一个人完成一次汽车设计方案(1)

97|13评论|6462人气|33收藏|2021-05-12 20:51:06

图片


越野车的设计比赛结束了,我没有获奖,所以终于可以写篇文章讲讲我参赛的过程了。这并不是要教谁设计汽车,毕竟我不专业,这里只是分享一下我尝试涉足未知领域的过程。


你可能纳闷,我怎么参加比赛了,因为我之前一直反对参加比赛的。尤其我毕业后就没有做过任何比赛。也许我该增加一个补充条件:除非遇到我非常感兴趣的领域。


当然这样参加比赛,就不单单是为了比赛本身了,只是给自己的作品集丰富一下内容,拓宽一下范围。


大多数男生应该都有这样的情节,自己想要设计一次汽车,尤其还在学校上学的时候,这种想法尤其强烈。我当然也有,只是没有想过,这个机会会发生在我毕业15年以后。


不过故事还得从三十多年前说起。




我小时候生长在一个油田的运输大院里。作为一个八零年代的孩子,记事起,周围看到的就都是汽车,这也许让我对汽车的感情与别的孩子有所不同。


尤其放学期间,孩子们都会在大院里找到报废的汽车围着玩耍。我记得小时候摔的最惨的一次,就是从一个大型减速机上跌下来,半边脸蹭在旁边的树皮上,差点毁了容。


我当时并不知道那个东西叫做减速机,只是看到一个生锈的大铁块,对小孩子来说,像一个小山丘,可以爬来爬去。


直到大学一年级,我们专业工程机械制图最后的大作业,就是手绘一个减速机的机械图。


我画的时候,你可以想象,我满脑子都是自己从上面摔下来的画面感。那个散发着机油味和生锈气的铁疙瘩,那个我攀爬过无数次,哪里有什么细节都一清二楚的铁疙瘩。


大院里不光有车,还有维修厂,所以我们从小就习惯于看见裸露的底盘,传动轴和发动机。


后来离开了大院,渐渐地,对汽车兴趣就淡化了。应试教育也占用了我所有的注意力。直到......


直到初二那年,我的新同桌出现了。


有一天,他从家里带来了一个自己用两根筷子和几片塑料片,制作的一个十字轴万向节,高兴地给同学们看。


当时,我真的被震撼到了。全班大概只有我看的懂他做的是什么。所以我知道那有多么了不起。


因为我对真实的万向节很“熟悉”。至少我当时以为是这样。


于是我对他说,我也回去做一个。


然而,我回去做出来的东西,根本不能转,我才发现,自己其实对十字轴万向节的了解仅仅停留于观察,而没有真正理解它的构造。也许,正因为小时候传动轴对我来说太过常见,反而让我失去了对它做深入了解的兴趣。


第二天,同桌还问我,“你不是说你也要做一个吗?” 他看上去很得意的样子。


我只能借口说作业太多,没抽出时间。实际上自己却羞愧的要死。


背地里,我放学后悄悄地去了书城。买了一本德国人写的《汽车构造与维修》之类的书,回家研究。这本书,我一直保留到高中还在看。


于是,我看到了十字轴万向节的完整组装结构,才开始着手制作,当然结构上是大大简化的。


图片


筷子,必须是一头方一头园的。塑料夹片,需要硬度厚度都合适,又得方便裁剪。而最麻烦的关键部件,十字轴,却不知道怎么做。


十字轴这个东西是很罕见的,我翻遍家里的破烂也很难找到这种构造的东西。


图片

于是我盯上了家里的鞋架。


那时候家里的防盗门上挂着类似这样一个钢丝做的鞋架。


图片


我在上面发现了类似十字轴的部分材料。


你看出来了吗?


仔细看,在这里,而且有很多。


图片


那里是焊接在一起的。虽然是两根铁丝上下堆叠焊接的,两根轴线不完全在一个平面上,但是它们是相互垂直且牢固的,这就足够了。


于是我打算用老虎钳剪一个下来。但是这一剪,很难不被发现,而且鞋架就会少挂一双鞋。这样无法避免被我爸赏几个耳光。更何况这并不是我不小心的,而是蓄意为之。


但是思来想去,为了自己在同桌面前能争回这口气,我决定铤而走险。


制作很顺利,万向节运转顺畅,但就在我得意之时,听见了我爸回家的声音。


只听他大喊一声:“这是谁干的!”


我起初不敢吱声,但是他通过敏锐的观察,看出来了老虎钳剪过的痕迹。


他一看就知道,因为他年轻时也常干这种事,就是他教会我怎么用老虎钳的。于是他凶横的眼神慢慢转向我。


我只好承认是我剪的。


好在他暴怒之前多问了我一句,“你为什么要剪坏它?”


我赶紧把刚做好的十字轴万向节捧到了他的面前。


他脸上的表情瞬间变了,那个眼神有点放光,就像是我看到我同桌做出万向节的时候一样。


他用手指一转,万向节运转顺滑。


“十字轴?” 他喃喃自语道。


他抬起头看着我,眼神像个孩子。那一刻,我想他也看懂了我做了什么。


我一直没说话,他却先开口了,“没事,也就少放一双鞋。” 说着把万向节还给了我。


次日,我把做好的万向节带给我的同桌看,算是完成了我自己的承诺。


他很惊讶,因为我做的效果比他的还好。


我说因为十字轴我用了一个现成的。他自己用牙签捆绑的十字轴,在强度上,不能保证两个轴绝对垂直。


我也向他承认,在我自己做的时候其实根本不清楚万向节的构造,是偷偷买了书学的。他让我把书借给他看看,又问我十字轴是从哪里弄到的。


于是,他家的鞋架也遭了殃。


这个同桌对于汽车的热爱远超于我,平时除了学习,就是在家里搞车模,自己学喷漆什么的。


中考后,我们便不在一起了。他学习成绩非常好,上的是市重点高中,听说他高考时,因为执意要报考汽车工程方向,高考志愿只填了清华的汽车工程和一个江苏的专科汽车学院。但是因为高考发挥失常,他最终去了那个专科的学校。


这让我真心佩服。现在他是一个改装车厂的老板。


而我也阴差阳错地进了一个叫工业设计的专业。本以为与汽车的缘分已尽。


直到2020年底,在普象网上看到了越野车的设计比赛。




参加比赛,除了了结自己的一个心愿之外,还想尝试一件事,就是我这15年积累出来的设计思路,能不能实现一个人应付像汽车这样复杂方案的设计。


下图是设计要求。


图片


我看到这个设计要求的感受是这样的。


2030年,这个时间点,算是扯淡。在我看来,所有所谓未来的设计课题,设置的未来时间点都是没有意义的。设置2029年和2030年其实没什么区别。所以年份忽略不计。


反正知道面向未来就是了,所以我首先设定的就是这是一辆全电动的越野车。因为未来电动车技术会普及。


不过没想到的是,当我做完方案投稿的时候,各种电动车和电动越野车都出来了。我也想不出什么更加未来的方向了。


这个时代似乎已经不适合再设置什么未来课题了。因为也许课题刚做完,就已经实现了。


关键我看重的是非承载式车身,全路况,以BJ212为出发点,这些明确的要求。


对我来说,这意味着,底盘可以确定,包括轴距,轮距等要素都有了依据。


这非常符合我一直以来的设计模式。


熟悉我的同学都知道,我都是从轮胎开始做的。二话不说,先上轮胎。


图片

图片

轮胎建模虽然花点时间,但是因为轮胎和轮毂都是采购件,或者车主自己也喜欢更换款式,所以我并没有设计它。直接在淘宝挑选款式做出来就行了。


但万万没想到,我遇到的第一个困难就出在轮胎上。


我才发现自己一直没有搞清楚轮胎尺寸是怎么确定的。


原来我们所说的几寸几寸轮胎,其实说的都是轮毂最外侧的直径。而实际的整个轮胎直径,是由轮毂直径加上轮胎厚度得到的。轮胎的厚度又是由轮胎的宽度乘以轮胎的扁平比得到的。真是晕死。


也就是说,当我们说17寸轮胎的时候,其实说的是轮毂的尺寸,而同样的轮毂,可以安装各种厚薄款式的轮胎,它们的最大外径其实各不相同。


我咋知道这些的呢?因为建模做出来发现轮胎大小不协调。


咋办?重做呗。然后下载碟刹的卡盘和卡钳,安装进轮毂中。


接着就是要做底盘了。或者说是大梁,也就是比赛要求中所说的非承载式车身。


我本来有一本清华大学的《汽车底盘设计》的书,是我重要的知识后盾。但是在网上搜索资料的时候,我发现沐风网上有很多现成的底盘设计模型。


于是,我找到了一条新的学习的道路,就是下载三维模型,再结合书本知识,快速高效。


图片


当然底盘模型是比较贵的。下了狠心买了一个。

不过,这是轿车的底盘,也不是非承载式车身。所以不能直接用。


请注意,此时我已经产生了退缩之意了。


不知道是不是没有勇气真正开始,我还干了一些无关紧要的事,比如买了一个拼装的模型,准备自己装一遍,熟悉构造,顺便也有了实物参考。


图片

图片

图片


现在回看起来,这件事的最大价值,就是给自己一个安慰,“我能做的都做了。”


不过后来我才发现,那本《汽车底盘设计》的书基本帮不上忙,因为它主要是讲,汽油发动机,变速箱,传动系统以及油箱等的布局。但是我要做的方案是纯电动车。


我还特地上知乎搜索了一段时间,想确定纯电动越野这个方向到底是不是个方向咧。看来看去,它确实是很多人的共识,于是我才敢承认,这个方向可行,只是这本书我不再用的上了。所以我直接扔掉了那本清华大学的《汽车底盘设计》。这个瞬间,我感受到了一种时代变迁的冲击。因为就在两年前,这书还对我很有帮助。


其实我原来真的做好了心理准备,底盘悬挂系统一点一点自己建模做出来的。但后来发现,网上确实有现成且成熟的悬挂结构可以用。


其实悬挂系统,经过多年的人类探索,是没有什么巨大改进的。不同样式的悬挂确实在性能上有所区别,但那也意味着生产成本和整体重量有所不同。所以我觉得,选择现成的解决方案,直接运用是正确的方式。


于是我就选择了一个双叉臂的前悬挂和多连杆的后悬挂,给我的车,不,是给我的四个轮子,装了上去。


图片

图片

图片

大梁,和悬挂是单独找到的,所以它们之间是不匹配的。但尺寸规格是准确的。安装好之后,也进一步验证了我的轮胎尺寸是否正确。


经过拆分和调整,我把悬挂系统和底盘大梁进行了匹配。


你可能觉得这些毫无必要,汽车设计主要是个外观,是个壳。但是我长期的工作习惯始终提醒我一件事,就是壳里的东西,要确定放得下,哪怕明摆着是放的下的,也需要经过确认。


到此,这个车,还只是个有四个轮子的滑板车。它还没有动力系统。由于对纯电动汽车的动力系统我完全陌生。所以我必须停下来,从头学起,好在这个系统的复杂度,要远远低于传统燃油汽车的动力系统。


我买了本关于纯电动汽车的电机系统方面比较权威的书来看。大致了解了它的组成。在结合当时能查到的特斯拉和奥迪概念电动车的电机布局。我选择了前后独立电机的动力布局方式。


下载了电动机和逆变器的三维组件之后,把它们与底盘悬挂系统匹配起来。就有了相对完整的底盘构架。

图片

图片

接下去,就是电池的放置。


电池是技术性比较强,但却是在空间上不用做太多考虑的部件,因为它的外形可以变化,可以根据车体的可用空间来确定形态。它属于被动变量。


于是我把它尽可能铺满底盘。


图片


图片


就这样,底盘的搭建算是大致完成了。只能说是大致,因为电路系统的排线,冷却系统和空调系统的排线我都没有做,包括转向器,当然我也不打算做了。这个时刻,我分明已经感觉到心力交瘁,而真正的设计工作内容都还没有开始。


那接下去......干嘛呢?

赞赏

小小心意,大大鼓励

33收藏文章 97赞起来+1

想哥

医疗器械 · 上海市 浦东新区 花木

热门文章

我的造型能力是怎么提高的?

74赞  16评论  7513人气

可别随便地设计火星车

69赞  18评论  6246人气

工业设计师,走近医疗时

78赞  9评论  5175人气

查看更多

留言板(13

添加表情
登录后评论 添加图片
    最新 最热
    Designer-linkkon 2024-01-29
    举报 回复

    还得是想哥,太佩服了,踏踏实实地一点一点推进思考结构尺寸,respect了

    185****8967 2021-06-11
    举报 回复 2

    加个方向盘和车座就可以开了呀~

    只吃一小口 2021-05-31
    举报 回复 1

    休息一会

    老鱼 2021-05-25
    举报 回复 1

    这种文章不能简单一个赞就了事了 ,这必须安排一波评论,但是说什么好呢,跟想哥的水平比起来说什么都很苍白无力,还是只能默默点赞了

    李铁彬 2021-05-25
    举报 回复 2

    想哥我们心中已经大奖了。

    太空大菠萝 2021-05-24
    举报 回复 1

    这个文笔其实挺难练的,我感觉我们拿上笔一完整句子都蹦不出来。

    大橙子 2021-05-24
    举报 回复

    优秀

    曾经的咆哮深渊 2021-05-24
    举报 回复 1

    学到不少感谢大佬分享

    阿狸 2021-05-24
    举报 回复

    优秀呀

    可爱小伙儿 2021-05-24
    举报 回复

    膜拜

    GG爱小Jay 2021-05-24
    举报 回复

    啥也不说了,有的设计师想问题就是很深入,很细腻

    Sakura 2021-05-24
    举报 回复

    支持想哥

    设计新手 2021-05-24
    举报 回复

    不说了,先反手一个赞

    你可能还喜欢 换一换

    收藏
    创建收藏夹

    创建收藏夹

    收藏夹名称
    确定

    举报评论

    恶意辱骂,诋毁
    垃圾广告信息
    黄赌毒,诈骗信息
    政治敏感问题
    其他原因
    提交
    留言 点赞 收藏 分享

    想哥

    小小心意,大大鼓励

    赞赏金额

    ¥ 1
    ¥ 5
    ¥ 10
    ¥ 50
    ¥ 100
    其他

    赞赏金额

    微信
    支付宝
    确认支付

    最高赞赏200元

    支付宝支付

    使用支付宝扫描二维码完成支付

    微信支付

    使用微信扫描二维码完成支付

    余额支付

    当前余额:¥0.00

    支付操作会向你普象账户的注册手机号发送验证码
    请注意查收

    发送验证码
    确认支付
    支付成功
    关闭