汽車造型設計知識講座—汽車尺寸

　　一、外形尺寸參數 　　汽車設計中由設計師去彌定的外形尺寸包括：長、寬、高、軸距、輪距、前后懸長和離地距等。各參數的含義見下圖：

　　二、各級汽車的尺寸標準 　　彌定汽車尺寸所要考慮的因素主要是機械布局和使用要求，其中機械布局視乎廠家各自的設計方案有所差異；使用要求則主要由汽車所針對的目標市場級別而定。下表為我根據經驗總結的各主要級別（主要乘用車）的常見尺寸范圍：

　　其中我們看到美國車的尺寸比歐、日的標準大很多，這主要是因為美國地大車少，油價低廉，對于汽車空間的要求遠大于對省油性能的要求。日本則正好相反，為了改善道路擁擠情況，日本政府對汽車的稅收等級是以外形尺寸（主要是占地面積長*寬）來劃分的，車身越大使用費用越高。因此日本汽車造型設計所追求的是“空間利用率”，即在有限的車身尺寸下爭取最大的內廂空間。 　　可以說日本車造得緊湊的目的是為了符合法規；歐洲人也熱衷于小型車，但他們造小車的主要目的是省油和使用方便；而美國人的生活環境決定了他們用不著把汽車造得太緊湊。 　　三、如何彌定具體尺寸 　　確定汽車尺寸首先要服從機械布局，然后要滿足各項應有的功能，如必須具備載客、載貨的空間等。下面詳談各尺寸的具體確定方法：

　　１.長度

　　長度是對汽車的用途、功能、使用方便性等影響最大的參數。因此一般以長度來劃分車身等級。車身長意味著縱向可利用空間大，這是顯而易見的；但太長的車身會給調頭、停車造成不便。4米長與5米長的汽車在駕駛感覺上會有很大的差異，一般中小型乘用車長4米左右，接近5米長的可算作大型車了。 　　２.寬度 　　寬度主要影響乘坐空間和靈活性。對于乘用轎車，如果要求橫向布置的三個坐位都有寬闊的乘坐感（主要是足夠的肩寬），那么車寬一般都要達到1.8M。近年由于對安全性的要求，車門壁的厚度有所增加，因此車寬也普遍增加。 　　日本車對寬度的限制比較嚴，大部分在1.8M以下，歐洲車則傾向增大車寬。但是車身太寬會降低在市區行走、停泊的方便性，因此對于轎車來說車寬2M是一個公認的上限。接近2米或超過2米的車都會很難駕駛。道路用車（大貨車、大客車）的車寬一般也不能超過2.5米。 　　對于車外倒后鏡不能折疊的車輛，規格表上的寬度一般把外伸倒后鏡也包括在內，因而有些歐洲轎車規格表上的寬度接近甚至超過2米（例如FIAT MULTIPLA寬度為2010mm），各位明察即可。 　　３.高度 　　車身高度直接影響重心（操控性）和空間。大部分轎車高度在1.5米以下 ，與人體的自然坐姿高度相比低很多，主要是出于降低全車重心的考慮，以確保高速拐彎時不會翻車。MPV、面包車等為了營造寬闊的乘坐（頭部空間）和載貨空間，車身一般比較高（1.6米以上），但隨之使整車重心升高，過彎時車身側傾角度大；這是高車身車種的一個重大特性缺陷。此外在日本，香港等一些地區，大部分的室內停車場都有高度限制，一般為1.6米，這也是確定車高的重要考慮因素。 　　小型車為了在有限的占地面積內擴大車廂空間，近年有向上發展的趨勢，如豐田的YARIS（高1500mm）和標致206（1430mm），以及一批超過1.7M的日本K-CAR級RV（如鈴木WAGON R），車身都比傳統的小型車高出很多，重心升高導致的主動安全性下降是必然的。 　　４.軸距 　　在車長被確定后，軸距是影響乘坐空間最重要的因素，因為占絕大多數的2廂和3廂轎車，乘員的坐位都是布置在前后軸之間的。長軸距使乘員的縱向空間增大，直接得益的是對乘坐舒適性影響很大的腳部空間。在行駛性能方面，長軸距能提高直路巡航的穩定性，但轉向靈活性下降， 回旋半徑增大。因此在穩定性和靈活性之間必須作出取舍，取得適當的平衡。 　　5.前、后懸

　　　　

　　從圖一可見：車長=前懸+后懸+軸距。所以軸距越長，前后懸便越短。最短的懸殊長可以短至只有車輪，即為車輪半徑1/2。但除了一些小型車要竭力增加軸矩來擴大乘坐空間外，一般轎車的懸長都不能太短，一來軸矩太長會影響靈活性，二來要考慮機械零件的布局。例如前橫置引擎前輪驅動的轎車，引擎一般會安置在前軸的前方，因此前懸必須有一定的長度（例一）；但前懸也不應過長，以確保爬坡通過性，越野車為了保證爬坡、越臺的能力，前懸都很短（例二）；一些高性能跑車的前后懸取值主要是出于對前后重量平衡和動態重心轉移的考慮（例三）。近年為了滿足嚴格的正面撞擊測試法規，有加長前懸的趨勢，目的是容納車架的撞擊緩沖結構。后懸則可以比前懸稍長一些。 　　６.輪距 　　輪距直接影響汽車的前后寬度比例。與其它尺寸相比，輪距更受機械布局（尤其是懸掛系統類型）的影響，是造型設計師需要在很早期就確定的參數。一般轎車的前輪距比后輪略大（相差約10-50MM），即車身前半部比后半部略寬，這與氣流動力學有關（將在以后詳述）。 　　但一些特殊機械布局的汽車，如法拉利的512TR，由于后軸安放了大型的水平對向12缸引擎，使其后輪距遠大于前輪距，這就需要以特別的造型設計來配合。在操控性方面，輪距越大，轉向極限和穩定性也會提高，很多高性能跑車車身葉子板都向外拋，就是為了盡量擴大輪距。 　　７.離地距 　　 　　離地距即車體最低點與地面的距離。后驅車的離地最低點一般在后軸中央，前驅車一般在前軸，也有些轎車的離地距最低點在前防撞桿下緣（氣流動力學部件）。離地距必須確保汽車在行走崎嶇道路、上下坡時的通過性，即保證不"刮底"。但離地距高也意味著重心高，影響操控性，一般轎車的最低離地距為130mm-200mm，附合正常道路狀況的使用要求。 　　越野車離地距普遍大于200mm。賽車由于安裝了擾流車身部件，并且要降低重心，離地距可以低至50mm，當然前提是賽車跑道路面平坦，在普通街道上肯定是不可行的。 　　最后必須補充一下，汽車的長、寬、高、軸距是影響乘坐空間的四要素，但這只是基礎，要在尺寸大的車身上設計出空間充裕的座艙，還必須精心設計車廂輪廓。這就是所謂的“利用率”問題，而它又與全車的整體布局息息相關，這將在后面的章節中綜合介紹。