《汽车理论》课程教学大纲

编码：ME05002Code: ME05002
课程名称：汽车理论Course Title: Vehicle Theory
课程类别：专业核心Course category:Core Courses in Specialty
学分：4Credit(s): 4
开课单位：机械与运载工程学院Offering College/School: College of Mechanical &
Vehicle Engineering
课程描述：汽车理论是一门为车辆工程专业学生开设的专业必修课，通过该课程的教学使学生能够掌握汽车的六大性能及其评价指标，了解评价指标的计算方法和影响因素。

主要内容包括汽车的动力性，燃油经济性，动力传动装置参数选择，制动性、操纵稳定性，平顺性和通过性。

通过该课程的学习，使学生掌握汽车设计所需的基本理论。

Course description:Automobile Theory is a professional compulsory course offered for vehicle engineering students. Through the course of teaching so that students can master six kinds of vehicle performance and its evaluation, learn the calculation method of performance and its effect factors. The main contents include power performance, economic performance, the choice of power train parameters, brake performance, handling stability, ride performance. Through this course of study to master the design of the basic theory of vehicle design.
课程内容
（一）课程教学目标
通过本课程的教学，使学生具备以下能力：
1）具有解决复杂车辆工程问题所需的汽车理论设计制造专业知识。

（毕业要求1.4）。

2）通过分析复杂车辆工程问题的影响因素，论证解决方案的可行性与合理性，并获得有效结论。

（毕业要求2.3）。

3）能够应用车辆工程相关理论与方法，设计与搭建实验系统，开展相关实验。

（毕业要求4.2）。

（二）基本教学内容
绪论
教学目的：让学生了解，为什么要学汽车理论，学习内容是什么？如何学好汽车理论？以及汽车技术的发展趋势。

相应毕业要求：1.4
教学内容：1. 汽车理论的学习内容。

2. 如何学习汽车理论。

3. 汽车技术的发展趋势。

4. 课程的性质、目的与学习要求。

学时分配：课堂教学2学时
第一章、汽车的动力性
教学目的：了解汽车动力性的概念以及表征汽车动力性的三个指标，掌握汽车行驶方向上的各种外力、影响因素，以及汽车行驶方程式的建立，并能用该方程绘制驱动力-行驶阻力平衡图、动力特性图和功率平衡图，在此基础上，分析和计算汽车的动力性问题。

教学重点：汽车动力性的评价指标和评价方法，汽车驱动力-行驶阻力平衡方程式的建立，以及能用行驶方程式，计算汽车的动力性问题。

教学难点：附着条件与附着率。

相应毕业要求：1.4, 2.3, 4.2
教学内容：汽车动力性的指标，驱动力的计算，汽车的四种阻力：滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力；汽车行驶方程式，驱动力行驶阻力平衡图，附着条件与附着率，功率平衡图，液力变矩器汽车的动力性。

学时分配：课堂教学8学时；道路试验4学时。

第二章、汽车的燃油经济性
教学目的：了解了解汽车燃油经济性的概念以及表征汽车燃油经济性的指标，能够计算给定工况下的汽车燃油经济性，能够分析提高汽车燃油经济性的技术途径，能够计算纯电动汽车的动力性和等速能量消耗。

教学重点：汽车燃油经济性的评价，各工况下汽车燃油经济性的计算。

教学难点：等加速工况下燃油经济性计算的积分过程，影响汽车燃油经济性的因素。

相应毕业要求：1.4, 2.3, 4.2
教学内容：汽车燃油经济性的评价指标，燃油消耗量的限值与法规；燃油经济性的计算：等速、等加速、等减速、怠速、工况法；影响汽车燃油经济性的因素分析；电动汽车的研究。

学时分配：课堂教学：6学时
第三章、汽车动力装置参数的选定
教学目的：了解汽车动力装置参数的概念、选择原则，能够分析传动系参数对汽车动力性和经济性的影响，能够综合考虑汽车动力性和经济性的要求，确定汽车发动机和传动系的基本参数。

教学重点：利用最高车速和比功率的方法分析发动机功率的选择；根据动力性要求和功率平衡图，确定最大、最小传动比和变速器档位数和各档速比。

教学难点：运用燃油经济性-加速时C曲线确定动力系统参数。

相应毕业要求：1.4, 2.3
教学内容：比功率和发动机功率、最小传动比、最大传动比、档位数和各档速比的选择；燃油经济性-加速时C曲线和动力系统参数确定。

学时分配：课堂教学：4学时。

第四章、汽车的制动性
教学目的：了解汽车制动性的概念以及表征汽车制动性的三个指标，能够计算汽车的制动性能包括制动距离、减速度和制动效率，并分析汽车的制动力分配对制动性能的影响。

教学重点：汽车制动性的三个评价指标，制动距离的影响因素，制动过程的与前后轮抱死的顺序，同步附着系数和制动效率的推导要领，利用附着系数概念的阐述。

教学难点：前、后制动器制动力的比例关系及制动过程分析，利用附着系数和制动效率。

相应毕业要求：1.4, 2.3, 4.2
教学内容：评价指标，制动距离计算，同步附着系数和制动力分配，β线、I线、f线组和
r线组，制动过程分析，出现稳定性的原因探讨，利用附着系数和制动效率，ABS基本原理。

学时分配：课堂教学：10学时；讨论：2学时；道路试验：2学时。

第五章、汽车的操纵稳定性
教学目的：了解汽车操纵稳定性的概念、操纵稳定性不好的表现、汽车操纵稳定性评价方法；轮胎的侧偏特性；了解轮胎坐标系、轮胎的侧偏特性、轮胎参数和工作条件对轮胎的侧偏特性的影响；掌握汽车操纵稳定性线性二自由度模型的建立、求解过程，以及如何根据响应判断汽车操纵稳定性的优劣；掌握悬架等结构参数对操纵稳定性的影响；了解汽车操纵稳定性与转向系的关系，提高操纵稳定性的电子控制系统新技术。

教学重点：操纵稳定性的概念生动阐述，二自由度模型的简化过程和轮胎侧偏现象的清晰描述，稳态转向特性的概念和计算表达，汽车侧倾与悬架的关系，以及对操纵稳定性的影响。

教学难点：轮胎的侧偏现象概念的理解，力学模型的建立及求解。

相应毕业要求：1.4, 2.3
教学内容：操纵稳定性的概念和评价方法，轮胎侧偏现象，二自由度操纵稳定性模型，稳态转向特性和瞬态转向，悬架、转向和传动系统对操纵稳定性的影响，VSC原理简介。

学时分配：课堂教学：16学时；道路试验：2学时。

第六章、汽车的平顺性
教学目的：掌握人体对振动的反应、平顺性的评价标准和汽车单质量、双质量振动模型的振动响应分析，能够评价和分析改进汽车平顺性的技术途径。

教学重点：人体对振动的反应敏感频率、平顺性的评价标准和分析方法，单自由度模型及双轴模型汽车的三个振动响应量的分析和计算表达，汽车结构参数对平顺性的影响。

教学难点：通过随机振动统计特性的数学表达彻底理解其物理意义，并应用于汽车平顺性的参数设计。

相应毕业要求：1.4, 2.3, 4.2
教学内容：人体对振动的反应和平顺性的评价标准，路面不平度的统计特性，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，汽车平顺性试验和数据处理，车辆主动与半主动悬架系统。

学时分配：课堂教学：10学时；讨论：2学时；道路试验：4学时。

第七章、汽车的通过性
教学目的：了解汽车通过性的评价指标和汽车间隙失效的条件。

相应毕业要求：1.4, 2.3
教学内容：通过性评价指标和几何参数，松软地面的物理性质，挂钩牵引力，通过性计算以及间隙失效的障碍条件分析，汽车越野能力。

学时分配：课堂教学：2学时。

考核方式
本课程考核采用闭卷考试的形式
期评成绩占比：1.平时成绩一（平时考勤、作业占10%，讨论5%，试验10%）占25%
2.平时成绩二（期中考试）占25%
3.期末考试成绩（闭卷）占50%
持续改进方法
1、采用先进的教学手段、方法和教学理念。

2、各章节布置一定量的习题。

3、对重点、难点内容安排小班讨论课。

4、课后对疑难问题安排答疑。

教材及参考书
1、(美) Thomas D. Gillespie著；赵六奇，金达锋译，车辆动力学基础，北京：清华大学出版社，2006
2、(德)Henning Wallentowitz著；李克强编注，汽车工程学II：汽车垂向和侧向动力学，北京：机械工业出版社，2009
3、(德)M.米奇克著；陈荫三译，汽车动力学（第2版），北京：人民交通出版社，1994
4、陈家瑞主编，汽车构造（下册）第三版，北京：机械工业出版社，2009
5、谷正气著，汽车空气动力学，北京：人民交通出版社，2005
6、H-P 威鲁麦特，车辆动力学，北京：北京理工大学出版社，1998
7、闻邦椿等著，机械振动学（第2版），北京：冶金工业出版社，2011
授课手段（教学方法）
采用多媒体教学，教学过程中，采取文字论述、结合公式、图形图像、动画等多种形式，采用标识和提问等方式突出重点和难点。