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单元四 汽车与环境保护 1汽车的外形 行驶在道路上的汽车外形各有不同，而确定汽车外形有三个因素，即机械工程学、人体工程学和空气动力学。机械工程学要求动力性好、操纵稳定性好等；人体工程学要求驾乘人员有足够的活动空间，舒适性好；空气动力学要求汽车行驶时空气阻力小，即汽车外形应该具有良好的流线型。所谓流线型是指空气流过不产生旋涡的理想形状，流线型应用的最高境界是飞机的机翼。但是作为汽车绝对的流线型是不现实的，目前汽车的外形均是流线型的变化型。早期汽车外形如 图4一l早期汽车外形图 图4．1所示。 1885年，德国工程师卡尔·本茨(1844—1929)在曼海姆制造成一辆装有汽油机的三轮车，拉开了汽车发虔史的帷幕。在此后的一百多年内，汽车无论是从车身造型还是从动力源或底盘、电气设备来讲，都有了很大的变化，其中最富特色、最具直观感的当数车身外形的演变。 1．1马车型车身 1885年，德国的两位工程师戴姆勒和本茨分别试制出1．1kW(1．5马力)和625W(0．8马力)单缸汽油发动机并成功地试制出第一台汽车，但当时的汽车车身基本还是沿用马车型如图4-2所示。 当时的马车型车身与我国古时的兵车车身并无本质上的区别，不过是一种箱形加上座椅，车身上部或为敞篷或为活动布篷用来避雨挡光。这样的车身难以抵挡较强烈的风雨侵袭，对于乘坐者仍然有极大的不便。 1．2箱型汽车 由于马车型汽车很难抵挡风雨的侵袭，美国福特汽车公司在1915年生产出一种新型的福特T型车，它很像一个大箱子，箱子上部装有门窗，实际上只是在原来的马车车身上做了局部的改进，人们把装有这类车身的汽车称为箱型汽车，如图4-3所示。 说起箱型车身，不由让人想到我们现在乘坐的客车，现在的客车车身不论是豪华型还是普通型，也不论车身内饰和外形如何变化，供乘客使用的空间不过是一个长方体的箱型空间，也就是说，箱型车 图4-2马车形汽车 身延续至今仍然有着不可替代的生命力。 要想高速行驶，箱型汽车并不够理想，因为它 的阻力大大妨碍了汽车前进的速度，所以人们又开 始研究一种新的车型——流线型。 1．3甲壳虫型汽车图 1934年美国的克莱斯勒公司生产的气流牌小客车， 图4-3箱形汽车外形图 首先采用了流线型的车身外形，如图4-4所示。1936年福特公司在气流的基础上，研制成功林肯和风牌流线型小客车。此车散热器罩很精炼，颇具动感，俯视整个车身呈纺锤形，很有特色。流线型车身的大量生产从德国大众开始。1933年德国的波尔舍博士设计了一种类似甲壳虫外形的汽车，如图4-5所示。 波尔舍博士把甲壳虫的自然美如实地、天才地运用到车身造型上，甲壳虫形车身迎风阻力很小，空气动力学的原理在这种车身上得到了很好的 图4-4气流牌轿车外形图 应用，也为以后在车身外形设计上运用“仿生学”开创了先河。波尔舍最大限度地发挥了甲壳虫外形的长处，使其成为同类车中之王，“甲壳虫” 也成为该车的代名词。由于第二次世界大战的原因，甲壳虫型汽车直到194年才真正大批量生产，并以一种车型累计生产超过2000万辆的记录畅销世界各地。目前，大众公司仍在生产以这种车身形状为主要外形的乘用车。 图4-5 甲壳虫形汽车外形图 1．4船型汽车 美国福特公司经过几年的努力，于1949年推出具 有史意义的新型福特V8型汽车。这种车型改变了以往汽车型的模式，使前翼子板和发动机罩，后翼子板和行李舱罩于一体，大灯和散热器罩野性成一个平滑的面，车室位于的中部，整个车身造型仿如几个长方体的几何形体拼成一船形，所以人们把这类车称为船型汽车，如图4-6所示。 福特V8型汽车的成功，不仅在外形上有所突破， 图4-6船型汽车外形图 还首先把人体工程学应用在汽车的设计上，强调以人为主体来设计便于操纵、乘坐舒服的汽车。由于船形车身使发动机前置，从而使汽车重心相对前移，而且加大了行李舱，使风压中心位于汽车重心之后，从而避免了甲壳虫形车身对横风不稳定的问题。 从20世纪50年代至今，现在的轿车无论为流线形还是在前翼子板与发动机罩之间大圆 角过渡或者在轿车尾部做变动，都能看到船型车身的影子。 1-5鱼型汽车 船型汽车尾部过分向后伸出，形成阶梯状，在高速时会产生较强的空气涡流。为了克服这一缺陷，人们把船型车的后窗玻璃逐渐倾斜，倾斜的极限即成为斜背式。这类车被称为鱼型汽车，如图4-7所示。 与甲壳虫型汽车相比，鱼型汽车的背部和地面的角度较小，尾部较长，围绕车 图4-7鱼型汽车外形图 身的气流也比较平顺，涡流阻力较小。另外鱼型汽车基本上保留了船型汽车的长处，车室宽大，视野开阔，舒适性也好，并增大了行李舱的容积。 最初的鱼型车是美国