课程概述

《汽车理论》是汽车工程专业、能源与动力工程专业（汽车与发动机方向）等车辆相关专业的一门专业核心课，主要讲授汽车的行驶理论，即汽车行驶过程中的基本动力学知识。通过本课学习，可使学生理解和掌握汽车行驶过程中的动力学基本知识和基本理论，汽车动力学分析的基本方法，具备解决汽车及发动机系统复杂工程问题所需的专业知识和技能。学习本课后，学生能够综合运用力学、自动控制理论等数学、自然科学和工程科学基本原理，对汽车及发动机系统复杂工程问题进行分析、识别和推理。课程主要内容包括：汽车的动力性、燃油经济性、汽车动力装置参数的选定、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车的平顺性、汽车的通过性。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


预备知识

力学分析、运动学分析

授课大纲

汽车动力性

理解汽车动力性的分析思路——动力性分析方法。汽车的动力传递的路线首先我们要清楚，然后就是从力学的角度分析，使汽车加速的力，和阻碍汽车加速的力之间，差值是多少。正常来讲，这个差值就是产生加速度，也就是速度变化的原因。通常我们会从动力源来说起，比如说发动机或者电机的输出特性曲线。通俗地讲，就是发动机发出的马力，或者电机的输出功率，其最大值随着转速的变化是一条曲线。然后就是有没有变速器，变速器几个挡位，速比是多少，这些都是进行动力性分析需要用到的。开过手动挡汽车的人有时会有体会，你在不同的速度下进行升降档操作，汽车的动力表现是不一样的。所以，期待我们下周一起开始的动力性学习讨论。

课时

  • 1.1汽车动力性的评价指标
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  • 1.2汽车的驱动力与行驶阻力
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  • 1.3汽车的驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图
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  • 1.4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
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  • 1.5汽车的功率平衡
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  • 1.1汽车动力性的评价指标
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  • 1.2.1汽车的驱动力
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  • 1.2.2.1 汽车的行驶阻力（一）—滚阻
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  • 1.2.2.2 汽车的行驶阻力（二）—风阻
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  • 1.2.2.3 汽车的行驶阻力（三）—坡道阻力与加速阻力
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  • 1.3 汽车的驱动力—行驶阻力平衡图与动力特性图
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  • 1.4.1、汽车行驶的附着条件
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  • 1.4.2、汽车的附着力与地面法向反作用力
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  • 1.4.3、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
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  • 1.4.4、附着率
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  • 1.4.5、汽车的功率平衡
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  • 1.5.1、电动汽车的动力性分析

汽车的经济性

理解汽车经济性的分析思路——消耗的总功率、动力源的效率、传动效率、动力系统匹配对经济性的影响。

课时

  • 2.1汽车燃油经济性的评价指标
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  • 2.2汽车燃油经济性的计算
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  • 2.3.1影响汽车燃油经济性的结构因素
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  • 2.3.2影响汽车燃油经济性的使用因素
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  • 2.4.1电动汽车的研究

汽车动力装置参数的选定

理解如何在限定条件下，寻找动力性和经济性的平衡，是汽车动力装置参数选择的基本原则。

课时

  • 3.1 发动机功率的选择
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  • 3.2 最小传动比的选择
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  • 3.3 最大传动比的选择
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  • 3.4 传动系挡数与各挡传动比的选择
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  • 3.5 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数
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  • 3.1 发动机功率的选择
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  • 3.2最小传动比的选择
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  • 3.3最大传动比的选择
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  • 3.4传动系数与格挡传动比的选择
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  • 3.5利用燃油经济性—加速时间曲线确定动力装置参数
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  • 3.6电机参数及传动系统参数的选择
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  • 1-3章测试题

汽车的制动性

对制动系统关键参数——前后制动力、前后制动力比例关系的的选择深刻理解并能够进行基本计算

课时

  • 4.1制动性的评价指标
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  • 4.2.1制动时车轮的受力-地面制动力
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  • 4.2.2制动时车轮的受力-制动器制动力
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  • 4.2.3制动时车轮的受力-地面制动力、制动器制动力与附着力的关系
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  • 4.2.4制动时车轮的受力-硬路面上的附着系数
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  • 4.3.1汽车的制动效能及其恒定性-制动距离及制动减速度
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  • 4.3.2汽车的制动效能及其恒定性-制动距离分析
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  • 4.3.3汽车的制动效能及其恒定性-制动效能的恒定性
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  • 4.4.1制动时汽车的方向稳定性-地面对前、后车轮的法向反作用力
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  • 4.4.2制动时汽车的方向稳定性-制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失
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  • 4.5.1前、后制动器制动力的比例关系-地面对前、后车轮的法向反作用力
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  • 4.5.2前、后制动器制动力的比例关系-理想的前后制动器制动力分配曲线
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  • 4.5.3前、后制动器制动力的比例关系-具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数
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  • 4.5.4前、后制动器制动力的比例关系-前后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上制动过程的分析
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  • 4.5.5前、后制动器制动力的比例关系-对前、后制动器制动力分配的要求
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  • 4.5.6前、后制动器制动力的比例关系-防抱制动装置
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  • 4.6汽车制动性的试验
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  • 4.1制动性的评价指标
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  • 4.2制动时车轮的受力
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  • 4.3汽车的制动效能及其恒定性
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  • 4.4制动时汽车的方向稳定性
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  • 4.5前、后制动器制动力的比例关系-1
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  • 4.5前、后制动器制动力的比例关系-2

汽车的操纵稳定性

理解操纵稳定性受哪些参数影响，重点掌握转向系对汽车操纵稳定性的影响，如何进行分析。

课时

  • 5.1.1操纵稳定性简述-操纵稳定性包含的内容
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  • 5.1.2操纵稳定性简述-车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应
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  • 5.1.3操纵稳定性简述-操纵稳定性的研究方法
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  • 5.2.1 轮胎的侧偏特性-轮胎的坐标系
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  • 5.2.2轮胎的侧偏特性-轮胎结构、工作条件对侧偏特性的影响
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  • 5.2.3轮胎的侧偏特性-回正力矩、轮胎外倾时的滚动
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  • 5.3.1线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应-线性二自由度汽车模型运动微分方程
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  • 5.3.2线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应-前轮角阶跃输入下汽车的稳态响应
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  • 5.3.3线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应-前轮角阶跃输入下的瞬态响应
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  • 5.3.4线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应-横摆角速度频率响应特性
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  • 5.4.1汽车操纵稳定性与悬架的关系-车厢侧倾
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  • 5.4.2汽车操纵稳定性与悬架的关系-侧倾时垂直载荷在左右轮上的重新分配及其对稳态响应的影响、侧倾外倾——侧倾时车轮外倾角的变化
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  • 5.4.3 汽车操纵稳定性与悬架的关系-侧倾转向等
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  • 5.5.1 汽车操纵稳定性与转向系的关系-转向系的功能与转向盘力特性等
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  • 5.5.2 汽车操纵稳定性与转向系的关系-评价高速公路行驶操纵稳定性的试验等
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  • 5.6汽车操纵稳定性与传动系的关系
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  • 5.7.1提高操纵稳定性的电子控制系统-极限工况下前轴侧滑与后轴侧滑的特点
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  • 5.7.2 提高操纵稳定性的电子控制系统-横摆力偶矩及制动力的控制效果
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  • 5.7.3提高操纵稳定性的电子控制系统-各个车轮制动力控制的效果
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  • 5.8.1汽车的侧翻-刚性汽车的准静态侧翻
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  • 5.1 操纵稳定性简述
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  • 5.2 轮胎的侧偏特性
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  • 5.3线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应
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  • 5.4 汽车操纵稳定性与悬架的关系
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  • 5.6汽车操纵稳定性与传动系的关系
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  • 4-5章单元测试

汽车的平顺性

理解掌握汽车的平顺性分析方法。从车轮到悬架甚至座椅的参数，对成员的影响及评价方式。

课时

  • 6.1人体对振动的反应和平顺性的评价
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  • 6.2路面不平度的统计特性
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  • 6.3汽车振动系统的简化
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  • 6.4.1车身与车轮双质量系统的振动-运动方程和振型分析
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  • 6.4.2车身与车轮双质量系统的振动-车身加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载的幅频特性
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  • 6.4.3车身与车轮双质量系统的振动-主动与半主动悬架
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  • 6.5双轴汽车的振动-振型分析
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  • 6.6“人体—座椅”系统的振动
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参考资料

[1] 姚为民主编：汽车构造（上册）（第7版），人民交通出版社股份有限公司，2021年

[2] 姚为民主编：汽车构造（上册）（第下版），人民交通出版社股份有限公司，2021年

[3] 关文达主编：汽车构造（第4版），机械工业出版社，2016年

常见问题

无