汽车理论

《汽车理论》是由余志生所著的一本书籍，于2009年3月1日机械工业出版社出版。本书为全国高等学校机电类专业教学指导委员会汽车与拖拉机专业小组制订的规划教材，并于九五期间被教育部立项为普通高等教育九五部级重点教材和面向21世纪课程教材，于十五期间被教育部立项为普通高等教育十五’国家级规划教材。

该书共分七章，根据作用于汽车上的外力特性，分析了与汽车动力学有关的汽车各主要使用性能：动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性以及通过性，并在满足这些整车性能要求的基础上提出选择汽车设计参数的一些原则，比如汽车发动机功率的选择、传动系传动比的确定、制动器制动力的分配、悬架参数、重心位置、轮胎型式、车辆几何参数的确定等。各章分别介绍了各使用性能的评价指标与评价方法，建立了有关的动力学方程，分析了汽车及其部件的结构形式与结构参数对各使用性能的影响，阐述了进行性能预测的基本计算方法。各章还对性能试验方法做了简要介绍。还介绍了近十年来汽车技术的新发展。

第5版前言第4版前言第3版前言第2版前言第1版前言常用符号表第一章　汽车的动力性第一节　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、驱动力一行驶阻力平衡图二、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参考文献-第二章　汽车的燃油经济性第一节　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、汽车结构方面第四节　装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算第五节　电动汽车的研究一、混合动力电动汽车的特点二、混合动力电动汽车的结构三、混合动力电动汽车的节油原理四、能量管理策略五、实例分析一一丰田混合动力电动汽车Prius六、电动汽车的动力性计算第六节　汽车动力性、燃油经济性试验一、路上试验二、室内试验参考文献-第三章　汽车动力装置参数的选定第一节　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参考文献第四章　汽车的制动性第一节　制动性的评价指标第二节　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、后车轮的法向反作用力二、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、辅助制动器和发动机制动对制动力分配和制动效能的影响八、制动防抱装置第六节　汽车制动性的试验参考文献-第五章　汽车的操纵稳定性第一节　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、人一汽车闭路系统四、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、回正力矩一一绕OZ轴的力矩五、有外倾角肘轮胎的滚动第三节　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一一等速圆周行驶三、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、侧倾外倾一一侧倾时车轮外倾角的变化四、侧倾转向五、变形转向一一悬架导向装置变形引起的车轮转向角六、变形外倾一一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一一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一、极限工况下前轴侧滑与后轴侧滑的特点二、横摆力偶矩及制动力的控制效果三、各个车轮制动力控制的效果四、四个车轮主动制动的控制效果五、VSC系统的构成六、装有VSC系统汽车的试验结果第八节　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、稳态转向特性试验三、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参考文献第六章　汽车的平顺性第一节　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Cq（n）化为时间频率功率谱密度Cq（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Wm小于Wz，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Z和车身俯仰角位移Q对前轴上方车身位移Z的幅频特性五、车身上任一点P的垂直位移Z对前轴上方车身位移z的幅频特性六、Z2p及Q功率谱密度和均方根值的计算第六节“人体一座椅”系统的振动一、“人体一座椅”系统的传递特性二、“人体一座椅”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参考文献第七章　汽车的通过性第一节　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、土壤参数的测定参考文献习题-

该书提供了进行汽车设计、试验及使用所必需的专业基础知识，是高等学校汽车与拖拉机专业教材，也可作为工厂、研究单位从事汽车设计、试验及使用的工程技术人员的参考书。

余志生，教授，江西人，生于1925年，1951年清华大学机械系毕业后留校任教，多年来一直从事汽车工程方面的教学和科研工作。享受国务院颁发的“政府特殊津贴”。曾任北京汽车工程学会副理事长、全国高等学校汽车专业教学指导委员会副主任委员，现任北京汽车行业协会顾问。主编了《汽车理论》第1版一第4版，其第2版曾获第三届全国高等学校机电类专业优秀教材二等奖，第3版于2002年获上海汽车工业教育基金会优秀著作一等奖。

夏群生，教授，湖南人，生于1946年，1970年清华大学农业机械系毕业后留校任教，1983年清华大学汽车工程系研究生毕业获硕士学位。多年来一直从事汽车工程方面的教学和科研工作。曾任清华大学汽车工程系副系主任，现任汽车工程系学术委员会副主任、汽车工程学会教育分会副理事长、北京汽车王业协会副会长和中国机械工业教育协会机械工程及自动化学科教学委员会副主任委员。

《汽车理论（第5版）》为1981年出版的《汽车理论》第5版，是教育部面向21世纪课程教材，普通高等教育“九五”部级重点教材和普通高等教育“十五”国家级规划教材。

《汽车理论（第5版）》出版二十余年来，各个方面都在不断地完善。在教材结构方面，经过几代汽车专业教师在教学中的摸索和实践，形成了比较完善的教材体系；在教材内容方面，力求将系统性、先进性和完整性相结合，每一次修订都跟随汽车工业技术和工程教学的步伐，弃旧更新。《汽车理论（第5版）》密切联系汽车设计和试验的实际问题，把编者多年的教学、科研经验和体会融入其中。因此，《汽车理论（第5版）》不但适用于汽车类专业的本科教学，也可作为汽车企业及科研院所工程技术人员的参考书。

为此，本次修订将从以下几个方面进行：

1）将原教材的单色改为双色，即把教材中的重点内容改为蓝色，以突出重点，使读者更容易学习和掌握。

2）配套出版教学光盘，包括电子教案、习题集、视频参考材料等。

3）配套出版汽车试验录像光盘，介绍了汽车动力性、经济性、制动性、操纵稳定性和平顺性等基本性能试验的现代仪器设备和试验方法。

4）修改《汽车理论》第4版中遗留的文字和图形错误。

本修订版由清华大学汽车工程系编写。参加编写的有余志生、夏群生、赵六奇、伦景光、刘惟信、孙建纲、李克强、季学武，主编为余志生，副主编为夏群生。《汽车理论（第5版）》由合肥工业大学陈朝阳审阅。

编写过程中，张红、彭莫、单德福、宋健、林健、陈勇、魏道高、王雷曾对本修订版提出宝贵意见与帮助；东风汽车公司、北京汽车工程学会、跃进汽车集团等有关同仁曾给予大力支持；教学光盘的具体工作由张红完成，汽车试验录像光盘由仇斌、吴凯辉、赵英、何乐、田光宇等完成。在此，对他们表示衷心的感谢。

恳切希望使用《汽车理论（第5版）》的高校师生与广大读者提出批评指正。