【TRIZ】技术冲突解决原理在汽车造型设计中的应用

产品创新的标志是消除或移走设计中存在的冲突，从而产生新的解决方案。TRIZ理论独特的冲突解决原理为我们解决这两大冲突提供了一条全新的可实现的路径。

（一）动力性与舒适性冲突的移除

乘驾舒适需要车内有足够的空间，这就意味着必须加大车身尺寸，尤其是横截面尺寸。但如果增加汽车的迎风面积，会直接影响汽车的风阻系数。随着汽车技术的发展，汽车的速度越来越高，动力性和舒适性的矛盾越来越突出。

研究表明，当车速在70km/h左右时，克服风阻所消耗的功率会超过克服路阻所消耗的功率。如果速度超过100km/h，就要消耗大部分动力来克服风阻。可见，车身形状对汽车行驶阻力的影响很大。

由汽车外形决定的空气阻力占总阻力的58%，干扰阻力约占总空气阻力的14%。可以说空气阻力系数主要是由这两部分产生的，所以当车速提高时，它的油耗也在增加。实验表明，空气阻力系数降低10%，可节省燃油7%。

动力性和舒适性的矛盾转化为TRIZ技术矛盾，即速度和能量损失的矛盾冲突。希望改善的工程参数“汽车行驶速度”和恶化的参数“能量损失”之间的技术矛盾得到解决。根据TRIZ冲突解决矩阵表，得出冲突矩阵中两个工程参数两行（列）相交的那个格子，获得该所对应的发明原理，用以解决对应的技术矛盾。

根据实际情况，选择（14）曲面化和（35）改变性质两项发明原理。以头部为例，当改变汽车前端设计参数，使前端设计尽可能曲面化，外形接近流线型，减少汽车头部的正面投影面积时，CD值会明显降低。从而获得更好的空气动力性。因此，车身应尽可能设计成流线型，横向截面积不宜过大，车身各部分应以适当的圆弧过渡，尽量减少突出车身的附件。

成功的案例是福特Probe V概念车，此款车的外形流线型，车身整体低矮，前低后高呈楔形，车头圆滑，车身后部做成逐渐收缩状，接近于 理想的造型使福特其风阻系数（0.137）保持世界最低。

（二）动力性与安全性冲突的移除

流线型可以减少空气阻力，产生高速。然而，流线型汽车也有缺点。流线型车身的纵剖面类似于飞机机翼的形状。高速行驶时会产生升力，使方向盘漂移，影响行驶稳定性性。如果车速进一步提高到100km/h以上，后轮附着力也会降低，后轮腾空，导致驱动力明显下降。根据风洞试验结果，当车速为100km/h时，汽车的附着性比汽车静止时下降了1/8。速度150km/h时，减少1/4；在204 km/h时，它减少了1/2。遇到侧风时，车体可能会摇摆，有脱离运行轨道的危险。

从上面的分析来看，一般的流线型车辆，比如甲壳虫汽车和鱼型车，在高速行驶时容易出现两个问题。一是车身因侧风摆动；第二，升力引起的附着力下降，带动动力下降。根据TRI2理论，这个问题归结为“结构稳定性性”。因此，动力性和安全性的矛盾，就转化为速度与结构稳定性的TRIZ技术矛盾冲突。

在上述技术冲突问题解决矩阵给出的原理中，第二个原理首先应用: 抽取，从对象中提取出有负面作用的部分或属性。车身漂移和侧偏安全的隐患是由于流线型车身的纵截面类似飞机机翼的形状，从车身上侧流出的气体一定比从车身下侧流出的气体快，会产生浮力。随着速度的增加，下压力的损失会逐渐增加，升力也会增加。

然后应用第三条原理：局部质量：将物体、环境或外部作用的均匀结构改变为非均匀，使物体各部分处于最佳状态以完成各自的功能。第一种想法是在车身上安装一个翼，提供一个与升力方向相反的力，但是由于翼重量大，安装困难，空气阻力大，所以没有使用。后来想到在车身上安装前后扰流板，造成“鸭尾”形状。当沿车顶流动的空气遇到“鸭尾”时，会产生向下的力，增加后轮的地面附着力，尤其是后轮高速行驶时。