汽車設計范文

導語：如何才能寫好一篇汽車設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

現在，讓我們讀一讀美國Babson學院和哈佛工程與應用科學學院教授維克多?賽德爾（Victor P. Seidel）和德國Bain公司的本尼迪克特?朗格納（Benedikt Langner）于同年5月發表的文章《在線社區在汽車設計領域的應用：項目的多樣性和參與動機》（Using an online community for vehicle design： project variety and motivations to participate）。

這篇文章以Local Motors在線設計社區為例，分析了在互聯網時代，我們怎樣更好地理解，并利用社會資源進行汽車設計，同時它也為我們提供一個新的視野：關于如何為廣大設計社區和全球汽車工業的創新提供機會。

此文由《汽車商業評論》記者楊與肖和王晨曦翻譯，賈可編輯。有不妥不當之處，歡迎讀者諸君指正。

目前，越來越多的企業將在線社區作為創意（ideas）、創新（innovations）和設計（designs）上的源泉。但是很多這種希望通過開放獲得創新的努力卻常常因為缺乏持續性的參與而導致失敗。本研究試圖探尋人們參與由公司主導的設計社區的動機，以及設計任務的本質如何影響參與的可持續性。

通過對一個主流汽車設計社區的歸納性研究，我們發現項目的多樣性――事關項目的自主性和復雜性兩個維度――讓人們有了參與的積極性以及使汽車設計的社會化有了可能。

同時，我們討論了此文對在線社區研究和全球汽車業參與公司的意義。

1. 導言

在很多行業，“開放式創新戰略”通過打破邊界為企業不斷創新開辟了一條道路。汽車行業就是如此，企業長期致力于與供應商和其他組織進行協作獲得創新。

目前，越來越多的領域正在使用在線工具進行開放式戰略合作，這種合作不僅用于企業間合作，也作用于企業與個人之間。

在促進個人參與開放式創新方面企業有兩個選擇：組織在線創新大賽或運營一個在線協作社區。

在線創新大賽包括從大范圍的競爭對手處征集靈感與設計創意，參賽者的參與動機來自于獎項或獎金之類的額外獎勵。

相比之下，企業運營在線協作社區專注于構建個人靈感與創意的積累，參與動機來自于個人的內在因素，比如通過共享獲得樂趣等。

還有一種選擇是競賽與在線社區混合的形式，個人可以在靈感與創意方面進行競爭與合作。

從文獻中提到的一些成功案例中可以看到，雖然企業一直在努力對參與保持“開放”的態度，但是一些人不能持續參與。比如隨著賽事的范圍和數量逐漸變大，個人對獎金的期望值下降導致參與感也隨之下降。根據經驗來看，很多努力運營的在線社區都表現得不盡如人意甚至失敗。

為了理解在線社區如何讓人們始終保持參與，研究建議除了考慮到個人的內在與外在的綜合因素外，人們在網絡社區中的實踐和表現與是否體現出與其工作相關的價值同樣重要。

比如一個開源軟件社區的開發者們會認為諸如能夠發現卓越，培養共同認知或是有助于學習的這些參與行動具有價值。為了充分理解在線社區的參與動機，我們需要對社區內的社會實踐進行充分的關注。

以企業運營的產品設計在線社區來說，企業提出的設計任務性質對能否吸引設計參與和實踐可能十分重要，但對此缺少實證調查。

這項研究旨在了解個人參與企業運營設計社區的動機，以及設計任務的性質如何影響參與的可持續性。

我們以Local Motors公司為背景進行引導與歸納研究，該公司運營一個具有前沿性的汽車設計社區達6年之久。

此項設置為開放式創新模式提供了一個長期案例，特別是為汽車行業，提供了一些運營網絡社區中缺少開放式創新和導致失敗的經驗。

我們發現項目多樣性的兩個維度――項目自主性與項目復雜性，能夠吸引個體參與社區和支撐汽車設計師們的社會實踐。

項目自主性反映了設計師在選擇想要設計什么上的靈活性；項目復雜性反映了設計標準和所需技能的數量，為人們學到更多東西提供了一個多樣化的場景?？偠灾?，項目的多樣性為人們提供了廣泛的參與動機，

確保參與者在社區內能夠獲得的核心價值，從而維持了參與的可持續性。

下一部分，我們將對開放式創新方法和參與動機進行概述。接著，通過最近對在一個開源軟件社區的社會實踐與開發動機的相關研究，為我們基于汽車設計社區的課題提供了理論基礎。

在歸納了項目多樣性對參與動機的作用后，我們將討論這項研究在全球范圍內汽車企業發展網絡設計社區的深層次的意義。

2.開放式創新與個人參與動機

企業倘若想從個體中尋求幫助則必須找到吸引個人參與創意、創新和設計的激勵方法。一個能夠吸引人們參與到開放創新平臺的方法是提供實質獎勵，比如在創意比賽中提供現金獎勵。

在創意比賽中，公司先定義一個需要創意的領域，然后設立獎項，從而最終獲得企業所需要的幫助。企業既可以自行運作此類獎項，也可以與InnoCentive（一個創新眾包服務和獎勵競爭領域的開拓者）公司合作進行。

這里，獎項的設立比內在滿意度建設更加能夠激發參與感。創新競賽可以幫助企業對未知領域進行探索和挖掘，給企業提供優于其在內部所能達到的創新創意和設計。

既然這些創意和設計都是潛在價值資源，企業在運作創新競賽時將面臨很多挑戰。

首先，隨著競爭者數量的增加，他們的參與動機會隨之減弱，參與競爭的人數增加必然會減少個人的回報預期。

第二，企業重復舉辦此類賽事就會面臨參與者對公司的價值越來越小，以及參賽者重復使用過往獲勝創意等問題。

最后，企業面臨的第三個挑戰是如何設置可以讓參與者勝任的挑戰機會。

總之，雖然在線創新比賽可以產生出很多優秀的創意，但是仍面臨著招募的持續性、參與的有效性和任務的規范性等諸多問題。

利用個體進行開放式創新的第二種方法是對企業運營社區的使用。其中一種類型可以稱之為用戶社群，通常情況下以社區成員對公司產品信息的交流開始作為對企業的支撐，從而演變成個人發展與產品改善的一種手段。

根據來自社區的支持程度，這些創意可能會被企業采納。內在動機被視做調動人們參與企業運營社區積極性的重要因素。它們包括任務完成時所獲得的滿足感，如利他主義、（因起源或態度相似而產生的）親切感和共享思想。

具有內在性質的外部動機也是因素之一，一般發生在社區成員把從社區內得到回報（外部）當作個人（內部）動機時。例如，被運作此社區的企業成員認可常常被認為是對這些社區成員具有最大價值。

企業也會將創新比賽和企業運營社區這兩種方法結合起來，即基于社區的創新比賽。圖1（社區創新比賽同其他開放式創新的基本要素比較）對開放式創新的模式進行了概述，這種模式是基于以上兩種傳統形式產生的。

不同于傳統的創新比賽，所有的競爭選手和創意都是相對獨立的，這種新型的基于社區的創新競賽是企業投資建立一個社區，競爭者們可以在其中了解彼此、進行知識互換，甚至可以在競賽中相互協作。

這種創新方式看起來生命周期較短，因為它的參與動機來自于社區與競爭者。舉例來說，在現金獎勵面前，競爭者不會主動參與到具有利他行為的活動中去。

研究發現，即使是這種具有混合性質的參與動機，在這種廣義上的在線社區里面，無論是企業運營的還是獨立的，都存在著很高的失敗率。

2.1 從個人動機到社會實踐

研究表明，內在與外在動機的重要性不僅體現在維持在線社區的參與感上，社區價值還體現在能夠支持社會實踐的不同內外在動機上。

根據一項關于開源式軟件發展社區的研究，馮柯.勞格（von Krogh）和他的同事們有兩個發現。

第一個發現是，無論內部、外部以及具有內在性的外部獎勵都能夠在社區中發揮它們的作用。

即使在開源軟件的研發過程中，內在獎勵可以激勵開發者的參與感，例如工資和職業福利。意識形態、利他主義、親切感和愉悅感等內在動機都能夠發揮相應的作用。具有內在性的外部動機包括聲譽、互惠、學習能力和產品具有的“自用”價值。

第二點，也是最重要的一點，他們對機會的判定已經超越僅著眼于特定的參與動機，而是考慮使個人參與社區行為的更廣泛的價值基礎。開源軟件開發者共同在社會實踐所做出努力是對參與動機最好的解釋。

他們提供的理論表明，社區間成員的交互幫助存在非常大的價值――即識別卓越、培育共同性和幫助學習等，它們為培養持續性的參與動機提供了解釋。

比如在一個企業運營的設計社區，這種“動機實踐框架”意味著社區內項目的自然屬性（與潛在的設計任務與實踐）可以影響參與（也就是動機）。這是一個令人信服的概念，但是到目前為止，很少有實證能夠證明設計任務的自然屬性如何影響個人的參與動機。

與軟件開發者一樣，那些參與汽車設計的設計師們也會分享他們體現創新成果的社會實踐的共同價值觀。但考慮到汽車設計的復雜性和最終變成產品所要經歷的挑戰，人們認為汽車設計不同于其他領域，難以擁有活躍的線上社區。

實際上，汽車產業研究表明很難直接使用來自于個人的創意、設計和創新。然而此次我們研究的企業Local Motors公司，運營一個活躍的汽車設計社區已經長達6年之久。正如我們所描述的，在線平臺的自然屬性允許我們對參與者如何參與汽車設計實踐進行調查，比如他們參與設計的具體項目以及能夠影響設計的社會實踐過程。

我們對Local Motors公司進行了進一步的研究，并提出了問題：個人參與企業運營的設計社區動機是什么？以及設計任務的性質如何影響參與進程？

3. 研究方法

我們的興趣在于如何從理論上闡述一個在線設計社區內的設計實踐和參與動機之間的關系，所以我們采用了案例研究這一單一的方法。由單個案例研究所產生的洞察力，已經通過之前的創新研究得到證明。

通過訪問Local Motors公司的車輛設計社區及其員工，我們得到了一個令人信服的了解一個個體被激勵參加一個持續一段時間的開放式創新模式的機會。

3.1 研究設定

Local Motors公司成立于2007年，其目標是開發世上第一輛“開源汽車”。就像開源軟件開發一樣，“開源汽車”是這家公司創始人描述通過網上社區獲得的汽車設計的一個術語。

這家公司的網站和社區平臺于2008年3月上線，兩年內，其首款投產的汽車，“Rally Fighter”完成。我們在圖2（Local Motors公司主要特點示意）中勾勒出了Local Motors公司的主要特征，在圖3（Local Motors公司關鍵事件的時間軸）中提供了關鍵事件的時間表。

Local Motors主辦了一個在線社區，在該社區中，成員可以潛在的設計作品的草圖，分享想法，獲得反饋，最后完成作品，并討論設計技術。

到2012年底，超過18000人在Local Motors公司的創新平臺上注冊。個人的社區參與程度各不相同：有的只是注冊及提交設計，而其他一些則深入地參與論壇及在線社區的討論部分。

新的汽車設計可能會以兩種方式產生：作為企業主導的項目或作為社區主導的項目。在這項研究進行的時候，Local Motors公司已經進行了很多“挑戰賽”，這是他們稱呼基于社區的有獎競賽的術語。

在此類公司主導的項目中，社區成員不僅為Local Motors公司提供車輛設計，也為幫助Local Motors公司運營的企業，如寶馬、Peterbilt、殼牌和達美樂比薩提供汽車設計。

與這類公司主導的項目相反，幾個社區主導的項目也通過社區成員的互動中脫穎而出，他們希望公司考慮這些新設計。比如“Rally Fighter”和“Open Tandem”就是兩個社區主導的項目，他們就是在企業缺席主導情況下誕生在社區里（見圖2 Local Motors公司主要特點示意）。

從2008年最初的創始團隊和據稱有400萬美元的私人贊助，Local Motors公司發展到2010年已經大約十幾名員工，到2013年則有了約40名員工。

在本項研究進行的時候，大多數的員工都在亞利桑那州的錢德勒市工作。員工的工作主要涉及完善設計、對車輛進行工藝設計、開發軟件工具以支持在線平臺、樣機開發和車輛裝配等。

Local Motors公司建立了一個“社區管理”團隊，負責與社區成員溝通，并讓他們參與進來。除了尋找新的車輛設計，公司也銷售使用這些設計所建造的汽車，在其亞利桑那州的所在地建立了數個計劃中的被他們稱之第一個的“微型工廠”。

投產計劃在起步時較保守，計劃生產最多2000輛“Rally Fighter”。作為Local Motors公司生產模式及以消費者為重點的一部分，有興趣的買家會來到微型工廠在現場組裝自己的汽車。

3.2 數據收集

如圖4（收集到的數據總覽）所示，我們收集了多個來源的數據，以便能夠對在該汽車設計社區中的激勵理論闡述進行多元互證和驗證。

我們與23人進行了34次半結構化（semi-structured）的訪談，對有些人的訪談還不止一次。共訪問了14名社區工作人員和8名社區成員；我們在表3中描述了這些人的職務。采訪持續30分鐘至兩小時之間，所有的訪談都進行逐字記錄以便進行分析。對員工的所有的訪談都是面對面進行的。

我們重點關注項目是如何開發的，員工如何與社區互動，以及平臺和社區如何隨著時間的推移而變化。

對社區成員的訪談主要是通過電話或視頻通話，我們主要關注成員的設計開發經驗和他們的參與動機，以及這些會隨著時間的推移做出怎樣的改變。

此后進行實地調查和分析。一名研究人員在現場花了大約3周調查之后，我們進行了初步分析并更新了我們的采訪模板。

接下來是第二個較長的現場調查階段，由一名研究人員在現場進行3個月的實地調查。在第二階段，基于第一波分析我們進行了更為聚焦的訪談和觀察。

除實地考察外，我們還查閱了研究期間所舉行的所有競賽和設計作品的檔案資料。

數據經過初步分析后用NVivo 9（定性分析軟件）建立開放編碼。開放編碼主要集中在確定社區管理實踐和對社區成員產生的影響。

在第二輪分析中，這些開放編碼被組合成更大的結構。這一階段允許我們確定個體如何認同社區，但我們仍需要更多關于設計任務如何與激勵相關聯的分析。

第三次迭代讓我們回到了在設計任務的背景下與激勵和參與有關的理論問題。我們重新回顧了這些主題的采訪、觀察和數據檔案。

為了整理我們的編碼，我們使用了經馮柯.勞格等細化的動機種類，以評估在Local Motors社區環境中個人如何被激勵。

3.3 設計任務分析

作為這第三次迭代的一部分，我們更密切關注社區里使設計任務成型的項目。大多數項目的任務是畫一輛新車圖紙，方法無非是手工繪圖，或是使用軟件工具。

雖然最初我們的分析都將每個項目視做雷同，但還是發現，我們的受訪者對不同類型項目顯示出了不同的動機。然后，通過我們采訪資料理解到項目本身性質如何在互動中發揮作用，然后我們安排收集更多社區成員訪談資料，以對這個主題進行更深入的探索。

作為隨后數據收集過程的一部分，我們的受訪者幫助我們厘清了項目多樣性的兩個重要維度。

第一個維度是項目的復雜性，涉及到設計標準的數量，以及是否需要計算機輔助繪圖（CAD）軟件。

如一位設計師講述說，他喜歡“有更多技術和市場需求的項目”。相反，其他人講述了他們如何喜歡享受在從事標準很少的設計時的“自由”，所以我們按照設計標準調查了設計任務的復雜性。

設計標準由公司或其贊助人設定。例如，Local Motors公司的“戶外生活方式”項目要求參與者設計一輛滿足六條標準的汽車：（i）能在車內裝載一輛公路自行車；（ii）方便做內部清潔；（iii）夜間照明系統，特別是在行李箱區域；（iv）裝載某些（運動）套裝的行李倉；（v）具備輕型越野性能；及（vi）野營性能。

項目之間的區別之一就是有多少設計標準（也被稱為“約束”）在項目簡報中給出。作為“戶外生活方式”項目有六條標準，一個更詳細的項目簡報有34個標準。

我們對每一個2009年到2013年間Local Motors公司所運營的44個公司主導的項目設計標準的數量進行了編碼（見圖5，所指定的設計標準數量，以及每個公司主導項目是否要求使用三維計算機輔助設計工具）。如果設計人員需要準備三維（3D）計算機輔助設計來呈現，就還有更多的復雜性。

對于純粹的概念項目，不太復雜的二維（2D）工具可以用來進行設計。如果要對產品更直接地進行投產評估的話，就需要有三維計算機輔助設計工具。就像一位經驗豐富的社區成員指出，“一些成員可能提交了很好的設計，但是不像其他人一樣有建模技巧把它表達出來……”

圖5中也顯示需要三維設計的那些項目。復雜程度最低的項目是那些僅有幾條標準的項目；中等復雜程度的項目增加了更多的標準，最復雜的是那些需要三維計算機輔助設計文件（無論它們有幾條標準）的項目。

復雜性的最大區別存在于那些使用二維設計技能（概念項目）與那些所需的三維設計技能（投產項目）之間。

我們的受訪者表示，影響他們參與動機的第二維度是他們的項目自，這由一個項目是公司主導還是社區主導所決定。正如我們將在結論部分進行描述的那樣，個體成員們匯報說，那些他們有更多自來為他們的設計制定行動方向的項目（社區主導項目）比那些他們擁有較少自的項目（公司主導項目）更有吸引力。如我們在圖6（與項目自主性和項目復雜性兩個維度交叉的項目種類）所示，兩者交叉，項目種類和項目自這兩個維度提供了四個主要的項目類型。

我們建立了一個從2008年到2013年所運營的所有項目的數據庫。對于每個項目，我們收集了設計標準數量、是否需要二維或三維設計、是公司主導還是社區主導、獲獎作品及參賽人等信息。

對采訪數據我們進行重新發掘并按照項目類型對參予動機進行了編碼。對某種特定類型的項目在有多個證據來源（即訪談、觀察和檔案數據的組合）支持動機的地方，我們以“強烈”程度對動機作一個的強調記錄。

多個證據源在性質上顯示為較低的動機時，我們對動機性證明記錄為“中等”。例如，如果兩位受訪者表示，他們因為理想方面的原因比企業主導的項目更容易被激勵去參與社區領導的項目，我們在“理想為基礎的激勵”中，對公司主導的項目評級為 “中”，而對社區主導的項目的參與的激勵為“強烈”。

當一類動機在訪談中沒有被提到，或也沒有被其他的觀測或檔案數據所支撐的時候，我們就標記“無證據”。我們的分析使我們能夠描述參與一個汽車設計社區的動機是如何隨不同的項目類型而變化的。

4. 參與一個車輛設計社區的動機

根據采訪、觀察和檔案數據的分析表明，Local Motors公司的汽車設計社區通過貫穿數個由馮柯.勞格及其同事所檢驗過的幾個類型對個體成員進行激勵。某些情況下，這些動機通常是跨項目的，而在其他情況下，不同類型項目的動機會不一樣。

在我們深入到不同類型項目的動機之前，我們首先簡要地檢驗了五種常見的激勵方式――利他主義、親切感、樂趣、聲譽和互惠。

在社區中所有類型的項目中，我們看到了個體成員之間顯著的利他行為。即使參與者通過相互競爭以贏得比賽，競爭可以增強參與者的興趣，這一點是真實存在的。

例如，許多受訪者指出，他們從其他競爭對手收到了具體的建設性意見，這些是幫助他們改善設計不可或缺的反饋意見。正如我們在圖7中列出的一個例子那樣，一些幫助是所使用的工具，而其他的幫助側重于具體的設計特征。

例如，一個評論指出，“我唯一的疑問是自行車與汽車裝置的固定。架子看起來很好，但是在自行車周圍的帶子感覺有點不切實際。無論如何，作品很優秀！”（2013年10月15日的評論）。

因為在截止日期前提供意見，參與者可以將這一反饋整合到最終的設計中。

數據中有很多社區內以親切感和樂趣作為動機的例子。有位個體成員表述的一個例子是：“這太酷了，盡管我困在賓夕法尼亞的一偏僻的地方，但我可以和來自世界各地的其他設計師交流，從他們處獲得靈感?！?/p>

網上評論部分也可以看到充滿贊美別人設計的言詞。一位摩托車設計挑戰賽的獲勝者回復一條評論中有這樣的一段：“謝謝你Chavito！謝謝你的評論，和你談了這么多很有意思，這一切都讓這個競賽變得很棒。”

親切感也可以轉化為一個線下的環境：一組羅馬尼亞設計師開始時只是在線上互相認識，后來他們在家鄉進行了線下的會面。

我們也看到許多純粹為了享受設計過程樂趣的例子。例如，一位社區成員上傳了一個個人項目，包括一個裝有發動機的辦公椅和擁有第二個引擎的福特Escort。

聲譽和互惠，兩種“內在化的外在”動機，也在各種不同的項目中所常見。

隨著人們在社區中參與度加深，通過其他成員對他們作品的反映，他們的聲譽成為一種顯示成就重要的指標。

先前的研究已經表明，在社區內聲譽是激勵的一個主要來源。例如在Local Motors公司，聲譽意識通過一個寫給一個大賽冠軍的帖子顯露：“這太棒了John，這是一個進取型的設計，車輛的比例和三維技巧很贊。我是你的粉絲！干得好！”

如圖7（跨項目的常見動機）所示，我們還看到了社區內的互惠性。受訪者談到在進行他們自己的設計時向其他人提供反饋意見，由于之前獲得過幫助，他們感覺有義務這樣做。

事實上，我們的受訪者在其他車輛設計競賽網站上花費的時間很少，因為他們不允許參與者之間互相溝通。

根據這些結果，我們的建議是，企業運營的社區是在其開發促進利他行為、親切感和樂趣時盡可能地保持參與度。

此外，平臺中可以幫助成員保持聲譽軌跡和互惠的元素也是寶貴的。與只有極短的歷史可提供給參與者的簡單在線創新競賽相反，成功的設計社區平臺在互惠上可能需要參照過去成功的競賽歷史。

4.1 項目自的變化

數據表明，項目自主性的變化導致激勵重點的差異。繼續借鑒在圖8（項目自的變化及激勵重點的差異）中馮柯.勞格及其同事所概述的動機類型學，圖8中注明了金錢、職業、理想和“自用”方面激勵重點的差異，我們將依次解釋每種動機。

對于公司主導自較低的項目，以金錢為形式的外在激勵（在1500美元至10000美元的范圍內）發揮了明顯的作用。

一位曾活躍在該網站上3年的設計師指出，他第一次與Local Motors公司接觸的原因是他掙到了錢，而金錢獎勵似乎也是對他的許多設計師同事產生“吸引力”的地方。在這3年中，他作為一名成員，已經參與超過18個項目的競賽并獲得約15000美元。

但他的參與動機已經超越了金錢獎勵：“我（并沒有把）Local Motors公司看做是一個通過競賽來獲得經濟收入或獎品的途徑，我把它作為一個學習的一個入口……”

這名設計師也參加了沒有獎金但是具有更高的自的社區主導項目，說明項目類型所具有的不同因素是激勵參與動機的重要來源。

較低自主性公司主導的項目比社區主導的項目更多地與職業相關的激勵相結合。那些贏得了公司主導的競賽項目的獲勝者不僅獲得了金錢獎勵，而且也為其將來的設計工作的宣傳增加了特色。

例如，設計一輛新摩托車挑戰賽的獲勝者會得到參與工業貿易展定型樣機展示的機會。如達美樂披薩或Peterbilt卡車幫助那些可能贏得所主辦的挑戰賽的選手提供了基于職業的激勵。

社區運營項目的參與者也有機會利用在項目上的認可為他們的事業增色。例如，一位企業主導和社區主導項目的長期的參與者，最終受聘于Local Motors公司。

然而，這一激勵的證據，在社區主導項目的數據中較少。總的說來，雖然金錢和職業發展作為Local Motors公司社區成員的外在激勵，他們的相對重要性取決于項目自的水平。

意識形態在Local Motors公司也起了一定的作用，對于社區主導自主性較高的項目更加明顯。社區成員在汽車設計中對企業和汽車設計的開放性創新概念作出了奉獻。

例如，一位參賽者特別提到“我深深覺得我是公司的一分子”，所以他會因Local Motors公司而愿意獻出自己的時間和努力。如圖8所示，在兩種類型的項目中意識形態都發揮了作用，而在這方面的最高水平的激勵為較高自的社區主導項目所專有。

為自己的目的而創新（所謂的“自用”設計）是在Local Motors公司別明顯的另一個激勵因素?！白杂谩弊鳛橐环N激勵比更高自對社區主導的項目的支持程度更為顯著。

盡管有些公司主導的項目強調社區設計師個人的興趣，如戶外生活方式的汽車挑戰賽，而很多都對社區成員的自用沒有直接的用處，如彼得比爾特卡車設計。

相比之下，有更高自主性的社區主導項目更注重車輛對于成員自己的使用上。Local Motors公司的第一個產品，Rally Fighter，最初是作為一位社區成員的個人項目設計和共享的。另一個社區主導的項目通過一輛雙座“Open Tandem”得到了許多支持，很多成員希望他們自己使用這輛車。

社區成員把想法注入組織的事實似乎與最近的一個研究關聯緊密，該研究表明，創新比賽經常失敗，是因為公司無法確定合適的比賽結果。但是以社區為基礎的創新模式則使參賽者能夠影響和改變所設計的物品。

根據這些結論，我們的結論是，社區創新平臺因為允許成員選擇不同自的項目包括公司主導和社區主導的設計任務，最有可能吸引人們持續的參與。這樣做，擴大了可以激起和維持社區參與動機的范圍。

4.2 在線社區的設計實踐

在解答項目復雜性的地位之前，這部分我們先來考量，Local Motors線上平臺的特性如何讓參與者能夠共享設計的社會性實踐。

一般情況下，一個“社會性實踐”包括持續存在的相互關聯、快速流動的信息，以及處理工作的特定工具。

正如上文所闡述，該平臺傳遞出三點要素：利他、互惠和聲譽讓持續性的關聯得以存在；允許信息的快速流動，比如即時評論新上傳的設計方案；社區成員都可以使用2D和3D工具。

在馮柯.勞格及其同事所描繪的激勵實踐框架中，三個要素――為優秀而努力、身份認同，以及共同學習知識的機會，構成了共享社會性實踐的基礎。

第一個要素：優秀，它根植于汽車設計領域所有技巧和設計審美的提升之中。

很多受訪者在描述Local Motors時都表示，這個網站會激發自己用更高標準要求自己，其中一位設計師說道：“我是否取勝不是關鍵，但是它確實提供了一個可以和‘大人物’互動的機會，從中我可以提升自己的風格和技藝?！?/p>

另一位設計師對于Local Motors感到，與其他設計大賽不同，“在這里，我可以使用自己的‘標簽’、獨特的風格和審美”。

第二個要素――分享感，在我們的訪談中體現得更為明顯。一些以社區為基礎的創新研究已經強調了在集體行動中社會身份認同的重要性。尤其在Local Motors，無論你從事的領域在交通工具設計、工業設計，抑或工程設計，都會把自己視為共同參與的設計師，而且其他人也這么認為。

一名Local Motors的參與者說，這個網站的吸引力在于，“可以接觸各種類型的設計師，觀察他們的成長，從中攝取經驗，同時他們也可以向我學到一些東西”。

此外，Local Motors還能夠通過模擬設計學校的社會實踐來強化身份認同。正如一位從中受益的參與者所言，它“就像設計學校的課堂，每個人每周提交作業，老師批閱，其他同學也會提出自己的喜好”。

Local Motors的在線互動讓它感覺是一所真正的設計學校，加強了設計師的身份認同感，并督促了他們的進步。接下來我們將就此話題進行探討。

學習的機會，作為第三個元素，它以不同的形式發揮作用。

一方面，在線社區已然成為一個展示其成員比賽過程和結果的場所。參與者可以通過觀察自己和他人的作品、收到的反饋相互學習。

一位參與者表示，當設計師不再以贏得獎金為出發點后，“提升自己的水平成為他（她）參與其中最基本的動機，因為實踐是最好的提高方式”。

另一位參與者說得更簡單：“聽到各種表揚，我很開心。當然，我也樂于看到需要改變的東西?！?/p>

總而言之，在線社區平臺為個人進行“社會性設計實踐”――比一般設計實踐有更為廣泛的參與性提供了環境。

項目的復雜程度會造成設計工作存在諸多差異，這會引發不同的參與動機。接下來，我們將就此展開討論。

4.3 項目復雜程度的差異導致的多樣化

我們的數據表明，項目復雜程度的差異為設計者參與Local Motors提供了不同的動機。圖9（項目復雜度的多樣性與動機類型）顯示出了在低、中、高各級復雜度項目中，各自成員的參加動機和學習機會。

我們設定不超過10項要求標準的2D概念性項目為低復雜度項目。其中，一些參與者表示，他們參加的原因是能夠展現其獨特的設計風格，以及項目本身能夠給予的自由度。

一位設計師說：這種要求標準少、相對“開放”的項目應該受到鼓勵，“因為在我看來，作為一名設計師，至少應該可以自由發揮，不被諸多原則和規則所限。工作中，一旦可以如此自由，你就能找尋到內心的平靜?！?/p>

而且，設計師認為，通過觀察其他同行運用這種自由，他們自己也將有所收獲。

我們設定超過10項要求標準的2D概念性項目為中等復雜度項目，通過解決這些要求，參與者能夠學到相應的東西。

正如一位設計師所說，“作為一名從事創意的工作者和汽車設計師，你總是要面對工程、制造和噴涂的問題，你總是不得不遵循對設計的各種要求……（但這些問題）讓社區成員能夠理性創作，而非簡單地瘋狂而不切實際地設計一些東西?！?/p>

中等復雜度項目仍然是概念性的，但它要求參與者考慮一些接近生產的標準。

不限標準數量，需要3D CAD工具完成的項目是最高復雜度項目。參與者普遍認為，這些項目能幫助他們將技藝提升到不同的層次。

一位參與者講道：如果你觀察到其他人在3D工具使用方面的天賦， “然后跟他們說：‘我真的喜歡這個渲染、這種技術，你如何做到的？’就會有設計師花時間作些講解，或者展示出如何一步步做到的。”

圖9顯示，那些喜歡2D繪圖技巧的設計者通常不會參與需要3D CAD工具的項目。不過，雖然有些人會對更高或者更低復雜性項目有特別的偏好，但仍有很多設計師認為，不同復雜性的項目是同樣重要的?！八鼈儾⒉幌嗤撤N程度上，同樣有趣”，一位設計師如是說。

為了說明設計師參與動機的多樣性――既會被項目的復雜性吸引，也會因為項目的自主性而參與，我們收集了他們不同時間提交項目的細節。

如圖10顯示，設計師可以為4種主要類型的項目中的任何一種提供設計，我們就能夠算出所有設計師各自涉及各類項目的數量。

將所有精力都集中于一類項目上的設計師不太常見。例如，在2009年～2010年間贏得獎項的設計師中，67%的人至少提交過2類項目的設計，而在我們研究期間，42%的人提交過至少3類項目的設計。

為了能生動地說明具體情況，我們選取了三位代表不同技能水平的受訪設計師的信息，將其提交任務的情況繪制成表（圖10 三位設計師提交的項目類型示例）。

“設計師1號”能夠熟練繪制2D草圖，但在使用3D工具方面就薄弱一些。通過分析他提交的10份任務發現，他的設計涵蓋低自主性（公司引導）、高自主性（社區引導），以及低到中復雜度（概念性的）、高復雜度（生產要求的）的項目。

例如，他提交的第一個任務就是由公司引導的概念性項目，接下來則是一個同樣由公司引導的、需要使用CAD工具的生產性項目。

同樣，如圖10所顯示的那樣，另外兩位設計師的工作同樣涵蓋了不同自主性和復雜性的任務。

總而言之，這些數據表明，社區成員的參與動機是隨著不同項目的轉變而轉變的。

項目復雜度的多樣性為那些有特別技能和喜好的設計師能提供了多種選擇。更為有趣的是，我們的采訪和資料數據表明，對很多成員而言，復雜度的多樣性本身就是一個誘人的參與動機。

根據這些結果，我們認為，提供多種復雜度的項目能夠創造寶貴的學習機會、支援設計的社會實踐，這對設計社區保持參與性大有裨益。

5.討論

我們的研究允許我們在一個開放式創新平臺中去檢驗參與動機，這個過程中，競爭、在線社區和設計任務三者結合在了一起。

我們發現，通過恰當的管理，公司在尋找新設計方案時能夠解決自身面對的一些挑戰，而這些挑戰在其他形式的開放性創新中也會常常遇到。

過去，許多研究傾向于把在線社區的設計任務看成彼此相似的設計任務，本次研究中，我們不僅探索了設計任務本身從本質上如何對設計師間的互動產生影響，而且也揭開了個人參與的積極性是如何被培養的。

我們發現，通過主動提供一系列的項目類型，創立在線社區的那家公司完成了兩個主要目標。第一，項目自主程度的差異讓設計師個體對不同項目、不同時間點上的動機各有側重。第二，項目復雜度的差異幫助我們模擬設計的社會實踐和相關學習，這進一步促進了持久的參與性。

社區承擔了重要技能提升功能，在整個過程中激勵個人發展，同時使企業引入更多技術人才。在提升供應商能力方面，社區的角色變得和一些汽車公司有幾分相似。

接下來，我們將討論到這份研究的主要貢獻：首先是線上社區內動機理論的詳細闡述，其二是全球汽車工業的創新啟示。

5.1 設計實踐和在線社區的參與動機

某種程度上講，我們的方法是，通過不同項目類型來檢測一系列分散的內部和外部，以及外部內化的參與動機。

為此，我們的第一個貢獻是，將迄今為止包括項目多樣化影響在內的研究成果作了綜述。很多內在動機（利他主義、親屬關系、樂趣）和內化了的外在動機（聲譽和互惠）的確在項目中很普遍，先前的研究成果也證明過這一點。

其他的動機則因項目類型不同而不同。比如回報和職業前景，作為外在動機，它們已經被普遍研究過了，采用的方法是研究如何設計在線創新競賽，以使獎金獎勵機制發揮最大作用。

就這點來說，我們有新信息補充：雖然公司主導的低自主性項目強烈地吸引了一些外在動機，但某些高自動性項目則吸引了更多內在（觀念上的）和外在內化（自己使用的）的動機。

我們的數據顯示，個體在低自主度（公司主導的）項目和高自主度（社區領導的）項目之間循環往復，這不僅表明這兩種項目類型能夠被單一個體所鐘愛，而且也展現出個體持續參與的動機。

通過對在線社區參與動機的大量研究，我們提供了一種方法，使人們能理解設計任務的本質是如何借由內在、外在和外在內化的動機產生作用的。

進一步的研究，或許是隨著引入縱向調查數據，檢驗動機轉換間的平衡性。

本研究的第二個貢獻是延伸了馮柯.勞格及其同事的研究對動機實踐構架的研究，后者主要使用了開源軟件，而我們則更廣泛在線設計社區。

更為重要的是，我們不僅展示了汽車設計社區的運用，而且經驗性地構筑了項目多樣性如何塑造潛藏在框架內而未曾被開發的重要方面。

動機實踐構架強調了社區學習對持久參與性價值，我們則論證出：項目復雜性被社區眾多成員所重視，比如模擬社會實踐就是與設計學校直接的競賽。

在多樣的項目復雜性的價值外，我們也論證了社區成員在參與到項目中時，不同的自如何發揮作用。

在關于未來可能研究的摘要中，馮柯.勞格及其同事說道：“我們堅信，最好的研究機會存在于社會實踐和體制交叉所產生的問題上，解決之后，個人動機將能夠而且應該被表達?！?/p>

在線設計社區的發展為設計師展現了一個新的機構，同時我們調查研究證明了，一個意在項目差異性的平臺如何以實現設計實踐為中心。

我們的第三個貢獻在于，當這個開放創新模式達到最佳時，為其提供了邊界條件。我們的調查研究表明，當需要在單一領域持續性構思時，基于社區的創新競爭最有可能獲得成功，而不是在不同領域利用廣泛的搜尋，以解決某一項特殊的問題。

競爭者在同一個職業社區能夠產生共同的利益，由此這個模式的價值得以升華；一個社區的基本參與動機（親屬關系和互惠原則）是共同的，并具有維持性，如果一個公司聚焦的競爭范圍太過廣泛，那么，社區將不太可能形成。

正如在公司支持章節中所證明的，為提升能力必須要有共同的職業規范，如果這個領域不夠狹窄，那么以學習為基礎的動機也將受限。

進一步講，此次研究成果顯示：當競爭者有機會證明其努力時，公司主導的創新平臺形式是最有效率的，基于職業和名譽的參與動機最可能會發揮作用?？紤]到這些因素的平臺設計才是最有可能持續下來。

我們研究的最后一個貢獻是，幫助論證競爭如何在社區的社會實踐中發揮作用。競爭似乎與人們通常對社區的認識不合，那是因為大部分社區的功能在于互相學習與合作，沒有明確的競爭。我們的研究存在一個假設，即常規競爭會以三種方式加強實踐社區。

第一，常規競爭能夠提供一種鑒別社區內專家的方法，因為小規模的競爭允許一定程度的專業交流，這是其他地方無法實現的。

第二，常規競爭致力于保證社區活力必不可少的信息流動；Local Motors的競爭提供了信息的常規波動，包括新設計技術和參與者們不斷變化的技術。

最后，常規競爭增強了眾參與者的身份認同感，因為他們讓個體感到自己是一名活躍的設計師，而非被動的純粹汽車設計消費者。

我們對Local Motors的調查做出許多貢獻，不僅解釋了一個模式如何將社區和競爭有效地結合在一起，而且提供了觀測項目多樣性在促進參與在線設計社區潛在作用時的多個視角。

最后，我們認為，這份研究的成果同樣為汽車工業創新提供了一些更為具體的啟示。

5.2 在全球汽車工業中創新的啟示

對于一項工業來說，創新的程度通常能與其產品表現直接關聯在一起，但同時，投資創新也有潛在的風險，我們的研究提供了一些啟示，以便大家理解在全球汽車產業周期“長尾”時代的創新模式。

第一個啟示是，考慮到先前整個行業在開放式創新策略方面有限的成功，汽車設計將比你想象的能更容易掌握。

對于“工業中的工業”與Local Motors在提出汽車設計新概念方面的直接競爭而言，這一點尤其正確。Local Motors挖掘了那些對汽車設計有熱情，并且能夠大量使用設計工具的人的潛力。

其他公司已經在嘗試汽車設計大賽的混合式獎項。我們的受訪者提到，其他在線平臺并沒有Local Motors所具備的社區元素。他們很快厭倦了競爭；參賽者會有機會獲得外部獎勵，但設計社會實踐普遍不復存在。

第二個啟示是，基于社區的創新競爭可以作為汽車公司開放創新策略的一個組成部分，無論是公司自己實行，還是與Local Motors之類的平臺合作。

舉個例子，基于社區的創新比賽可以跟其他公司開放式創新的方案結合，比如與供應商持續性地合作，或者運用在線知識經紀人（knowledge brokers）為技術難題提供遠程搜索。

在研究中，我們看到了諸公司如何與Local Motors合作，調查產品開發“模糊的前端”，以作為探索新概念的一種方法。

其他開放式創新平臺可能主要用于高端技術的解決，而對于最難的技術挑戰和整合貢獻者的努力而言，內部資源仍然被需要。

這項研究的最后一項啟示是，全球汽車工業的新入者可能會來自于新技術和新商業模型的聯合。在汽車發展歷史中，通過成立公司進入這個行業的局外人，或者來自汽車行業的新生力量，普遍都非常優秀。

當Local Motors不以批量生產向當下的制造商發起挑戰時，它就代表了一種小規模生產模式，為行業外的個人提供車輛設計服務。盡管規?；a的能力尚且合適，但規劃化的設計能力還有很大潛力，很多公司將發現新設計的工作轉向Local Motors已是證明。

當然，Local Motors能否像賓法或者摩根汽車那樣持續幾十年仍是未知數。但在其存在的頭6年中，Local Motors已經驗證了一種設計模式，并產生了影響，全球汽車工業也樂意繼續驗證這種模式的優劣。

6.結論

即使在諸如汽車工業這種成熟的行業，都會為變革和創新平臺提供足夠的機遇。

我們關于由公司創立汽車設計社區的研究提供了一種模式，即如何將競爭與社區融合，以反映出設計師的社會實踐，培養了他們之間能夠激發參與、創新和學習的互動。

篇2

關鍵詞:汽車;外觀;人機環境;設計流程

汽車外觀設計,從造型、顏色、尺寸、功能等方面可以為汽車簡單的分類為:小型車、中型車、大型車、越野車、商務車、跑車等。外觀主體元素的設計不是對汽車的簡單裝飾,而是運用藝術手法科學地表現汽車的功能、材料、工藝和結構特點,是決定產品命運的關鍵過程。好的汽車造型設計在給人們美的享受的同時,還向人們傳達設計師對美的理解和訴求,因此汽車造型設計的最終產物是藝術品。

汽車外觀設計原則

1.美學原則

美學原則既是系統性原則的內容之一,又是汽車生產企業提高市場競爭力和滿足消費者的關鍵所在。汽車外觀主體素包括車體輪廓、車燈、車窗、輪胎、后視鏡、保險扛、內飾等幾大部分。無論什么款型的汽車,人們首先想到汽車外觀主體美不美。這里就涉及到以下一些美學原則:統一與變化。統一與變化是造型美學原則中最靈活多變、也最具藝術表現力的藝術規律。美的造型必須具有統一性,統一使造型和諧、條理,不統一則使造型雜亂無章。為了增強美的情趣,必須在統一中加強變化。變化可使造型生動、活潑、耐看。因此,在統一中賦予變化,在變化巾求得統一,這就是統一與變化的藝術規律。傳統轎車與跑車外觀最大的區別就是,跑車主體具有極為夸張流線型輪廓,車身較矮,底盤較低,輪轂時尚尺寸大等。使得這一類型的車更有速度感,也是愛車族追求的最高理想?？衫硐牒同F實總是有差距的,除了理想中的跑車之外,可以實現的目標誕生了。這就是運動版轎車。運動版轎車的外觀設計,只是對傳統轎車上主體元素很少的增添或者改變。例如:增添尾翼、噴繪圖案、內飾的改變等。這樣運動版汽車可以用“夢想觸手可及”來形容了。在汽車消費的金字塔上,大部分是量產車的消費者,狂熱的汽車個性追求者、狂熱的汽車改裝迷只占了塔尖的那么一小點。而中間部分則是既想與眾不同,而又不想鋒芒畢露的。這個特點在年輕的消費群體中表現得尤為明顯。他們的要求比普通的有車族要高,但經濟實力還不足以消費跑車,運動版轎車正好能夠滿足他們的夢想。

2.汽車造型的色彩設計

色彩設汁是汽車設計中的一個再要組成部分。色彩的視覺特征表明,色彩具有“先聲奪人”的特征。視神經對色彩的反應最快,它給人以極深的第一印象。色彩直接影響造型的質量,甚至在某種程度上影響產品的功能與使用效果。好的色彩能美化車的造型,使使用者心情舒暢。若色彩不恰當,則可能破壞車的造型形象,引起使用者視覺上的疲勞、心理上的壓抑,從而降低使用功效。

一款汽車的誕生,會配有多種顏色供消費者選擇。消費者對汽車顏色的選擇多是從美觀角度來考慮。當然,顏色是車主個性的體現,能反映車主的情感和身份。紅色能激發歡樂情緒;黃色是崇尚大自然的顏色;藍色表示豪華氣派;白色則給人以純潔、清新、平和的感覺;而黑色是一種矛盾的顏色,既代表保守和自尊,又代表新潮和性感;綠色則能給人帶來沉靜和藹的氣氛。 但如果僅僅從喜好的角度來考慮對汽車顏色的選取是不夠的。還會這樣一些問題:什么顏色的汽車發生交通事故最少?什么顏色能使汽車顯得大一些?專家認為,汽車的顏色已經不僅僅是美觀和個人偏好的問題,最重要的是它關系到駕車的安全問題。近來,科學研究表明,汽車行車安全性不僅受其操作安全視線的影響,而且還受到車身顏色的能見度的影響。心理學家認為,視認性好的顏色能見度佳,因此把它們用于汽車外部以提高行車安全性。

人機環境汽車外觀設計中的運用

1.人機工程學

所謂人機工程學,是把人的因素作為產品設計的重要參數,從而為產品設計提供一種新的理論依據和方法,人機工程學研究的中心問題就是優化人機關系川。在汽車設計中人機工程學稱為車輛人機工程學,它是以改善駕駛員的勞動條件和車內人員的舒適性為核心,以人的安全、健康、舒適為目標,力求使整個系統總體性能達到最優。車輛人機工程學應用人體測量學、人體力學、勞動生理學、勞動心理學等學科的研究方法,對人體結構特征和機能特征進行研究,提供人體各部分的尺寸、體表面積、比重、重心以及人體各部分在活動時的相互關系及范圍等人體結構特征參數;還提供人體各部分的出力范圍、活動范圍、動作速度、動作頻率等人體機能特征參數,分析人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官的機能特性。在汽車造型設計中,研究人機工程學的目的是:設計出良好的工作環境,保證駕乘者能在最佳條件和環境中高效、可靠、方便地駕駛,舒適地乘坐。應用人機工程學是汽車設計的重要原則之一,其目的是要改計出人一車協調的優美汽車形態。

2.空氣動力學

汽車在路面上行駛時,會受到周圍氣流的作用,研究這些力的特性及其對汽車性能產生的影響的學科稱為汽車空氣動力學。由于汽車在空氣中行駛時,空氣作用于車外表面所產生的氣動力對汽車的各種性能有很大的影響,汽車的外形也影響氣動力的大小和方向,因此,汽車的外形設計離不開空氣動力學研究與運用。

汽車外觀設計的流程

外觀設計是新車型誕生的關鍵之一,開發程序一般包括:前期調研、創意思維與草圖繪制、效果圖繪制、三維數據構建、油泥模型制作。

1.前期調研

前期調研是開發設計的必要條件和充分條件,沒有前期的調查,無法決定人群的需求和市場的供求量。產品規劃前期,對所要開發的車型都要有詳盡的技術與相關因素的資料收集,這樣設計師對即將進行的造型構思和風格定位以及功能定位更容易把握,以使得新造型盡可能被目標客戶群接受。

2.創意思維與草圖繪制

在進行了一系列的產品前期調研、分析、評價后,可以根據調研與評價的結果,有目的、有計劃地進行初期的創意構思,這個階段會有大量的草圖出現,設計師會有很多有創意的方案。因為草圖階段繪制的是概念性的朦朧的靈感性的東西,所以設計師應該用發散性的思維開啟自己的設計視野,從不同角度不同觀點不同設計風格上尋找靈感,這樣做可以給設計師創造一個最大的自由度,可在最大程度、最大范圍內尋找設計的靈感。

3.效果圖繪制

效果圖繪制是在創意思維草圖的基礎上進行的一項更加深入、更加細化的表達手段。通過對優選出來的幾種方案,進行細化構思和細節設計,在設計的基礎上,通過手繪或計算機三維建模與渲染,用色彩、光影的明暗效果以及材料的質感、形面的變化來精確表現汽車的實際感官效果。

4.三維數據構建

隨著汽車產品開發整體的發展,汽車造型設計也不斷進步,數字信息化汽車造型設計方法主要包括了CAX技術、CNC加工技術、VR虛擬技術等一批計算機技術,同時也包含了快速成型、協同設計與并行工程等先進的方法。其中CAX是數字信息化設計的核心,是實現計算機輔助設計的主要工具。

5.油泥模型制作

油泥模型是用油泥材料、用仿真的效果來表達汽車實際結構和外觀的一種方法。它比效果圖來得更為真實,更加地直觀、更有說服力,有利于及時發現設計中存在的問題。通過油泥模型,汽車的細部結構和在效果圖中尚未發現的問題,可進一步地的得到改進和處理,使設計方案得以最終的完善。

參考文獻:

篇3

德州學院汽車工程學院 王海鑫

【摘要】本文是基于EQ1090載貨汽車的半軸的設計。通過計算校核，設計出的半軸具有較好的安全、穩定性，滿足其使用條件。

【關鍵詞】載貨汽車;半軸;設計

1.引言

半軸用來將差速器半軸齒輪的輸出轉矩傳到驅動輪或輪邊減速器上。半軸一般是實心的，一般用花鍵槽與半軸齒輪相連，另一端圓盤與輪轂用螺栓聯接。從差速器傳出來的轉矩經過半軸（或再經過輪邊減速器）、輪轂，最后傳給車輪，所以半軸是傳動系中傳遞轉矩的一個重要零件。

2.半軸的選型

驅動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉矩由差速器的半軸齒輪傳給驅動車輪。驅動車輪的結構形式與驅動橋的驅動形式密切相關，在一般的非斷開式驅動橋上，驅動車輪的傳動裝置就是半軸。半軸的形式主要取決于半軸的支撐形式。普通非斷開式驅動橋的半軸，根據其外表支撐形式或受力狀況的不同分為半浮式，3/4浮式和全浮式三種[1]。

半浮式半軸承受的載荷較復雜，但是機構簡單、質量小、尺寸緊湊、造價低廉，所以被質量較小、使用條件好、承載負荷也不大的轎車和微型客貨車所采用。3/4浮式半軸的優點是結構簡單輕便，因此可用于轎車和微型、輕型客貨車，但沒有推廣起來。全浮式半軸的驅動橋外端結構比較復雜，制造成本高，但其工作可靠，常應用在各種載貨汽車、越野汽車和客車上[2]。

根據各種半軸的特點分析，在這里選用全浮式半軸。

3.半軸的設計計算

3.1 半軸的受力分析

全浮式半軸及受力簡圖如圖1所示。

圖1 全浮式半軸及受力簡圖

半軸主要的尺寸是它的直徑，計算時首先應合理地確定作用在半軸上的載荷，應考慮以下三種可能的載荷工況：

A.縱向力X2（制動力或驅動力）最大時（X2=Z2φ），附著系數φ取0.8，沒有側向力的作用;

B.側向力Y2最大時為Z2φ（發生于側滑時），沒有縱向力作用，地面與輪胎的側向附著系數φ1在計算側滑時取1.0;

C.垂向力最大時（在汽車以高速通過不平整路況發生時），其值為（Z2-gw）kd，其中gw為車輪對地面的垂直載荷，kd為動載荷系數，這時不考慮縱向力和側向力的作用。

由于車輪承受的縱向力X2，側向力Y2值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有：

（1）

所以縱向力最大時沒有側向力作用，側向力最大時也沒有縱向力作用。

3.2 半軸計算載荷的確定

全浮式半軸只承受轉矩，轉矩T計算時可由式（2）求得，其中X2L，X2R的計算，可以根據下面的式子計算，取兩個值中較小的一個。

（2）

（1）若按最大附著力計算，即：

（3）

式中：

φ―輪胎與地面的附著系數取0.8[2];

m，―汽車加速或減速時的質量轉移系數，后驅動橋的可取1.2～1.4在這里取1.3。

根據式（3）得：X2L=X2R=1.3?0.8?92733.32/2=48221.327N

（2）若按發動機最大轉矩計算，即：

（4）

式中：ξ―差速器的轉矩分配系數，對于普通圓錐行星齒輪差速器取0.6;

Ttpd―發動機最大轉矩，368N?m;

η―汽車傳動效率，計算時取0.90;

iTL―傳動系最低擋傳動比48.75;

rr―輪胎的滾動半徑，0.48526m。

根據式（4）、式（5）得：X2L=X2R=0.6?368?0.9?48.75/0.48526=19963.731N

T=19963.731?0.48526=9687.600N?m

3.3 半軸桿部直徑初選

全浮式半軸桿部直徑的初選可按下式進行：

（5）

式中：d―半軸桿部直徑，mm;

[τ]―半軸扭轉許用應力，MPa。

根據式（5）得：d=（2.05～2.18）?21.318=（43.702～46.474）mm

根據強度要求在此d取46mm。半軸桿部直徑應小于或者等于半軸花鍵的底徑，容易使半軸各部分達到基本等強度。

3.4 半軸的強度計算

（1）半軸的扭轉應力計算τ（MPa）

（6）

τ=506.889MPa<[τ]=（490～588）MPa

（2）半軸扭轉角的計算

（7）

式中：l―半軸長度，800mm;

G―材料的剪切彈性模量，取80GMPa;

Ip―半軸橫截面的極慣性矩;

Ip=3.14?464/32=439573.215mm;

θ=0.0000126o

（3）半軸花鍵計算

半軸和半軸齒輪一般采用漸開線花鍵連接，花鍵內徑的大小應該不小于其桿部直徑，所以選用壓力角30°，齒數20，模數3的圓柱漸開線花鍵并對花鍵進行擠壓應力和鍵齒切應力驗算。

1）半軸花鍵的剪切應力τs（MPa）

（8）

式中：DB―半軸花鍵的外徑，mm，在此取57mm;

dA―相配花鍵孔內徑，mm，在此取51.25mm;

z―花鍵齒數;在此取18;

Lp―花鍵工作長度，mm，在此取100mm;

b―花鍵齒寬，mm，在此取4.712mm;

φ―載荷分布的不均勻系數，計算時取0.75。

τs=56.275MPa

2）半軸花鍵的擠壓應力σc（MPa）

（9）

σc=39.148MPa

通過以上的驗證校核本次半軸的設計符合要求。

3.5 半軸的材料及熱處理

半軸使用的材料大部分是含鉻的中碳合金鋼，如40Cr，40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA，35CrMnSi，35CrMnTi等。半軸的熱處理過去都采用調質處理的方法，調質后要求桿部硬度為HB388―444（凸緣部分可降至HB248）[2]。近年來采用高頻、中頻淬火的方法越來越多。由于硬化層本身的強度較高，并且在半軸的表面形成了大的殘余壓應力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高十分顯著。本設計中選用40Cr作為半軸材料，進行了滲碳處理。

4.結論

對EQ1090載貨汽車半軸進行了設計與校核，選擇了全浮式半軸，花鍵為模數3mm，壓力角30°，齒數18的圓柱漸開線花鍵，工作長度定為100mm，半軸長度定為800mm。經校核，半軸所有尺寸符合設計要求。

參考文獻

[1]劉惟信.汽車車橋設計[M].北京：清華大學出版社， 2004.

篇4

引擎的技術革新，第一次技術推動了汽車設計的變革。以前的汽車更像是一輛馬車，而隨著技術創新引擎變得越來越高效、體積越來越小，汽車的外觀設計發生了天翻地覆的變化。隨后，使用方式帶來更多類型的汽車設計，根據不同的用戶需求，汽車制造商設計出各種樣式的汽車：轎車、SUV、MPV、卡車、跑車等等。

最近10年，感覺汽車設計的創新空間似乎越來越小了。但越來越多的革命性科技的出現、成熟，將會引發新一輪的汽車設計變革。

首當其中的當然是電動車帶來的變革，這就像當年引擎革命時期發生的一樣?，F在幾乎每家主流汽車公司都會至少有一款純電動車產品。它們的共同之處就是不再安裝一臺需要高效燃燒的引擎。這意味著，原本引擎以及配套部件所占據的空間，成為汽車設計師在外形設計方面的巨大創新空間。

除了新能源技術將會對汽車外觀設計帶來巨大改變之外，汽車互聯網化程度的加深，也會為內飾設計帶來全新的理念。隨著用戶在車內操控方式開始發生變化，例如越來越多的使用觸控、語音操作，甚至利用手勢控制。車內原本繁多的按鈕、開關將會越來越多的被集成為虛擬的電子操作界面，不再占據巨大的物理面積，內飾設計的趨勢可能更接近極簡主義。但另一方面，內飾設計師可能會更多參與到車載信息系統中的UI界面、交互體驗的設計之中。而這需要另一套非常不一樣的設計理念。

再進一步，無人駕駛技術正變得越來越成熟。谷歌這樣的公司希望能夠在5年內將無人駕駛技術推向市場。奧迪這樣的傳統汽車制造商也已經獲得了無人駕駛汽車的試驗行駛牌照。無人駕駛技術一旦成熟，意味著原有的方向盤可能就沒有存在的必要了，或者在形式上被弱化。而儀表盤將承擔起更重要的信息視覺化作用，甚至前擋風玻璃，也會被用作一塊視覺信息顯示區域。某種程度上，這一系列新技術革命，可以讓設計師們幾乎隨心所欲地設計汽車的外觀和內飾了。

但別高興的太早。正如觀致汽車設計總監何歌特，以及梅賽德斯-奔馳 中國高級設計中心總監Olivier Boulay兩位所談到的那樣，科技革命對與汽車設計的影響，是具有一定滯后性的。

篇5

目前我國汽車銷量位居全球第一，汽車產業已然成為國民經濟的支柱產業，并且仍在高速發展。日益激烈的市場競爭要求企業在能夠在最短的時間內以較低的開發費用設計出性能優良的汽車產品，這對國內汽車企業的設計方法和設計手段提出了新的要求。傳統設計方法采用“經驗設計－試制－反復試驗和修改－定型”的設計流程早已不適應當前市場，而多剛體動力學仿真技術的應用則可以滿足各車企對高效和低成本的要求。其大致過程是在樣車（物理樣機）設計出來之前，即可對其性能進行預測，以進行可行性研究和優化設計。本文針對汽車設計中多剛體動力學仿真技術的應用進行探討，共分為五部分。第一部分簡單介紹多剛體動力學仿真技術在汽車設計中的應用情況；第二部分介紹了利用ADAMS軟件進行動力學仿真的過程；第三、第四部分圍繞汽車多剛體動力學模型的建立、模型驗證進行深入討論；第五部分對多剛體動力學仿真在汽車領域的進一步完善進提出了合理化建議。

關鍵詞：

多剛體動力學；虛擬設計；仿真試驗

1多剛體動力學仿真技術的介紹

多剛體動力學并不等同于多體系動力學，二者是包含與被包含的關系，多體系動力學包括剛體與柔體兩部分。多剛體系統通常由多個剛性物體組合在一起。多剛體動力學的發展源于經典力學與計算機的結合，在發展過程中再融合汽車設計等學科，使其在汽車設計中發揮重要作用。動力學系統仿真的重點是虛擬樣機技術，虛擬樣機設計是根據各種設定參數及附加條件構一種計算機模型來模擬真實樣機測試幾何、動力或功能方面的特征，然后再根據測試結果將虛擬樣機進行改善。傳統產品的開發流程從概念設計到產品定型需要經過詳細設計、制造物理樣機、物理樣機測試等多個過程。物理樣機測試發現問題后又要修改設計，重新制造樣機，再重新進行測試，如此多次循環之后才能將產品定型。而虛擬樣機技術中的樣機測試避免了制造物理樣機的過程，從測試到發現問題，修改設計等完全可以在計算機上進行，從而簡化了開發過程，大幅縮短了周期減少了開發成本。多剛體動力學仿真即是針對多剛體動力學系統通過構建虛擬樣機模型來測試設計產品，并根據測試結果進行優化完善。其在汽車設計領域的廣泛應用，極大地促進了汽車工業的發展。多體動力學仿真軟件ADAMS曾經為“美國福特汽車公司”節省了10億美元的開發制造成本。這很好地解釋了多剛體動力學仿真為何在汽車領域被廣泛應用。

2利用ADAMS軟件實現多剛體動力學仿真過程

多剛體動力學仿真需要使用一些專業軟件，在汽車領域最著名的仿真軟件是由美國MSC公司開發的ADAMS軟件，本文以該款軟件為例，介紹多剛體動力學仿真的實施過程。利用ADAMS軟件來進行多剛體動力學仿真一般要依次經過一下步驟：建模、測試、驗證、完善模型、反復仿真、優化、自動化。“建模”即在建好的幾何模型上根據需要加以約束條件，完成虛擬樣機模型。“測試”是對建好的模型上進行運動學仿真，得到力與速度方面的信息。“驗證”是通過對比分析數據來確定模型是否需要改進。“完善模型”是指在模型中定義某些參數，使模型更接近真實情況。“反復仿真”使模型參數化，定義相關變量。“優化設計”對設計產品設置人為控制參數，進行優化分析，尋求最佳設計方案。“自動化”可以設置一些重復性工作的自動進行，提高工作效率。

3對整車虛擬樣機模型建立的探討

建立整車虛擬樣機模型時，研究對象是汽車整體而不是某一部分零件或系統，建模時要考慮車身、懸掛系統、轉向系統、輪胎與制動系統等子系統模型的有機結合。這里只探討多剛體理論的應用，除了連接襯套等部分，將其余部分可以抽象為理想剛體，忽略各構件的形變且不考慮輪胎等柔體系統。對整車建模主要反映的是汽車操縱的平穩性與平順性兩個方面的問題。汽車操縱穩定性是指在駕駛員的正常操作下,當汽車受到外界條件變化干擾時,汽車保持穩定性的能力。汽車平順性是指汽車所運載的人或物，在坑洼等不良路面上減少因振動而受到損壞的能力。汽車整體動力學模型是在ADAMS/CAR中建立起來的，在實際模型的建立過程中，影響模型分析精度的主要因素是參數的精度與數量。從理論上講，所考慮的影響模型計算精度的因素越多，模型越接近于真實情況。雖然接近程度增加了，但同時模型復雜度和仿真計算的初始參數也增加很多。而有些初始參數不易獲得或者缺少準確數據，這樣又會造成仿真計算結果精度的降低。所以建模過程中應該在滿足研究要求的情況下將模型進行合理簡化。

4對模型驗證的探討

整車虛擬樣車模型建立之后，將所得數據與實車進行對照，通過對比分析仿真模型計算結果與實車數值，來證實仿真模型。且在仿真過程中，以實車試驗數據作為仿真輸入，來增強仿真結果與實車的可比性，從而有效驗證模型的精確度等相關問題。模型驗證有角脈沖輸入試驗驗證、蛇形試驗驗證、轉向角輕便性試驗驗證、轉彎制動試驗。轉向角脈沖輸入試驗驗證的是汽車瞬態響應特性，具體做法是保持汽車油門開度不變，使汽車按最大速度的70%直線行駛，給轉向盤轉角輸入一個三角脈沖后迅速恢復原狀并保持不動，記錄車身的橫擺角速度等晃動狀態。蛇形試驗是用來驗證汽車行駛穩定性和乘坐舒適性。轉向輕便性試驗與轉彎制動試驗驗證的都是轉向系統的工作情況。將模型驗證的結果與實車實驗數據相比，虛擬樣機的試驗結果與實車相似程度足以滿足研發要求。從模型試驗的過程和結果可以發現，在模型試驗時使用與樣機類似車型的已有試驗數據作為仿真輸入，可以大大增強仿真結果與實車試驗的可比性，而據此所構建的多剛體模型能夠更有效地反映所設計汽車的動力學特性。

5多剛體動力學仿真技術在汽車設計領域中的進一步完善

從上世紀70年代至今，多體仿真技術一直在發展完善，汽車的動力模型由簡單變復雜，自由度由少到多，仿真技術從計算機模擬到數字仿真，使多剛體動力學仿真能夠更進一步地服務于汽車行業。目前，在汽車動力學研究中對柔體系統仿真較少，隨著計算機技術的發展，多剛體動力學仿真將逐步大量融入柔體系統的動力學研究。剛體動力學的仿真再加上對關鍵部件柔性特征以及結構柔性對車輛動態性能影響的考慮，將大大增加模型的通用性與真實性。對于模型參數，車輛模型的參數化程度將進一步提高，使之能夠成為該類汽車的一個通用“整車動力學仿真平臺”，有助于快速高效地分析不同參數的同類型車輛的重要動力學性能。對汽車整車性能分析（如操縱穩定性、平順性分析）時，將進一步考慮結構變形剛度影響，而不是簡單地進行結構剛性簡化，此外還要進行整車非線性系統分析，以達到動態參數設計的目標，進一步提高模型的精度。進行動力學仿真時還將逐步考慮人員對車輛控制的影響，建立和完善車輛的動力學建模及仿真輸入的駕駛員模型，建立“人－車－環境”閉環控制系統。

6結語

隨著計算機性能的提高以及各種軟件技術和數學算法的進步，虛擬設計技術（VirtualDesign）也得到了快速發展并逐漸成熟，已被用于各種不同行業。其中，虛擬設計技術中的多體動力學仿真技術已經被廣泛應用到工程機械、國防工業、汽車工業等領域。尤其是在汽車制造業，多體動力學仿真技術的應用，使汽車的設計開發與傳統設計流程相比，設計經費與周期等都得到大幅下降。本文根據實際的多剛體動力學仿真經驗，提出的一些關于ADAMS軟件仿真過程中“整車虛擬樣機模型建立”、“模型驗證”相關問題的探討，以及針對汽車設計工作中多剛體動力學仿真技術的進一步完善所提出的合理化建議，將促進該技術更好的服務于汽車領域。

作者：李璐伶 單位：揚州盛達特種車有限公司

參考文獻

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這個展覽叫做八車展（Eight Automobiles），沒錯，真的只有八款汽車，是MOMA以開放而嚴格的眼光在全世界選取的八款能夠代表某一流派、或者深刻影響了汽車設計發展方向的設計。它們分別是1930 MB SS Tourer，1937 Cord 812 Bevery Sedan，1939 Bentley Saloon，1939 Talbot-Lago Figoni-Teardrop Coupe，1941 Lincoln Continental，1947 Cisitalia 202，1948 MG TC，1951 Jeep Willys。

也許已經有人注意到了，其中五款都是10年甚至20年前的老式汽車，而且時至今日，這八款古典汽車仍然是設計界非常推崇的高水平設計。其設計之美雖然包含了對應的時代和地域文化背景，但另一方面，它們純粹的美學價值卻又的確跨越了時空，成為永恒。當然，這里所指的并非狹義的復古價值，而是蘊含在線條動靜之間的和諧、比例關系之間的勻稱和勇為人先的創新等永遠都值得贊嘆的藝術之美。

從古典汽車設計中了解前輩天才們天馬行空的創造，感受不同時代和科技背景下設計發展的脈絡，探尋新設計可能的方向，這對設計師來說不僅充滿了職業的樂趣，也是永不枯竭的靈感源泉，因此各種古典汽車活動中設計師們總是不可或缺的角色。

每年五月在科莫湖（Como Lake）畔美麗的古堡酒店舉行的德埃斯特古典汽車展覽（Concorso_d’Eleganza_ Villa_d’Este）已經有80多年歷史了，在大眾圈子里她也許不夠著名，規模也很小，一般只有50部車子，但在古典汽車圈子里卻絕對屬于高大上的級別。其評委大多是業界設計大師，主要針對古典汽車進行選秀，但對有望成為明日經典的現代設計也并不拒絕。例如阿爾法?羅密歐的4C小型跑車便在此大受褒獎，而另一些品牌則選擇直接以這里為新車會場，比如艷羨眾生的阿斯頓?馬丁One-77，展示的品格超越嘈雜擁擠的國際大型車展不知多少去了。

始于1950年的美國圓石灘老爺車展（Pebble Beach Concours d’Elegance）則是國內媒體開始逐漸熟悉和了解的另一個著名展會。縱觀其歷史Best of Show獲獎名單，簡直就是最優美汽車界璀璨明星的集合。除了著名記者、汽車愛好者外，這個比拼優雅和美麗的展會上，設計師也是重要的出席者。

Mille Miglia（意為“一千英里”）賽事則是非常專業的古典汽車競速運動。雖然因為戰事中斷過20年，但依然無法削減她在古典汽車領域的名望和聲譽。很多注重運動性能的車型都有以此比賽命名的MM特別款，這兩個字母上身，幾乎便意味著躋身于悠久歷史和超凡性能的貴族車型圈。同樣，設計師也是這個比賽的常客，BMW前任造型總監Adrian Van Hooydonk甚至和著名工業設計師Alfredo Haberli直接駕駛1936款BMW 328參加了2011年的比賽。

值得一提的是，巴黎、日內瓦等大型車展都開辟有專門的古典汽車展區或分會場，時常會有極為珍稀的車型展出，有時也直接拍賣，不少天價絕世之車都出自這類展會。不過國內媒體給與報道的很少，大家可能不太熟悉。

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【關鍵詞】語音電子喇叭；集成電路；自激振蕩器；HL-169A

1.引言

現今，汽車進入普通大眾的家庭已成為了當今的潮流。汽車喇叭是汽車的音響信號裝置，在汽車的行駛過程中，駕駛員根據需要和規定發出必需的音響信號，警告行人和引起其他車輛注意，保證交通安全，同時還用于催行與傳遞信號。但是城市道路尤其是繁華區嚴禁鳴笛，如何在這些區域發出語音警示信號卻不造成噪聲污染是目前電子喇叭研究一個熱點。因此本文設計了一款汽車語音電子喇叭，可以實現嚴禁鳴笛的區域內，通過切換電子喇叭與原汽車喇叭轉換開關，替代原車的喇叭使用。

2.語音喇叭電路設計

2.1 設計指標要求

要求設計一款在嚴禁鳴笛的區域內，替代原車的喇叭使用的汽車電子喇叭，具體設計指標如下：

（1）供電電源為12V；

（2）電路以集成電路為核心；

（3）語音電子喇叭的啟動開關使用原車上的喇叭開關；

（4）每按一次喇叭發出5次語音提示聲音。

2.2 語音喇叭電路具體設計

本文設計的汽車電子喇叭采用以集成電路為核心的，是由語言產生電路、自激多諧振蕩器、電源延時電路以及音頻功率放大器四大部分組成，具體的原理圖如圖1所示。

2.2.1 電源延時模塊

設計中由于采用的是2.8秒語音集成電路[1]，不能每3秒按一次喇叭按鈕，并且按動過于頻繁會影響司機注意力。因此在本次設計中設計了15秒的電源延時電路，這樣每按一次開關AN電路就能延時15s。

電源延時電路如圖2所示。電源延時電路是由小型直流繼電器、2個PNP型三極管、按鍵、電阻、電容、單刀單擲開關和單刀雙擲開關組成，其中單刀雙擲開關K1是換電子喇叭與原汽車喇叭轉換的開關，K1開關撥向左邊接通原汽車上的機械喇叭，開關往右邊撥動接通電子語音喇叭。當使用的汽車電子喇叭的電源電壓為12V時，按動開關AN，電容C1很快就被充電，此時PNP型三極管V1、V2立即導通，引起繼電器線圈有了得電的動作，繼電器的常開觸點K2開始閉合，且保持吸合15s向語言發聲電路供電。其延時時間是由C1及R1的值決定。C1的耐壓值應≥400V，R1的功率應≥2W，AN按鈕開關可選用K-18型的，繼電器的型號為JZC-22FA型。

2.2.2 自激多諧振蕩器模塊

自激多諧振蕩器是由NE555時基集成電路、電容、電阻等組成的。自激多諧振蕩器[1]的電路如圖3所示。

接通電源后，電容C2被充電，當C2上的電壓Vc升到時，使Vo為低電平，同時放電三極管T導通。此時電容C2通過Rp1和放電三極管T放電，C2上的電壓Vc下降。當C2上的電壓Vc下降到時，Vo翻轉為高電平。放電時間為。當放電結束時，T截止，VCC將通過R2、Rp1向電容器C2充電，Vc由上升到所需時間為。當C2上的電壓Vc上升到時，電路又翻轉為低電平。如此周而復始，于是，在電路的輸出端就得到一個周期性的矩形波。輸出一個周期的時間為充電時間與放電時間之和，其中Rp1為可調電阻，可調節Rp1使得自激多和諧振蕩器每3s輸出一次高電平。故每按一次喇叭發聲電路電源接通15s，產生5次高電平。

2.2.3 語言產生電路模塊

語言產生電路如圖4所示。語言集成電路[1]是由HL-169A集成電路、電容、電阻、穩壓二極管等組成。其中，HL-169A集成電路采用軟封裝形式制作在一塊小印制電路板上，它內儲“請讓路，謝謝！”語音聲。自激多諧振蕩器每輸出一次高電平集成電路HL-169A的觸發端TG獲得正脈沖觸發信號，其內部電路開始工作，然后通過輸出端輸出一遍內儲的“請讓路，謝謝”語音信號。故每按一次喇叭發聲電路電源接通15s，產生5次高電平，觸發HL-169A集成電路發出5次語言聲。

2.2.4 音頻功率放大器模塊

音頻功率放大器電路如圖5所示。音頻功率放大電路[3]是由功率開關放大集成電路IC3、電阻、電容等組成。音頻功率放大集成電路的功能是對音頻信號進行功率放大，其最大特點是具有較大的輸出功率，能夠推動揚聲器等負載。本文設計的汽車電子喇叭采用集成放大器TDA2030來實現。其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，輸出功率大于10W，頻率響應為10～1400Hz，輸出電流峰值最大可達3.5A。其內部電路包含輸入級、中間級和輸出級，且有短路保護和過熱保護，可確保電路工作安全可靠。TDA2030使用方便、所需元器少，一般不需要調試即可成功。Rp2是音量調節電位器，C4是輸入耦合電容，R7是TDA2030同相輸入端偏置電阻。R9、R10決定了該電路交流負反饋的強弱及閉環增益。該電路閉環增益為倍，C6起隔直流作用，以使電路直流為100%負反饋。靜態工作點穩定性好。C9、C10為電源高頻旁路電容，防止電路產生自激振蕩。R11、C7、C8稱為茹貝網路，用以在電路接有感性負載揚聲器時，保證高頻穩定性。VD1、VD2是保護二極管，防止輸出電壓峰值損壞集成塊TDA2030。

3.結論

噪音對人體的主要危害是損傷聽覺系統。當噪音強度超過100分貝時，即能造成聽覺損傷，致使工作、學習、生活中感到聽覺困難。而噪音很大程度來源于交通的運輸和車輛的鳴笛，因此在城市的繁華區或者一些特定的區域內都嚴禁車輛鳴笛。本文設計的汽車電子喇叭是一種有別于傳統機械式的汽車喇叭，多次采用集成電路模塊，完成電子喇叭發出語言聲音的任務，消除機械喇叭造成的噪聲污染。元器件組裝在電路板上后，調節可變電阻的大小，使繼電器的常開觸點在按動電子喇叭按鈕瞬間接通，喇叭能連續發出5次完整的語言聲。本語音電子喇叭不僅操作簡單，還具有很高的效率，與傳統機械喇叭相比，具有壽命很長，穩定性高，性價比高等特點，實際應用方面的價值也更高。

參考文獻

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1.1定量裝車控制由PLC和現場批量控制器協同完成系統手、自動定量裝車，防靜電溢油報警、聯鎖控制，防水擊措施等。1.2實時數據監控對裝車作業的數據進行實時采集、顯示、記錄、報警、控制。每個鶴位的參數、操作狀態、閥門狀態、報警等均在操作站上集中顯示及操作，所有操作均進入系統操作記錄以備查詢，重要數據進入歷史趨勢記錄。1.3數據管理系統可實時、準確地實現裝車全過程數據管理，包括提單號、計劃量、實發量、待發量等的數據統計與匯總?？刹樵冄b車量統計、日志、數據備份等內容，并可按日期、車位、產品名稱、銷售單位、車號、提單號等內容進行單位或綜合查詢。1.4報表系統能根據用戶需求制定各類報表，并自動或隨機打印報表。1.5用戶管理能夠根據需要設定各類操作員、值班長、管理員等用戶權限，通過權限限制保證生產操作、管理安全。

2主要設備選型及技術要求

由于裝車現場多為防爆場所，所以現場安裝的所有電氣設備和儀表都應該具有防爆功能，多采用隔爆型儀表。2.1控制系統PLC控制系統用于對所有裝車設施的監控，應（但不限于）滿足以下要求：（1）應采用近幾年發展和改進的新產品、新設備和新系統，及經過驗證具有可靠性的硬件和軟件；系統應擴展方便，可以滿足生產控制和管理的需要。（2）系統硬件配置應保證所有可能發生損壞的部件留有15%的余量，機柜留有20%的可用空間，以備系統擴展。此外，系統的輸入、輸出點增加20%時，系統的機柜、電源、軟件、通信負荷和其他的各種負載應可以滿足這些擴展量。（3）為了將故障對系統的影響限制在最小范圍，故障發生時，一般的過程輸出應保持不變或達到預先設置的安全輸出值；同時要保證系統本身不會因人員操作而出現不正常工況。（4）所有子系統，包括控制站、操作站、工程師站、通信系統、電源系統等，其負荷都不應超過其軟、硬件能力的60％。（5）可燃、有毒氣體檢測器要求使用獨立的I/O卡件。（6）工程組態軟件應有先進的操作畫面，系統應有快速的屏幕反應；系統應提供方便的常規控制算法和邏輯控制功能。2.2批量控制器批量控制器是定量裝車控制系統的核心，一般采用一對一定量裝車。隔爆型批量控制器一般情況下為壁掛式或立柱式四腳固定安裝。隔爆控制儀本身重量較重，如果現場不具有安裝條件或在易日曬雨淋的地方，應該配備控制儀專用安裝操作柜。批量控制器必須能夠很好地與室內PLC控制系統、現場質量流量計（輸出脈沖和4～20mA信號）、裝車閥配合，實現裝車功能?？刂破鞲鶕O定的發油數量，自動打開和關閉相應的閥門，同時對管道中介質的流量計，以及罐車的防靜電溢油保護器等現場儀表進行檢測，實現自動定量裝車、防靜電接地、溢油自動安全保護。可在現場批量控制器上預設裝車量（或者輸入提單號碼，發貨量通過通信線直接從計算機中調入），現場條件允許裝車后（批量控制器上需要有確認按鈕將條件具備信息傳入至控制室），啟動批量控制器，批量控制器自動打開主管線上的閥門，進行裝車。裝車過程中批量控制器實時采集流量信號并顯示累積流量（并且需要在室內操作站上顯示裝車重量百分比）。當裝車量達到預設裝車量的提前量時（例如95%，控制器可以隨時更改提前第一段關閥量），批量控制器自動關閉閥門開度至50%，當裝車量達到預設裝車量時，控制器自動將閥門全部關閉，結束裝車，裝車自動完成無需人工關閥。當需要人工開關閥時，可實現在現場批量控制器上手動打開或關閉閥門。批量控制器應能聯網工作，也可脫機單獨工作，可實現換票或開票提油功能。系統可通過局域網，將發貨數據送入ERP信息管理網絡或其它控制系統（如PLC、DCS等）內，便于管理人員統計、打印等。批量控制器發貨計量精度，等同于質量流量計的計量精度：±0.1%+流量計的零點漂移精度。2.3流量計選用一體化質量流量計，通常采用進口質量流量計，誤差精度等級，0.1%；供電電源，220VAC；流量信號，脈沖輸出+模擬量信號輸出；防爆等級，ExdⅡBT4。2.4裝車閥在裝車設施中使用可靠的執行機構非常必要。一般情況下，汽車自動裝車大部分都采用兩段氣動切斷球閥，可實現開、關閥和閥門開關速度可調功能，可有效防止裝車過程中的水錘現象產生，起到保護管道設備的功能。也可以選用電動閥或電液閥。而氣動調節閥因靈活的組態功能和經濟性，正在逐步被采用。氣動調節閥通過電氣轉換器可接受4～20mA信號，上位機可根據不同的工況要求，組態給出多個輸出值，使調節閥有多個開度，從而實現多段閥的功能。2.5靜電接地溢油保護器選用靜電溢油保護器，可以杜絕和減少裝車過程中溢油和靜電火花的產生。靜電夾不夾上槽車體，不能打開管道閥門和輸送泵。裝車過程中，安裝在鶴管上的液位探頭接觸到液體時，自動關閥停泵，消除溢油帶來的安全隱患。2.6計算機監控管理系統選用計算機監控管理系統，可以在控制室內進行各種數據管理維護，進行開票、提單打印，監控發油現場的情況，可以隨時查詢、統計、打印每班和日、月、年的統計報表，便于日常生產管理，防止錯誤的發生。2.7地衡操作站司機進入裝車區域后，先空車停在地磅上過磅，地衡室確認到位后，刷IC卡記錄空車重量，并將數據存儲至服務器，同時調取服務器存儲的最近相同型的車輛空車信息進行比較，如果相差偏大，則報警提示操作人員檢查原因。裝車完成后車輛到地衡進行滿車過磅，操作站計算出實際灌裝量，并同時和批控器中記錄的數據進行比對，合格后完成業務結算，否則給出報警，讓操作人員檢查原因。

3結語

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關鍵詞：外流場分析；風阻系數；汽車設計

中圖分類號：U461.1 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2015）02-0049-04

Abstract： Taking a self-owned brand vehicle of DFSK for example， the external flow analysis has been carried out， and its analysis process and the result was generally described that have resulted in the drag coefficient of the vehicle under full load， the surface pressure distribution nephogram， streamline body distribution and so on. Using cruise software， it could be predicted by the drag coefficient and fragment windward area and other parameters about the maximum speed， each gear acceleration， fuel consumption， etc. That would be determined whether the vehicle was designed to meet expected design model by surface pressure distribution nephogram and streamline body distribution. The external flow analysis is applied in the related analysis and design of domestic independent brand automobile.

1 概 述

計算流體力學（CFD）是一種由計算機模擬流體流動、傳熱及相關傳遞現象的系統分析方法與工具。目前廣泛的應用于汽車、高速鐵路和航空領域等。CFD的基本思想是把原來在時間域與空間域上連續的物理量場，用一系列離散點上的變量值的集合來代替，并通過一定的原則和方式建立起反映這些離散點上場變量之間關系的代數方程組，然后求解代數方程組得到場變量的近似解。隨著國民經濟的快速發展，客戶對汽車的節能、平順性、噪音與振動等特性的要求越來越高，而這些特性與空氣動力學息息相關。在傳統的汽車空氣動力學研究中主要用風洞實測的方法，但是這樣會造價高、試驗周期長。近年來隨著計算機技術與湍流技術的飛快發展，把原來只能在風洞實驗室才能完成的試驗用計算機模擬來完成，這樣就大大的縮短開發周期與節約開發成本。雖然一般認為試驗的可信度高，但是其成本高、測量結果要進行換算、周期長等因素的影響，這在汽車開發設計中廣泛的應用汽車外流場分析模擬，通過與傳統的試驗方法相結合，這樣對一款新的汽車開發設計中可以縮短工期與降低成本。通過對該車型進行外流場分析 ，給出整車滿載下的風阻系數，把風阻系數、迎風面積等相關參數，輸入cruise 軟件能夠對該車型的最大車速、各檔的加速度、油耗進行預測。通過對該車型車身表面壓力分布云圖、車身流線圖等分析判斷該新車型外型設計是否合理。因此用CFD相關軟件對汽車的外流場分析，對汽車的設計是十分必要的。

2 模型處理與網格劃分

汽車車身表面存在大量細小特征，要精確地模擬所有詳細特征，經常會導致生成的網格單元數目巨大，從而大大增加了求解計算時間，因此在處理計算模型時對幾何模型進行合理的簡化。

2.1 CAD模型的前處理

在CATIA中將汽車模型（特別是底盤部分）作合理的簡化：保留輪胎、后視鏡、門把手、行李架等部件；底盤部分，考慮其復雜性，這里將汽車底部簡化為一個完整平面，然后將車身表面和底盤的碎面縫合起來，形成若干個大的特征表面，將整個汽車簡化為封閉的殼體；然后在汽車周圍形成適當的空氣域，汽車與風洞幾何模型如圖1所示：

2.2 有限元模型的前處理

網格生成采用貼體網格，由于主要關心車身周圍的流場變化，特別是由于車身的影響使得車身周圍的流體有分離與再附著現象，為了較合理的模擬車身表面附近的空氣流動，在車身外做邊界層網格，邊界層以外適當放寬網格大小控制網格規模。將車身的外?表面生成為三角形網格，單元大小為5～20 mm，計算域單元大小為30～500 mm。體單元總數約為280萬左右，網格總體連續、均勻，過渡平緩，車身表面網格如圖2：

3 模型分析條件及結果分析

3.1 分析條件

設風洞入口邊界條件為：u0 = 30 m/s，出口邊界條件為壓力出口；空氣密度為ρ = 1.18415kg/m3；

計算中不考慮溫度影響；由于計算限制，采用Realizable k-ε 湍流模式和Two-layer Ally+ Wall 壁面函數；計算選擇一階迎風格式，這樣雖然降低了收斂速度，但保證了計算精度。設置計算步數為5 000步。

3.2 求解結果分析

分析完成后，在Starccm+中進行后處理，根據上述模型及邊界條件進行外流場計算，現將計算結果整理如下：

圖3是汽車在行駛過程中車身表面壓力分布云圖（其中色柱表示的是不同的壓力值，單位為Pa），從壓力分布云圖可以看出汽車前部進氣格柵處和前保險杠處壓力最大，約為556.57 Pa，前端滯止區域影響范圍較大，增大了阻力。尾渦區的壓力梯度變化較小，會減少尾渦區域的影響范圍，減少阻力，其中，在A柱附近、前輪胎外側以及后視鏡邊緣處出現較低負壓區，見圖3中橢圓標記所示。

圖4為車身對稱面上速度分布云圖，圖5和圖6分別表示車身對稱面的速度矢量圖和車身尾部的速度矢量圖。由于車體阻礙，氣流在汽車頭部形成滯止區，形成高壓區；車底部氣流基本流暢；車尾出現較明顯的渦。

圖7、圖8分別表示側視流線圖和車身尾部流線圖，流線基本貼合車身表面流動，在整車表面流動狀態較好，汽車尾部出現了漩渦。由圖9、圖10可以看出左、右后視鏡的流線情況，后視鏡的鏡殼處產生的流線沒有貼近車窗玻璃，鏡座處的流線有貼近車窗玻璃。

4 空氣阻力系數的計算

氣動阻力計算公式為：

式中：FW為空氣阻力，N；ρ為空氣密度，Kg/m3； A為迎風面積，m2；v0為相對速度，在無風時即為汽車的行駛速度，m/s。

經Star-ccm+模擬可得：空氣阻力FW=401.067N，迎風面積A=2.397m2，空氣阻力系數CD=0.314 。

本次計算中對發動機艙進氣格柵進行了簡化，忽略了發動機艙內流場的阻力，同時，地板簡化為一個大平面，這樣仿真結果與實際值有一定誤差。通過對試驗車做風洞試驗，得到修正系數20%，可以預測該車的風阻系數約為0.377。

5 汽車動力性、經濟性指標

通過外流場分析所得的風阻系數、迎風面積、車重、輪胎直徑等相關參數，輸入cruise 軟件能夠對該車型的最大車速、各檔的加速度、油耗進行預測，模擬所得參數如圖11所示：

圖11 模擬所得

6 結論

（1）通過對該車型滿載整車狀態下的模型分析，得到阻力系數為0.314，但是CFD分析由于簡化發動機艙進氣格柵，忽略了發動機艙內流場的阻力，簡化了地板，通過對試驗車做風洞實驗得到修正系數20%，因此預測其風阻系數約為0.377。

（2）從流場各個特性顯示可以看出，整車總的流動性較好，有很好的貼體性能，整車表面流線光順，沒有大的曲率的流動曲線，除了尾渦區，沒有大的回流和流動分離現象，尾渦區的壓力梯度變化較小。

（3）在局部區域還是有一些增加阻力或降低性能的因素，例如前擋風玻璃的壓力分布。

（4）從左、右后視鏡的流線情況可以看出，后視鏡的鏡殼處產生的流線沒有貼近車窗玻璃，鏡座處的流線有貼近車窗玻璃。

（5）把所得參數輸入cruise軟件進行模擬，得到的該車型的最大車速、各檔的加速度、油耗等參數值，這些參數值達到前期設計確定的目標值。

參考文獻：

[1]黃金陵.汽車車身設計[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]汽車工程手冊編寫組編.汽車工程手冊（設計篇）[M].北京：機械工業出版社，2001.

篇10

[關鍵詞]汽車座椅；造型設計；因素

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0299-01

隨著科學技術的不斷發展，人們對于汽車設計的要求越來越高，在強大的市場需求下汽車產商也在不斷的更新汽車來滿足人們的需求，汽車的更新換代主要包括外觀造型、功能應用以及零部件改動，而汽車座椅作為汽車中重要的零部件在更新換代中更加頻繁。汽車座椅對于乘客和駕駛員而言是非常重要的，較好的汽車座椅不僅能夠滿足人們的舒適感給車上人員與一定的保護作用，而且還可以使得人們能夠欣賞其獨特的造型設計，給人們以視覺上的享受。但是座椅的設計并不是非常簡單，座椅的設計需要設計師考慮多方面的因素，如何在設計中兼顧多種功能就變得較為困難，本文主要針對汽車座椅的造型設計進行探究，以期望能夠獲設計出較好的汽車座椅，并使得所設計出來的汽車座椅能夠滿足人們越來越高的要求，即既具實用性也具觀賞性。

一、汽車座椅造型設計的因素分析

汽車座椅是汽車中的重要部件，而且關乎車上人員的安全性、舒適性以及方便性，人們在挑選新車的過程中也將汽車座椅作為一項重要的參考因素。而且人們現今不僅要求汽車座椅能夠滿足上述要求，而且還要能夠使得其造型美觀大方，下面將進行詳述。

1、舒適性設計

汽車座椅能夠使得人們直觀的感受到其舒適性，所以在汽車座椅舒適性的設計中需要參考以下原則，首先在座椅舒適性的設計中盡可能的考慮人體尺寸，遵循人機工程學原理。這樣人們在乘坐的過程中就會感覺到非常舒適[1]。由于每個人的身材并不是一致的，所以為了滿足人們對于舒適性的要求就要能夠使得座椅可以調節，即乘坐者可以變換坐姿，乘坐者可以通過調節座椅來滿足自身對于舒適性的要求。汽車座椅設計最為關鍵的一點就是能夠使得乘坐者坐姿舒適，即乘坐者的脊椎能夠保持在一個正常的彎曲狀態，這樣才能夠達到人體最為舒適的狀態。舒適的汽車座椅將能夠合理的分布體壓，而且還可以使得肌肉松弛，腿部血管能夠正常循環，避免長時間駕駛造成的疲勞。

2、安全性設計

汽車作為交通工具在行駛的過程中也具有一定的危險性，那么汽車座椅就是保障其安全的重要部分。那么在汽車座椅的安全性設計中就要參考以下原則，那么首先就要選擇具有足夠強度的骨架材料，這樣在汽車發生車禍的過程中車上的乘客所受到的傷害就會降低到最小。另外車內分為前后兩排座椅，在車禍產生的撞擊中座椅可能會產生移位或者斷裂變形等情況。這些情況的出現就會使得車上的人員受到較大的安全性危害[2]。那么在汽車座椅安全性設計的過程中就要能夠確保座椅的造型結構較難發生位移，并且座椅的使用壽命較長，不會在使用一段時間以后就產生結構上的變形以及材料上的損壞。

3、功能性以及人文性設計

雖然汽車座椅設計中舒適性和安全性是非常重要的，但是其功能性以及人文性也是非常關鍵的，良好的汽車座椅設計不僅能夠保障舒適性以及安全性，而且還能夠滿足功能性以及人文性。汽車座椅功能性設計主要是隨著科學技術水平的提高而提高的，汽車座椅功能性設計就是在座椅上添加其他功能，例如在座椅設計中增加坐墊加熱裝置，避免車上人員在冬季感覺到坐墊寒冷，或者增加座椅寬度的調節，或者是為特殊人群設計相應的座椅。使得其能夠在乘坐中感覺到舒適[3]。汽車座椅的人文性設計就是滿足人們的精神需求，通常而言檔次價格較高的汽車在座椅設計中其造型更加美觀，這是對于高層次人員進行設計的，那么對于中低端客戶也可以設計相應的造型來滿足其需求。

二、汽車座椅造型設計的流程及方法

汽車座椅造型設計的流程主要包括三個步驟，分別是設計前期、設計展開階段以及設計后期，在不同的設計階段中流程也有一定的區別，下面將進行詳述。

1、設計前期

汽車座椅造型設計的前期主要是弄清楚客戶的實際需求，即弄清楚消費群體所喜愛的風格。那么為了弄清楚消費群體的需求就需要進行相關的調查，首先是整體環境調查、其次是汽車行業環境調查最后是人文因素環境調查，整體環境調查就是了解未來行業的發展趨勢以及新技術的采用。汽車行業環境調查就是針對不同消費階段的人們采取怎樣的設計方案。針對用戶的需求來設計汽車座椅造型[4]。人文因素環境調查就是弄清楚人們對于汽車座椅造型的想法，并盡可能的滿足人們的設計需求。此外人文因素環境調查還需要能夠有效的控制開發成本，并且選擇合適的難易程度，從而來達到較好的設計風格。

2、設計展開階段

在進行設計前期的準備工作之后就可以大致確定人們的需求，那么根據人們對于汽車座椅的需求就可以對汽車座椅的形狀以及色彩進行分析。汽車座椅的形狀雖然在外部很難進行觀察，但是在車內卻是非常容易觀察的，而且汽車座椅也是汽車內飾的一部分。汽車座椅造型設計的好壞直接影響到汽車內飾整體情況[5]。而且汽車座椅的造型設計能夠帶給人們不一樣的視覺體驗，通過汽車座椅造型的某些設計將能夠喚醒人們內心的某種感受，那么在進行汽車座椅造型的設計過程中就要去尋找并且抽取出這種造型設計。色彩是人們最為直觀的感受，人們在觀察汽車座椅的過程中首先看到的是汽車座椅色彩，其次才是座椅的造型，汽車座椅的色彩將能夠帶給人們不同的感受，不同的色彩可以代表不同的語言含義，同樣性格不一樣的人們會選擇不一樣色彩的汽車座椅。汽車座椅的形狀以及色彩都是非常重要的，這個需要結合人們的實際需求來進行設計，這樣才能夠滿足人們的消費需求。

3、設計后期

汽車座椅造型設計的后期工作主要是對設計的產品進行評價以及跟蹤，通過結合設計前期所調查的數據結果以及中期的設計框架來完成汽車座椅的設計圖和效果圖，即形成了相應的設計方案，但是設計方法有很多種，如何才能夠挑選出最好的設計方法就是一個非常重要的問題。設計方案的最終確定是由問卷調查和專家評估來進行的，通過問卷調查以及專家評估來決定哪一種設計方法是最佳的方案，并且對選出的汽車座椅造型進行試生產，通過試生產出來的樣品來觀察是否能夠滿足人們的需求。

汽車座椅作為汽車中的一個重要零件其在設計中非常復雜，而且設計出較好的汽車座椅造型是非常困難的，根據本文所提出的幾個觀點將能夠為汽車座椅造型設計提供部分理論參考。

參考文獻

[1] 龍圣杰，胡虹.汽車座椅造型設計分析[J].包裝工程，2013，08：124-126.

[2] 林敬亭.客車座椅造型快速設計研究[J].機械設計，2013，09：108-111.

[3] 崔士斌.汽車座椅造型設計[J].汽車工程師，2014，06：18-20.