基于工業(yè)設(shè)計的節(jié)能環(huán)保汽車設(shè)計與研究

王鵬坤

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

石油作為一種不可再生的能源，而其生產(chǎn)之后有大部分被用于各類交通工具，因此在方便人們出行以及對貨物運輸?shù)耐瑫r，也造成了較為嚴(yán)重的空氣污染。除此之外人們也應(yīng)該意識到石油資源終有一天會被采盡，因此需要針對于此問題對現(xiàn)有的燃油汽車進行改造設(shè)計，為了響應(yīng)國家的節(jié)能環(huán)保政策，其在設(shè)計上也應(yīng)該偏向于節(jié)能環(huán)保方向。此也是對相關(guān)設(shè)計人員的一種考驗，對節(jié)能環(huán)保汽車的設(shè)計也是汽車在未來必須的發(fā)展方向。

1 節(jié)能環(huán)保汽車的分析研究

1.1 發(fā)動機的分析研究

發(fā)動機在整個汽車系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，其直接決定著汽車在運行過程中的耗油量。因此在對節(jié)能環(huán)保汽車在進行設(shè)計時，首先要對其發(fā)動機的結(jié)構(gòu)進行改進。為了達到省油的目的，在設(shè)計的時候可以利用柴油機來代替，可是其有一個較大的缺點，就是在使用時會對周邊的環(huán)境造成污染[1]。

1.2 汽車結(jié)構(gòu)的分析研究

除了汽車的發(fā)動機會對其耗油量產(chǎn)生較大的影響以外，整個汽車的各個結(jié)構(gòu)包括其轉(zhuǎn)動的效率、外形以及總質(zhì)量等都會間接的對其耗油量產(chǎn)生影響。因此為了達到省油的目的，必須要對其進行逐一地分析。首先在對節(jié)能環(huán)保汽車的轉(zhuǎn)動效率在進行設(shè)計時，可以使用具有高效率的變速器來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)動效率的優(yōu)化。而在對其外形進行設(shè)計時，也可以將其改成流線型，同時可以通過使用高強度的輕質(zhì)材料來有效地減少汽車的總質(zhì)量。另外由于輪胎的結(jié)構(gòu)也會對汽車的耗油量產(chǎn)生影響，因此在對輪胎的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，可以使用子午線輪胎來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的輪胎，以此來達到節(jié)油的效果。

1.3 對電動汽車的分析

電動汽車在行駛的過程中主要動力為車載電源，其之所以可以行進是通過電機來進行驅(qū)動的。而現(xiàn)今的交通工具除了汽車以外，電動車也逐漸地普及起來，因為其具有無污染以及低噪音的特點，因此相對于汽車來講，更加環(huán)保，尤其是在城市的小巷中，電動車更是作為人們首選的交通工具。可是電動車每行駛一定的距離之后，就需要對電瓶進行充電，因此在進行對節(jié)能環(huán)保汽車的設(shè)計時，電瓶的重量是無法避免的[2]。

1.4 對太陽能汽車的分析

早在10年前，瑞士就已經(jīng)開發(fā)出了一種以太陽能作為動力的汽車，其在汽車的行駛過程中將攜帶有太陽能電池片的掛車裝載在了汽車上，因此即使是在沒有太陽的陰天或者晚上，其仍然可以繼續(xù)行駛300公里。有著多種優(yōu)點，首先它在行駛的過程中不會排放污染空氣的二氧化碳?xì)怏w。其次是太陽能汽車的制作材料是一種合成的材料，其通過將一些普通的填充材料利用環(huán)氧基樹脂包裹起來，然后全部摻加到碳纖維的材料里，此可以有效地滿足車輛在行駛過程中對強度的要求，與此同時由于材料均是輕質(zhì)材料，因此也會使得車的質(zhì)量大大減輕。其在進行設(shè)計時，使用一種小巧型但是具有極高效率的太陽能光電板，將其鑲?cè)氲教柲芷嚨捻敳浚M而有效地實現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)化，進而將電能儲存在電池中作為備用。除此之外，由于太陽能汽車在行駛的過程中不會產(chǎn)生污染大氣的氣體，所以也是傳統(tǒng)汽車未來發(fā)展的方向。

1.5 節(jié)能環(huán)保汽車的設(shè)計理念

對于傳統(tǒng)的汽車來講，其在進行設(shè)計時，外形均使用的是金屬外殼的材質(zhì)，而且在設(shè)計過程中其結(jié)構(gòu)質(zhì)量也顯得較為笨重，同時還以汽油作為其主要的能源，因此在行駛過程中也極易因為自身的尾氣而污染到大氣。現(xiàn)今太陽能電動車作為節(jié)能環(huán)保的汽車，在應(yīng)用中的多種優(yōu)點使得其可以在未來作為有效的交通工具而在社會上普及。而對于本次在工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)上而設(shè)計出的節(jié)能環(huán)保汽車來講，是對傳統(tǒng)汽車中所有不利于節(jié)能環(huán)保的裝置進行了優(yōu)化，并在設(shè)計過程中添加了節(jié)能環(huán)保的理念，進而達到無污染的目的。其次是為了迎合大眾的需求，在車身的設(shè)計上采用的是小巧型的設(shè)計，也可以使其能在較窄以及擁堵的地方行駛，在一定程度上也節(jié)省了人們的出行時間。在節(jié)約能源的設(shè)計上，使用的是太陽能，利用光電板來有效地對照射在車頂?shù)奶柲苓M行到電能的轉(zhuǎn)換，而新產(chǎn)生的電能會在電池中儲存起來，進而為節(jié)能環(huán)保汽車的正常行駛提供動力。

2 基于工業(yè)設(shè)計的節(jié)能環(huán)保汽車的設(shè)計

在應(yīng)用工業(yè)設(shè)計的方法來對節(jié)能環(huán)保汽車進行設(shè)計時，首先要掌握其相關(guān)的技術(shù)層面的資料，然后通過對相關(guān)領(lǐng)域的專家進行訪談來解決在資料理解上存在的問題，隨后建立出有效的因素框架。而對其在進行設(shè)計時，主要分為以下三個部分：

2.1 外形的設(shè)計

在對設(shè)計方案的主體進行設(shè)計時，主要采用的是三角形，因為要考慮到在行進過程中受到風(fēng)阻力的影響，所以對于整個車都仿照飛機的結(jié)構(gòu)形式，使用流線型的結(jié)構(gòu)，進而來有效地節(jié)省受到阻力時所消耗的能源。其次將車頂設(shè)置成太陽能頂蓋，以此來在不消耗能源的情況下實現(xiàn)對車內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。而對于材質(zhì)，在進行設(shè)計時，選用的是一種強度較高的復(fù)合材料，以此來有效地減輕車身的重量[3]。另外在對輪胎進行設(shè)計時，可以使用三個輪胎來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的四個輪胎，此方法不僅可以達到減輕車身重量的目的，還可以更加的節(jié)能環(huán)保。對于這樣的車型，更適合年輕人在城市中駕駛。

2.2 色彩的設(shè)計

在對節(jié)能環(huán)保汽車進行是色彩設(shè)計時，可以聘請專業(yè)的設(shè)計師來對其進行配色，首先設(shè)計人員可以進行相關(guān)的市場調(diào)查，以此來將人們愛好的顏色進行整合統(tǒng)計，之后讓專業(yè)的設(shè)計師根據(jù)已經(jīng)整合好的色彩信息在電腦上對其進行模擬的上色，上色結(jié)束之后，彩印出來，繼續(xù)進行市場調(diào)查，以此來結(jié)合消費者的需求來設(shè)計出適合的顏色，進而保證當(dāng)其投入到市場以后，可以獲得消費者的喜愛，進而得到迅速的銷售。但同時需要注意的是，在市場進行統(tǒng)計調(diào)查時，應(yīng)該根據(jù)男女不同喜好、年輕人與中年人的不同喜好來設(shè)置出多種不一樣的款式，以此來從各方面滿足大眾的需求，進而保證節(jié)能環(huán)保汽車可以得到普及使用[4]。

2.3 利用計算機輔助工業(yè)的設(shè)計

在對節(jié)能環(huán)保汽車進行設(shè)計時，必不可少的就是相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。因此在對技術(shù)參數(shù)進行設(shè)計時，可以通過計算機軟件來對其進行設(shè)計以及校正，進而保證參數(shù)的準(zhǔn)確性。在參數(shù)確定之后，設(shè)計人員還需要將參數(shù)帶入到模擬系統(tǒng)中進行節(jié)能環(huán)保車的試運行，通過對其不斷地反復(fù)測試來使得其滿足使用的要求。與此同時需要注意的是，設(shè)計人員在對其參數(shù)進行設(shè)計時，一定要考慮到節(jié)能環(huán)保汽車投入使用以后的安全性能，在其有關(guān)于安全的各項指標(biāo)滿足要求以后，再進行對其他參數(shù)的校正。此過程可能有點復(fù)雜，但是設(shè)計人員一定要秉承安全大于一切的思想來對節(jié)能環(huán)保汽車進行設(shè)計。

3 結(jié)束語

新型節(jié)能環(huán)保汽車在設(shè)計的過程中融入了節(jié)能環(huán)保的理念，與此同時采用了工業(yè)上的設(shè)計原理以及方法突破了傳統(tǒng)汽車的設(shè)計理念，進而達到了節(jié)能環(huán)保的目的。除此之外，其與傳統(tǒng)的汽車相比，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上以減少輪胎以及改變造型的方式有效地減輕了整輛車的自重。在對車內(nèi)的溫度進行調(diào)節(jié)時，利用的是太陽能，大大地減少了對能源的消耗。可是對于此車目前還仍在設(shè)計的階段，因此一旦投入到使用，肯定還會出現(xiàn)各種各樣的問題，所以工作人員還應(yīng)該不斷地對新的性能進行研究，以此來使得其正式投入使用以后能夠直接將傳統(tǒng)的汽車帶入到嶄新的領(lǐng)域。

參考文獻

[1] 焦明銳.基于工業(yè)電氣設(shè)計中電氣節(jié)能的研究[J].工程技術(shù):全文版,2016(11):00174-00174.

[2] 秦燕.應(yīng)對行業(yè)發(fā)展的“汽車造型設(shè)計”人才職業(yè)能力研究[J].儷人:教師,2015(11):394-396.

[3] 夏國強,許向國.節(jié)能與新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀與推廣解析[J].工業(yè)設(shè)計,2015(8):114-114.

[4] 李明珠,何燦群,盧章平,等.基于數(shù)量化理論Ⅰ類的汽車意象造型設(shè)計研究[J].機械設(shè)計,2016(4):105-108.