《汽车理论》课程教学大纲

《汽车理论》课程教学大纲

课程代码：020332198

课程英文名称：Automobile Theory

课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0

适用专业：交通运输专业、车辆工程专业

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

本课程是交通运输和车辆工程等专业本科生一门重要的专业课，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：通过本课程的学习，系统介绍汽车初等动力学的数学模型，使学生学会使用评价和分析汽车行驶性能的方法，从而掌握评价汽车性能的理论基础，例如：汽车动力性、汽车燃油经济性、汽车制动性、汽车操纵稳定性、汽车行驶平顺性、汽车通过性。同时为汽车设计等后续课程准备必备的基础。为以后的毕业设计和从事汽车技术工作，能够正确设计汽车、合理使用汽车、科学试验汽车打下稳固的基础。

（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

本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有《机械设计基础》、《高等数学》、《汽车构造》等课程。

（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。要求至少开设三个实验，实验过程中每组人数不能太多，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5版），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

本课程是车辆工程类专业学生必修的一门专业基础课。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

四、教学内容及基本要求

第1部分汽车的动力性

总学时(单位：学时): 8讲课:6实验:2上机:0第1.1部分汽车动力性指标（讲课1学时）具体内容：

1）明确汽车动力性定义及三个评价指标；

重点：

1）动力性评价的指标；

第1.2部分汽车的驱动力与行驶阻力（讲课1学时）

具体内容：

1）掌握汽车的驱动力的计算及影响因素；

2）掌握滚动阻力的形成过程和滚动阻力系数的影响因素；

3）掌握空气阻力的分类及计算；

4）掌握坡度阻力和加速阻力的计算；

5）掌握汽车的驱动条件和驱动力—行驶阻力平衡图；

重点：

1）汽车驱动力及行驶阻力的计算和影响因素；

第1.3部分汽车驱动力-行驶阻力平衡图及动力特性图（讲课1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1.4部分汽车行驶的附着条件与汽车的附着率（讲课1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1.5部分汽车的功率平衡（讲课1学时）

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):8讲课:6实验:2 上机:0

第2.1部分汽车燃油经济性的评价指标（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；

重点：

1）经济性评价的指标；

第2.2部分汽车燃油经济性的计算（讲课1学时）

具体内容：

1）汽车燃油经济性的计算方法；

重点：

1）汽车燃油经济性的计算方法；

第2.3部分影响汽车燃油经济性的因素（讲课1学时）具体内容：

1）汽车燃油经济性的影响因素分析；

重点：

1）汽车燃油经济性的影响因素分析；

第2.4部分电动汽车的研究（讲课2学时）

具体内容：

1）熟悉混合动力电动汽车的特点；

2）了解混合动力电动汽车的结构；

3）掌握混合动力电动汽车的节油原理；

4）熟悉能量管理策略；

重点：

1）混合动力电动汽车的特点；

2）混合动力电动汽车的结构；

第3部分汽车动力装置参数的选定

总学时(单位：学时):5讲课:5实验:0上机:0

第3.1 部分发动机功率的选择（讲课2学时）

具体内容：

1）掌握汽车发动机功率选择的方法；

重点：

汽车发动机功率选择的方法；

第3.2 部分最小传动比的选择（讲课1学时）

具体内容：

1）掌握传动系统最小传动比的选择方法；

重点：

传动系统最小传动比的选择方法；

第3.3 部分最大传动比的选择（讲课1学时）

具体内容：

1）掌握传动系统最大传动比的选择方法；

重点：

传动系统最大传动比的选择方法；

第3.4 部分传动系挡数与各挡传动比的选择（讲课1学时）具体内容：

1）掌握传动系挡数与各挡传动比的选择方法；

重点：

传动系挡数与各挡传动比的选择方法；

第4部分汽车的制动性

总学时(单位：学时):10讲课:8实验:2上机:0

第4.1 部分制动性的评价指标（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；；

重点：

1）汽车制动性评价的指标

第4.2 部分制动时车轮的受力（讲课2学时）

具体内容：

1）掌握地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系；

重点：

1）地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系；

第4.3 部分汽车的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4.4 部分制动时汽车的方向稳定性（讲课1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）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4.5部分前、后制动器制动力的比例关系（讲课1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：

1）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；

第5部分汽车的操纵稳定性

总学时(单位：学时): 5讲课:5实验:0 上机:0

第5.1部分概述（讲课1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2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：

有外倾角时轮胎的侧偏特性；

习题：

有外倾角时轮胎的侧偏刚度计算；

第5.3部分提高操纵稳定性的电子控制系统（讲课1学时）具体内容：

1）明确极限工况下前轴侧滑与后轴侧滑的特点；

2）熟悉各个车轮制动力控制力控制的效果；

重点：

1）极限工况下前轴侧滑与后轴侧滑的特点；

2）各个车轮制动力控制力控制的效果；

第5.4部分汽车的侧翻（讲课1学时）

具体内容：

1）了解刚性汽车的准静态侧翻；

2）熟悉汽车的瞬态侧翻；

重点：

1）汽车的侧翻特性；

第6部分汽车的平顺性

总学时(单位：学时): 2 讲课:1实验:1上机:0

第6.1部分人体对振动的反应和平顺性的评价（讲课1学时）具体内容：

1）明确汽车通过性的定义和评价指标；

2）掌握不同频率振动的人体的影响；

重点：

1）汽车通过性的定义和评价指标；

第6.2部分汽车平顺性试验和数据处理（讲课1学时）具体内容：

1）掌握汽车平顺性的常用评价方法；

重点：

1）汽车平顺性的常用评价方法；

第7部分汽车的通过性

总学时(单位：学时): 2讲课:1实验:1上机:0

具体内容：

1）明确汽车通过性的定义和评价指标；

2）掌握汽车几何通过性的相关参数；

重点：

1）汽车通过性的定义和评价指标；

2）汽车几何通过性的相关参数；