《汽车理论》教学日历

板书设计
学时数
2学时
作业要求
第三章汽车动力装置参数的选定
章
第三章汽车动力装置参数的选定
节
第一节发动机功率的选择
教学目标
掌握汽车发动机功率选择和确定的方法
重点和难点
比功率的特点，图3‐2的分析与计算
教学内容
1、用实际例子引出动力系统参数选择的问题
2、根据最高车速计算发动机功率
3、比功率的概念和统计数据
《汽车理论》教学日历
绪论
章
绪论
节
教学目标
介绍汽车理论的学习方法和教学内容，并讨论学习目的
重点和难点
本课程的特点和教学要求
教学内容
1、为什么要学习汽车理论
2、汽车理论研究的内容
3、教学要求、教学资源和考核方法
教学过程
1、由当前汽车工业的发展引出问题
2、汽车理论研究的内容
♦基本性能
♦学习思路
3、教学要求、教学资源和考核方法
4、附着率
教学过程
1、汽车行驶的附着条件♦雪天打滑引出附 Nhomakorabea力的概念
♦常见路面的平均附着系数
♦胎面结构和附着系数的关系
♦附着条件、附着率（视频）
♦不同驾驶条件下附着利用的讨论
♦驾驶技巧‐>TCS
2、汽车的附着力与地面的法向反作用力
♦坡道行驶时的受力分析
♦不同驱动型式的讨论
3、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
♦透过度
4、变矩器的输出特性
5、综合式和带有锁止装置的液力变矩器的输出特性
♦液力耦合器的特点
♦综合式液力变矩器的无因次特性
♦综合式液力变矩器的输出特性
♦带有锁止装置的液力变矩器的输出特性
6、装有液力变矩器汽车的动力性
♦AT的换挡规律
♦驱动力‐行驶阻力平衡图
板书设计
AT汽车驱动力的计算步骤
学时数
0.5学时
♦由行驶方程式引出问题
♦介绍驱动力‐行驶阻力平衡图
♦最高车速的确定和讨论
♦加速时间的计算
♦最大爬坡度的计算（引出问题：是否是真实可以达到的爬坡度？）
2、汽车的动力特性图
♦介绍动力特性图的历史
♦3个动力性指标的计算
板书设计
加速时间的积分式，最大爬坡度计算的力平衡式（用于下一节附着条件的引出）
学时数
0.5学时
2、从使用角度提高燃油经济性的途径
♦车速
♦挡位
♦带挂车
♦正确保养与维护
3、从设计角度提高燃油经济性的途径
♦整车质量
♦发动机
♦传动系
♦外形与轮胎
板书设计
保留：
学时数
1学时
作业要求
《汽车理论》习题2.4
章
第二章汽车的燃油经济性
节
第四节装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
教学目标
掌握装有液力变矩器汽车燃油消耗量的计算方法
4、如何通过比功率确定发动机功率
教学过程
1、问题的引入是关键，将工厂的实际问题作为例子用于讨论
♦实际案例
♦动力系统参数：发动机功率和传动系速比
板书设计
性能‐评价指标‐力学模型‐分析‐解决问题的技术途径
学时数
1学时
作业要求
第一章汽车的动力性
章
第一章汽车的动力性
节
第一节汽车的动力性指标
教学目标
掌握汽车动力性的评价指标和不同车型对动力性的要求
重点和难点
动力性评价的3个指标
教学内容
1、动力性的定义
2、最高车速
3、加速时间
4、最大爬坡度
教学过程
１.引入动力性定义和指标（学生讨论或提问）
节
第六节装有液力变矩器汽车的动力性
教学目标
了解液力变矩器的工作原理，掌握其特性曲线，分析AT和有级
变速器汽车动力性的差别及其原因
重点和难点
液力变矩器的无因次特性、泵论的转矩曲线和变矩器的输出特性
教学内容
1、无级变速器与汽车动力性的关系
2、液力变矩器的无因次特性
3、液力变矩器的泵轮转矩曲线
4、变矩器的输出特性
作业要求
《汽车理论》习题2.3
章
第二章汽车的燃油经济性
节
第五节电动汽车的研究
教学目标
了解汽车工业发展面临的能源和环境问题，明确电动汽车的分类
和各自的特点，掌握纯电动汽车的动力性和能量消耗计算方法，
定性分析混合动力汽车节油的途径并对整车能量管理算法有初
步了解
重点和难点
电机和电池的特性分析，纯电动汽车能量消耗计算，混合动力汽
♦空气阻力（空气阻力系数，空气阻力的组成，空气阻力与车身结构；视频）
♦坡度阻力（常见路面的坡度，道路阻力）
♦加速阻力（平动质量，旋转质量，旋转质量换算系数）
3、汽车行驶方程式
♦行驶方程式
♦用功率方程推导行驶方程式
♦定速比和CVT的行驶方程式
4、总结并提出问题：动力性指标如何计算？
板书设计
学时数
2学时
♦坡道行驶时的受力分析
4、附着率
♦后轮驱动情况分析
♦前轮驱动情况分析
♦全轮驱动情况分析
♦加速工况分析
板书设计
学时数
1.5学时
作业要求
《汽车理论》习题1.7，1.8
章
第一章汽车的动力性
节
第五节汽车的功率平衡
教学目标
掌握功率平衡图以及后备功率图的绘制和分析
重点和难点
驱动力‐行驶阻力平衡图与功率平衡图的关系，后备功率的作用
教学目标
计算和分析汽车行驶过程中的驱动力和阻力
重点和难点
滚动阻力的成因，旋转质量换算系数，功率平衡法推导汽车的行
驶方程式
教学内容
1、汽车的驱动力
2、汽车的行驶阻力
3、汽车行驶方程式
教学过程
1、汽车的驱动力
♦发动机的转速特性
♦传动系统的机械效率
♦车轮半径
♦驱动力图
2、汽车的行驶阻力
♦滚动阻力（轮胎的迟滞损失，影响滚动阻力的因素）
车提高能量效率的途径分析，整车能量管理算法
教学内容
1、电动汽车（Electric Vehicle）的分类和特点
2、纯电动汽车（Battery EV）的动力性、经济性计算
3、混合动力电动汽车（Hybrid EV）的节油原理
4、丰田Prius混合动力电动汽车的工作模式
教学过程
1、引入
♦讲述和提问：汽车的能量消耗分布
作业要求
第二章汽车的燃油经济性
章
第二章汽车的燃油经济性
节
第一节汽车燃油经济性的评价指标
教学目标
理解中国、美国和欧洲燃油经济性的评价指标，了解燃油消耗量
的限值及法规
重点和难点
工况和燃油经济性的关系，测量燃油经济性的方法
教学内容
1、等速工况
2、循环行驶试验工况
3、燃油消耗量的限值与法规
教学过程
1、引入：燃油经济性的指标
作业要求
《汽车理论》习题1.1，1.2
章
第一章汽车的动力性
节
第三节汽车的驱动力‐行驶阻力平衡图与动力特性图
教学目标
用图示方法了解动力性指标的计算方法
重点和难点
三个动力性指标在驱动力‐行驶阻力平衡图上的表示
教学内容
1、汽车的驱动力‐行驶阻力平衡图
2、汽车的动力特性图
教学过程
1、汽车的驱动力‐行驶阻力平衡图
作业要求
《汽车理论》习题1.3
章
第一章汽车的动力性
节
第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率
教学目标
理解附着力、附着条件、附着率等基本概念，掌握坡道行驶时的
受力分析和附着条件
重点和难点
附着条件的基本概念和不同条件下附着率的推导
教学内容
1、汽车行驶的附着条件
2、汽车的附着力与地面的法向反作用力
3、作用在驱动轮上的地面切向反作用力
♦动力性定义
♦三个评价指标
２.最高车速数据及讨论
♦不同类型汽车的区别
♦MT和AT的区别
♦陆地最高车速记录
３.加速时间及加速过程曲线
♦原地起步加速
♦超车加速
４.坡度的概念，最大爬坡度（视频）
５.动力性测试数据
板书设计
三个指标中英文对照，坡度图
学时数
1学时
作业要求
章
第一章汽车的动力性
节
第二节汽车的驱动力与行驶阻力
6、整个循环工况的燃油消耗量计算
板书设计
行驶工况—功率/发动机工作点—万有特性曲线—燃油消耗量
学时数
0.5学时
作业要求
《汽车理论》习题2.7
章
第二章汽车的燃油经济性
节
第三节影响汽车燃油经济性的因素
教学目标
从汽车设计和使用两个方面分析影响燃油经济性的因素，讨论减
少燃油消耗量的技术途径
重点和难点
影响燃油经济性的两大方面，八个因素
6、丰田Prius混合动力电动汽车的工作模式
♦讲述：Prius动力驱动系统原理
♦提问：系统复杂化带来工作模式灵活性和更大的能量效率优化可能，可能的工作模式？
♦幻灯片总结：Prius工作模式及其能量流分析
♦讲述：几种能量管理算法比较
♦讲述：模式切换规则Case Study
♦总结：结合最后板书部分总结，强调系统效率最优而不是发动机效率最优
5、综合式和带有锁止装置的液力变矩器的输出特性
6、装有液力变矩器汽车的动力性
教学过程
1、无级变速器与汽车动力性的关系
♦几种动力装置的比较
♦无级变速+活塞式内燃机~等功率发动机
2、液力变矩器的无因次特性
♦变矩比、变速比、效率
♦泵轮转矩系数
♦无因次特性
3、液力变矩器的泵轮转矩曲线
♦透过性液力变矩器
♦非透过性液力变矩器
♦提问：汽车发展面临的问题
♦板书归纳：3大问题（左上角，保留）
2、可能的替代能源和动力系统途径
♦讲述：用数据说明3大问题；一次能源、二次能源、能源多样化模式；以石油为基础的提高能量效率和能源替代模式
♦讲述：汽油车、柴油车、电动汽车的排放、CO2、能量消耗和价格比较
♦板书归纳
3、电动汽车（Electric Vehicle）的分类和特点
3、等减速行驶工况燃油消耗量的计算
4、汽车怠速时的燃油消耗量的计算
5、整个循环工况的燃油消耗量计算
教学过程
1、引入：燃油经济性计算的思路
♦内燃机万有特性曲线
♦汽车行驶的功率平衡图
2、等速行驶工况燃油消耗量的计算
♦结合万有特性图给出计算的步骤
♦推导等速百公里油耗的计算公式
3、等加速行驶工况燃油消耗量的计算
♦提问、板书、讲述：纯电动汽车能量消耗计算方法
♦用幻灯片总结，给出能量消耗计算的流程图
5、混合动力电动汽车（Hybrid EV）的节油原理
♦提问和复习：传统内燃机汽车的能量消耗分布
♦提问和板书：混合动力汽车减少提高能量效率的途径分析
♦幻灯片总结：混合动力汽车减少提高能量效率的途径分析
♦板书总结：混合动力系统提高能量效率的途径：发动机层面、系统层面（保留）可能的替代能源和动力系统途径
重点和难点
发动机和液力变矩器共同工作曲线的绘制及理解
教学内容
装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
教学过程
1、发动机和液力变矩器的共同工作曲线、发动机的小时油耗曲线
2、不同节气门开度下的Tt=f(nt)和np=f(nt)曲线
3、由阻力确定发动机工作点，进而得到油耗
板书设计
计算思路和步骤
学时数
0.25学时
♦提问：为什么要用工况法？
2、等速工况
♦给出图表
♦讨论等速百公里油耗和车速的关系
♦讨论“经济车速”的概念
3、循环行驶试验工况
♦ECE工况
♦EPA工况
♦中国工况
♦给出几种车型的油耗数据，讨论，为后续的提高燃油经济性技术途径做准备
4、燃油消耗量的限值与法规
♦燃油消耗量试验方法
♦限值与法规
♦碳平衡法简介
板书设计
♦提问和板书画图：纯电动汽车的构成
♦给出幻灯片并总结其特点（EV1的故事）
♦讲述：混合动力汽车的构成及其特点（串联、并联、混联；Micro Hybrid，Mild Hybrid，Full Hybrid；Plug-inHybrid：能源和动力的双重混合）
♦讲述：燃料电池汽车的构成及其特点（电-电混合）
♦提问：和等速工况的差别以及处理方法
♦给出假设条件：忽略内燃机功率变化对万有特性的影响
♦对车速的离散化处理
♦计算步骤和公式
4、等减速行驶工况燃油消耗量的计算
♦提问：和等加速工况的差别以及处理方法
♦给出假设条件：不考虑发动机制动以及stop‐start功能，发电机工作在怠速模式
♦计算步骤和公式
5、汽车怠速时的燃油消耗量的计算
♦Review：结合保留的板书复习几种电动汽车的特点，给出幻灯片
4、纯电动汽车（Battery EV）的动力性、经济性计算
♦提问：BEV和汽油车动力性、能量消耗计算可能的区别，引出电机和电池特性的概念
♦电机特性及其和内燃机特性的对比分析
♦电池特性及其特点分析
♦提问、板书、讲述：纯电动汽车动力性的评价指标及其计算方法（板书的动力性计算公式保留）
保留“经济车速”以及关于油耗讨论的整理
学时数
0.25学时
作业要求
章
第二章汽车的燃油经济性
节
第二节汽车燃油经济性的计算
教学目标
掌握汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况下百公里燃油消
耗量的计算方法
重点和难点
等加速工况的离散化处理
教学内容
1、等速行驶工况燃油消耗量的计算
2、等加速行驶工况燃油消耗量的计算
教学内容
1、汽车的功率平衡图
2、后备功率
教学过程
1、汽车的功率平衡图
♦由驱动力‐行驶阻力平衡图引入功率平衡图的概念
♦功率平衡图的绘制
♦最高车速的确定
♦讨论
2、后备功率
♦后备功率图的绘制
♦后备功率的作用
♦不同档位动力性和燃油消耗的讨论（为第二章提供基础）
板书设计
学时数
0.5学时
作业要求
章
第一章汽车的动力性
教学内容
1、汽车运行油耗方程式
2、从使用角度提高燃油经济性的途径
3、从设计角度提高燃油经济性的途径
教学过程
1、汽车运行油耗方程式
♦续前节保留的公式讨论，得出三个关键的参数：发动机燃油消耗率、总的行驶阻力、传动系效率
♦给出工况条件下车辆的能量消耗分析，在EPA城市和功率循环下分别有25%和7.3%的燃油消耗于怠速、附件和制动，讨论，如何减少这些消耗？