發(fā)動機零部件造型設計構(gòu)成元素應用

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摘要：當今產(chǎn)品設計在滿足功能的前提下，越來越重視外觀造型的美感，發(fā)動機零部件的設計亦不例外。本文闡述了構(gòu)成元素在發(fā)動機零部件造型設計中的應用，將構(gòu)成中的形態(tài)元素用于發(fā)動機零部件設計中，不僅可以提升零部件外觀，還能使功能與美觀達到完美融合。

關鍵詞：構(gòu)成元素；發(fā)動機零部件；造型設計

隨著產(chǎn)品功能的日益完善強大，人們追求產(chǎn)品功能的同時更加關注產(chǎn)品的美觀度，工業(yè)設計思想逐步滲透到各行各業(yè)中，起步較早的為家電、家居產(chǎn)品。如今工程機械產(chǎn)品也逐漸重視產(chǎn)品的造型形態(tài)及語義傳達，賦予產(chǎn)品以新的活力，提高產(chǎn)品形象，進而提升品牌影響力。發(fā)動機作為復雜的動力產(chǎn)品，零部件結(jié)構(gòu)復雜、功能性強。同時作為機械產(chǎn)品，具有使用周期長、更新?lián)Q代慢的特點，因此發(fā)動機的造型設計需要達到一種長期穩(wěn)定的視覺美感[1]。構(gòu)成美學符合美學規(guī)律，而且視覺恒久穩(wěn)定，將構(gòu)成元素用于發(fā)動機零部件造型設計中，可以為造型提供強大的理論支撐，發(fā)掘發(fā)動機零部件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)美。構(gòu)成是一種造型概念，其含義是將不同形態(tài)的單元重新組構(gòu)成一個新的單元[2]，本文中主要考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)成元素――點、線、面、體。

1點元素在發(fā)動機零部件造型設計中的應用

點作為最基本的元素。形態(tài)多樣，有圓形、多邊形、不規(guī)則形等，既可以是二維平面點，也可以是立體點，它不等同于數(shù)學概念上的點[3]，構(gòu)成中，具有較小面積和體積的形態(tài)元素都可當作點，形態(tài)多樣，沒有具體的限定[4]。產(chǎn)品形態(tài)上，可以被感知的點有按鍵、散熱孔、發(fā)音孔、文字圖標、指示燈等。點以不同的形態(tài)和排列組合方式會產(chǎn)生不同的視覺效果。我們可運用不同點距、點的大小來區(qū)分不同功能的控制器區(qū)域。將大小一致的點按一定的方向進行有規(guī)律的排列，會給人留下點移動產(chǎn)生線化的視覺動態(tài)。在發(fā)動機零部件中，點元素往往對應螺栓位置，螺栓點的功能性強，同一位置的螺栓大小往往一致，位置也相對比較確定，依附零部件結(jié)構(gòu)均勻排布（如圖1），給人以理性、穩(wěn)重、可靠的心理感受。從整機角度來看，銘牌、標志、標簽可以作為點元素，這時候點需要起到畫龍點睛的作用，位置需要符合人的視覺特性，不能被遮擋，大小能夠被輕松識別，高度也要符合人的視高特性，顏色方面可與本體做些區(qū)分，起到良好的視覺沖擊力。

2線在發(fā)動機零部件造型設計中的應用

點運動成線，從造型意義上看，線是最富于個性和活力的元素。人們的心理受外觀造型設計影響[5]，粗線形態(tài)具有深刻厚重、粗獷豪放和緊張感；細線具有纖細、銳利、精致和敏銳感。水平線帶有穩(wěn)定、安定、永久和平的意味；垂直線帶有明確、直接、緊張、崇高、權(quán)威、莊重的意味；斜線具有傾斜、不安定、動勢的意味；直線給人明確、簡潔和銳利的感覺；幾何曲線富有節(jié)奏感、比例性、精確性、規(guī)整性等特點；自由曲線的形態(tài)富于變化、追求與自然的融合。生活用品中運用線形，可單一、可排列，表現(xiàn)出空間通透感。家電控制按鈕用線形形態(tài)來表示，極具表現(xiàn)力。對發(fā)動機而言，直線、折線、幾何曲線相對比較適合，因為這些線形態(tài)相對穩(wěn)定，符合工程機械產(chǎn)品嚴謹理性的產(chǎn)品形象。對于發(fā)動機上的鑄造零件，如管路、支架等，其上的筋結(jié)構(gòu)就表現(xiàn)為線元素。管路上的筋元素應考慮筋的方向、粗細、數(shù)量等，達到對稱感、穩(wěn)重感和平衡感。如表1所示，同樣的管徑下，不同粗細的筋結(jié)構(gòu)在管面上形成的視覺效果差異較大。通過對比分析得出筋粗細為管徑的十分之一時視覺效果最好，以此指導、規(guī)范鑄造管路筋結(jié)構(gòu)的設計。鑄造支架上的筋結(jié)構(gòu)可以提高支架強度，連接螺栓位置，弧線形態(tài)，對稱分布，給人以穩(wěn)重可靠的視覺感受。如圖2中的支架形態(tài)，筋的形式均表現(xiàn)為弧形，起伏弧度整齊劃一，左右高度對稱，實現(xiàn)空間上的韻律美感，同時弧形筋結(jié)構(gòu)的設計也避免了應力集中，可靠性更好，質(zhì)量也較輕，實現(xiàn)了功能與美的完美統(tǒng)一。線束、油管的走向表現(xiàn)為線元素，我們可統(tǒng)稱為細管，細管走向應盡量做到橫平豎直，傾斜走向時應做到以30°、45°、60°的角度去布置，相鄰管路要盡可能擰到一塊走，平行走的走向布置，避免兩管路之間形成空面，秩序合理的走向可以給人以嚴謹、穩(wěn)定的視覺體驗。高壓油管因為長度必須保持一致的要求，走向先對受限，此時應盡量減少管路的多方向自由發(fā)展，使之呈現(xiàn)為視覺上的兩種走向。如圖3所示，左邊為原來高壓油管走向，呈多個方向，無章可循，調(diào)整后整體呈現(xiàn)兩種走向，給人理性、嚴謹?shù)母杏X。

3面在發(fā)動機零部件造型設計中的應用

線的運動形成面，面有不同的表現(xiàn)形式，常見的有曲面和平面。面給人以視覺上的充實感，面的使用可以打破二維和三維之間的界限，使畫面富有層次感。不同形態(tài)的面給人不同的視覺效果，曲面往往給人以動感，平面則穩(wěn)定，而不同的組合會給人帶來不同的視覺感受。方形面表現(xiàn)出純粹理性、靜態(tài)中性；銳角、鈍角構(gòu)成的三角形當一邊與水平線平行時則表現(xiàn)出穩(wěn)定、積極向上；多邊形邊線數(shù)量越多，就越接近圓形，表現(xiàn)出飽滿、圓潤。發(fā)動機作為復雜的動力原件，其上各個零部件都可作為單獨的復雜件，因此發(fā)動機零部件結(jié)構(gòu)復雜，不像家電家居產(chǎn)品一樣，沒有簡潔的大光面造型，為了與整機風格統(tǒng)一，在有大光面的地方需要增加造型特征，以豐富零部件的造型設計感。油底殼、搖臂罩、膨脹水箱、熱交換器、中冷器及其端蓋等零部件表面需要解構(gòu)成面的組合，同一個機器甚至同一類機器上的這些零部件面構(gòu)成元素應該統(tǒng)一。圖4為某機器頂端布置，從左往右依次為中冷器、上端蓋、熱交換器，三個零件表面形態(tài)風格統(tǒng)一，通過有序排列組合形成特有造型特征，三個零件通過面造型相互呼應，實現(xiàn)整體感強、風格統(tǒng)一的視覺效果。大缸徑機器上的搖臂罩為一缸一蓋，單個搖臂罩造型可采用切削方式，形成面面組合，不規(guī)則的面組合形成體，給人以銳利剛勁的感受，符合機械產(chǎn)品的造型、審美原則。其他機器上一般為整體搖臂罩，其造型可以通過線面分割、線面排列組合與發(fā)動機的缸數(shù)上產(chǎn)生呼應，豐富造型。發(fā)動機上進排氣管、水管截面設計往往為圓形管，圓形管會給人以粗大、笨重的感覺，與周圍零部件的造型風格有沖突，這時候可以考慮將圓形截面變成橢圓，使管的造型更好的融合到整機中，使其與其他零件的風格一致，同時提升整機的緊湊感。

4體在發(fā)動機零部件造型設計中的應用

體元素涵蓋了長、寬、高三個維度，具有點、線、面所不具備的體積、重量等特點，體能夠帶給人們非常直觀的感受，使人產(chǎn)生強烈的空間感，與點、線、面元素不同，體塊所塑造的形態(tài)具有充實、厚重和穩(wěn)定感。發(fā)動機每個零部件都可作為單獨的體存在，對于整個發(fā)動機而言，發(fā)動機整體是由各個單元體組合而成。因此，要求各個體塊需協(xié)調(diào)布置。面面組合形成體，將體排列組合到整機上，如圖5所示，搖臂罩作為單獨體排列組合后，在整機上形成一種方向感、秩序感。圖5中每個單獨的零件都可看作體，體與體之間，隨型避讓，緊湊和諧布置。發(fā)動機本身作為整體，一個大的體，其上的造型特征、造型元素需與整體風格統(tǒng)一。

5結(jié)論

不同的角度，同樣的零部件可被認為是不同的構(gòu)成元素，需要我們靈活運用，點、線、面、體都是互相組合應用，融合到一塊共同構(gòu)成一個合理、有效、美觀的整體。對于發(fā)動機整機而言，在布置方案、造型設計時應該結(jié)合形式美法則，使發(fā)動機這一機械產(chǎn)品能夠達到對稱感、穩(wěn)重感、秩序感、節(jié)奏感、力量感等機械美感。將點、線、面、體的構(gòu)成形態(tài)要素及相互之間的排列組合形式融入發(fā)動機零部件產(chǎn)品設計中，使發(fā)動機零部件這種機械產(chǎn)品煥發(fā)一種理性、秩序、抽象的美感，為發(fā)動機的零部件造型提供了強大支撐。文章通過點、線、面、體的組合利用，挖掘機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特色，獲取豐富的復雜產(chǎn)品設計造型，希望創(chuàng)造出品牌特色，打造好看、好用的機械產(chǎn)品。

參考文獻

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[5]陳金利，馬彧．煤礦設備造型設計原則研究[J]．工業(yè)設計，2020（09）：66-67．

作者：夏新艷 尹召陽 唐雪瑩 單位：濰柴動力股份有限公司發(fā)動機技術(shù)研究院