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汽车文化
第六章 汽车开发与实验过程
1.
2.
3.
目 录
汽车设计概述
汽车试验概述
汽车制造概述
6.1汽车设计概述
6.1.1 汽车车身设计
汽车造型设计是根据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状，其目的是吸引和打动观众，使其产生拥有的欲望。汽车造型设计是外部和内部设计的总和，它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。它虽然是车身设计的最初步骤，但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。
6.1.1 汽车车身设计
汽车造型主要涉及科学和艺术两大方面。设计师需要懂得车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图、声学和光学知识。同时，设计师更需要有高雅的艺术品味和丰富的艺术知识，如造型的视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学等等。另外，汽车作为一种商品，设计师还要考虑成本和顾客的心理需求。设计师在精通这些知识的基础上，不断推陈出新，创作更富魅力的汽车形体。
6.1.1 汽车车身设计
汽车车身一般由车身壳体、车门、车窗、车身附件、车内外饰件等著称，它是体现汽车外部特征的重要标志。车身除了要满足遮风避雨、隔尘保温等基本功能外，还应该在机械强度上满足承受载荷、确保行车安全和使用寿命的要求。同时，还应该符合行驶阻力小、升力小的要求，保证车内良好的通风条件和发动机足够的散热条件，并最大限度的满足人体乘坐生理和心理舒适性。此外，从满足大众审美需求的角度，体现时代审美的特性。由于汽车产品使用地域广阔，汽车造型往往还必须经受各种民族、宗教和生活习性的考验。
6.1.1 汽车车身设计
1.制订产品开发规划
在汽车产品开始技术设计之前，必须制订产品开发规划。
首先，必须确定具体的车型，就是打算生产什么样的汽车。
其次是进行可行性分析，根据用户需求、市场情况、技术条件、工艺分析、成本核算等，预测产品是否符合需求等。
第三步是拟定汽车的初步方案，通过绘制方案图和性能计算，选定汽车的技术规格和性能参数。
最后一步是制定出设计任务书，其中写明对汽车的形式、各个主要尺寸、主要质量指标、主要性能指标以及各个总成的形式和性能等具体要求 。
6.1.1 汽车车身设计
另外需要说明的是汽车的概念设计。概念设计和概念车（图6-1）在近年来逐渐兴起。概念设计，是对下一代车型或未来汽车的总概念进行概括描述，确定汽车的基本参数、基本结构和基本性能的设计。概念设计同样需要研究产品的开发目的、技术水平、企业条件、目标成本、竞争能力等。概念设计可能只停留在图纸上和文件上的描述，称为“虚拟的”概念车；也可能制造出实体的样车供试验和研究。概念设计可能只是一种参考方案或技术储备，也有可能纳入正式的产品开发规划。所以概念设计只供产品开发参考，但也有可能成为正式产品开发规划的重要组成部分，—成为新一代车型的初步设计。
6.1.1 汽车车身设计
2.初步设计
汽车初步设计的主要任务是构造汽车的形状设计，主要包括如下内容：
(1)汽车总布置设计总布置设计(又称初步造型)，是将汽车各个总成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。在这个阶段，需要绘制汽车的总布置图，绘出发动机、底盘各总成、驾驶操作场所、乘员和货物的具体位置以及边界形状，也包括零部件的运动(如前轮转向与跳动)范围校核。经过汽车总布置设计，就可确定汽车的主要尺寸和基本形状。
6.1.1 汽车车身设计
(2)效果图是表现汽车造型效果的图画。造型设计师根据总布置设计所定出的汽车尺寸和基本形状，就可勾画出汽车的具体形象。效果图又分为构思草图和彩色效果图两种。构思草图（图6-2）是记录造型设计师灵感的速写画。彩色效果图（图6-3）是在构思草图的基础上绘制的较正规的绘画，需要正确的比例、透视关系和表达质感。在现代设计过程中，还可以利用计算机建立汽车外形的数学模型，将上述过程通过计算机虚拟技术进行设计评价（图6-4）。
6.1.1 汽车车身设计
(3)制作缩小比例模型
缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成。效果图之后，设计师们开始根据图纸制造油泥模型，一般模型为1：5。造型泥是一种油性混合物，又称油泥，在常温下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前须经烘烤。缩小比例模型（图6-5）是在彩色效果图的基础上更进一步表达造型构思，具有立体形象，比效果图更有真实感，要求比例严格、曲线流畅、曲面光顺。雕塑一个缩小比例汽车模型，需要从各个角度审视，反复推敲，精工细雕，因而很难在两三天内完成。
6.1.1 汽车车身设计
(4)召开选型讨论会
经过初步设计，绘制出一批彩色效果图和塑制出几个缩小比例模型，就可以召开选型讨论会。会议的目的是从若干个造型方案中选择出一个合适的车型方案，以便作为技术设计的依据。选型讨论会主要讨论审美问题，但也涉及结构、工艺等方面，说明选定车型的造型构思，确定汽车的初步设计。
6.1.1 汽车车身设计
3.技术设计
(1)确定汽车造型
1)绘制胶带图。胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的1:1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形曲线（图6-6）。胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为止。胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进一步修订。
6.1.1 汽车车身设计
2)绘制1：1整车外形效果图。单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩习、比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。打个比方，雏鸡看上去很小巧可爱，若放大5倍就显得太胖太臃肿。汽车也是一样，缩小比例模型上某些圆角或曲线看上去很小巧雅致，放大5倍后就显得笨拙臃肿。因此，汽车形状的最后确定，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而应经过1：1效果图和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。
6.1.1 汽车车身设计
3)制作1：1外部模型。1：1外部模型是汽车外形定型的首要依据。根据缩小比例模型的放大数据，结合胶带图和1：1效果图的的修订情况，就可以制造1：1外部模型。这个模型是在一个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所以制造一个1：1外部模型的时间很长，通常需要几个星期（图6-7）。
6.1.1 汽车车身设计
4)制作1：1内部模型。1：1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸。1：1内部模型与1：1外部模型同时制作，其设计和尺寸相互配合。1：1内部模型的形状、色彩、覆盖饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使人具有置身于真车室内的感觉。（图6-8）
6.1.1 汽车车身设计
5)造型的审批。1：1外部模型、内部模型、效果图完成后，需要交付企业最高领导审批，使汽车最终定型。
汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段，大公司为了击败对手会采用频繁更换车型的手段，对汽车造型设计的需求就十分迫切，并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。如有需要，1：1实体模型可作为汽车展览的样车（图6-9），向社会公众展示，有次进一步了解各类消费人群对汽车造型的认可程度。
6.1.1 汽车车身设计
6)确定汽车结构
汽车造型审定后，就可以着手进行汽车结构设计。汽车的结构设计，是确定汽车整车、部件(总成)和零件的结构。也就是说，设计师需要考虑由哪些部件组合成整车，又由哪些零件组合成部件。
在设计时，设计师必须无条件地执行国家制定的有关法规和标准。对于出口的产品，还必须执行外国的标准，如ISO(国际标准化组织)、SAE(美国汽车工程师协会)、JIS(日本工业标准)、EEC(欧洲经济共同体)、ECE(欧洲经济委员会)等标准。图纸绘制成后，需要将部件和零件按照它们所属的装配关系编成组及其下属的分组号码。每个部件、每个零件及其图纸都给定一个编号，以便于对全部图纸进行管理。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
1.乔治亚罗与 Italdesign（意大利设计）公司
在世界汽车设计领域，有两个名字无人不知，那正是来自意大利的Italdesign意大利设计公司和被评为“世纪设计大师”的乔治亚罗（Giorgetto Giugiaro）。对于这个值得骄傲的称号，乔治亚罗（图6-10）是当之无愧的，不论是他设计的为数众多、遐迩闻名的名车，还是他所创立的目前全球效益最好也是规模最大的汽车设计室来看，乔治亚罗和他的设计室已经成为汽车设计领域经典的象征。这位意大利设计天才不仅为我们留下了可以品味百年的经典作品，对于全球汽车行业的进步更是起了重要的推动作用。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
乔治亚罗毕业于都灵美术学院，17岁进入菲亚特汽车公司工作。Ital design由乔治亚罗和工程师曼托瓦尼创立于1968年，主要给国际汽车生产商提供汽车样式、工艺和原型生产。许多世界著名车厂与之有着良好的合作关系，客户群庞大而稳定。
Italdesign拥有完备而先进的硬件设施，公司占地面积42，000平方米，拥有CAD/CAM工作站系统450套，数控机床16台，不同吨位的冲压机10台，激光切割机器人6台，三维坐标测量仪 15台，原型车生产线 3条，其规模已接近普通小车厂。Italdesign同时有着一支十分庞大的设计队伍，名气和高薪是吸引设计师的重要原因，能为这样的设计室工作是每个汽车造型师的梦想。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
不过拥有骄人成绩的乔治亚罗也不是一步登天，这位设计大师也是凭借自己的努力和超人的天赋，在不断的磨砺中取得令人瞩目的成绩。当初的乔治亚罗加入了有着悠久历史的博通设计室，师从吕思奥·博通。吕思奥·博通的教诲深深影响了乔治亚罗，拓展了他的创作空间，使他的天赋得以展现，同时造就了乔治亚罗惊人的想象力。人们说，博通先后造就了两位设计大师，其中之一就是乔治亚罗，另一位是设计出兰博基尼跑车的马塞罗·甘迪尼。
在博通的这段时间，乔治亚罗创作了许多以实用性为主的汽车，大受欢迎，同时也确立了自己朴实、简练、细腻、流畅的实用风格。后来由于种种原因，乔治亚罗离开了博通，来到设计风格更适合自己的GHIA设计室，但是在这儿他却没有多少优秀的作品问世。1968年乔治亚罗自立门户，与著名的汽车工程师曼托瓦尼一起成立了Italdesign，并为此倾注了他全部的心血。乔治亚罗不仅是一位优秀的造型设计师，他还具有企业管理的天赋，在他的领导下，设计室规模日渐壮大、生意红火。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
据称，世界上现有2500多款他设计的汽车在行驶着，除了一些著名的法拉利、阿尔法·罗米欧和蓝旗亚车型之外，在历史上获得卓著成功的菲亚特家庭轿车如熊猫（Panda）、乌诺（Uno）、鹏托（Punto）、Spark、派力奥等都是出自这位大师之手。可以说在很大程度上，乔治亚罗和他的设计室已经成为汽车设计领域经典的象征。图6-11为2009年Italdesigns设计室设计的Frazer-Nash概念车。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
2. Pininfarina（平尼法利那）设计室
以设计法拉利而闻名于世的设计公司，从数几十年开始，法拉利就与位于意大利都灵的平尼法利那设计室密不可分。平尼法利那设计室由BattistaFarina创立于1930年，从50年代开始将汽车设计作为经营业务。而SergioFarina从父亲手里接过设计室后，更将法拉利车系的精彩推向了顶点。在SergioFarina的家里都叫他Pinin。后来他干脆把这个称呼和他的真名字结合在一起，由此诞生PininFarina（平尼法利那）。
平尼法利那的强项是设计名贵的跑车。除了法拉利，平尼法利那还负责了一些超级跑车及很多欧洲、美洲及亚洲畅销车型的设计，在其产品上面，也都标有字母“f”——这是平尼法利那用来标志其开发的产品的符号。图6-12为Pininfarina（平尼法利那）设计室为法拉利设计的Pininfarina Ferrari P4-5概念车。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
3. Bertone（博通）设计室
由大名鼎鼎的汽车设计大师吕思奥·博通（Nuccio Bertone图6-13）创立。以成立90周年的BERTONE不仅在汽车设计方面占有霸主地位，而且在引领当今汽车设计潮流方面也发挥着不可忽视的作用。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
Nucci Bertone是汽车设计界最德高望重的人物，早在1910年已经在车身工场当学徒，30年代开始从事造型设计。与Pininfarina一样，设计室也一直涉足于车身生产领域，具有很悠久的优良工艺传统。作品线条硬朗，勇于探索，具有强烈的科幻风格。
如果说三大设计公司中Italdesign是实用派，平尼法里是艺术派，那么博通属于风格派。Nucci Bertone本人是出色的设计师，但他的设计室也有很多外聘的设计师。他尤其欣赏有天份的年轻人，并努力发掘和提拔他们，最出色的两个徒弟是乔治亚罗和马塞罗·甘迪尼，这也是备受尊崇的一个重要原因。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
作为世界三大汽车设计室之一的博通是一家拥有2200名设计人员并可以年产7万辆汽车的大型设计集团，完成了不计其数的汽车产品设计，包括从超级兰博基尼跑车到更为朴实雪铁龙XM 、Xantia 以及大家非常熟悉的 ZX。在概念车设计上，博通也同样制造了令人羡慕的记录。虽然BERTONE的车型设计十分的激进，但很多量产车型仍然大量的吸收了它们的设计元素，如阿尔法·罗密欧的 Giulietta.Sprint 和 Giulia-GT ，菲亚特的 850Spider 和X-1/9，蓝旗亚的Stratos 和非常经典的兰博基尼的 Miura 和 Countach（图6-14） 等。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
4． ZAGATO（扎格托）设计室
ZAGATO设计室也称米兰交通工具设计中心，是汽车界历史最悠久的设计公司，位于意大利时装之都米兰北部郊区。公司创始人Ugo Zagato，其儿子Elio Zagato（图6-15）是汽车设计领域受人尊敬的大师，在他的设计生涯中创造过许多脍炙人口的作品。此外他还是一名赛车手，取得过不少GT赛事的胜利。在汽车设计领域，他继承了家族的天赋。自上世纪五十年代起，他创造了许多经典作品，包括法拉利250 GTZ、玛莎拉蒂A6G、阿斯顿-马丁DB4 Zagato等。到了八十年代末，他又与朋友Ercole Spada一起推出了具有传奇色彩的阿尔法-罗密欧SZ、TZ和TZ2系列车型。Elio Zagato开创了Zagato品牌经典的双曲线车顶，并将树脂玻璃应用于汽车以实现轻量化。Elio Zagato2009年9月14日与世长辞，享年88岁。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
ZAGATO设计室规模相当宏大，总占地33000平方米，共分为三个部分：造型设计与机械工程分部、比例模型制作分部以及原型车生产分部。设计室可按照客户要求，进行现代化的造型设计、模型、原型车制作的流程服务。ZAGATO设计室拥有庞大的设计队伍，全部设计人员由欧洲高等设计学府毕业，在世界各大车厂、研究室有3-5年的设计工作经验。ZAGATO同时还拥有大型的CAD-CAE工作站。ZAGATO在美国佛罗里达还设有设计中心，拥有25名来自美洲的设计工作人员。ZAGATO除了汽车设计以外，业务范围还包括航空、船舶等交通工具设计，以及其他工业设计。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
ZAGATO除了打造量产车型外，公司也为其他汽车品牌制造独特的一体化车身和原型车，福特、捷豹、MG、Rover、沃尔沃、Bristol和劳斯莱斯都是合作伙伴。
每当有ZAGATO这个名字出现的时候，伴随而来的就是经典、独特、前卫、奢华与唯一！而ZAGATO身旁，每次也一定会出现一个世界顶级的汽车品牌，ZAGATO的作品很多，但全部都产量极小，绝大部份是为车厂设计的特别型号，再由ZAGATO负责生产。图6-15为2009年ZAGATO设计的Perana Z-One。ZAGATO的作品往往都是造价昂贵，设计独特，很难量产。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
5.DE.A（迪雅）公司
I.DE.A汽车工程发展协会与“三巨头”一样以量产车为主要业务，论营业额是目前第四大汽车设计公司，“I.DE.A”的意思是“Italian Designed Automobile”。成立于1978年，创始人弗朗科·曼特伽扎，目前还属于很年轻的公司，风格方面比较平淡。领导者在选拔人才时偏向工程师而不是设计师，因而从一开始，该公司的目标就在于车的体系结构和高级的工艺。
早期公司只有10名雇员，经过稳步发展，现在在都灵市郊的蒙卡利埃里已经有6家运营单位，拥有汽车专家约300人。现在给世界各地的汽车制造商提供整套的服务，从风格设计到原型生产，并扩展到产品设计领域。
从2000年起，I.DE.A全资归属于瑞士跨国公司Group Rieter。公司主要为全球汽车制造商提供车身和工程设计。作为I.DE.A全球三大技术中心，上海技术中心已经于今年1月正式成立，目前在中国已经有三个主要的大客户，而来自中国的业务已经占到其总营业额的40%。长安CM8就是其作品。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
6.Ghia（吉亚）公司
在Italdesign成立之前，Ghia是意大利实用型汽车设计的代表，原因也很简单，它当时的首席设计师正是乔治亚罗。后来Ghia被福特汽车公司收购，目前虽然仍是以独立设计公司的名义存在，但实质上是该公司的一个特殊开发部门。近年的作品都是基于福特公司量产车的特别改型车，往往在车型的名称后面带有Ghia的字样。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
7.STOLA公司
STOLA的主要业务是制作原型车，是当今世界首屈一指的原型车制作专家。原型车的设计方案来自客户，公司只负责将方案实现为原型，以用于车展等场合。由于是单件制作且不用考虑生产的可行性，这些原型车从车身钣件、涂装到内饰都是精品，STOLA的价值就在于其精湛无比的工艺。这是一个很狭窄却又不可或缺的行业，日本也有几家类似的展车承制公司，但STOLA的规模和水平都处于世界顶级地位。
6.1.2 世界著名汽车设计公司
8．马塞罗·甘迪尼Marcello Gandini
马塞罗·甘迪尼生于1938年，与乔治亚罗（也是生于1938年）是同门师兄弟。Gandini是Nucci Bertone最宠爱的徒弟，Betone形容他在跑车设计方面简直是天才。Gandini设计了多款经典跑车，在整个70年代他的出色作品比Nucci Bertone本人的还要多，为建立Bertone的声誉立下汗马功劳。时至今日还能数出一大批由他设计的烩炙人口的车款，几十辆经典车型都诞生在他的笔下，而隶属兰博基尼旗下的车型，就有Miura、Urraco、Jarama、Countach、Diablo（图6-17）五款是甘迪尼的作品，并且它们件件都是丰碑，永远都是经典，轰动了全世界车坛。他不仅仅只为兰博基尼做设计，好作品还包蓝旗亚Stratos、菲亚特X1/9等等，被称为天才车身设计师。
6.2汽车试验概述
现代汽车无论在设计制造阶段还是在使用过程中，都离不开试验。一方面通过试验来检验设计结果，另一方面汽车在使用过程中，其技术性能始终处在不断变化中。只有通过试验验证，才能确保汽车技术性能的完好和行驶过程中的安全性。所以在汽车开发和使用过程中始终有试验相伴随，试验占有十分重要的位置。
汽车试验从实验目的来分，可以分为产品开发试验、生产质量控制试验和使用性能评价试验三类，前两者是汽车开发和生产过程中为了检验开发结果、改进设计、产品定型和控制生产制造质量而进行的试验，后者是为确保车辆使用安全性、环保性以及满足各种质量和性能评估而进行的试验。
按照试验场地不同又可分为试验场试验和试验室试验两种，前者是在专门为测试汽车性能设计的专用试验场上进行，后者则属于室内试验。根据试验对象不同，也可将汽车试验分为整车试验和零部件试验，它们从不同的技术角度对汽车产品进行考核。
6.2.1 试验场试验与室内试验
1.汽车场地试验
汽车试验场，亦称试车场，是重现汽车使用过程中遇到的各种道路条件和使用条件，进行汽车整车道路试验的场所，为满足汽车的试验要求，汽车试验场将实际存在的各种道路经过集中、浓缩、不失真地强化形成典型化的道路。
汽车试验场（图6-18）的主要试验设施是集中修筑的各种试验道路，如高速环形跑道、高速直线跑道、可靠性强化试验路段、耐久性试验跑道、爬坡试验路以及特殊试验路段。(如噪声试验路段、“比利时路”、搓板路、随机波形路、扭曲路、越野路、涉水路等)。 汽车在其中可以进行最高车速试验、行驶稳定性和平顺性试验、爬坡能力试验、燃油消耗经济型试验、转向操纵性能试验、制动性能试验、特种路面的通过性试验以及混合各种道路状况的可靠性、耐久性试验等。
6.2.1 试验场试验与室内试验
由于汽车使用中所遇到的道路条件和气候条件复杂，汽车必须能经受得起各种地域和各种气候环境的考验，所以，除了上述各种试验条件外，汽车还必须接受各种气候环境的考验，其中包括气温高达50~60℃的热区试验和低至—40~50℃的寒区试验以及特殊潮湿环境下的耐腐蚀试验等，用以考验汽车产品在高热、高寒、高湿、高盐等环境下整车及零部件的使用性能。
由于汽车试验在汽车开发过程中处于极为重要的地位，许多汽车企业都投入巨额资金修建大型的汽车综合试验场，例如通用汽车公司的密尔福德试验场、日本汽车研究所试验场、英国汽车工业研究协会(MIRA)试验场、我国海南汽车试验场等。
6.2.1 试验场试验与室内试验
2.汽车室内试验
室内试验主要有转鼓试验台试验、风动试验、碰撞试验等。
转鼓试验台（图6-19）是进行汽车试验所需的典型室内模拟试验装置，它以接触的可旋转转鼓，模拟地面与车轮接触，用飞轮模拟汽车的惯性，加载装置模拟汽车行驶阻力，采用计算机对上述装置加以精确控制，再现汽车各种复杂的行驶工况，从而完成单纯依靠驾驶员所无法实现的试验。
6.2.1 试验场试验与室内试验
风洞试验室（图6-20）是研究检验汽车空气动力特性的专用试验设施，在它的内部可以产生可控制的气流，通过精密的测试手段，测试出车身表面各种所需的参数，对于改善汽车空气动力稳定性，减少空气阻力，降低空气噪声，提高动力性，以及改进车内通风换气能力，都具有十分重要的意义。新车在造型设计阶段，必须将汽车制成风洞试验模型进行风洞试验，以便改进汽车的形状，提高空气动力性能（图6-21）。
6.2.1 试验场试验与室内试验
为了测试汽车内外噪声水平，需要建立专门的噪声试验室，以避免噪声环境对试验结果的影响，以及声波在环境中反射所产生的干扰。配备转鼓试验装置的噪声试验室可以模拟测试汽车行进过程中各种系统所发出的噪声水平，还可以分析研究车内降低噪声的效果。
碰撞试验（图6-22）是考核汽车安全性能的典型试验之一，需要在专门的试验室内完成。试验室配备有给车辆加速的张紧机构、试验台车，安装有各种测试仪器的车内假人、人工壁障和相关的测试设备组成的测试系统。
6.2.1 试验场试验与室内试验
考察汽车碰撞安全性能的试验主要分为前碰撞和侧碰撞两种，前者靠加速装置的作用将被试车辆速度提升至规定的碰撞车速，让其按照要求的方式与壁障发生碰撞，后者则将活动壁障加速到一定速度后与静止的被试车辆相碰撞，借助高速摄像和各种测试仪器记录下碰撞过程中，汽车吸收碰撞能量的能力和变形过程，以及人体与车辆发生碰撞的力量，以此来评价汽车结构设计的合理性和人体在车内的安全程度。
6.2.1 试验场试验与室内试验
为了客观的评价汽车的安全性能，许多国家还推出了新车安全评价规程——NCAP。NCAP最早在美国开展并已经在欧洲国家、日本等发达国家运行多年的试验评价规程，一般由政府或具有权威性的组织机构，将在市场上购买的新车型进行碰撞安全性能测试、评分和划分星级，向社会公开评价结果。
由于NCAP所具有的客观公正性使得它很快为消费者所认同，并直接影响汽车在市场上的产品形象，所以汽车生产企业普遍对NCAP结果非常重视，甚至会将这种评定结果作为其产品开发的重要依据。
6.2.1 试验场试验与室内试验
近些年来，澳大利亚、韩国、印度等国也相继开始建立本国的NCAP。我国汽车技术研究中心在深入研究国外NCAP的基础上，结合我国的汽车标准法规和道路交通实际情况，确定了C-NCAP的试验标准和评分依据。C—NCAP测评主要针对乘用车，并且是最近2年内新上市且销量排名前列的车型。表6-1所示为我国C-NCAP与国外NCAP测试方法的对比。
正面100%重叠刚性壁障（Km/h） 正面40%重叠可变形壁障（Km/h） 可变形壁障侧面碰撞（Km/h） 假人布置
C—NCAP 50 56 50 前排2个+后排1个
美国（NHTSA） 56 - 62 前排2个
美国(IIHS) - 64 51 前排2个
日本NCAP 55 64 55 前排2个
欧洲NCAP - 64 50 前排2个
6.2.1 试验场试验与室内试验
C-NCAP要求对一种车型进行车辆速度50Km/h与刚性固定壁障100%重叠率的正面碰撞、车辆速度56Km/h对可变形壁障40%重叠率的正面偏置碰撞、可变形移动壁障速度50Km/h与车辆的侧面碰撞等3种碰撞试验。每项试验满分为16分，3项试验总得分为48分，另外，对安全带提醒装置及侧气囊分别有2分和1分的加分，所以最高得分为51分（具体见表6-2）。根据试验数据计算各项试验得分和总分，由总分多少参照表6-3的星级划分对试验车辆进行星级评价。
6.2.1 试验场试验与室内试验
正面100%碰撞（16分）
头——5分
颈——2分
胸——5分
大腿——2分
小腿——2分
正面40%偏置碰撞（16分）
头——4分
胸——4分
大腿——4分
小腿——4分
侧面碰撞（16分）
头——4分
胸——4分
腹部——4分
骨盆——4分
6.2.1 试验场试验与室内试验
总分 星级
≥50分 5+（★★★★★☆）
≥45分且<50分 5（★★★★★）
≥40分且<45分 4（★★★★）
30分且<40分 3（★★★）
≥15分且<30分 2（★★）
<15分 1（★）
表6-3 C-NCAP评分与星级对比表
6.2.2 汽车整车试验与零部件试验
1.汽车整车试验
汽车整车性能试验汽车性能试验是为了测定汽车的基本性能而进行的试验。主要包括以下这些试验：
(1)动力性能试验 对常用的3个动力性能指标，即对汽车的最高车速、加速和爬坡性能进行实际试验。最高车速试验的目的是测定汽车所能达到的最高车速，我国规定的测试区间是1．6km试验路段的最后500m。加速试验一般包括起步到给定车速、高速挡或次高速挡，以及从给定初速加速到给定车速两项试验内容。爬坡试验包括最大爬坡度与爬长坡两项试验。最大爬坡度试验最好在坡度均匀、测量区间长20m以上的人造坡道上进行，如果人造坡道的坡度对所测车不合适(例如坡道过大或过小)，可采用增、减载荷或变换排挡的办法做试验，再折算出最大爬坡度。爬长坡试验主要用来检查汽车能否通过坡度为7％—10％、长10km以上的连续长坡，试验中不仅要记录爬坡过程中的换挡次数、各挡位使用时间和爬坡总时间，还要观察发动机冷却系统有无过热，供油系统有无气阻或渗漏等现象。
6.2.2 汽车整车试验与零部件试验
(2)燃料经济性试验 通常做道路试验或做汽车测功器(亦即转鼓试验台)试验，后者能控制大部分的使用因素，重复性好，能模拟实际行驶的复杂情况，能采用各种测量油耗的方法，还能同时测量废气排放。
(3)制动性能试验 汽车制动性能的优劣直接关系到汽车行驶的安全性，用制动效能和制动效能的稳定性评价。常进行制动距离试验、制动效能试验、热衰退和恢复试验、浸水后制动效能衰退和恢复试验等。
6.2.2 汽车整车试验与零部件试验
(4)操纵稳定性试验 试验类型较多，如用转弯制动试验评价汽车在弯道行驶制动时的行驶方向稳定性；用转向轻便性试验评价汽车的；转向力是否适度；用蛇形行驶试验来评价汽车转向时的随从性、收敛性、转向力大小、侧倾程度和避免事故的能力；用侧向风敏感性试验来考察汽车在侧向风情况下直线行驶状态的保持性；用抗侧翻试验考察汽车在为避免交通事故而急打方向盘时汽车是否有侧翻危险；用路面不平度敏感性试验来检查汽车高速行驶时承受路面干扰而保持直线行驶的能力；用汽车稳态回转试验确定汽车稳态转向特性等。
6.2.2 汽车整车试验与零部件试验
(5)平顺性试验 平顺性主要是根据乘坐者的舒适程度来评价的，所以又叫做乘坐舒适性，其评价方法通常根据人体对震动的生理感受和保持货物的完整程度确定。典型的试验有汽车平顺性随机输入行驶试验和汽车平顺性单脉冲输入行驶试验，前者用以测定汽车在随机不平的路面上行驶时，其震动对乘员或货物的影响；后者用以评价汽车行驶中遇到大的凸起物或凹坑冲击震动时的平顺性。
6.2.2 汽车整车试验与零部件试验
(6)通过性试验一般在汽车试验场和专用路段上进行该试验。通过性是指汽车在一定的载重下以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带（松软地面、沙漠、雪地、沼泽等）以及克服各种障碍（陡坡、侧坡、台阶、壕沟等）的能力。汽车通过性常用单位车重的挂钩牵引力来评价。在松软地面上，土壤对驱动轮的推力和车轮遇到的土壤阻力之差称为挂钩牵引力。挂钩牵引力是汽车越野行驶的一种贮备，可用以克服坡道、不平路面的阻力。
6.2.2 汽车整车试验与零部件试验
(7)安全性试验 安全性试验项目很多，而且耗资巨大。可以进行实车撞车试验，也可以进行模拟试验或撞车模拟计算。但不少国家规定新车型必须经过实车撞车试验，以验证其撞车安全性。在撞车试验中需用假人(又称人体模型 图6-23)进行试验，对人体模型的要求是，其质量、尺寸分布，主要骨骼关节和动作等尽量逼近真人，又要容易测定各部位的加速度、载荷和变形。人体模型价格较高，因此也要求具有高的耐用性。当进行车内装置(如安全带、座椅、方向盘、仪表板等)抗冲撞能力试验时，为节省开支常用撞车模拟装置进行，它以装有人体模型的平台车代替实车，摸拟以一定初速运动的汽车撞击固定壁后部件的减速度特性，从而研究冲击能量的吸收情况。
6.2.2 汽车整车试验与零部件试验
2.汽车零部件试验
尽管汽车零部件种类繁多，其试验通常是性能、强度、耐久性等内容。发动机是汽车中最重要的总成，其性能试验主要有功率、怠速、空转特性、负荷特性、调速特性、起动、机械效率、多缸工作均匀性、排放和噪声等试验。对发动机的重要零部件(如曲轴、连杆、活塞等运动件和缸盖、缸体等固定件)应进行强度试验，整机和重要部件常需进行耐久性试验，重要部件的耐久性试验可在专门的试验台上进行，整机的耐久性试验则在发动机台架上进行。
为了缩短试验时间，通常强化试验条件，如在额定工况、全负荷最大扭矩工况、超负荷超转速工况下运转。耐久性试验前后要全面测量尺寸和性能，以便评价磨损情况和动力性、经济性、排放等指标的稳定程度。
6.3 汽车制造概述
6.3.1 汽车制造工艺
1.铸造
铸造是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中，冷却凝固后而获得产品的生产方法。在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约占全车重量10％左右，如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。砂型制成后，将铁水灌入砂型的空腔中。
6.3.1 汽车制造工艺
2．锻造
在汽车制造过程中，广泛地采用锻造的加工方法。锻造分为自由锻造和模型锻造。自由锻造是将金属坯料放在铁砧上承受冲击或压力而成形的加工方法。汽车的齿轮和轴等的毛坯就是用自由锻造的方法加工。模型锻造是将金属坯料放在锻模的模膛内，承受冲击或压力而成形的加工方法。模型锻造有点像面团在模子内被压成饼干形状的过程。与自由锻相比，模锻所制造的工件形状更复杂，尺寸更精确。汽车的模锻件的典型例子是：发动机连杆和曲轴、汽车前轴、转向节等。
6.3.1 汽车制造工艺
3．冷冲压
冷冲压或板料冲压是使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。采用冷冲压加工的汽车零件有：发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及大多数车身零件。这些零件一般都经过落料、冲孔、拉深、弯曲、翻边、修整等工序而成形。
4.焊接
焊接是将两片金属局部加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。在汽车车身制造中应用最广的是点焊。
6.3.1 汽车制造工艺
5．金属切削加工
金属切削加工是用刀具将金属毛坯逐层切削；使工件得到所需要的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金属切削加工包括钳工和机械加工两种方法。钳工是工人用手工工具进行切削的加工方法，操作灵活方便，在装配和修理中广泛应用。机械加工是借助于机床来完成切削的，包括：车、刨、铣、钻和磨等方法。
6．热处理
热处理是将固态的钢重新加热、保温或冷却而改变其组织结构，以满足零件的使用要求或工艺要求的方法。加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢，可使钢产生不同的组织变化。铁匠将加热的钢件浸入水中快速冷却(行家称为淬火)，可提高钢件的硬度，这是热处理的实例。热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。
6.3.1 汽车制造工艺
7．装配
装配是按一定的要求，用联接零件(螺栓、螺母、销或卡扣等)把各种零件相互联接和组合成部件，再把各种部件相互联接和组合成整车。无论是把零件组合成部件，或是把部件组合成整车，都必须满足设计图纸规定的相互配合关系，以使部件或整车达到预定的性能。
如果你到汽车制造厂参观，最引人入胜的是汽车总装配线。在这条总装配线上，每隔几分钟就驶下一辆汽车。汽车随着传送链移动至各个工位并逐步装成，四周还有输送悬链把发动机总成、驾驶室总成、车轮总成等源源不断地从各个车间输送到总装配线上的相应工位。在传送链的起始位置首先放上车架(底朝天)，然后将后桥总成(包括钢板弹簧和轮毂)和前桥总成(包括钢板弹簧、转向节和轮毂)安装到车架上，继而将车架翻过来以便安装转向器、贮气筒和制动管路、油箱及油管、电线以及车轮等，最后安装发动机总成(包括离合器、变速器和中央制动器)，接上传动轴,再安装驾驶室和车前板制件等。至此，汽车就可以驶下装配线（图6-24）。
6.3.1 汽车制造工艺
6.3.2 汽车生产方式特点
1.高度分工的专业化生产方式
世界上汽车生产过程一般都是遵循由零件到总成再到整车的技术路线，即先由若干零件组合成部件，再有小的部件组成大的总成，通过总成的组合形成系统，最终由系统构成完整的汽车。
一辆汽车由成千上万个零件组成，为了能够适应汽车生产的多品种、大批量、专业化和系列化需求，企业都尽可能得降低产品开发成本，以小投入风险获得更大利益回报。现在的汽车生产已经逐步形成了以整车生产厂家为核心，以汽车总成生产厂家为依托，以汽车零部件企业为基础的“积木式”生产方式。汽车零部件生产厂商自身具有强大的技术开发能力，拥有十分先进的生产手段，能够同时向多家汽车制造厂家提供他们所需要的质优价廉的零部件和总成产品。发达的零部件供应渠道使得汽车生产厂可以根据自己的生产需要，选择从部分重要零部件直至全部零部件外购的生产方式，使得汽车制造厂变成只掌握汽车基础技术的装配厂，随着世界汽车零部件工业全球化采购的到来，这种生产方式已经越来越成为一种发展趋势。
6.3.2 汽车生产方式特点
高度专业化分工的生产模式不仅表现在整车厂与配套的零部件厂之间，而且还体现在汽车整车和零部件厂的内部生产方式上。为了适应大批量生产的要求，无论在整车厂，还是在零部件厂的内部，产品加工严格按照工序安排加工设备和人员，从而简化了对每一个工位工人的技术要求，只要生产过程组织得当，协调流畅，就可以用简单单一的劳动达到快速生产的目的。同时，生产过程中的技术和质量控制等关键因素，从需要依赖制造工人转变为依赖生产管理和技术设计人员，从而提高了质量，充分体现出高技术对现代工业产品的核心作用。
6.3.2 汽车生产方式特点
2.大规模生产的流水作业
流水线是20世纪初由美国福特公司首创的生产方式，他们将轨道和运输小车布置在安装车间内，形成汽车装配的流水线，让位置相对固定的工人以工位的形式只面对小车上移动的对象完成单一的装配动作，从而提高装配的质量和效率。这是一种适合大批量生产的高效生产模式。
在现代汽车制造过程中，装配流程的自动化程度很高，工厂的布局完全按照装配需要进行设计。由于汽车结构的复杂性，一辆汽车的装配往往需要多条这样的流水线，如发动机装配流水线、变速器装配流水线、车身冲压流水线、整车装配流水线等，其中车身冲压、焊接几乎全由自动化设备完成（图6-25），车装配流水线大部分工作均靠人工完成（图6-25）。
6.3.2 汽车生产方式特点
3.标准化指导下的互换制
为了实现快速的大批量生产，在汽车设计和生产中广泛采用互换性的加工方式。这是以零件的公差配合理论为基础，对每一个加工的零件精度实施严格的科学控制，最终达到让任何一个零部件均可在不同的机器上实现互换，从而大大简化了安装过程，提高生产效率，方便使用和维护。
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