORGHIN。