Автолюбителю

Легковые автомобили

Учебное пособие для средней школы

7.3. О дизайне легкового автомобиля

Сегодня в мире выпускается около 200 марок легковых автомобилей. Они отличаются стоимостью, компоновкой, конструктивными решениями и, конечно, внешним видом. Форма и отделка автомобилей отражает не только особенности функционального назначения, но и черты фирменных стилей. По внешнему виду нетрудно отличить «фиат» от «мерседеса», американский автомобиль от японского и т. д. Однако, несмотря на имеющиеся различия, они объединены общими характерными признаками, ассоциирующимися с понятием «современный», т. е. существуют объективные критерии, формирующие облик современного легкового автомобиля. Наибольшее влияние на его формирование оказывают назначение, компоновка, требования безопасности, аэродинамические требования, применяемые материалы и технологические процессы, условия эксплуатации, эстетические требования и др.

Принцип «внутри больше, чем снаружи» стал доминирующим при разработке компоновок современных автомобилей. Переход к переднему приводу и характерные особенности такого типа компоновки (положение двигателя поперек оси автомобиля, отсутствие тоннеля в днище кузова для карданного вала и т. д.) повлияли на изменение пропорций кузова. Передний свес стал больше, надстройка кузова сдвинулась вперед, колесная база увеличилась, а задний свес значительно укоротился.

В  результате  решения  вопросов обеспечения  безопасности  движения

менялись   конструкции  бамперов,   выступающих   частей   кузова,   деталей,

обеспечивающих обзорность. Для выполнения защитной функции бамперы

иметь достаточно большое сечение (высота, глубина, толщина) и

быть удалены от кузова для обеспечения хода (до 120 мм) энергогасящнх элементов. Вписать такой бампер в общую композицию формы кузова — сложная дизайнерская задача, тем более что бамперы должны располагаться на определенной высоте от поверхности дороги.

Требования безопасности к выступающим элементам кузова привели к тому, что его поверхность стала более обобщенной (без ярко выраженных деталей) и цельной, с плавными обводами, фары стали выполняться заподлицо с передними панелями, исчезли выступающие дверные ручки. Сложнее дело обстоит с наружными зеркалами заднего обзора, размеры которых увеличиваются и зеркала приходится вставлять в специальные обтекаемые корпуса, значительно выступающие над поверхностью кузова. Чтобы они не вызывали опасные травмы при наездах на пешеходов, их делают сравнительно легко отламывающимися. Возможно, в будущем эту проблему позволит решить использование для обеспечения заднего обзора гибких световодов или миниатюрных телевизионных систем.

Для улучшения обзорности постоянно увеличиваются площадь остекления легковых автомобилей, понижается подоконная кромка, уменьшается сечение межоконных стоек, что делает кузов более ажурным и зрительно более легким. Однако увеличение площади остекления приводит к увеличению массы кузова и делает более сложной задачу обеспечения его прочности и жесткости. Кроме того, увеличение поверхности остекления требует принятия мер по снижению так называемой инсоляции (освещение солнечными лучами) салона путем применения затемненных стекол.

С обеспечением безопасности движения связано изменение конструкции шин: уменьшение их профиля, увеличение ширины, усложнение рисунка протектора. Широкие низкопрофильные шины, увеличенная колея делают современный легковой автомобиль зрительно более устойчивым, придают ему спортивный вид.

Определенное влияние на безопасность оказывает цвет автомобиля и схема его раскраски. Существует так называемая, сигнальная гамма цветов (желтые, оранжевые, красные, ярко-зеленые), обеспечивающая замет-ность машин на дороге, снижающая вероятность попадания в аварии. Определенную роль играют и все шире применяющиеся графические элементы отделки (цветные полосы, надписи, стрелы, пятна на самоклею-щихся пленках), которые не только обогащают возможности «персонали-зации» автомобилей, но и способствуют их большей заметности на дорогах.

Вопросам аэродинамики легковых автомобилей уделяется ice больше внимания в связи с необходимостью экономии топлива, снижения шума, повышения устойчивости при движении с большими скоростями, уменьшения забрызгивания стекол и светотехнических приборов. Однако следует иметь в виду, что классические представления об аэродинамической форме неприемлемы к форме легкового автомобиля, т. е. не всегда зрительно обтекаемый   автомобиль   является   таковым   на   самом   деле   и   наоборот.

Для улучшения обтекаемости легковым автомобилям придают явно выраженный клиновидный силуэт с низким, наклоненным вперед капотом, мягко переходящим в поверхность передней облицовки и ветрового стекла, имеющего большой угол наклона. Для уменьшения подъемной силы на высоких скоростях движения, приводящей к частичной потере управляемости, используются передние (под передним бампером) и задние (на задней части крыши и крышки багажника) спойлеры, представляющие собой своеобразное антикрыло (перевернутое крыло, создающее силу, направленную вниз).

При решении аэродинамических задач возникают трудности, связанные с большими материальными затратами на исследование моделей. Кроме того, оптимизация формы автомобилей с позиций аэродинамики приводит к тому, что они все меньше отличаются друг от друга, придать им оригинальный облик становится все труднее.

Одной из важных сторон аэродинамической проблемы является и организация воздухопотоков в системе вентиляции и отопления кузова, а также в подкапотном пространстве. Место расположения и форма воздухозаборных и выходных отверстий системы выбирается с большой тщательностью и зависит не только от эстетических требований, но и от необходимости удовлетворения требований обеспечения обитаемости машины (уменьшение шума в салоне, ликвидация сквозняков и т. д.) и снижения аэродинамического сопротивления на высоких скоростях движения. Все чаще появляются автомобили с глухой панелью вместо традиционной облицовки радиатора, что способствует улучшению аэродинамических качеств передней части кузова. На таких машинах воздух для охлаждения двигателя забирается из зоны с повышенным давлением через отверстия под передним бампером.

Для уменьшения аэродинамического шума (начиная со скорости 100 км/ч) особое внимание уделяют выступающим элементам на кузове (уплотнители стекол, водосточные желобки, антенны, стеклоочистители и т. д). От них избавляются (вместо телескопической антенны используют антенны, заделанные в лобовое стекло; стеклоочистители в нерабочем состоянии располагаются в специальной нише перед лобовым стеклом) или придают им обтекаемую форму (корпуса зеркала заднего вида).

Аэродинамика легкового автомобиля связана также с проблемой забрыз-гивания стекол салона (особенно передних дверей и заднего), что непосредственно влияет на обзорность и, следовательно, на безопасность, а также забрызгивания наружных осветительных приборов и боковины кузова. Эту проблему решают с помощью дефлекторов (щитков, направляющих воздушный поток в определенном направлении), тщательного выбора углов наклона и конфигурации частей кузова, изменения и направленности воздушных потоков, омывающих осветительные приборы, придания оптическим элементам фар (рассеивателю) обтекаемой формы.

На формирование облика современного легкового автомобиля влияет и выбор конструкционных и отделочных материалов, а также способ их переработки в изделии, что в первую очередь относится к новым видам пластмасс. Их широкое применение не только уменьшает массу автомобиля, снижает трудоемкость изготовления деталей и сборки узлов, но и приводит к пересмотру эстетических концепций современного легкового автомобиля. Появилась возможность создавать пластически более сложные и интересные по форме изделия. Так, например, из эластичного полиуретана стали делать передние и задние элементы кузова, объединяющие в единый узел панель передка, обрамление фар, решетку радиатора, бампер и спойлер. Такой большой и сложный элемент получается за одну технологическую операцию, может быть окрашен в массе, не имеет швов и практически не повреждается в процессе эксплуатации и при столкновениях (после снятия нагрузки элемент полностью восстанавливает свою форму). Этот материал перспективен и для изготовления крыльев, капота и крышки багажника.

Из термопластичного поликарбоната делают энергопоглощающие бамперы, брызговики, колпаки колес, рассеиватели фар и другие имеющие весьма сложную форму (с ребрами, крепежными устройствами и т. д.) и необходимую фактуру поверхности (например, под древесину или кожу). Материал легко окрашивается в массе и может иметь различную поверхностную отделку (в том числе металлизацию).

Все расширяющееся применение алюминия для изготовления элементов кузова также приводит к пересмотру эстетических концепций. Для деталей из алюминия характерны очень плавные формы, не требуется поверхностная окраска, рекомендуется матовая фактура поверхности.

Таким образом, проблемы, стоящие перед автомобильным дизайнером, сложны, многочисленны и порой противоречивы. Правильное и быстрое решение их требует согласованной работы дизайнера с конструкторами, технологами, экономистами и другими специалистами, участвующими в создании современного легкового автомобиля.