《汽车理论》课程教学大纲

1、课程代码：020031020课程英文名称：Automobile Theory课程总学时：48 讲课： 44 实验： 4 上机： 0适用专业：车辆工程大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是车辆工程专业一门重要的专业基础课，它根据作用于汽车上外力的特性，分析了与汽车动力学有关的汽车各主要使用性能、评价指标及评价方法，分析了汽车及其部件的结构形式与参数对各使用性能的影响。它涉及汽车基础力学理论分析、评价、 试验等重要方面的内容，为汽车设计提供理论依据，是掌握汽车设计、制造和试验知识必不可少的专业课程。本课程的教学目标：掌握汽车各主要使用性能的评价指标及评

2、价方法，培养学生的建立力学模型、参数选择和分析解决问题的能力。了解汽车及其零部件的结构及参数的变化对使用性能的综合影响。为汽车及相关专业后续课程的学习提供理论基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1 掌握本课的理论体系、基本概念、基本方法，掌握汽车动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性和通过性这六大使用性能的定义及评价指标和评价方法。2 训练学生应用相关理论和计算机技术对汽车各大性能进行计算分析的能力，包括力学模型建立、参数选择、计算编程、分析计算结果等。3 强调学生动手进行汽车实验的能力，开设了汽车动力性及燃油经济性、汽车制动性实验。培养学生实验方面的基本技能和动手能力。（三）实

3、施说明教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考。根据本专业特点，教师应结合实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用。课程的教学目标通过讲授、课堂练习、课后作业三个环节来实现。教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。（四）对先修课的要求高等数学、 汽车构造。（五）对习题课、实验环节的要求1 . 对习题的要求根据课程的基本特点，通过具体实例在练中讲，并选择安排一定的习题，通过课堂练、讲相结合和课后作业培养学生解决问题的能力。2本门课程的实践性很强。为了增强学生的感性认识。要求至少开设两个实验，实验过程中

4、每组人数不能太多，以保证学生的动手机会。（六）课程考核方式1考核方式：考试2考核目标：在考核学生对汽车理论基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析能力、各大汽车性能指标的计算和汽车性能的结构影响因素分析等方面的能力。3成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况、等）占10%，中期考核占10%，实验成绩占10%，期末考试成绩占70%。平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；中期考核成绩由中期考核结果确定，实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。（七）主要参考书目:汽车理论（第五版），

5、余志生等编，清华大学出版社，2009汽车理论，张文春编，机械工业出版社，2005二、中文摘要本课程是车辆工程学生必修的一门专业主干基础课。汽车理论主要讲述汽车的动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性和通过性六大使用性能。本课程通过对汽车六大使用性能的动力学分析计算，分析了汽车结构与性能之间的关系，是学生能够掌握汽车六大使用性能分析的基本知识、基本原理和基本方法，并具有进行结构改进以提高汽车使用性能的能力。为汽车设计、汽车实验学等后续课程提供必要的理论基础。三、课程学时分配表序号教学内容学 时讲课实验上机1汽车的动力性12121.1汽车动力性指标及驱动力与行驶阻力平衡41.2汽车驱动力-

6、行驶阻力平衡图及动力特性图21.3汽车行驶的附着条件与汽车的附着率41.4汽车的功率平衡22汽车的燃油经济性4222.1汽车燃油经济性的评价指标及百公里油耗 的计算；影响燃油经济性的因素22.2汽车动力性和燃油经济性实验23汽车动力装置参数的选定443.1汽车动力装置参数的选择、汽车变速器的选择23.2汽车动力装置的确定24汽车的制动性121024.1汽车制动性评价指标及基本力学分析24.2汽车制动效能及其恒定性24.3汽车制动时的方向稳定性24.4汽车制动过程分析4汽车制动性实验25汽车的操纵稳定性12125.1汽车操纵稳定性的评价方法25.2轮胎的侧偏特性45.3线性二自由度汽车模型对前轮

7、角阶跃输入 下的响应45.4汽车操纵稳定性与汽车各系统的关系26汽车的平顺性226.1汽车平顺性的概念及评价方法27汽车的通过性227.1汽车通过性评价指标及几何参数；汽车越台阶、壕沟的能力2合计48444第 1 部分 汽车的动力性总学时（单位：学时）: 12 讲课 :12 实验 :0 上机 :0第 1.1 部分 汽车动力性指标及驱动力与行驶阻力平衡（讲课4 学时）具体内容：1）明确汽车动力性定义及三个评价指标；2）掌握汽车的驱动力的计算及影响因素；3）掌握滚动阻力的形成过程和滚动阻力系数的影响因素；4）掌握空气阻力的分类及计算；5）掌握坡度阻力和加速阻力的计算；6）掌握汽车的驱动条件和驱动力

8、行驶阻力平衡图；重 点：1）动力性评价的指标；2）汽车驱动力及行驶阻力的计算和影响因素；第 1.2部分 汽车驱动力-行驶阻力平衡图及动力特性图（讲课2学时）具体内容：1）明确汽车的驱动条件；2）掌握驱动力行驶阻力平衡图及通过平衡图计算动力性指标的方法；3）掌握动力特性图及通过特性图计算动力性指标的方法；重 点：1）通过平衡图和动力特性图计算动力性的指标；2）汽车的驱动条件；难点：通过平衡图和动力特性图计算动力性的指标；习题：1）动力性指标的计算；2）通过修改结构改善动力性能；第 1.3部分 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率（讲课4学时）具体内容：1）明确汽车行驶的附着条件；2）掌握加速上坡时汽

9、车的切向力和法向反作用力的分析计算；3）掌握附着率、附着系数和附着力的关系，并会计算附着率、等效坡度等参数；重 点：1）加速上坡时的受力分析；2）附着率的计算；第 1.4 部分 汽车的功率平衡（讲课2 学时）具体内容：1）明确汽车功率平衡的计算；2）掌握后备功率与汽车动力性和燃油经济性的关系；重 点：功率平衡图及后备功率；第 2 部分 汽车的燃油经济性总学时（单位：学时）: 4 讲课 :4 实验 :2 上机 :0第 2.1 部分 汽车燃油经济性的评价指标及百公里油耗的计算、影响燃油经济性的因素（讲课 2 学时）具体内容：1）明确汽车燃油经济性的定义和评价指标；2）掌握汽车等速百公里油耗的计算；

10、3）掌握循环工况下百公里油耗的计算方法；4）明确百公里燃油消耗计算公式中的各变量含义及影响因素；5）掌握综合分析燃油经济性影响因素的方法；重 点：1）经济性评价的指标；2）汽车等速百公里油耗的计算；3）从结构和使用方面分析影响因素；4）后备功率及负荷率与燃油经济性的关系；难 点：1）等速百公里油耗的计算；2）汽车行驶的负荷状态与汽车燃油经济性的关系；习 题：计算汽车等速百公里油耗；第 2.2部分（实验2学时）实 验：汽车动力性和燃油经济性实验；第 3 部分 汽车动力装置参数的选定总学时（单位：学时）: 4 讲课 :4 实验 :0 上机 :0第 3.1 部分汽车动力装置参数的选择、汽车变速器的选

11、择（讲课2学时）具体内容：1）明确动力装置参数；2）掌握汽车发动机功率选择的方法；3）掌握传动系统最小传动比的选择方法；4）掌握传动系统最大传动比的选择方法；5）掌握汽车变速器档位数选择的原则；6）掌握汽车变速器传动比分配的一般原则及优点；重 点：1）汽车动力传动装置参数的选择方法；2）汽车变速器传动比分配的一般原则及优点；难 点：1）最小传动比的选择与汽车动力性及燃油经济性的关系；2）不同用途的汽车传动系统最大传动比选择的方法；3）汽车变速器传动比分配的一般原则及优点；习 题：计算变速器各档传动比；第 3.2部分汽车动力装置的确定（讲课2学时）具体内容：1）明确 C 曲线的定义；2）掌握通过

12、C 曲线分析不同主减速器、变速器、发动机匹配的效果；3）掌握根据C 曲线确定动力传动装置参数的方法；重 点：掌握根据C 曲线确定动力传动装置参数的方法；第 4 部分 汽车的制动性总学时（单位：学时）: 12 讲课 :10 实验 :2 上机 :0第 4.1 部分 汽车制动性评价指标及基本力学分析（讲课2学时）具体内容：1）明确汽车制动性的定义及评价指标；2）掌握地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系；3）掌握制动过程中轮胎与路面附着状态变化规律；4）掌握附着系数的影响因素；重 点：1）汽车制动性评价的指标；2）地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系；难点：制动过程中轮胎与路面附着状态变化

13、规律；习题：计算划水车速；第 4.2部分 汽车制动效能及其恒定性（讲课2学时）具体内容：1）明确制动减速度和制动距离的计算方法；2）掌握制动过程四个阶段及其特点；3）掌握制动效能恒定性的影响因素；重 点：1）制动效能（制动减速度和制动距离）的计算；2）制动系统的结构参数与制动效能及其恒定性的变化规律；难点：制动系统的结构参数与制动效能及其恒定性的变化规律；习题：制动距离的计算；第 4.3部分 汽车制动时的方向稳定性（讲课2学时）具体内容：1）明确汽车时的方向稳定性的定义；2）掌握制动跑偏、侧滑和失去方向稳定性的产生原因及影响因素；3）掌握制动时前后轮的受力与制动时方向稳定性的关系；重 点：1）

14、制动跑偏、侧滑和失去方向稳定性的产生原因及影响因素；2）制动时前后轮的受力与制动时方向稳定性的关系；第 4.4部分 汽车制动过程分析（讲课4学时）具体内容：1）掌握制动时前后轮受力规律；2）掌握理想的制动力分配曲线；3）掌握固定比值的制动器制动力分配结构制动过程前后轮受力的规律；重点：掌握固定比值的制动器制动力分配结构制动过程前后轮受力的规律；习题：1）固定比值制动器制动力汽车同步附着系数的计算；2）不同路面条件下制动减速度的计算；实 验：汽车制动性实验第 5 部分 汽车的操纵稳定性总学时 （单位：学时）: 12 讲课 :12 实验 :0 上机 :0第 5.1 部分 汽车操纵稳定性的评价方法（

15、讲课2学时）具体内容：1）明确汽车操纵稳定性的定义及包括的内容；2）掌握转向盘角阶跃输入下的时域响应；3）掌握车辆坐标系及人-车闭路系统；重 点：1）汽车操纵稳定性包括的内容；2）转向盘角阶跃输入下的时域响应；难 点：汽车操纵稳定性的定义及包括的内容；第 5.2部分 轮胎的侧偏特性（讲课4学时）具体内容：1）明确轮胎坐标系及轮胎侧偏力和侧偏角的定义；2）掌握轮胎的侧偏现象和侧偏刚度分析；3）掌握掌握轮胎侧偏特性的影响因素；4）掌握回正力矩的定义及影响因素；5）掌握轮胎外倾条件下的侧偏特性；重 点：1）有外倾角时轮胎的侧偏特性；2）轮胎侧偏特性的影响因素；3）回正力矩的作用；难点：有外倾角时轮胎

16、的侧偏特性；习题：有外倾角时轮胎的侧偏刚度计算；4 学时）第 5.3部分 线性二自由度汽车模型对前轮角阶跃输入下的响应（讲课具体内容：1）明确二自由度汽车模型的简化方法及运动微分方程；2）掌握前轮角阶跃输入下的稳态响应特性；3）掌握前轮角阶跃输入下的稳态响应的表征参数；重 点：1）前轮角阶跃输入下的稳态响应特性；2）前轮角阶跃输入下的稳态响应的表征参数；习 题：前轮角阶跃输入下的稳态响应的表征参数的计算；第5.4部分汽车操纵稳定性与汽车各系统的关系（讲课2学时）具体内容：1）掌握汽车侧倾刚度的定义及计算；2）掌握汽车侧倾时左右侧车轮载荷的变化规律；3）掌握汽车侧倾引起的外倾、转向等的规律（从悬架的角度考虑）4）掌握转向系与横摆角速度稳态响应的关系；5）掌握地面切向反作用力与转向特性的关系；重 点：1）汽车侧倾时左右侧车轮载荷的变化规律；2）汽车各系统与转向特性的关系；难点：汽车侧倾时左右侧车轮载荷的变化规律；习题：悬架侧倾刚度的计算；第 6 部分 汽车的平顺性总学时 （单位：学时）: 2 讲课 :2 实验 :0 上机 :0第 6.1 部分 汽车平顺性概念及评价方法（讲课2学时）具体内容：1）明确汽车平顺性的定义和评价指标；2）掌握不同频率