(1)汽车的定义
美国对汽车的定义是:由本身携带的动力驱动(它包括人力、畜力和风力),装有驾驶操纵装置,能在固定轨道以外的道路或自然地域运输人员及货物或牵引其他车辆的车辆。此定义中标明了汽车的用途,但没有指明动力装置的形式,也没有对车轮数目进行限制,按照这一定义,摩托车及拖拉机均属于汽车,而装甲车和坦克等都不属于汽车。
日本对汽车的定义是:不依靠架线和固定轨道,自身带有动力装置能够在道路上行驶的车辆。这一定义中没有指明汽车的用途。按照此定义,在道路上玩耍的儿童玩具车也属于汽车。
德国对汽车的定义是:使用液体燃料,用内燃机驱动,有3个或3个以上车轮,用来载运乘员或货物的车辆。此定义中特别强调使用液体燃料的内燃机驱动,因为在1886年,德国人卡尔·本茨获得由汽油机驱动的三轮汽车的专利。
我国对汽车的定义是:由动力装置驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道且无架线的车辆,主要用于载运人员和货物,牵引载运人员或货物的车辆及其他特殊场合。按照此定义,摩托车、装甲车及坦克等均不属于汽车,而拖拉机及电瓶车等均属于汽车。
目前,通常所说的汽车一般专指由汽油(或柴油)机驱动的汽车。
(2)汽车的演化
1)箱形汽车
美国福特汽车公司在1915年生产出一种不同于马车形的汽车,其外形特点很像一只大箱子,并装有门和窗,人们称这类车为“箱形汽车”。因这类车的造型酷似欧洲贵妇人们用于结伴出游和其他一些场合的人抬“轿子”,所以它在商品目录中被命名为“轿车”,如图5.1所示。
2)甲壳虫形汽车
1934年,流体力学研究中心的雷依教授,采用模型汽车在风洞中试验的方法测量了各种车身的空气阻力,这是具有历史意义的试验。1934年,美国的克莱斯勒公司首先采用了流线型的车身外形设计。1937年,德国设计天才费尔南德·保时捷开始设计类似甲壳虫外形的汽车。从20世纪30年代流线型汽车开始普及到40年代末的20年间,是甲壳虫形汽车的“黄金时代”,如图5.2所示。
图5.1 典型箱形汽车
(www.daowen.com)
图5.2 甲壳虫形汽车
3)船形汽车
1949年,福特汽车公司推出了具有历史意义的新型V8型福特汽车。因为这种汽车的车身造型颇像一只小船,所以人们称它为“船形汽车”。船形汽车不论从外形上还是从性能上来看都优于甲壳虫形汽车,并且还较好地解决了甲壳虫形汽车对横风不稳定的问题,如图5.3所示。
4)鱼形汽车
为了克服船形汽车的尾部过分向后伸出,在汽车高速行驶时会产生较强的空气涡流作用这一缺陷,人们又开发出像鱼的脊背的鱼形汽车。1952年,美国通用汽车公司的别克牌轿车开创了鱼形汽车的时代。如果仅仅从汽车背部形状来看,鱼形汽车和甲壳虫形汽车是很相似的。但如仔细观察,会发现鱼形汽车的背部和地面所成的角度比较小,尾部较长,围绕车身的气流也就较为平顺些,所以涡流阻力也相对较小。另一方面,鱼形汽车是由船形汽车演变而来的,所以基本上保留了船形汽车的长处。但鱼形汽车同时存在着一些致命的弱点:一是由于鱼形车的后窗玻璃倾斜得过于厉害,致使玻璃的表面积增大了1~2倍,强度有所下降,产生了结构上的缺陷;二是当汽车高速行驶时汽车的升力较大,如图5.4所示。
图5.3 船形汽车
图5.4 鱼形汽车
5)鱼形鸭尾式车型
鉴于鱼形汽车的缺点,设计师在鱼形汽车的尾部安上了一个上翘的“鸭尾巴”以此来克服一部分空气的升力,这便是“鱼形鸭尾式”车型,如图5.5所示。
6)楔形汽车
“鱼形鸭尾式”车型虽然部分地克服了汽车高速行驶时空气的升力,但却未从根本上解决鱼形汽车的升力问题。设计师最终找到了一种新车型——楔形。
第一次按楔形设计的汽车是1963年的司蒂倍克·阿本提,这辆汽车在汽车外形设计专家中得到了极高的评价。1968年,通用公司的奥兹莫比尔·托罗纳多改进和发展了楔形汽车,1968年又为凯迪拉克高级轿车埃尔多所采用。楔形造型主要在赛车上得到广泛应用。因为赛车首先考虑流体力学(空气动力学)等问题对汽车的影响,车身可以完全按楔形制造,而把乘坐的舒适性作为次要问题考虑。例如,20世纪80年代的意大利法拉利跑车,就是典型的楔形造型。楔形造型对于目前所考虑到的高速汽车来说,无论是从其造型的简练、动感方面,还是从其对空气动力学的体现方面,都比较符合现代人们的主观要求,具有极强的现代气息,给人以美好的享受和速度的快捷感。日本丰田汽车有限公司的MR2型中置发动机跑车(尾部装有挠流板),可称之为楔形汽车中的代表车,如图5.6所示。
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