《汽車理論》課程教學大綱

1、課程代碼：020031020課程英文名稱：Automobile Theory課程總學時：48 講課： 44 實驗： 4 上機： 0適用專業(yè)：車輛工程大綱編寫（修訂）時間：2017.5一、大綱使用說明（一）課程的地位及教學目標本課程是車輛工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它根據(jù)作用于汽車上外力的特性，分析了與汽車動力學有關(guān)的汽車各主要使用性能、評價指標及評價方法，分析了汽車及其部件的結(jié)構(gòu)形式與參數(shù)對各使用性能的影響。它涉及汽車基礎(chǔ)力學理論分析、評價、 試驗等重要方面的內(nèi)容，為汽車設計提供理論依據(jù)，是掌握汽車設計、制造和試驗知識必不可少的專業(yè)課程。本課程的教學目標：掌握汽車各主要使用性能的評價指標及評

2、價方法，培養(yǎng)學生的建立力學模型、參數(shù)選擇和分析解決問題的能力。了解汽車及其零部件的結(jié)構(gòu)及參數(shù)的變化對使用性能的綜合影響。為汽車及相關(guān)專業(yè)后續(xù)課程的學習提供理論基礎(chǔ)。（二）知識、能力及技能方面的基本要求1 掌握本課的理論體系、基本概念、基本方法，掌握汽車動力性、燃油經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、平順性和通過性這六大使用性能的定義及評價指標和評價方法。2 訓練學生應用相關(guān)理論和計算機技術(shù)對汽車各大性能進行計算分析的能力，包括力學模型建立、參數(shù)選擇、計算編程、分析計算結(jié)果等。3 強調(diào)學生動手進行汽車實驗的能力，開設了汽車動力性及燃油經(jīng)濟性、汽車制動性實驗。培養(yǎng)學生實驗方面的基本技能和動手能力。（三）實

3、施說明教師在授課過程中可以根據(jù)實際情況酌情安排各部分的學時，課時分配表僅供參考。根據(jù)本專業(yè)特點，教師應結(jié)合實際問題，在教學過程中注意理論與實際結(jié)合，突出實際應用。課程的教學目標通過講授、課堂練習、課后作業(yè)三個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。教師要注重對基本概念、基本方法和解題思路的講解，以便學生在實際應用中能舉一反三，靈活運用。（四）對先修課的要求高等數(shù)學、 汽車構(gòu)造。（五）對習題課、實驗環(huán)節(jié)的要求1 . 對習題的要求根據(jù)課程的基本特點，通過具體實例在練中講，并選擇安排一定的習題，通過課堂練、講相結(jié)合和課后作業(yè)培養(yǎng)學生解決問題的能力。2本門課程的實踐性很強。為了增強學生的感性認識。要求至少開設兩個實驗，實驗過程中

4、每組人數(shù)不能太多，以保證學生的動手機會。（六）課程考核方式1考核方式：考試2考核目標：在考核學生對汽車理論基本知識、基本原理和方法的基礎(chǔ)上，重點考核學生的分析能力、各大汽車性能指標的計算和汽車性能的結(jié)構(gòu)影響因素分析等方面的能力。3成績構(gòu)成：本課程的總成績主要由三部分組成：平時成績（包括作業(yè)情況、出勤情況、等）占10%，中期考核占10%，實驗成績占10%，期末考試成績占70%。平時成績由任課教師視具體情況按百分制給出；中期考核成績由中期考核結(jié)果確定，實驗成績由實驗老師參照相關(guān)規(guī)定按百分制給出，實驗無成績或?qū)嶒灢患案?，取消期末考試資格，總成績直接以不及格計。（七）主要參考書目:汽車理論（第五版），

5、余志生等編，清華大學出版社，2009汽車理論，張文春編，機械工業(yè)出版社，2005二、中文摘要本課程是車輛工程學生必修的一門專業(yè)主干基礎(chǔ)課。汽車理論主要講述汽車的動力性、燃油經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、平順性和通過性六大使用性能。本課程通過對汽車六大使用性能的動力學分析計算，分析了汽車結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，是學生能夠掌握汽車六大使用性能分析的基本知識、基本原理和基本方法，并具有進行結(jié)構(gòu)改進以提高汽車使用性能的能力。為汽車設計、汽車實驗學等后續(xù)課程提供必要的理論基礎(chǔ)。三、課程學時分配表序號教學內(nèi)容學 時講課實驗上機1汽車的動力性12121.1汽車動力性指標及驅(qū)動力與行駛阻力平衡41.2汽車驅(qū)動力-

6、行駛阻力平衡圖及動力特性圖21.3汽車行駛的附著條件與汽車的附著率41.4汽車的功率平衡22汽車的燃油經(jīng)濟性4222.1汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標及百公里油耗 的計算；影響燃油經(jīng)濟性的因素22.2汽車動力性和燃油經(jīng)濟性實驗23汽車動力裝置參數(shù)的選定443.1汽車動力裝置參數(shù)的選擇、汽車變速器的選擇23.2汽車動力裝置的確定24汽車的制動性121024.1汽車制動性評價指標及基本力學分析24.2汽車制動效能及其恒定性24.3汽車制動時的方向穩(wěn)定性24.4汽車制動過程分析4汽車制動性實驗25汽車的操縱穩(wěn)定性12125.1汽車操縱穩(wěn)定性的評價方法25.2輪胎的側(cè)偏特性45.3線性二自由度汽車模型對前輪

7、角階躍輸入 下的響應45.4汽車操縱穩(wěn)定性與汽車各系統(tǒng)的關(guān)系26汽車的平順性226.1汽車平順性的概念及評價方法27汽車的通過性227.1汽車通過性評價指標及幾何參數(shù)；汽車越臺階、壕溝的能力2合計48444第 1 部分 汽車的動力性總學時（單位：學時）: 12 講課 :12 實驗 :0 上機 :0第 1.1 部分 汽車動力性指標及驅(qū)動力與行駛阻力平衡（講課4 學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車動力性定義及三個評價指標；2）掌握汽車的驅(qū)動力的計算及影響因素；3）掌握滾動阻力的形成過程和滾動阻力系數(shù)的影響因素；4）掌握空氣阻力的分類及計算；5）掌握坡度阻力和加速阻力的計算；6）掌握汽車的驅(qū)動條件和驅(qū)動力

8、行駛阻力平衡圖；重 點：1）動力性評價的指標；2）汽車驅(qū)動力及行駛阻力的計算和影響因素；第 1.2部分 汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖及動力特性圖（講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車的驅(qū)動條件；2）掌握驅(qū)動力行駛阻力平衡圖及通過平衡圖計算動力性指標的方法；3）掌握動力特性圖及通過特性圖計算動力性指標的方法；重 點：1）通過平衡圖和動力特性圖計算動力性的指標；2）汽車的驅(qū)動條件；難點：通過平衡圖和動力特性圖計算動力性的指標；習題：1）動力性指標的計算；2）通過修改結(jié)構(gòu)改善動力性能；第 1.3部分 汽車行駛的附著條件與汽車的附著率（講課4學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車行駛的附著條件；2）掌握加速上坡時汽

9、車的切向力和法向反作用力的分析計算；3）掌握附著率、附著系數(shù)和附著力的關(guān)系，并會計算附著率、等效坡度等參數(shù)；重 點：1）加速上坡時的受力分析；2）附著率的計算；第 1.4 部分 汽車的功率平衡（講課2 學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車功率平衡的計算；2）掌握后備功率與汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的關(guān)系；重 點：功率平衡圖及后備功率；第 2 部分 汽車的燃油經(jīng)濟性總學時（單位：學時）: 4 講課 :4 實驗 :2 上機 :0第 2.1 部分 汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標及百公里油耗的計算、影響燃油經(jīng)濟性的因素（講課 2 學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車燃油經(jīng)濟性的定義和評價指標；2）掌握汽車等速百公里油耗的計算；

10、3）掌握循環(huán)工況下百公里油耗的計算方法；4）明確百公里燃油消耗計算公式中的各變量含義及影響因素；5）掌握綜合分析燃油經(jīng)濟性影響因素的方法；重 點：1）經(jīng)濟性評價的指標；2）汽車等速百公里油耗的計算；3）從結(jié)構(gòu)和使用方面分析影響因素；4）后備功率及負荷率與燃油經(jīng)濟性的關(guān)系；難 點：1）等速百公里油耗的計算；2）汽車行駛的負荷狀態(tài)與汽車燃油經(jīng)濟性的關(guān)系；習 題：計算汽車等速百公里油耗；第 2.2部分（實驗2學時）實 驗：汽車動力性和燃油經(jīng)濟性實驗；第 3 部分 汽車動力裝置參數(shù)的選定總學時（單位：學時）: 4 講課 :4 實驗 :0 上機 :0第 3.1 部分汽車動力裝置參數(shù)的選擇、汽車變速器的選

11、擇（講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確動力裝置參數(shù)；2）掌握汽車發(fā)動機功率選擇的方法；3）掌握傳動系統(tǒng)最小傳動比的選擇方法；4）掌握傳動系統(tǒng)最大傳動比的選擇方法；5）掌握汽車變速器檔位數(shù)選擇的原則；6）掌握汽車變速器傳動比分配的一般原則及優(yōu)點；重 點：1）汽車動力傳動裝置參數(shù)的選擇方法；2）汽車變速器傳動比分配的一般原則及優(yōu)點；難 點：1）最小傳動比的選擇與汽車動力性及燃油經(jīng)濟性的關(guān)系；2）不同用途的汽車傳動系統(tǒng)最大傳動比選擇的方法；3）汽車變速器傳動比分配的一般原則及優(yōu)點；習 題：計算變速器各檔傳動比；第 3.2部分汽車動力裝置的確定（講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確 C 曲線的定義；2）掌握通過

12、C 曲線分析不同主減速器、變速器、發(fā)動機匹配的效果；3）掌握根據(jù)C 曲線確定動力傳動裝置參數(shù)的方法；重 點：掌握根據(jù)C 曲線確定動力傳動裝置參數(shù)的方法；第 4 部分 汽車的制動性總學時（單位：學時）: 12 講課 :10 實驗 :2 上機 :0第 4.1 部分 汽車制動性評價指標及基本力學分析（講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車制動性的定義及評價指標；2）掌握地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關(guān)系；3）掌握制動過程中輪胎與路面附著狀態(tài)變化規(guī)律；4）掌握附著系數(shù)的影響因素；重 點：1）汽車制動性評價的指標；2）地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關(guān)系；難點：制動過程中輪胎與路面附著狀態(tài)變化

13、規(guī)律；習題：計算劃水車速；第 4.2部分 汽車制動效能及其恒定性（講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確制動減速度和制動距離的計算方法；2）掌握制動過程四個階段及其特點；3）掌握制動效能恒定性的影響因素；重 點：1）制動效能（制動減速度和制動距離）的計算；2）制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與制動效能及其恒定性的變化規(guī)律；難點：制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)與制動效能及其恒定性的變化規(guī)律；習題：制動距離的計算；第 4.3部分 汽車制動時的方向穩(wěn)定性（講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車時的方向穩(wěn)定性的定義；2）掌握制動跑偏、側(cè)滑和失去方向穩(wěn)定性的產(chǎn)生原因及影響因素；3）掌握制動時前后輪的受力與制動時方向穩(wěn)定性的關(guān)系；重 點：1）

14、制動跑偏、側(cè)滑和失去方向穩(wěn)定性的產(chǎn)生原因及影響因素；2）制動時前后輪的受力與制動時方向穩(wěn)定性的關(guān)系；第 4.4部分 汽車制動過程分析（講課4學時）具體內(nèi)容：1）掌握制動時前后輪受力規(guī)律；2）掌握理想的制動力分配曲線；3）掌握固定比值的制動器制動力分配結(jié)構(gòu)制動過程前后輪受力的規(guī)律；重點：掌握固定比值的制動器制動力分配結(jié)構(gòu)制動過程前后輪受力的規(guī)律；習題：1）固定比值制動器制動力汽車同步附著系數(shù)的計算；2）不同路面條件下制動減速度的計算；實 驗：汽車制動性實驗第 5 部分 汽車的操縱穩(wěn)定性總學時 （單位：學時）: 12 講課 :12 實驗 :0 上機 :0第 5.1 部分 汽車操縱穩(wěn)定性的評價方法（

15、講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車操縱穩(wěn)定性的定義及包括的內(nèi)容；2）掌握轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的時域響應；3）掌握車輛坐標系及人-車閉路系統(tǒng)；重 點：1）汽車操縱穩(wěn)定性包括的內(nèi)容；2）轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的時域響應；難 點：汽車操縱穩(wěn)定性的定義及包括的內(nèi)容；第 5.2部分 輪胎的側(cè)偏特性（講課4學時）具體內(nèi)容：1）明確輪胎坐標系及輪胎側(cè)偏力和側(cè)偏角的定義；2）掌握輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象和側(cè)偏剛度分析；3）掌握掌握輪胎側(cè)偏特性的影響因素；4）掌握回正力矩的定義及影響因素；5）掌握輪胎外傾條件下的側(cè)偏特性；重 點：1）有外傾角時輪胎的側(cè)偏特性；2）輪胎側(cè)偏特性的影響因素；3）回正力矩的作用；難點：有外傾角時輪胎

16、的側(cè)偏特性；習題：有外傾角時輪胎的側(cè)偏剛度計算；4 學時）第 5.3部分 線性二自由度汽車模型對前輪角階躍輸入下的響應（講課具體內(nèi)容：1）明確二自由度汽車模型的簡化方法及運動微分方程；2）掌握前輪角階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應特性；3）掌握前輪角階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應的表征參數(shù)；重 點：1）前輪角階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應特性；2）前輪角階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應的表征參數(shù)；習 題：前輪角階躍輸入下的穩(wěn)態(tài)響應的表征參數(shù)的計算；第5.4部分汽車操縱穩(wěn)定性與汽車各系統(tǒng)的關(guān)系（講課2學時）具體內(nèi)容：1）掌握汽車側(cè)傾剛度的定義及計算；2）掌握汽車側(cè)傾時左右側(cè)車輪載荷的變化規(guī)律；3）掌握汽車側(cè)傾引起的外傾、轉(zhuǎn)向等的規(guī)律（從懸架的角度考慮）4）掌握轉(zhuǎn)向系與橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應的關(guān)系；5）掌握地面切向反作用力與轉(zhuǎn)向特性的關(guān)系；重 點：1）汽車側(cè)傾時左右側(cè)車輪載荷的變化規(guī)律；2）汽車各系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向特性的關(guān)系；難點：汽車側(cè)傾時左右側(cè)車輪載荷的變化規(guī)律；習題：懸架側(cè)傾剛度的計算；第 6 部分 汽車的平順性總學時 （單位：學時）: 2 講課 :2 實驗 :0 上機 :0第 6.1 部分 汽車平順性概念及評價方法（講課2學時）具體內(nèi)容：1）明確汽車平順性的定義和評價指標；2）掌握不同頻率