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第1章 人类的活动——移动性1

1.1序言1

1.2移动性的原因和方式2

1.2.1定义2

1.2.2人们的各种活动确定他们的移动性3

1.2.3货运的运输系统5

1.2.4对移动性的一些特殊要求6

1.3移动性的张力场和作用6

1.4对汽车有重大关系的移动性要求7

1.4.1一些基本要求7

1.4.2一些特殊要求8

第2章 要求与目标冲突10

2.1产品创新与至今取得的技术进步10

2.1.1用户的希望10

2.1.2立法11

2.1.3汽车技术13

2.2立法者的要求18

2.2.1批准上路行驶18

2.2.2国家的和超国家的法律来源21

2.2.3交通事故预防（主动安全性）23

2.2.4减轻交通事故后果（被动安全性）25

2.2.5对排放与噪声辐射的要求26

2.2.6其他29

2.2.7前景30

2.2.8标准31

2.3新技术34

2.4交通事故的研究成果37

2.4.1数据库38

2.4.2应用40

第3章 汽车物理学43

3.1基本原理43

3.1.1定义44

3.1.2行驶阻力和驱动力45

3.1.3影响汽车燃油消耗的各种因素47

3.1.4各种动态力47

3.1.5汽车车身的运动48

3.1.6力和力矩49

3.1.7车轮悬架49

3.1.8转向49

3.1.9车轮和轮胎50

3.2空气动力学50

3.2.1基本原理50

3.2.2作用范围52

3.2.3汽车研发顺序59

3.3热工程60

3.3.1内燃机冷却60

3.3.2乘员室的采暖和冷却65

3.4声学和振动72

3.4.1引言72

3.4.2行驶噪声73

3.4.3发动机噪声74

3.4.4滚动噪声78

3.4.5风噪声80

3.4.6机电噪声81

3.4.7“格格”声、“嘎吱”声、“叽叽”声84

3.4.8外部噪声85

3.4.9振动舒适性88

3.4.10声学研究过程90

第4章 造型和新方案92

4.1设计92

4.1.1设计的重要性92

4.1.2设计目标92

4.1.3设计过程93

4.1.4具体设计过程93

4.1.5虚拟设计过程96

4.1.6模型阶段96

4.1.7颜色、装饰和个性化96

4.1.8在产品准备中的设计工作97

4.1.9决定97

4.1.10制作设计模型和现代设计98

4.1.11设计中的感悟98

4.2汽车方案和组装100

4.2.1概述和定义100

4.2.2汽车方案设计101

4.2.3影响因素和组装的设计范围113

4.2.4在各汽车等级中选出的汽车方案实例120

4.2.5汽车方案和在汽车工业实际中的组装过程124

4.2.6汽车方案的发展124

4.3新型驱动125

4.3.1电驱动125

4.3.2燃料电池驱动系统133

4.3.3混合动力驱动146

4.3.4斯特林发动机、蒸汽发动机、燃气轮机、飞轮155

4.3.5氢气内燃机161

第5章 动力装置166

5.1发动机技术基础166

5.1.1内燃机工作过程166

5.1.2定义和特征参数167

5.1.3发动机类型171

5.1.4设计和发动机力学178

5.1.5奥托发动机（点燃式发动机）194

5.2柴油机227

5.2.1定义227

5.2.2结构型式227

5.2.3发明史227

5.2.4内燃机技术基础229

5.2.5柴油机燃烧232

5.2.6喷油系统结构特点238

5.2.7燃烧过程的结构特征244

5.2.8定性评价车用柴油机各种燃烧过程248

5.2.9废气后处理248

5.2.10柴油256

5.2.11柴油机燃烧过程仿真259

5.2.12柴油机的未来260

5.3增压268

5.3.1背景268

5.3.2增压原理269

5.3.3结构272

5.3.4发动机与压气机的耦合273

5.3.5调节273

5.3.6与增压有直接关系的发动机部件275

5.3.7其他调节系统276

5.3.8前景276

5.4传动系277

5.4.1概述277

5.4.2起步部件281

5.4.3手动换档变速器系统287

5.4.4自动有级变速器291

5.4.5无级自动变速器300

5.4.6变速器电控304

5.4.7展望309

5.5全轮驱动、制动和驱动控制312

5.5.1全轮驱动方案312

5.5.2驱动和制动控制325

5.6排气系统332

5.6.1排气系统的任务332

5.6.2催化转化器334

5.6.3柴油机微粒过滤器334

5.6.4罐装（包壳）和陶瓷反应体的支撑335

5.6.5消声器337

5.6.6噪声调谐338

5.6.7固体噪声339

5.7汽车电气系统能量管理340

5.7 1基本状况340

5.7.2增加电能需要340

5.7.3电能产生的边界条件341

5.7.4对电能储存系统的影响341

5.7.5电能管理（EEM）342

5.7.6爪极式交流发电机345

5.7.7电能储存器348

5.8二冲程发动机的机会与风险351

5.8.1二冲程发动机工作方式351

5.8.2二冲程发动机方案352

5.8.3开发重点352

5.8.4归纳与评价356

5.9常规的和代用的燃料357

5.9.1能源和机动性357

5.9.2对燃料的要求358

5.9.3石化燃料361

5.9.4生物燃料363

5.9.5氢气364

5.9.6对代用燃料的挑战366

第6章 车身369

6.1车身结构369

6.1.1自承载车身369

6.1.2空间框架380

6.1.3钢车身轻型结构研究389

6.1.4敞篷轿车395

6.1.5车身前部模块401

6.2车身材料402

6.2.1历史回顾402

6.2.2方案和结构403

6.2.3对车身材料的要求和设计准则405

6.2.4车身的典型材料407

6.2.5车身所用材料品种实例413

6.2.6不同材料的混合结构414

6.2.7特制材料的生产技术419

6.3表面保护422

6.3.1表面保护的好处423

6.3.2表面保护的开发和生产424

6.3.3前景431

6.4汽车内部空间431

6.4.1人机工程学和舒适性431

6.4.2通信系统和导航444

6.4.3车内舒适性/热舒适性451

6.4.4汽车内部配置459

6.5汽车安全性469

6.5.1概述469

6.5.2汽车安全性范围470

6.5.3交通事故统计数据472

6.5.4生物力学和保护规范474

6.5.5对车身的准静态要求478

6.5.6汽车动态碰撞479

6.5.7乘员保护483

6.5.8乘员拉回系统与汽车的相互作用488

6.5.9侧向碰撞491

6.5.10兼容性493

6.5.11在开发安全性部件时的计算机辅助设计496

6.5.12总结499

第7章 底盘501

7.1前言501

7.1.1“底盘”的定义501

7.1.2底盘任务501

7.1.3行驶动力学和作用在底盘上的各种力503

7.1.4基本的目标冲突508

7.1.5前景509

7.2制动系510

7.2.1前言510

7.2.2制动系部件517

7.2.3传感器533

7.2.4制动功能和辅助系统536

7.2.5新的和未来的制动系统结构547

7.3轮胎、车轮和防滑链553

7.3.1引言553

7.3.2轮胎结构554

7.3.3对轮胎的要求554

7.3.4轮胎将力传递给路面559

7.3.5作为整个汽车系统的组合件的轮胎564

7.3.6未来的轮胎工艺567

7.3.7车轮571

7.3.8防滑链579

7.4底盘设计582

7.4.1车轮悬架运动学582

7.4.2弹性运动学585

7.4.3车轮悬架595

7.4.4减振、阻尼、稳定器599

7.4.5转向系612

7.4.6主动转向系628

7.5评价准则638

7.5.1行驶性能的主观评价638

7.5.2行驶性能的客观评价639

7.6燃料系统646

7.6.1法规和用户特有的规范646

7.6.2燃料箱在汽车上的布置648

7.6.3燃料供给系统方案649

7.6.4燃料箱649

7.6.5燃料供给系统651

7.6.6燃料过滤653

7.6.7燃料体积测量装置653

7.6.8活性炭过滤器（AKF）654

7.6.9前景655

7.7代用能量载体的燃料供给系统656

7.7.1要求656

7.7.2法规656

7.7.3压力罐和低温罐在汽车上的布置656

7.7.4天然气和氢气压力罐的燃料系统657

7.7.5低温液化气罐和燃料供给系统659

7.7.6发展趋势659

第8章 汽车电气/电子/软件662

8.1汽车电气/电子/软件的意义662

8.1.1概述662

8.1.2对电子系统开发过程和新技术的新要求664

8.1.3系统工程664

8.1.4新技术设计：AUTOSAR669

8.1.5前景670

8.2汽车电气系统672

8.2.1汽车电气系统的组成672

8.2.2设计规范674

8.2.3汽车电气系统结构683

8.2.4电气系统开发过程687

8.2.5开发趋势690

8.3汽车通信系统693

8.3.1概述693

8.3.2电线连接的通信系统694

8.3.3无线通信系统697

8.3.4总结与展望700

8.4电磁兼容EMV700

8.4.1抗自干扰701

8.4.2抗外部电磁场干扰701

8.4.3抗远程干扰702

8.4.4标准和指令702

8.4.5 EMV安全保护703

8.5功能领域703

8.5.1导言703

8.5.2照明设备703

8.5.3仪表板总成—人性化仪表717

8.5.4信息、娱乐/多媒体720

8.5.5驾驶人辅助系统729

8.5.6遥控740

8.6人—机相互作用744

8.6.1驾驶人—汽车系统745

8.6.2信息传递746

8.6.3简单认识驾驶人模型747

8.6.4测量驾驶人工作强度、负荷、肌肉张力748

8.6.5模拟749

8.7软件登记750

8.7.1软件课题的前言750

8.7.2软件开发过程751

8.7.3成功因素753

8.7.4底层软件结构解耦和软件平台754

8.7.5软件产品系列754

8.7.6应用领域755

8.7.7对汽车软件的工程挑战756

8.7.8潜力758

8.7.9组织上的挑战758

8.8现代控制工程法760

8.8.1对汽车控制系统的一些要求760

8.8.2现代控制器设计方法760

8.8.3对现代各种控制器设计方法的评价764

8.8.4前景764

第9章 材料和生产方法766

9.1回顾766

9.2现代汽车材料768

9.2.1汽车上各材料组所占的质量分数768

9.2.2材料性能的提高770

9.2.3连接技术的进步793

9.2.4在零件成型和原型方面的进步797

9.2.5环境友好方面的进步806

9.2.6汽车上的纳米技术811

9.3材料的竞争817

9.4汽车用的滚动轴承818

9.4.1概述818

9.4.2汽车滚动轴承设计和计算基础819

9.4.3汽车滚动轴承的润滑功能和润滑油822

9.4.4小结、开发潜力824

第10章 产品设计过程825

10.1在产品设计过程中的同步工程和产品管理825

10.1.1概述825

10.1.2产品设计过程826

10.1.3产品规划829

10.1.4创新管理831

10.1.5产量、设计任务书、法规832

10.1.6方案开发832

10.1.7产品数据管理（PDM ）833

10.1.8产品寿命周期管理（PLM）834

10.1.9批量生产开发835

10.1.10批量生产汽车陪同（全程陪同）839

10.1.11前景839

10.2早期开发阶段的汽车方案840

10.2.1概述840

10.2.2顺序841

10.2.3实例843

10.2.4前景845

10.3在汽车开发中的计算和仿真845

10.3.1概述845

10.3.2在PEP中的CAE过程和必要的配备845

10.3.3使用领域和方法849

10.3.4零件制造过程仿真858

10.3.5优化860

10.4测量、试验技术862

10.4.1简要回顾862

10.4.2汽车制造中的测量和试验技术基础863

10.4.3选择的一些实例868

10.4.4测量和试验技术效果870

10.5质量管理873

10.6汽车的使用和维护875

10.6.1前言876

10.6.2可维护性和可靠性877

10.6.3寿命周期成本880

10.6.4车间服务过程中的组织882

10.6.5合理的维护设计883

10.6.6策略与方案887

第11章 赛车891

11.1汽车赛车运动史891

11.2赛车的技术进步892

11.3赛车运动规则894

11.4各种比赛等级和赛车技术特征说明894

11.5赛车运动的安全性908

第12章 汽车与交通——如何向前发展910

12.1在希望、科学、现实的张力场中的汽车和交通910

12.2构建整个交通系统910

12.3交通技术和管理914

12.4交通组织机构管理915

12.5结束语916

第13章 前景——向何处去918