《汽车概论》课程教学大纲

一、《汽车概论》课程说明

（一）课程代码：0216038

（二）课程英文名称：Introduction to Vehicle （三）开课对象：机械工程学院本科各专业 （四）课程性质：

本课程是汽车类专业的专业选修课及各专业的公共选修课。通过本课程的学习，使学生掌握汽车性能的主要评价指标，汽车受力分析的基本方法，汽车传动系、汽车制动系统和汽车转向系设计的基础理论，为合理设计和正确使用汽车打下理论基础。

（五）教学目的：

通过本课程的学习，使学生掌握汽车性能的主要评价指标，汽车受力分析的基本方法，汽车传动系、汽车制动系统和汽车转向系设计的基础理论，为合理设计和正确使用汽车打下理论基础。

（六）教学内容：

本课程主要研究汽车的动力性、燃油经济性、汽车动力装置参数的选定、制动性、操纵稳定性、平顺性和通过性。

（七）学时数、学分数及学时数具体分配： 学时数： 32学时 分数： 2 学分

学时数具体分配： 教 学 内 容 第一章 汽车的动力性 第二章 汽车的燃油经济性 第三章 汽车动力装置参数的选定 第四章 汽车的制动性 第五章 汽车的操纵稳定性 第六章 汽车的平顺性 第七章 汽车的通过性 合计 （八）教学方式：

以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。 （九）考核方式和成绩记载说明：

考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩、实验成绩和期末成绩评定，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。

讲授 4 4 4 4 6 6 4 32 实验/实践 合 计 4 4 4 4 6 6 4 32 二、讲授大纲与各章的基本要求 第一章 汽车的动力性

教学要点：

掌握汽车的动力性及其指标，汽车的驱动力和行驶阻力的意义、算法、影响因素，汽车的行驶方程及转动质量换算系数，汽车的驱动力-行驶阻力和功率平衡图，汽车的驱动与附着条件。了解液力变矩器汽车的动力性。

教学时数： 4学时 教学内容：

第一节 汽车的动力性指标 第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 一、汽车的驱动力 二、汽车的行驶阻力 三、汽车行驶方程式

第三节 汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图 一、汽车的驱动力－行驶阻力平衡图 二、动力特性图

第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 一、汽车行驶的附着条件

二、汽车的附着力与地面法向反作用力 三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力 四、附着率

第五节 汽车的功率平衡

第六节 装有液力变矩器汽车的动力性 考核要求：

1、汽车的动力性指标（识记）

2、汽车的驱动力与行驶阻力概念（识记） 3、汽车行驶阻力包含的各阻力（领会）

4、汽车的驱动力－行驶阻力平衡图与动力特性图（领会） 5、汽车行驶的附着条件（识记） 6、汽车的附着率（领会） 7、汽车的功率平衡

第二章 汽车的燃油经济性

教学要点：

掌握汽车的燃油经济性及评价指标，汽车燃油经济性计算，提高汽车燃油经济性的途径。

教学时数： 4 学时 教学内容：

第一节 汽车燃油经济性的评价指标 第二节 汽车燃油经济性的计算 第三节 影响汽车燃油经济性的因素 一、使用方面 二、汽车结构方面

1、缩减轿车总尺寸和减轻质量 2、发动机 3、传动系 4、汽车外形与轮胎

第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算

第五节 新一代高效率节能汽车的研究 第六节 汽车动力性、燃油经济性试验 一、路上试验 二、室内试验 考核要求：

1、汽车燃油经济性的概念（识记） 2、汽车燃油经济性的评价指标（识记） 3、汽车燃油经济性的计算（领会） 4、影响汽车燃油经济性的因素（识记）

5、装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算（领会） 6、汽车动力性、燃油经济性试验（领会）

第三章 汽车动力装置参数的选定

教学要点：

掌握汽车发动机功率的选择，最小、最大传动比的选择，传动比档数与各档传动比的选择，根据燃油加速性-时间曲线确定汽车动力装置参数。

教学时数： 4 学时 教学内容：

第一节 发动机功率的选择 第二节 最小传动比的选择 第三节 最大传动比的选择

第四节 传动系挡数与各挡传动比的选择

第五节 利用燃油经济性－加速时间曲线确定动力装置参数 一、主减速器传动比的确定 二、变速器与主减速器传动比的确定 三、发动机、变速器与主减速器传动比的确定 考核要求：

1、发动机功率的选择（领会） 2、最小传动比的选择（领会） 3、最大传动比的选择（领会）

4、传动系挡数与各挡传动比的选择（领会） 5、主减速器传动比的确定（领会） 6、变速器与主减速器传动比的确定（领会） 7、发动机、变速器与主减速器传动比的确定（领会）

第四章 汽车的制动系

教学要点：

掌握汽车制动性评价指标，制动力分析，制动效能及恒定性，制动方向稳定性及其影响因素，制动力及其分配比例关系。一般了解ABS和TCS系统。

教学时数： 4 学时 教学内容：

第一节 制动系的评价指标 第二节 制动时车轮的受力 一、地面制动力 二、制动器制动力

三、地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系 四、硬路面上的附着系数

第三节 汽车的制动效能及其恒定性 一、制动距离与制动减速度 二、制动距离的分析 三、制动效能的恒定性

第四节 制动时汽车的方向稳定性 一、汽车的制动跑偏

二、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失 第五节 前、后制动器制动力的比例关系 一、地面对前、后车轮的方向反作用力 二、理想的前、后制动器制动力分配曲线

三、具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数

四、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 五、利用附着系数与制动效率 六、对前、后制动器制动力分配的要求 七、制动防抱死装置 第六节 汽车制动性的试验 考核要求：

1、制动系的评价指标（识记） 2、制动时车轮的受力（识记）

3、地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系（领会） 4、硬路面上的附着系数（领会） 5、制动距离与制动减速度 （领会） 6、制动距离的分析（领会）

7、地面对前、后车轮的方向反作用力（领会） 8、理想的前、后制动器制动力分配曲线（领会）

9、具有固定比值的前、后制动器制动力与同步附着系数发动机（领会） 10、对前、后制动器制动力分配的要求（领会） 11、汽车制动性的试验（领会）

第五章 汽车的操纵稳定性

教学要点：

掌握汽车的操纵稳定性的内容，轮胎的侧偏特性，汽车的行驶方程，转向的稳态和瞬态响应特性，悬架系统、转向系统、传动系统对操纵稳定性的影响，汽车的侧翻。

教学时数： 6 学时 教学内容：

第一节 概述

一、汽车操纵稳定性包含的内容

二、车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应 三、人－汽车闭路系统 四、汽车试验的两种评价方法 第二节 轮胎的侧偏特性 一、轮胎的坐标系

二、轮胎的侧偏现象和侧偏力－侧偏角曲线 三、轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响 四、回正力矩－绕Oz轴的力矩 五、有外倾角时轮胎的滚动

第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 一、线性二自由度汽车模型的运动微分方程

二、前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态响应——等速圆周行驶 三、前轮角阶跃输入下的瞬态响应 四、横摆角速度频率响应特性 第四节 汽车操纵稳定性与悬架的关系 一、汽车的侧倾

二、侧倾时垂直载荷在左、右侧车轮上的重新分配及其对稳态响应的影响 三、侧倾外倾——侧倾时车轮外倾角的变化 四、侧倾转向

五、变形转向——悬架导向装置变形引起的车轮转向角 六、变形外倾——悬架导向装置变形引起的外倾角的变化 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 一、转向系的功能与转向盘力特性 二、不同行驶工况下对操纵稳定性的要求

三、评价高速公路行驶操纵稳定性的试验——转向盘中间位置操纵稳定性试验 四、转向系与汽车横摆角速度稳态响应的关系 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系

一、地面切向反作用力与“不足－过多转向特性”的关系 二、地面切向反作用力控制转向特性的基本概念简介 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 第八节 汽车的侧翻 一、刚性汽车的准静态侧翻 二、带悬架汽车的准静态侧翻 三、汽车的瞬态侧翻

第九节 汽车操纵稳定性的路上试验 一、低速行驶转向轻便性试验 二、瞬态转向试验 三、瞬态横摆响应试验 四、汽车回正能力试验

五、转向盘角脉冲试验

六、转向盘中间位置操纵稳定性试验 考核要求：

1、汽车操纵稳定性包含的内容（识记） 2、人－汽车闭路系统（识记） 3、汽车试验的两种评价方法（领会） 4、轮胎的侧偏特性（领会）

5、线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应（领会） 6、汽车操纵稳定性与悬架的关系（领会） 7、汽车操纵稳定性与转向系的关系（领会） 8、汽车操纵稳定性与传动系的关系（领会） 9、提高操纵稳定性的电子控制系统（识记） 10、汽车操纵稳定性的路上试验（领会）

第六章 汽车的平顺性

教学要点：

掌握人体对振动的反应和平顺性的评价，路面不平度的统计特性，汽车平顺性试验和数据处理；了解汽车振动系统的简化，单质量系统的振动，车身与车轮双质量系统的振动，双轴汽车的振动，“人体－座椅”系统的振动。

教学时数： 6 学时 教学内容：

第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 一、人体对振动的反应 二、平顺性的评价方法 第二节 路面不平度的统计特性 一、路面不平度的功率谱密度

二、空间频率功率谱密度Gq（n）化为时间频率功率谱密度Gq（f） 三、路面对四轮汽车的输入功率谱密度

第三节 汽车振动系统的简化，单质量系统的振动 一、汽车振动系统的简化 二、单质量系统的自由振动 三、单质量系统的频率响应特性 四、单质量系统对路面随机输入的响应 第四节 车身与车轮双质量系统的振动 一、运动方程与振型分析 二、双质量系统的传递特性

三、车身加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载的幅频特性 四、在路面随机输入下系统振动响应均方根值的计算 五、系统参数对振动响应均方根值的影响 六、主动与半主动悬架 第五节 双轴汽车的振动

一、振型分析

二、使z，减小俯仰角加速度

三、计算前、后轮双输入系统振动响应时的单轮输入折算幅频特性】 四、轴距中心处垂直位移和车身俯仰角位移对前轴上方车身位移的幅频特性 五、车身上任一点的垂直位移对前轴上方车身位移的幅频特性 六、功率谱密度和均方根值的计算 第六节 “人体－座椅”系统的振动 一、“人体－座椅”系统的传递特性 二、“人体－座椅”系统的参数选择 第七节 汽车平顺性试验和数据处理 一、平顺性试验的主要内容 二、平顺性试验数据的采集和处理 考核要求：

1、人体对振动的反应和平顺性的评价（领会） 2、路面不平度的统计特性（领会）

3、汽车振动系统的简化，单质量系统的振动（领会） 4、车身与车轮双质量系统的振动（领会） 5、双轴汽车的振动（领会）

6、“人体－座椅”系统的振动（领会） 7、汽车平顺性试验和数据处理（领会）

第七章 汽车的通过性

教学要点：

掌握汽车通过性评价指标及几何参数，汽车的通过性试验；了解松软地面的物理性质，车辆的挂钩牵引力，间隙失效的障碍条件，汽车越过台阶、壕沟的能力。

教学时数： 4 学时 教学内容：

第一节 汽车通过性评价指标及几何参数 一、汽车支承通过性评价指标 二、汽车通过性几何参数 第二节 松软地面的物理性质 一、土壤切应力与剪切变形的关系 二、土壤法向负荷与沉陷的关系

三、半流体泥浆及雪的密度对通过性的影响 第三节 车辆的挂钩牵引力 一、车辆在松软地面上的土壤阻力 二、松软地面给车辆的土壤推力 三、挂钩牵引力 第四节 牵引通过性计算 第五节 间隙失效的障碍条件 一、顶起失效的障碍条件

二、触头失效的障碍条件

第六节 汽车越过台阶、壕沟的能力 第七节 汽车的通过性试验 一、通过性试验的主要内容 二、土壤参数的测定 考核要求：

1、汽车通过性评价指标及几何参数（领会） 2、松软地面的物理性质（识记） 3、车辆的挂钩牵引力（领会） 4、间隙失效的障碍条件（领会） 5、汽车越过台阶、壕沟的能力（领会） 6、汽车的通过性试验（领会）

三、推荐教材和参考书目

1、《汽车理论》，第3版，清华大学余志生主编，机械工业出版社，2004.6 2、《汽车理论》，张文春主编，机械工业出版社，2005 3、《汽车概论》，李洪主编，机械工业出版社，2006