车辆设计原则和流程讲解

跑车正面的线框渲染,展示了详细的车轮和车身轮廓

车辆设计

一辆汽车在上市之前,从设计到制造要经历多个阶段。其中,车辆设计无疑是最复杂、最耗时的步骤。它必须做到完美无缺,因为在这个阶段出错可能会造成代价高昂的后果。 

车辆设计涉及车辆功能和美学元素的形成。它是整个车辆开发流程的核心部分。构思、草图绘制、3D建模和原型制作都是汽车设计流程的一部分。 

如果不符合从表面曲率到车轮功能、从弯曲形状到包装等设计原则,那么将所有东西组合在一起可能会很混乱,难以实现。

当需要快速成型、模具制造和定制制造时,没有比 CNC 加工服务更好的解决方案了 普罗林科技。我们服务的灵活性、速度和精确度是无与伦比的,对于您的下一个车辆设计项目非常有价值。

让我们来揭开车辆设计的真谛。 

 

车辆设计的意义是什么?

车辆设计是一个多学科过程,涵盖声学、美学、耐久性、安全性、可持续性、空气动力学等诸多要素。这是一项复杂的工程,甚至可能需要来自世界各地的众多工程师共同参与。 

很多人容易混淆汽车设计和汽车制造,这两者是完全不同的概念。设计先于制造,为优化产品提供了指导原则。 

车辆设计审批是一项艰巨的工作,必须经过多个阶段。为了确保内饰和外观设计能够反映潜在买家的需求,修改必不可少。此外,他们还必须融入时尚功能和技术解决方案,与其他品牌竞争。 

这体现了每辆汽车设计的许多核心目标。它必须解决的其他一些因素包括性能和能源效率。 

因此,这个过程涉及机械工程、工业设计和电子工程等许多学科也就不足为奇了。 

鉴于这个过程复杂且涉及多方,工具可以简化流程并节省成本。用于模拟的CFD和用于设计的CAD只是汽车设计师常用工具的几个例子。

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车辆设计的主要原则

每种车辆设计都应遵循若干规则或原则,以确保最终产品达到最佳的安全性、效率和功能性。本文将探讨如何运用这些原则设计汽车,这些原则包括表面曲率、肩部、平面视图曲率和整体性。

与汽车设计相关的原型设计和定制加工必须符合这些原则,特别是如果这些服务用于支持车辆零部件的制造。 

以下是最突出的车辆设计原则: 

  • 表面曲率

人体的外貌并不能反映一个人的健康状况。汽车也是如此,曲线是良好车形的标志。汽车的每个部件或特征都应该具有曲线,以支持运动。 

最初并非如此。80年代,四四方方的汽车设计占据了主导地位,但自90年代以来,这种情况发生了巨大变化。 

蓝色汽车和银色汽车外观的图片显示了曲率的差异

80 年代与 90 年代的汽车设计

曲线的引入很大程度上是根据世界各地的设计要求而来的,主要是为了增强空气动力学性能。 

路上的每一辆现代汽车都拥有独特的曲线。打造曲线设计要容易得多。仔细观察,即使是你认为是曲线设计的汽车,实际上也拥有真正的曲线。下图中的 Scion xB 就是一个很好的例子。

方形的 Scion xB 仍然具有明显的曲线,展现出现代曲线设计

2008款Scion xB

  • 肩

在车辆设计中,“猫道”或“肩部”指的是车辆侧窗正下方的表面或线条。汽车的设计原则是使该部分尽可能水平,但在车尾处可以略微向上延伸。 

  • 平面图曲率

所有车辆的平面视图也都具有标准的外观或曲率。虽然造型在当今汽车设计中扮演着重要的角色,但其根本功能是提升空气动力学性能。 

车辆的平面轮廓,显示了车肩和其他细节

汽车的平面曲率

车身的曲率主要集中在车辆的上半部分,也就是挡风玻璃和车窗覆盖的区域。车辆后部的曲率通常会逐渐减小。 

至于挡风玻璃,制造商必须遵守建议的与水平的角度(至少 30 度)。 

  • 楔子和软糖豆 

楔形车身设计理念是指汽车的横截面应呈刀刃状。该设计标准的主要目的在于改善空气动力学性能,从而降低风阻。 

楔形概念在 1980 世纪 XNUMX 年代非常流行,但在 XNUMX 年代末似乎逐渐消失。 

1980 世纪 XNUMX 年代楔形设计的奥迪汽车

楔形设计

出现了软糖车设计,简单来说就是车辆的横截面看起来像一颗软糖。 

一辆黑色的梅赛德斯奔驰汽车,其横截面类似于软糖豆的设计

果冻豆设计

现代设计大多是两者的改编,正如起亚 EV6 和宝马 i4 所见。 

  • 包装——指定尺寸内的组件

封装作为汽车设计的一项限制,意味着所有部件必须符合规定的尺寸。设计师必须仔细考虑所有关键部件,从乘客和发动机开始。 

不同的车辆布局,适合乘客和发动机展示包装

包装原则

这些部件的集成取决于诸多因素,其中之一就是安全性。这使得汽车成为包装最复杂的产品之一,对大多数制造商而言,这都是一项艰巨的任务,尤其是在寻求推出新车型时。 

  • 轮子

车轮也是车辆设计中需要考虑的重要因素,因为它们对安全性、舒适性和功能性有着毋庸置疑的影响。除了尺寸之外,车轮的非簧载重量对任何设计师来说都至关重要。

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如何设计车辆?遵循的步骤

由于存在车辆设计原则,因此需要遵循标准的设计步骤。设计过程始于车辆的草图或绘图。接下来需要考虑的其他事项包括包装、3D建模、油泥建模、材料选择等等。 

值得注意的是,这个过程通常会经历很多反馈机制,因此这些步骤可以重复多次。 

以下是更详细的基本车辆设计步骤: 

市场调查 

在动笔绘制汽车的初始草图或图纸之前,制造商会为新车进行大量昂贵的营销。在这个阶段,会出现许多需要解答的问题。

人们会觉得这款产品新颖、刺激吗?它的卖点是什么?在进行下一步之前,必须先回答这些问题。

草图和图画

艺术家们构思各种各样的想法,并将它们付诸笔端。这些想法可能多达数百个。最终,这些想法的碰撞碰撞,最终诞生出一些真正引人入胜、独具特色的作品,为下一步的创作铺平道路。 

一张显示汽车轮廓和一些特征的草图

车辆草图

建模步骤

如今,建模阶段既需要传统的手工,也需要现代的数字技术。尽管科技已经成功应用于汽车设计建模,但它无法超越人性化触觉所带来的意图和情感。因此,大多数公司都会寻求将两者融合。 

一辆带合金车轮的棕色汽车的 3D 图像

汽车的 3D 模型

工程改进和原型设计 

数字模型完成后,车辆设计流程将进入工程输出阶段,然后进行原型设计。工程师必须确保所设计车辆的可行性或实用性。 

他们会彻底检查车辆的空气动力学、安全性、人体工程学等诸多方面。车辆的原型也可能在此阶段生成。 

检测 

每辆新车在原型阶段都要经过多项测试。为了确保完全符合标准,我们会进行各种常见测试,例如制动测试、碰撞测试、爬坡测试等等。 

一辆银色特斯拉 Cyber​​ Truck 在光线充足的空间进行碰撞测试时几乎倾覆

汽车碰撞测试

制造业生产环境 

这些设计流程获得批准后,制造商即可开始全面生产车辆。不同的零部件供应商将参与这一流程。其中包括 汽车零部件制造:早期汽车的解决方案,如果概念车的设计具有旧时代的感觉。 

该流程通常从小批量生产车辆开始,以确保一切正常运转。之后,生产继续进行,最终将成品车辆交付给本地或海外的客户。 

生产线上的几辆汽车,配有几个黄色巨型机器人 

一家汽车厂

 

实现高质量且经济高效的车辆设计结果的技巧

正如文中所述,概念车设计是一个要求极高的过程,可能耗时耗力且成本高昂。每个制造商的目标都是降低成本,因此了解如何优化这一流程至关重要。 

流程自动化、强化检查、正确识别客户以及频繁进行设计测试是制造商始终有效的一些方法。以下是有关成功汽车设计秘诀的更多详细信息。

概念车设计流程自动化

自动化是最大限度地减少流程中人为错误并加快速度的绝佳方法。它确保了数控加工和产品组装的精度,从而提供可靠的结果。 

有不同 数控机床的类型 适用于此过程。 

适当的材料选择

这是另一个关键点,因为材料会影响整个流程的成本。探索在美观、功能、成本和耐用性之间实现最佳平衡的材料。 

识别客户

了解目标客户及其需求有助于设计出最佳的车辆。在设计最佳汽车设计理念时,务必始终以用户为中心。 

强化过程检验

设计缺陷在不同阶段可能会出现,但通过在汽车概念设计的每个阶段加强检查,可以最大限度地减少缺陷。这比在大量工作完成后进行产品召回更容易,成本也更低。 

一名身穿绿色工作服的男子在一辆未完工的汽车地板上进行诊断

车辆检查

具有成本效益的原型设计

原型制作成本可能高得令人望而却步,但制造商可以在这方面降低成本。例如,如果您拥有高质量的计算机辅助设计 (CAD) 工具,就无需制作实体原型。 

即使必须使用实体原型,也有一些方法可以降低成本。例如,3D打印就是一种经济有效的方法。 

汽车行业还有更多工具可用于实现高质量且经济高效的产品设计。请联系 Boda 的专业团队,获取更多灵感。 

另一个有趣的读物: 使用专家设计的零件优化您的汽车燃油系统

Boda 提供的顶级车辆设计原型和零件

汽车设计的 CNC 加工必须考虑本文强调的原则。这适用于原型设计、零件制造,甚至大规模生产。车辆的零部件必须符合设计原则,尤其是曲率、封装和楔形。 

例如,CNC制造服务必须确保发动机、悬架系统、汽车内饰和传动系统的零件符合包装要求。 

在这些文章中了解有关汽车系统的更多信息: 

使用专家设计的零件优化您的汽车燃油系统, 

探索飞轮如何平稳地为你的汽车提供动力

Boda 在设计和 CNC 加工适用上述任何原则的零件时,都会严格遵守具体要求。我们的团队不仅在以下领域拥有丰富的经验: CNC加工服务 而且还彻底了解车辆设计流程。 

通过确保我们的原型和零件始终符合车辆设计标准,我们确保了道路安全和车辆的整体完整性,从而物有所值。 

您可以随时联系我们以获取提示 定制价格估算 用于 CNC 加工原型和零件。另请参阅我们的 CNC加工完整指南 了解有关我们产品的更多信息。 

 

综上所述 

汽车设计是一个多层面的过程,需要结合消费者汽车设计理念、工程要求和当前的技术进步。汽车制造步骤不仅要抓住用户的情感,还要兼顾视觉吸引力和实用性。

最好的汽车零部件和原型制造商了解这一点,并从始至终坚持车辆设计原则。 

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常见问题

一辆汽车的设计过程需要多长时间?

设计一辆汽车可能需要很长时间,甚至几年。 

汽车设计中的重要因素有哪些?

汽车设计的重要因素包括安全性、人体工程学、燃油效率和市场需求。汽车的美观性和可行性也是关键因素。 

汽车上的CCC是什么意思?

汽车行业的CCC认证是一个质量标志,全称是“中国强制性产品认证”。在中国销售的所有汽车产品都必须获得CCC认证。 

设计一辆汽车需要多少人?

汽车设计涉及多个学科,从机械工程到外观设计,因此涉及的人员数量可能相当庞大。但具体人数取决于设计项目的规模。