汽車方向盤造型發(fā)展分析

-.z**汽車工業(yè)學院汽車方向盤造型開展分析**：陳改瑞班級：T1113-8**：摘要：汽車已經(jīng)經(jīng)歷了一百二十多年的風風雨雨。在汽車的變化歷程中，常常掌握著駕駛員和乘車人生命平安的操控部件—方向盤，無論從外觀造型、構(gòu)造、功能、材料、色彩以及尺寸等都經(jīng)歷了一系列的演變。關(guān)鍵詞:方向盤、造型設(shè)計、演變、中央集控汽車自十九世紀末誕生以來,己經(jīng)走過了風風雨雨的120多年,隨著生產(chǎn)力大幅度地增長,汽車工業(yè)也相應地迅速開展.其中,作為汽車的重要部件并直接影響著駕駛員和乘客平安的方向盤,也伴隨著汽車的開展而變化"則,在汽車120多年的歷史進程中,汽車的方向盤的外觀造型是如何演變而來呢?汽車轉(zhuǎn)向裝置的雛形人類歷史上的最早的車輛是中華民族的祖先創(chuàng)造的"最初的車輛,都是由人力來推動的,稱為人力車;后來人們開場用牛馬拉車,稱為畜力車，人力車和畜力車都是靠外力而不是機構(gòu)來實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向,此時車輛本身還沒有轉(zhuǎn)向裝置"。后來用手推單輪車，用硬木料制造的手推單輪車,在我國東漢時期就已盛行,它的車輪在中間,兩邊有載貨或供人乘的車架,靠手推兩根連車架的車把前進,是現(xiàn)今自行車的始祖"車把的形態(tài)僅僅是兩根木頭制成,實現(xiàn)轉(zhuǎn)向仍需要靠人力"〔圖1〕。17世紀出現(xiàn)腳踏車，最早的腳踏車于1791年創(chuàng)造,它像有兩個輪子的木馬"到了1818年裝上了車把,造型為大寫的字母T型,騎車時,要靠入用腳交替蹬地才能夠前進;停車時要踩踏地面才能逐漸停下;轉(zhuǎn)彎時。要下車抬起前輪轉(zhuǎn)變方向才能繼續(xù)向前交替踏地前進。這種車把只是便于人手把握,掌握平衡,并沒有轉(zhuǎn)向作用,人力仍然是轉(zhuǎn)向的動力〔圖2〕。圖1手推單輪車圖2腳踏車二、汽車誕生早期的轉(zhuǎn)向操縱裝置在汽車剛剛誕生的年代,汽車的轉(zhuǎn)向操縱裝置是由類似于輪船舵的操縱裝置來完成它的設(shè)計除了參考早先的兩輪車車把,還借鑒了輪船的方向舵"，單手柄轉(zhuǎn)向操縱桿單手柄轉(zhuǎn)向操縱桿是早期汽車轉(zhuǎn)向操縱裝置的一種。"卡爾本茨于1886年創(chuàng)造的世界上第一輛三輪內(nèi)燃機汽車，它是人類歷史上第一輛由機器驅(qū)動的汽車"這輛帶有汽油發(fā)動機!點火裝置!冷卻裝置!動力傳動裝置!輪子和制動裝置的汽車是每一輛后來制造的汽車的原始模型"然而,在方向控制方面,**還沒有找到令人信服的解決方法"所以,本茨把它設(shè)計成了三輪汽車"它的前輪類似自行車的前輪裝置,它的轉(zhuǎn)向器是齒輪齒條機構(gòu),這是現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向器的鼻祖I.I"該車行駛方向靠的是單手柄轉(zhuǎn)向操縱桿,在垂直桿上端安裝一個操縱手柄,駕駛者就是單手握住此手柄旋轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)向"這個手柄造型來源于輪船的方向舵。三、1890一1990百年汽車方向盤外觀造型的演變圓形方向盤的誕生,源于1891年汽車發(fā)動機的前置"汽車行駛中,由于車頭重量增加,方向舵形式的汽車手柄會把劇烈振動傳導給駕駛者,加劇其疲勞"于是引入了齒輪系統(tǒng),使操作靈活,隔絕振動,因此手柄操縱桿被逐步改進,圓形方向盤的新設(shè)計便應運而生"/方向盤0一詞也從此名副其實"。在改進期間出現(xiàn)了一個過渡形態(tài))單手柄方向盤轉(zhuǎn)向操縱桿"1893年,卡爾本茨找到了一條解決轉(zhuǎn)向問題的途徑l3]"因此產(chǎn)生了單手柄方向盤轉(zhuǎn)向操縱桿分別是1893年和1894年的兩款**車l7],它們所使用單手柄方向盤轉(zhuǎn)向操縱桿,是在單手柄和十字穿插手柄的根底上,外加一個圓環(huán),這個形態(tài)己經(jīng)越來越接近后期/方向盤0的形態(tài)了"。方向盤安裝方式的變遷,可以說是因禍得福,在歷史中演繹了一段鮮為人知的趣聞軼事，120多年前,汽車創(chuàng)造人最初在蒸汽汽車上安置的方向盤是裝在垂直的轉(zhuǎn)向柱上,其缺陷是不利于駕車者的操縱和阻礙視線"在1887年秋季,德國戴姆勒汽車公司修理工人為從司特立克蘭德駕駛而來的一輛/菲頓0版汽車進展大修"當?shù)踯嚬と税研藓玫能嚿淼趸匮b配之時,吊鉤突然滑出,車身跌落在轉(zhuǎn)向柱上,結(jié)果使轉(zhuǎn)向柱從垂直位置上彎曲了好幾度"。一名修理工人試圖把彎曲了的轉(zhuǎn)向柱矯正過來,卻意外地發(fā)現(xiàn)新的角度，使方向盤不再操縱困難和阻礙視線了"戴姆勒對修理工人的意外發(fā)現(xiàn)給予獎勵,并抽調(diào)研究人員立即改進方向盤的裝配工藝"到了18%年,戴姆勒汽車公司生產(chǎn)的/派立生0。汽車就第一次裝上了傾斜式的轉(zhuǎn)向柱和傾斜式的方向盤"各國汽車公司紛紛效仿,調(diào)整角度使其最適合駕駛員使用,使方向盤趨于定型,日臻完善。四輔方向盤造型出現(xiàn)，進入二十世紀,汽車方向盤的根本造型定型為圓形方向盤"圓形方向盤的根本構(gòu)造主要分三局部,輪緣(外圓盤)!輪毅(中央局部)和輪輻(連接輪緣和輪毅的局部)"。在汽車歷史中,方向盤的三個局部都分別經(jīng)歷了演變的過程"最初出現(xiàn)的是四輔方向盤,圓盤內(nèi)由四個輔條支撐形成穩(wěn)定的構(gòu)造,這種四輔穿插成十字的構(gòu)造符合了對稱的美學法則;圓盤處于十字外緣,除在機械構(gòu)造上十分結(jié)實,也同時表達了均衡的視覺感受"圓形盤相對手柄在旋轉(zhuǎn)時更加靈活自如"如圖3為福特20世紀初T型車中的一款,圖4為1902年梅塞德斯簡潔高級旅行轎車[v],它們都使用四輻方向盤"。圖3福特T型車圖4梅塞德斯一簡潔旅行轎車自梅塞德斯一**汽車公司建立以來,便出現(xiàn)了比較有特色的四輔雙環(huán)方向盤造型"方向盤大環(huán)內(nèi)的四個輻條上安裝一個小環(huán),使由于車型較大而盤外圓尺寸也較大的方向盤構(gòu)造更加穩(wěn)固"方向盤的中央局部在材料和色彩上做了分割,并將汽車標志設(shè)計到其中"在手握的大圓盤內(nèi)側(cè),做了波浪起伏的處理,使其符合人手指的形態(tài),增大了手與盤的摩擦,操作時更加方便"圖5為1930年梅塞德斯一**770KSPORTSEDAN造型。圖5繼四輔方向盤之后產(chǎn)生的新造型是三輔方向盤造型"由于儀表盤從中間位置隨方向盤轉(zhuǎn)移到了相對應的位置,為了駕駛員能更清楚地看到儀表盤上的參數(shù),方向盤原來的四個輻條被去掉一個,盤的上部留出足夠空間,讓駕駛員從中方便地觀察儀表盤"三輔構(gòu)造同樣比較穩(wěn)定,從美學的角度來看,三個輔條把圓盤分成三個扇形,這種分割簡潔大方"圖2.14是1958年斯巴魯360的方向盤[9]"它的外圓盤的截面半徑較小,略顯薄弱,這顯然還不完全符合人機工程學;輻條也過細,構(gòu)造上不夠結(jié)實"隨著汽車技術(shù)的開展,三輔方向盤得到了改進,圓盤和輻條尺寸加大。兩輔方向盤造型,是四輔和三輔方向盤造型的延伸,在八十年代的汽車上較常見"兩個輻條支撐圓盤,這就要求它在構(gòu)造上一定要穩(wěn)固,因此兩個輻條和中心部位一般都較厚重,占據(jù)圓盤較大面積,比方梯形構(gòu)造。圖6早期方向盤的色彩,主要采用棕色系列如棕紅色!棕黃色和米色!白色!黑色,還有金屬拋光處理后顯露的銀色,有時也用到鮮艷的顏色作為配色"從色彩學可以了解到,棕色代表著穩(wěn)定和中立,代表著充滿生命力和感情:棕色被看作是具有精神抵抗力的顏色=川"它的這些特點使棕色被廣泛應用在早期汽車的方向盤上,給長時間工作的駕駛員在精神上帶來穩(wěn)定情緒!抵抗大腦疲勞!提高集中能力和感應能力的作用"對于整個汽車的外觀,棕色系方向盤的中立色特點使其可以適合多種汽車外觀和內(nèi)飾的色彩,著存在于自然界的真實與和諧"到了二十世紀八十年代,汽車方向盤的色彩的選用比原來更加豐富了"設(shè)計師嘗試著改變汽車內(nèi)飾的色彩,更多地以人為本,考慮乘車人的心理感受,采用了一些暖色系列,如紅色!粉色等,讓乘車的人感到溫馨舒適〔川"方向盤的色彩自然與內(nèi)飾的色彩相搭配設(shè)計"此外,方向盤色彩的設(shè)計還應該考慮到長時間工作的駕駛員,防止采用過于刺激的色彩讓駕駛員產(chǎn)生視覺疲而影響駕駛"例如,粉紅色的特點之一就是可以讓人緩解緊*的情緒,比較適合應用在方向盤上"四、1990年以后現(xiàn)代汽車方向盤的迅速變革圖7二十世紀九十年代以后,在高科技的影響下,汽車工業(yè)將多項高科學技術(shù)廣泛地應用其中"汽車方向盤經(jīng)過百年的演變過程,開展成為當今較為熟悉的造型"三輔和四輔構(gòu)造方向盤是最為常見的,兩輔構(gòu)造方向盤相對較少"三輔造型的特點是盤內(nèi)部呈三角形根本骨架構(gòu)造,有的是棱角清楚的三角星形,有的是突出中部的圓形帶上三個較短的輻條,四輔方向盤造型像一個伸展著短粗四肢!肚子肥大的小人,只是圓形儀表像小人的眼睛代替了小人的頭部,兩輔造型的特點是兩個輻條根本位于圓盤中間的水一平線位置稍微偏下,把圓盤分成兩大局部，兩個輻條一般都較寬,假設(shè)有功能鍵,一般會被安排在寬寬的輻條上。比較前衛(wèi)的汽車的方向盤在保存方向盤根本功能的前提下,設(shè)計師大膽的對外觀造型進展突破創(chuàng)新,形狀再也不局限于傳統(tǒng)的圓形,出現(xiàn)了方型,扇形,圓下部切割形態(tài)。中央固定集控式方向盤造型，除了方向盤輻條個數(shù)的不同,輻條在構(gòu)造上也出現(xiàn)了新造型)中央固定集控式方向盤"多功能方向盤造型，在功能上,原始方向盤只具有轉(zhuǎn)向功能,后來電喇叭被安放在方向盤上"開展到當今,方向盤的功能趨于多樣化"在普通方向盤的拇指所及的位置增加了一些附加功能鍵,多功能方向盤的優(yōu)點是駕駛員不需要有太大的動作,就可以方便地控制車內(nèi)很多功能"，比方在**e級車上就用這種多功能方向盤"在一些概念汽車上也出現(xiàn)了集多功能于一身的方向盤?，F(xiàn)代汽車方向盤在色彩,己不再局限于以往的幾個色彩"汽車的方向盤雖小,但它卻是汽車內(nèi)部最重要的部件之一,它的顏色設(shè)計是汽車內(nèi)部色彩的重點設(shè)計"一般來說,汽車內(nèi)飾色彩與汽車外觀色彩具有一定的搭配關(guān)系;汽車方向盤色彩則與汽車內(nèi)飾色彩相互照應"方向盤的顏色選擇還直接影響到駕駛員的生理和心理感受,從而涉及到整個車內(nèi)人員的平安問題"九十年代出現(xiàn)的普通方向盤一般以灰色!黑色和銀白色為主,因為灰色和黑色是穩(wěn)重的顏色,它可以帶給駕駛員平靜的心理感受,長時間工作也不容易產(chǎn)生疲勞感,并且灰色和黑色是群眾的色彩,耐看,永遠不會過時"銀白色主要是用于方向盤的搭配色,起點綴作用,使方向盤不會顯得死板單調(diào)"然而在當今超前的新款前衛(wèi)汽車上,色彩則被大膽應用,如鮮艷的黃色!橙色!紅色,淡雅的淺藍色,寧謐的咖啡色等等,讓注重視覺效果的愛車一族眼前一亮,愛不釋手。方向盤的外外表材料直接關(guān)系到方向盤外觀的質(zhì)地!色彩和駕駛員的手感,也同時東北大學碩士學位論文第二章汽車方向盤外觀造型的演變對人的心理產(chǎn)-仁影響"材料的創(chuàng)新能給方向盤帶來新的變革"早期方向盤材料只有金屬和塑料,現(xiàn)代方向盤增添了皮革!真皮!桃木等;合成材料也比原來種類齊全了,有聚氨脂!ABS!改性聚丙烯!高壓聚乙烯!工_程聚丙等"Fl賽車的方向盤所用的材料很特殊,它的根本材料是碳纖維!-/l,這是考慮到在Fl賽車高速行使條件下,或者可能發(fā)生意外的情況時,保證方向盤有足夠的強度并且重量不要過重"碳纖維是一種不廉價的材料"不過,真正使方向盤造價昂貴的是Fl賽車大量的電子控制按鈕裝置以及各種信息顯示裝置,還有就是控制所有以上功能的可編程序的電腦控制模塊"雖然F1賽車和普通的汽車不能相提并論,但Fl賽車所追求的高速度兼具控制的強穩(wěn)定性,同時也是普通汽車要到達的目標"因此普通汽車方向盤無論是在材料,還是功能和控制上,都可以考慮借鑒F1方向盤的設(shè)計"。新概念的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，**的F系列概念車是用來展示其最尖端科技的,其中的FZOO轎車最重要的革新工程之一是**公司首創(chuàng)的控制系統(tǒng)l-7],如圖2.35!2.36,它使駕駛員能夠利用側(cè)面變速桿操縱汽車的一切運動,側(cè)面變速桿安裝在車門內(nèi)襯和轎車控制系統(tǒng)的中間托架_L"汽車轉(zhuǎn)向時,駕駛員將變速桿向左側(cè)或右側(cè)移動;制動時,將變速桿向后扳動;加速時,則向前扳動變速桿"在F200轎車中,沒有通常的控制裝置或連接部件,如方向盤!轉(zhuǎn)向管柱和踏板"全部駕駛員指令都由電子傳送"。五、汽車方向盤演變的因素注重人性化，首先,方向盤的使用者是汽車駕駛員,則如何刁-能使駕駛員使用更加方便，及舒適,是方向盤首要解決的問題"，人性化的設(shè)計理念受到越來越多產(chǎn)品設(shè)計者的重視。方向盤的設(shè)計,無論是截面的形態(tài),還是截面的尺寸,都越來越多地考慮到駕駛員雙手的形態(tài)和尺寸"最初方向盤截面的形態(tài)是純圓形,后來逐漸演變?yōu)闄E圓形,并且整個圓盤底部做了波浪形處理,更加符合人手的形態(tài);原始方向盤截面的尺寸,從圓形小尺寸直徑變化為橢圓大尺寸長短軸"。另外,方向盤的材料也在考慮駕駛員的手感的前提下不斷地而變化著,例如,在20世紀早期,方向盤的材料主要分為塑料和金屬兩種,其中金屬材料方向盤手感較滑,在駕駛員手出汗時更不容易把握和轉(zhuǎn)動,并且容易冰手;到了現(xiàn)代方向盤材料開展較為成熟的階段,不同材質(zhì)的方向盤都被廣泛應用"桃木方向盤，是眾多材質(zhì)方向盤中使用比較舒適的一種,它不會涼手,觸摸感舒適,防滑防汗,本身具有的自然紋理也使其顯得高貴!典雅!奢華,這一點也滿足了人追求高品位的心理需求"。圖8桃木方向盤內(nèi)飾空間方向盤的色彩也無時無刻影響著駕駛員的視覺感受,早期方向盤的色彩單一,棕色系列方向盤最常用,棕色的穩(wěn)定特性能給人以和諧的感受"隨著時代開展和人們的審美水平的提高,多種色彩都被應用在方向盤上,如色彩鮮明的黃色!藍色!紅色,這些色彩一般都被用在前衛(wèi)的跑車中"。這也符合了人們追求時尚的心理要求，"粉紅色的能夠緩解緊*情緒的特點,使其也被應用在汽車內(nèi)飾中,給駕駛員提供一個舒適的駕駛空間"，這些色彩的使用無不表達了汽車設(shè)計中越來越人性化的思想"。方向盤作為汽車內(nèi)飾的一局部,它的造型設(shè)計離不開周圍的環(huán)境"第一,方向盤的色彩要與周圍的內(nèi)飾環(huán)境色彩相一致,做到色彩的統(tǒng)一"一般來說，內(nèi)飾色彩不適合過多,兩種到三種色彩就足夠了,色彩過多會讓整個環(huán)境過于雜亂,不符合色彩設(shè)計的原則"方向盤的色彩也不適合超過三種,一般通過材質(zhì)的區(qū)分,使用兩東北學碩士學位論文第二章汽車方向盤外觀造型的演變。第二,方向盤的造型要與汽車的外觀造型及內(nèi)飾造型設(shè)計相協(xié)調(diào)"汽車外觀的設(shè)計風格多種多樣,如棱角風格!鋒利車身風格!柔和車身風格等等,則方向盤的造型風格也應該依據(jù)汽車整體風格而設(shè)計,作為汽車子部件為整體效勞,不能作為單個部件獨立設(shè)計