汽车设计 – 标新立异的车门

一早起来听闻四川地震了。是的,时隔五年「又」地震了,只不过这次换成了雅安,7.0 的震级依然骇人听闻。虽说目前准确预测地震依然是世界难题,但如此强震一定有先兆,只是地震局担心预测有误而引发民众恐慌,这个也可以理解,但我想问的是假如即将发生地震的区域不是雅安这种小地方,而是帝都或魔都又会如何?…唉,这种事咱小老百姓也只能骂骂而已,说一句道一千也阻止不了已经发生的悲剧,只希望不会再听到某个演员说出「多难兴邦」这四个字。祈福灾区同胞,天佑雅安芦山。

回到正题。记得早前在某电视节目中看到采访某一汽车品牌的设计师,他说一辆车的质量如何通过车门以及关门时的声音就可以做出初步判断。虽然这种方法多少有些偏执,但可以看出车门对于一辆车的重要性。作为车身结构中必不可少的组成部分,车门不仅要满足车身整体的性能要求,还要兼顾很多人性化的需求,如果用三个关键词来概括的话,我认为是:「风格」「可靠性」和「工艺」。

「风格」包括造型和开关方式,它不仅会影响到整车的外形美观度,同时也会影响到乘员的驾乘视野,人身安全以及上下车的方便。

「可靠性」包括耐用性和强度,作为一个使用率极高的部件不仅要具有良好的寿命,同时也必须具有足够的刚度和韧性来保护乘员的安全。

「工艺」包括用料和结构,不同类型的选材会影响到整车的重量以及安全性,结构的不同则会影响车内的密封和降噪。

对大部分人来说,对于车门最直观的认识即是它的「风格」。从汽车诞生的那天起,有关车门「风格」的巧思就从未枯竭过。如果按照开启的方式进行一个分类,如今主流的设计方式大致可以分为:「内摆式」「外开式」「滑动式」「提拉式」「上掀式」「翻转式」

「内摆式」最多见于公交车,视车门宽度分「单向式」和「双向式」,优点在于节省外部空间,同时其自身的开启方式也可以降低因乘员推挤而发生的误开率。

「外开式」根据开启方向又分为「顺开式」和「逆开式」。前者是我们常见的开启方式,即铰链前置,车门开启后是正面朝向车头的,优点在于无论是关门还是开门都在手臂的可操作范围内,同时在车辆行驶时可借助气流压力关门,而且不会阻挡倒车时的视野,故被广泛采用。

「逆开式」则完全相反,由于铰链后置,所以车门开启后是正面朝向车尾。最早采用这种方式的交通工具是马车,所以也被称为「马车式」。它的优点在于乘员上车时是位于车门的前方,所以进入车内较为方便,同时下车时也不必为躲闪车门而扭转身体。后期这种车门也被广泛应用于四门车型,但一般会采用前门「顺开」后门「逆开」的方式,这样在一侧车门全开的情况下可以留出比较大的上下车空间。既然「逆开式」车门有如此多的优点,但为什么没有得到普及呢?那是因为它还有一个骇人的别名,「Suicide Door 自杀门」。因为在这种车门被广泛应用的那个年代里,安全带和行车锁都不是汽车的标配,所以当车辆发生碰撞或在行驶过程中车门异常打开时,乘员很容易被甩出车外。另外,下车时若遭遇后方车辆碰撞车门,那么乘员就会因夹在车门和车体之间而导致伤亡,故此才有了「自杀门」这个名称。不过现如今汽车工艺的进步,以及安全带和行车锁等各种安全技术的保障,使得这种车门依然在小范围内被某些车型所采用,比如下图中的 Rolls-Royce 就是其中最著名的代表之一。

「外开式」中还有一个另类,那就是 BMW 在 1957 年所推出的 Isetta 。说它另类是因为它的车门位置比较特殊,被安置在了车头,这样的设计即使放在今天也是一个极为夸张的方式。虽然够新颖,但缺点也非常多,首当其冲的就是安全问题,所以也注定了这种设计前无古人后无来者的传奇结局。

「滑动式」根据开启方向分为「侧滑式」和「下滑式」。前者依然是我们会比较常见的一种类型,常见于箱式面包车或 MPV 等车型。它的优点在于可以在狭窄的空间开启车门,同时开启后的面积也更大,方便搬运物品或上下车。采用这种车门的大部分车型为车门开启后延车尾方向滑动,但也有少部分车型是延车头方向滑动。比如下图中产于 1969 年的 Chrysler 70X Concept 和 Tesla Model C 。

「侧滑式」也有另类,比如下图中 1954 年的 Kaiser Darrin,在向前滑动的同时巧妙的将车门隐藏在了车身内部,使得整个车身显得更加优雅。但由于这种设计会导致车身结构更加复杂,同时在车门关闭的情况下用于收纳车门的空间处于中空状态,对于车身的整体强度也有所减弱,所以后续并没有什么车型采用类似的方式。不过 2010 年亮相法兰克福车展的俄罗斯 Yo-Auto 公司的 Yo Concept 则借鉴了这一设计方法,不同的是它的车门在开启后并不是完全收于车身内部,而是穿过 C 柱突出在车尾,看上去如同一个上翘的尾巴。

接着说「下滑式」,采用这种方式的车型也屈指可数,最早的应该是 BMW Z 系列的鼻祖 Z1。如下图。它的车门同样也采用了隐藏的方式,在开启后会向下滑动并收进门槛内,但这样做的后果是,为了收纳车门而导致门槛变厚变高,对于乘员上下车极为不便。但即便如此,这种设计依然启发了后继厂商,那就是 Lincoln,它为自己的一辆 1993 年版的 Mark VIII 型轿车设计了类似 Z1 的下滑隐藏式车门。不同的是它的做法更加彻底,车门在开启后会完全收于车底,全尺寸的空间对于乘员上下车没有任何影响,但由于它的结构更为复杂,致使成本过高,而且可靠性也没有达到量产指标,最终没有量产。

「提拉式」根据开启角度的不同可以分为「铡刀式」和「蝶翼式」。前者由于开启后的造型也常被人称为「Scissor Doors 剪刀门」。车门向上开启除了可以耍帅之外,由于开启范围在车身宽度以内,所以可以在狭窄的空间进行车门的操作。但同时此类车门开启后会超出车身高度,所以对于停车空间的高度有所要求,并且由于开启的角度无法达到 90°,在乘员进出时要小心磕碰。另外,在某些极端情况下还会导致无法开启车门,比如翻车。「铡刀式」虽然缺点多多,但由于其拉风的造型还是受到了不少跑车的厚爱。首辆采用此设计的车型是来自下图中的 Alfa Romeo 在 1968 年推出的 Carabo Concept,但将这个拉风设计发扬光大的却是 Lamborghini,这头蛮牛对于这种类型的车门一直情有独钟,对于自家的旗舰车型更是一贯如此。

「蝶翼式」在开启方式上与「铡刀式」很相似,不同的地方在于其车门铰链位置更高。早期铰链的位置位于车顶,但由于这个位置无法为敞篷车配制此类车门,所以后期铰链的位置被布置在了 A 柱上沿,固开启后车门会呈一定的水平角度置于车身宽度之外,从上方俯视如同蝴蝶的翅膀,所以也被称为「Butterfly Doors 蝴蝶门」。它的优点在于由于开启角度更大,乘员上下车更为方便,但对于开门时的两侧空间也会比「铡刀式」要求宽一些,同时「铡刀式」的其它缺点在其身上也没有得到解决。首辆采用此设计的车型依然来自 Alfa Romeo,如下图,它在 1967 年推出的 33 Stradale 中采用了该设计,随后受到了各个跑车品牌的喜爱。McLaren 最新发布的 P1 就采用了「蝶翼式」,不同的是它使用了独特的车身支撑结构替换掉了传统的 A 柱铰链,从而也加强了车门的耐用度。

「上掀式」根据开启的方向和面积可以分为「对掀式」「前掀式」「后掀式」和「侧掀式」。「对掀式」由于车门开启后像是海鸥的翅膀,所以也被称为「Gull-Wing Door 鸥翼门」。这种车门的铰链一般位于车顶,车门开启时呈 90° 垂直向上翻起,优点与之前的「剪刀门」一样,因为车门开启范围在车身宽度内,所以可以在狭小的空间内进行操作,但同时对与停车空间高度的要求更为苛刻。除此之外,其独特的开启方式不仅导致车辆无法安装天窗,也与敞篷车无缘,并且在关闭车门时对于手臂的长度也是个挑战。另外也依旧面临着翻车后无法开启的窘境。不过 Mercedes-Benz 在自家的 SLS 上做出了一项类似战斗机逃生装置的设计,即在铰链中安装了爆炸装置,当传感器侦测到车身 180 ° 翻转时就会激发爆炸装置把车门炸开。最早采用「鸥翼门」的车型是 Mercedes-Benz 在 1954 年所推出的 300SL,如下图。但要知道之所以当时采用此设计实属无奈之举,因为 300SL 使用了管状车架结构来提高车身底盘的强度,但这一结构也导致无法安装常规车门,所以设计师才发明了将铰链安置在车顶的方法,从而也促使了「鸥翼门」的诞生。当然,现在的汽车技术早已解决了当时的问题,采用「鸥翼门」更多的是为了彰显个性,比如 Pangani 在自己最新的旗舰 Huayra 上就使用了该设计。

「前掀式」「后掀式」与「侧掀式」的开启方式基本相同,只是其开启的方向不同。它们与「对掀式」的区别在于,车门与车顶是连为一体的,在开启式基本就是整个车顶在进行移动,有些类似战斗机的座舱,所以也被称为「Canopy Doors 天蓬门」。它的优点在于如果车顶强度够高,完全可以将 A 柱拿到,使得前风挡可以为车内乘员提供几乎无盲区的视野。但这种设计同样缺点大于优点,不仅要求车顶的强度更高,而且开关这种车门的电子和机械结构也更复杂,这就意味着成本的增高和可靠性的下降,并且翻车时一样打不开车门。另外,这种露天型的开启方式在遭遇刮风下雨等恶劣天气时,将会成为最不受欢迎的车门,没有之一。

「前掀式」代表车型早期有 Bertone 在 1963 为 Chevrolet 所设计的 Corvair Testudo Concept。2006 年 Saab 则在 Axeo-X Concept 中复用了该设计,可惜 如今世间再无 Saab,这个北欧的品牌活活被 GM 玩死了。

「后掀式」实在没找到实车中的型号,唯一有印象的就是 Christopher Nolan 所导演的《蝙蝠侠三部曲》中的这辆蝙蝠车了。

「侧掀式」也不多见,代表车型早期有 1953 年 Messerschmitt 所产的 KR175。Volkswagen 在 2008 年和 2011 年分别推出的新老两款 1L Concept 也采用了这种设计。

「旋转式」是所有设计方式中最为个性的一种,优点在于既结合了「蝴蝶门」对于空间左右的低要求,同时又避免了对于空间高度的限制。之所以称其个性是因为该方式目前只有一个品牌在用,而且同时也是这种设计的开创者。它就是来自瑞典的 Koenigsegg,其下的所有车型基本都采用了这一设计方式。

虽然还有很多概念车所采用的车门设计也很独特,但基本都是以上几款设计方式的变种或组合。当然,如果有泄漏掉的奇葩设计,欢迎各位看官补充。

  • faraway

    最喜欢兰博的剪刀门了。