Cómo diseñar un coche

Los automóviles son organismos complejos, compuestos de miles de partes discretas que se juntan en una sola máquina con un objetivo básico: llevarlo a donde necesite ir lo más rápido y cómodo posible. 

El proceso lleva tiempo, está lleno de compromisos y nunca termina realmente; con el modelo de un año ajustado al siguiente, ya que los vehículos se refinan para siempre con la última tecnología, si te interesa diseñar coches te recomendamos programas de diseño de coches gratis.

Empecemos

Se pueden aplicar restricciones de forma tridimensional debido a que la mayoría de los autos se fabrican con el mismo material, mientras usan el mismo sistema de propulsión. El 99% de los automóviles de producción se fabrican de acero (o al menos de metal), con accesorios de plástico y ventanas de vidrio, y están propulsados ​​por motores de combustión interna que queman un combustible a base de aceite. La chapa de acero no es fácil de manipular para darle forma. Los paneles de los automóviles están estampados con enormes prensas de chapa metálica muy delgada (alrededor de 1 mm) y flexible, y la resistencia proviene de la curvatura. ¡Como resultado, nunca encontrará una superficie completamente plana en ningún automóvil! Casi todos estos carros de metal están soldados a partir de estas secciones o paneles de acero, lo que crea uniones a las que llamamos huecos de paneles.

Todas las superficies son curvas

El primer principio a seguir es el de la curvatura. No importa cuán sutil sea la curva, todas las superficies de cualquier automóvil son curvas. Para mantener el diseño y la fabricación simples, los autos tienden a concentrar la curvatura en una dirección. La mayor parte de la forma es horizontal al suelo. Sin embargo, el diseño del automóvil del siglo XXI está cambiando esta simplicidad, ya que muchos vehículos nuevos, como los innovadores diseños de BMW, muestran complejas interacciones de diferente curvatura.

El hombro

Usando este sencillo ejemplo, podemos ver lo que se llama el hombro del automóvil, o también conocido como la pasarela . Todos los automóviles tienen esta forma, que va desde ser apenas visible hasta convertirse en la característica dominante del automóvil (Audi TT). El hombro puede subir o bajar (BMW Z4), pero generalmente es casi perfectamente horizontal a lo largo del auto. La mejor vista es desde el frente. Este hombro recto horizontal  está presente a lo largo de la puerta de casi todos los automóviles.

La línea amarilla es un esquema básico que se puede aplicar a todos los autos. El ancho del hombro variará, pero el principio de que la parte más ancha del automóvil es a lo largo del centro, entre las ruedas, rara vez varía. La curva del hombro decide dónde se dividen la luz y la sombra a lo largo del automóvil. A veces, este punto puede ser exagerado por un borde afilado, o incluso por un pliegue, como en la serie BMW 3. La mitad superior en la vista frontal también es extremadamente similar en todos los automóviles. El ángulo de las ventanas laterales se conoce como tumblehome y siempre está inclinado en ángulo desde la vertical, salvo excepciones muy raras (por ejemplo, Fiat Multipla). El cristal lateral no está curvado desde la vista frontal. El techo también sigue los principios de nunca ser plano, y generalmente está curvado en ambas direcciones para obtener la máxima resistencia.

Forma del plan

Casi todos los autos tendrán curvatura en vista en planta. La aerodinámica es la razón principal de esto, junto con los problemas de estilo relacionados con la ocultación de voladizos delanteros o traseros. El área principal para la curvatura en la vista en planta es el invernadero, la mitad superior de la forma del vehículo, donde están las ventanas. El cristal de los coches es solo una curvatura única. ¡Esto se debe al efecto de lente del vidrio de doble curvatura! Las líneas amarillas muestran la forma habitual del invernadero, estrechándose hacia atrás.

También hay algunas normas que regulan el ángulo del parabrisas, que nunca deben ser inferiores a 30 grados de la horizontal. La curvatura de la vista en planta puede variar mucho en la carrocería de los automóviles, ya que los automóviles más grandes a menudo muestran mucha más forma que los más pequeños. Los voladizos delanteros y traseros grandes (el voladizo es, literalmente, la forma en que la carrocería cuelga sobre la línea del eje delantero o trasero) se ocultan al redondear las esquinas del automóvil en vista en planta.

Cuña

La vista lateral muestra cómo la pantalla no tiene curvatura de arriba a abajo. También podemos ver cómo la línea principal de los hombros del automóvil es horizontal, con un ligero ángulo con respecto a la parte superior de la carrocería. Este ligero ángulo se conoce como cuña, y también es una cuestión de aerodinámica.

También tenga en cuenta el ligero borde del arco de la rueda. Esto casi siempre está presente para terminar el borde del panel metálico de forma ordenada. Algunos coches tienen formas de arco de rueda grande. Tradicionalmente, estos se mezclan con el cuerpo sin problemas, pero una tendencia más moderna es enfatizar la unión (Opel Astra, Ford Focus).

Embalaje

Probablemente uno de los aspectos más restrictivos del diseño de vehículos se conoce como embalaje.. Esta es simplemente la forma en que un diseñador debe ajustar todos los componentes que conforman un automóvil, dentro de las dimensiones especificadas. Los objetos más grandes e importantes que se empaquetan son los ocupantes y el motor. Estos dos componentes determinan completamente las dimensiones y proporciones generales de cada automóvil. Los vehículos involucran algunos de los problemas de empaque más complicados de cualquier producto, ya que hay muchos componentes y una interminable seguridad para integrar. La tecnología moderna significa que los motores y otros componentes se están reduciendo, creando más espacio para los ocupantes a través de soluciones innovadoras (Mercedes Clase A), pero tradicionalmente todavía hay solo cuatro formas principales de empaquetar un vehículo. El diagrama muestra estas soluciones, utilizando los componentes básicos del motor, la transmisión, el radiador de refrigeración (gris) y el conductor (rojo). Debe quedar claro cómo estos componentes afectan la silueta general del automóvil. La posición del conductor y el invernadero también dictan la posición de las puertas, que no se muestran. Todos los autos tienen radiadores montados en el frente, que necesitan una abertura para alimentar el aire, pero generalmente se necesita ventilación adicional alrededor del motor. Esto da como resultado aberturas en diferentes posiciones, por lo que es importante tener siempre en cuenta la arquitectura interna del vehículo.

La mayoría de estos ejemplos son automóviles de 2 asientos, pero debe quedar claro que la cantidad de asientos en un vehículo tendrá un efecto importante en el tamaño y la forma. Por ejemplo, el diagrama de un automóvil con tracción delantera podría presentar una silueta diferente si solo se consideraran 2 asientos. También un vehículo con motor central puede tener a veces un radiador montado al lado del motor. Esto eliminará la necesidad de una abertura en la parte delantera para el radiador y aumentará el tamaño de las aberturas a lo largo del lado del automóvil (Lamborghini Diablo).

Otro aspecto del embalaje es el depósito de combustible. Esto está sujeto a las regulaciones, y debe estar ubicado dentro de la distancia entre ejes. Por lo general, está detrás del conductor, incluso en el diseño del motor central. La ubicación dictará la colocación de la boquilla de llenado. Un diseño de motor trasero es la única excepción, donde a veces la boquilla de llenado está ubicada en el alerón delantero del automóvil (Porsche 911)

Ruedas

Estos son otro componente importante para empaquetar en un automóvil, ya que no solo tienen que moverse hacia arriba y hacia abajo, las ruedas delanteras también deben girar. Todas las ruedas de los automóviles tienen aproximadamente el mismo diámetro total de no más de 600 mm o 300 mm de radio. La proporción de rueda a neumático es la parte que variará, junto con el ancho. Los autos de carrera a veces tendrán ruedas de mayor diámetro, pero solo en la parte trasera. Una diferencia clave entre los autos de carretera y de carrera es el número de tuercas de rueda. 4 o 5 para autos de carretera, pero generalmente solo uno en un auto de carrera.

Reglas y regulaciones

Hay reglas y regulaciones casi ilimitadas involucradas en el diseño de vehículos. Cada mercado tiene regulaciones de homologación de tipo que deben cumplir todos los vehículos. Las regulaciones cubren todos los aspectos, desde el peso, la seguridad, el equipo estándar requerido (luces, bocina, etc.) hasta el diseño de detalles, como las manijas de las puertas y los accesorios interiores. Aquí hay un ejemplo con respecto a las proyecciones de la carrocería del automóvil: