汽车方向盘造型发展分析

湖北汽车工业学院

汽车方向盘造型发展分析

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摘要：汽车已经经历了一百二十多年的风风雨雨。在汽车的变化历程中，常常掌握着驾驶员和乘车人生命安全的操控部件—方向盘，无论从外观造型、结构、功能、材料、色彩以及尺寸等都经历了一系列的演变。

关键词:方向盘、造型设计、演变、中央集控

汽车自十九世纪末诞生以来,己经走过了风风雨雨的120多年,随着生产力大幅度地增长,汽车工业也相应地迅速发展.其中,作为汽车的重要部件并直接影响着驾驶员和乘客安全的方向盘,也伴随着汽车的发展而变化"那么,在汽车120多年的历史进程中,汽车的方向盘的外观造型是如何演变而来呢?

一、汽车转向装置的雏形

人类历史上的最早的车辆是中华民族的祖先发明的"最初的车辆,都是由人力来推动的,称为人力车;后来人们开始用牛马拉车,称为畜力车，人力车和畜力车都是靠外力而不是机构来实现车辆的转向,此时车辆本身还没有转向装置"。后来用手推单轮车，用硬木料制造的手推单轮车,在我国东汉时期就已盛行,它的车轮在中间,两边有载货或供人乘的车架,靠手推两根连车架的车把前进,是现今自行车的始祖"车把的形态仅仅是两根木头制成,实现转向仍需要靠人力"（图1）。17世纪出现脚踏车，最早的脚踏车于1791年发明,它像有两个轮子的木马"到了1818年装上了车把,造型为大写的字母T型,骑车时,要靠入用脚交替蹬地才能够前进;停车时要踩踏地面才能逐渐停下;转弯时。要下车抬起前轮转变方向才能继续向前交替踏地前进。这种车把只是便于人手把握,掌握平衡,并没有转向作用,人力仍然是转向的动力（图2）。

图1手推单轮车图2脚踏车

二、汽车诞生早期的转向操纵装置

在汽车刚刚诞生的年代,汽车的转向操纵装置是由类似于轮船舵的操纵装置来完成它的设计除了参考早先的两轮车车把,还借鉴了轮船的方向舵"，单手柄转向操纵杆单手柄转向操纵杆是早期汽车转向操纵装置的一种。"卡尔本茨于1886年发明的世界上第一辆三轮内燃机汽车，它是人类历史上第一辆由机器驱动的汽车"这辆带有汽油发动机!点火装置!冷却装置!动力传动装置!轮子和制动装置的汽车是每一辆后来制造的汽车的原始模型"然而,在方向控制方面,奔驰还没有找到令人信服的解决办法"所以,本茨把它设计成了三轮汽车"它的前轮类似自行车的前轮装置,它的转向器是齿轮齿条机构,这是现代汽车转向器的鼻祖I.I"该车行驶方向靠的是单手柄转向操纵杆,在垂直杆上端安装一个操纵手柄,驾驶者就是单手握住此手柄旋转控制转向"这个手柄造型来源于轮船的方向舵。

三、1890一1990百年汽车方向盘外观造型的演变

圆形方向盘的诞生,源于1891年汽车发动机的前置"汽车行驶中,由于车头重量增加,方向舵形式的汽车手柄会把剧烈振动传导给驾驶者,加剧其疲劳"于是引入了齿轮系统,使操作灵活,隔绝振动,因此手柄操纵杆被逐步改进,圆形方向盘的新设计便应运而生"/方向盘0一词也从此名副其实"。在改进期间出现了一个过渡形态)单手柄方向盘转向操纵杆"1893年,卡尔本茨找到了一条解决转向问题的途径l3]"因此产生了单手柄方向盘转向操纵杆分别是1893年

和1894年的两款奔驰车l7],它们所使用单手柄方向盘转向操纵杆,是在单手柄和十字交叉手柄的基础上,外加一个圆环,这个形态己经越来越接近后期/方向盘0的形态了"。

方向盘安装方式的变迁,可以说是因祸得福,在历史中演绎了一段鲜为人知的趣闻轶事，120多年前,汽车发明人最初在蒸汽汽车上安置的方向盘是装在垂直的转向柱上,其缺陷是不利于驾车者的操纵和妨碍视线"在1887年秋季,德国戴姆勒汽车公司修理工人为从司特立克兰德驾驶而来的一辆/菲顿0版汽车进行大修"当吊车工人把修好的车身吊回装配之时,吊钩突然滑出,车身跌落在转向柱上,结果使转向柱从垂直位置上弯曲了好几度"。一名修理工人试图把弯曲了的转向柱矫正过来,却意外地发现新的角度，使方向盘不再操纵困难和妨碍视线了"戴姆勒对修理工人的意外发现给予奖励,并抽调研究人员立即改进方向盘的装配工艺"到了18%年,戴姆勒汽车公司生产的/派立生0。汽车就第一次装上了倾斜式的转向柱和倾斜式的方向盘"各国汽车公司纷纷效仿,调整角度使其最适合驾驶员使用,使方向盘趋于定型,日臻完善。

四辅方向盘造型出现，进入二十世纪,汽车方向盘的基本造型定型为圆形方向盘"圆形方向盘的基本结构主要分三部分,轮缘(外圆盘)!轮毅(中央部分)和轮辐(连接轮缘和轮毅的部分)"。在汽车历史中,方向盘的三个部分都分别经历了演变的过程"最初出现的是四辅方向盘,圆盘内由四个辅条支撑形成稳定的结构,这种四辅交叉成十字的结构符合了对称的美学法则;圆盘处于十字外缘,除在机械结构上十分牢固,也同时体现了均衡的视觉感受"圆形盘相对手柄在旋转时更加灵活自如"如图3为福特20世纪初T型车中的一款,图4为1902年梅塞德斯简洁高级旅行轿车[v],它们都使用四辐方向盘"。

图3福特T型车图4梅塞德斯一简洁旅行轿车自梅塞德斯一奔驰汽车公司建立以来,便出现了比较有特色的四辅双环方向盘造型"方向盘大环内的四个辐条上安装一个小环,使由于车型较大而盘外圆尺寸也较大的方向盘结构更加稳固"方向盘的中央部分在材料和色彩上做了分割,并将汽车标志设计到其中"在手握的大圆盘内侧,做了波浪起伏的处理,使其符合人手指的形态,增大了手与盘的摩擦,操作时更加方便"图5为1930年梅塞德斯一奔驰770KSPORTSEDAN造型。

图5

继四辅方向盘之后产生的新造型是三辅方向盘造型"由于仪表盘从中间位置随方向盘转

移到了相对应的位置,为了驾驶员能更清楚地看到仪表盘上的参数,方向盘原来的四个辐条被去掉一个,盘的上部留出足够空间,让驾驶员从中方便地观察仪表盘"三辅结构同样比较稳定,从美学的角度来看,三个辅条把圆盘分成三个扇形,这种分割简洁大方"图2.14是1958年斯巴鲁360的方向盘[9]"它的外圆盘的截面半径较小,略显单薄,这显然还不完全符合人机工程学;辐条也过细,结构上不够牢固"随着汽车技术的发展,三辅方向盘得到了改进,圆盘和辐条尺寸加大。

两辅方向盘造型,是四辅和三辅方向盘造型的延伸,在八十年代的汽车上较常见"两个辐条支撑圆盘,这就要求它在结构上一定要稳固,因此两个辐条和中心部位一般都较厚重,占据圆盘较大面积,比如梯形结构。

图6

早期方向盘的色彩,主要采用棕色系列如棕红色!棕黄色和米色!白色!黑色,还有金属抛光处理后显露的银色,有时也用到鲜艳的颜色作为配色"从色彩学可以了解到,棕色代表着稳定和中立,代表着充满生命力和感情:棕色被看作是具有精神抵抗力的颜色=川"它的这些特点使棕色被广泛应用在早期汽车的方向盘上,给长时间工作的驾驶员在精神上带来稳定情绪!抵抗大脑疲劳!提高集中能力和感应能力的作用"对于整个汽车的外观,棕色系方向盘的中立色特点使其可以适合多种汽车外观和内饰的色彩,着存在于自然界的真实与和谐"到了二十世纪八十年代,汽车方向盘的色彩的选用比原来更加丰富了"设计师尝试着改变汽车内饰的色彩,更多地以人为本,考虑乘车人的心理感受,采用了一些暖色系列,如红色!粉色等,让乘车的人感到温馨舒适〔川"方向盘的色彩自然与内饰的色彩相搭配设计"此外,方向盘色彩的设计还应该考虑到长时间工作的驾驶员,避免采用过于刺激的色彩让驾驶员产生视觉疲而影响驾驶"例如,粉红色的特点之一就是可以让人缓解紧张的情绪,比较适合应用在方向盘上"

四、1990年以后现代汽车方向盘的迅速变革

图7

二十世纪九十年代以后,在高科技的影响下,汽车工业将多项高科学技术广泛地应用其中"汽车方向盘经过百年的演变过程,发展成为当今较为熟悉的造型"三辅和四辅结构方向盘