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1、马自达（Mazda）概念车设计 江苏大学2007毕业设计调研报告江苏大学2007毕业设计调研报告产品调查报告 马自达（Mazda）概念车设计班 级：工业设计0302调查人：汪佳兴指导老师：张凯 黄黎清2007年3月20日目录 概念车的意义 （3） 概念车表现了新的汽车科技的应用 概念车预示了未来道路交通方式的发展趋势 汽车结构布局 （3） 全车的整体布局 布局元素 汽车车身布局 （7） 汽车人机工程设计的基本内容 （8） 轿车开发中人机工程设计的一般方法 （11） 前期开发 整车尺寸 跑车与轿车车型对比 （13） 汽车的造型原理 （14） 归纳起来概念车有两大主流趋势: 设计风格: 对现有的马
2、自达 Mazda 概念车的外观和内饰分析 （16） 其他品牌概念车的外观和内饰分析 （20） 设计定位 （23）马自达（Mazda）概念车设计 概念车的意义：（概念车由英文Conception Car意译而来）所谓概念车就是尚未开始进入市场的一种设计独特且具有一定超前意识的新车型。其主要特点就是：它必须是能给人以思考、能引导新观念的汽车。一般在它刚设计出时，人们的审美观念、消费能力甚至于汽车制造工业的水平还难以承受。它会以其前卫的外形设计、创新材料的大胆运用、更完美的性能、全新的汽车室内设计等预示着汽车工业的发展方向。 概念车表现了新的汽车科技的应用概念车的设计融入了大量现代的高新技术及手段，
3、概念汽车的研究与开发往往都伴随着新技术和新材料的使用,带有一定的前瞻性，预示着一个新的发展阶段和开端。各种新技术的出现为汽车的设计赋予了更为广阔的自由空间。在概念车的开发中，汽车公司在完善汽车功能的基础上，努力使设计出的概念车更加人性化、更加聪颖、强健，富于耐力，使得汽车已逐渐由冰冷的机器变成人类交流的信息平台，如有的概念车有自己表达感情的方式，具备有喜、怒、哀、乐等表情，这些都使得概念汽车远远地超越于量产汽车，成为一个新的时代的开端与象征，是汽车公司设计水平和科技水平的象征。 概念车预示了未来道路交通方式的发展趋势伴随着汽车的发展，汽车的地位也在慢慢地变化，如今汽车在人们心目中成为一种符号、
4、一种财富的象征和一种地位的体现,然而汽车作为一种道路交通方式的本质却被人们忽略。概念车设计正是基于汽车本质的一种具有预见性的创新设计。在概念车设计中通过对人类日常生活方式、人类于道路交通中的使用方式、行为方式和生活方式等各方面的预测和分析，设想解决未来道路交通方式中的人与物之间的不和谐因素。比如已研发出的概念车有能表达自己感情的车，能够随意更换车壳的汽车，能够方便地更改驾驶方式的汽车，能够在水中游的水陆两用车，能够飞的太空汽车，能够变色的汽车等。 汽车结构布局 全车的整体布局汽车的内部结构，使用功能的要求很严格（如乘员/载货的空间、人体工程学的要求等），这些构成了很多在造型设计过程中必须遵循的
5、条件。因此，汽车造型设计师必须具备很清晰明确的布局观念，才能设计出具有优秀功能性的汽车外型。事实上很多突破性的布局方案都是由造型设计师在概念设计的阶段构想出来的。 布局元素 一部汽车的布局元素包括发动机、传动系统、座舱、行李舱、排气系统、悬挂系统、油箱、备胎等，其中前三者：发动机、传动系统和座舱是决定布局的三要素，按这“三要素”可将布局方式分为前置引擎前驱（FF）、前置引擎后驱（FR）、中置引擎（MR）及后置引擎（RR）四大类型，确定布局类型后，其它部件可采用见缝插针的原则。一个优秀的布局方案应该在使各部件工作良好的基础上满足应有的使用功能（如载人、运货、越野等）。 前置引擎后轮驱动（FR）引
6、擎纵置于车头，纵向与变速箱相连，经过传动轴驱动后轮。最早期的汽车绝大部分采用FR布局，现在则主要应用在中、高级轿车。它的优点是轴荷分配均匀，即整车的前后重量比较平衡，因此操控稳定性比较好。据物理原理的计算，后轮作驱动轮时，轮胎的附着利用率要优于前轮驱动，这是中、大型轿车（马力、扭力较大）都采用后轮驱动的主要原因。FR的缺点是传动部件多、传动系统质量大，贯穿坐舱的传动轴占据了坐舱的地台空间。为了容纳传动轴，凡是采用FR的房车，其后座中间座椅的地台都是隆起来的，大大影响了脚部空间和乘坐舒适性，这可以说是FR的最大缺点。.前置引擎前轮驱动（FF）将引擎横置在车头，经过变速箱直接驱动前轮，就可以免去传
7、动轴，从而解决了FR布局的车厢地台问题。这种方案称为FF布局（图B）。FF是目前绝大部分微、小、中型轿车采用的布局方式。除了车厢地台降低外，FF在操控性方面也具有优势：由于重心偏前且由前轮产生驱动力，FF的汽车在操控性方面具有明显的转向不足特性，这在汽车操控性评价中属于一种安全的稳态倾向，是民用车的理想特性。抗侧滑的能力也比FR强。但之前也提到FF的驱动轮附着利用率较小，上坡时驱动轮的附着力会减小；前轮的驱动兼转向结构比较复杂，引擎和传动系统（变速箱、离合器等）集中在引擎舱内，布局拥挤，局限了采用大型引擎的可能性。这是大型轿车不采用FF的主要原因。针对这个问题，近年来出现了纵置引擎的FF布局（
8、以前FF的引擎都是横置的），从而可以采用较大型的引擎。例如配3.5升V6引擎的本田Legend和2.8升V6的奥迪A6，都属于为数不多的中大型FF轿车。.后置引擎后轮驱动（RR）早期广泛应用在微型车上，因为其结构紧凑，既没有沉重的传动轴，又没有复杂的前轮转向兼驱动结构。它的缺点是后轴荷较大，在操控性方面会产生与FF相反的转向过度倾向，即高速过弯的稳定性差，容易侧滑。现在仍采用RR布局的轿车已经很少。保时捷911是其一，而它极易甩尾的操控特性也是出了名的。.中置引擎后轮驱动（MR） 即引擎放置在前、后轴之间的布局方式。最大的优点显然是轴荷均匀，具有很中性的操控特性。缺点是引擎占去了坐舱的空间，降
9、低了空间利用率和实用性。因此采用MR的大都是追求操控表现的跑车。一般的MR布局，引擎是置于座椅之后、后轴之前的，这样的布局在情理之中；近年出现了一种被称作“前中置引擎”的布局方式，即引擎置于前轴之后、乘员之前，驱动后轮。从形式上这种布局应属于FR类型，但能达到与MR一样的理想轴荷分配，从而提高操控性。宝马3系列、本田S2000都属于这种类型。.四轮驱动 无论是前置、中置还是后置引擎，都可以采用四轮驱动。由于四个车轮均有动力，附着利用率最高，但重量大、占空间是它的显著缺点。此外动力流失率比单轴驱动大。四轮驱动过去只用于越野车，近年来随着限滑差速器技术的发展和应用，四驱系统已经能够精确的调配扭矩在
10、各车轮之间分配，所以出于提高操控性的考虑，采用四轮驱动的高性能跑车也越来越多。 汽车车身布局汽车车身是指在汽车上的覆盖、载客、载货等作用的部分。对承载式车身还应包括主车架部分，非承载式车身可将车架单列。覆盖部分指车前、车后的板制件，载客部分指驾驶员和乘客乘坐的车室，载货部分指货箱（厢）。在承载式结构中，以上部分连同车架构成车身本体（单独货箱不属于本体）。从结构上讲，包括车身内、外覆盖件，内、外装饰件，功能件（如隔声、防振、密封等功能件），以及盖、窗等部件。车身个总成中的许多独立功能件单列为车身附件，它们是刮水器、洗涤器、遮阳板、烟灰盒、暖风装置、冷气装置、座椅、安全带、安全气囊、门锁、门锁链、
11、门限位器、玻璃升降器、内外后视镜、扶手等。 汽车人机工程设计的基本内容 汽车人机工程设计的任务与要求汽车人机工程设计的任务就是开发出使驾驶者感到操纵方便、高效、不易疲劳, 使乘坐者感到舒适、安全的汽车产品。由于驾驶者身材各异, 而一种汽车的布置尺寸只有一种, 要使一种操纵件的布置能最大限度地满足不同身材驾驶者的手脚伸及性与姿势舒适性的要求, 必须对人机工程进行仔细研究。例如, 同是操纵油门踏板, 高个子驾驶者比矮个的座椅要靠后一些,但他们的手臂和腿的长度相差并不大, 因此, 高大的男人比娇小的女人更不易触到仪表板。对操作姿势来说, 通过试验研究, 由座椅、踏板和转向盘的位置以及驾驶者姿势参数的
12、变化得到了驾驶者的舒适特性。2.人体模板及百分位的应用人体模板是目前人机工程设计最常用的一种物理仿真模型。这种人体模板是根据人体测量数据进行处理和选择而得到的标准人体尺寸。百分位是人体工程学中表示人体的某项数据在使用对象中有百分之几的人适用, 这种表达方式已在国际上通用。常用的百分位分为三档: 第5 百分位, 表示在驾驶者中有5% 身材矮于或等于这种尺寸, 其余95% 身材较高大; 第50 百分位, 表示在驾驶者中有50% 身材矮于或等于这种尺寸, 其余50% 身材较高大; 另外还有第95百分位, 意义同上。在汽车人机工程设计中, 设计师根据设计对象的结构特点和设计参数来选用适当百分位的人体模
13、板。通常在确定手臂活动的可及范围和脚踏板的位置时, 宜选用小身材的人体模板(如第5 百分位) ; 而在确定内部空间尺寸时, 如腿、脚活动的占有空间、人体、头、手、脚的通过空间等, 宜选用大身材的人体模板(如第95 百分位)。 轿车开发中人机工程设计的一般方法 前期开发前期开发的流程为: 项目启动市场调查目标车型技术及经济指标分析方案设计, 这个流程确定新产品的技术、经济指标及设计方案。 整车尺寸轿车设计时, 要充分考虑人机工程的要求, 由内向外进行布置, 即由车内空间确定, 到发动机舱和行李箱的设计, 既要保证人员乘用安全和舒适的要求,又要尽可能减小整车尺寸, 确保整车性能。如用第5百分位的人
14、体模型样板, 利用眼椭圆做前风窗下沿和发动机舱前端高点以下的盲区, 以及后风窗下沿高点和行李箱后端高点以下的盲区情况, 确定整车长度。还要考虑前后保险杠满足碰撞法规的要求, 缓冲部分伸出太长则造成浪费, 太短则影响安全。 确定最小离地间隙为进行轿车室内空间布置设计的需要, 应该先参照现有的最小离地间隙标准与路边石高度的道路建筑规范及车辆的用途来确定整车的最小离地间隙。汽车离地间隙包括的内容和设计参考值如表。设计参考值范围通过前方路边石高度最小值(mm)125 185设计载荷通过后方路边石高度最小值(mm)125 155满载状态地板离地高度最小值(mm)120满载状态接近角最小值()12 17设计载荷离去角最小值()12 14设计载荷油箱离地高度最小值(mm)150设计载荷 确定乘员设计基准点R 及座椅调整范围设计基准点R 的确定是利用第95 百分位二维H 点人体模板来描述的。具体做法是: 首先确定地板平面线, 一般设计成水平线。把放在加速踏板上H点人体模板的脚跟点(踵点) 作为基准点, 地毯压缩后的厚度按15mm 计算, 考虑座垫和靠背的压缩量, 踏板与小腿夹角取87, 座椅靠背角按25画出。然后根据参考数据和经验值, 初步给出R 点的位置。也可以先给定一组舒适坐姿角度确定R 点的位置。而后可以给
