08580汽车学.docx

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08580汽车学

汽车学自学考试大纲

课程名称：

汽车学课程代码：

08580

Ⅰ课程的性质与设置目的

一、课程性质、特点与设置目的

本课程是汽车维修与检测专业本科段考试计划规定必考的一门专业课。

它是培养汽车工程专业人才的一门重要专业课。

在学完该课程的各个环节后，学生应具有初步分析汽车各主要性能的理论基础；能从理论上对汽车的主要性能参数进行预估；从试验方法上来验证汽车性能参数。

在教学内容方面着重讲授分析方法，并为后续专业课程提供理论依据。

二、本课程的基本要求

本课程的基本要求是：

1.掌握一般汽车动力学的分析方法和步骤；

2.从理论上对汽车主要性能进行设计初期阶段的预估；

3.了解影响汽车主要性能的结构参数；

4.如何通过试验手段对汽车性能进行验证、分析和评估。

三、本课程与相关课程的关系

在学习本课前，应先修“高等数学”、“机械制图”、“工程力学”、“汽车构造”、“车用内燃机”等方面的知识。

本课程为汽车维修与检测专业重要的专业课，将在毕业设计中得到应用。

本课程的重点是：

汽车的动力性、汽车的燃油经济性、汽车动力装置参数的选定、汽车的制动性。

Ⅱ课程内容与考核目标

第一章汽车的动力性

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生了解汽车动力性评价指标，掌握汽车行驶过程中受力的分析方法，能分析汽车行驶过程中所受到的驱动力、阻力，会列汽车行驶方程式；领会汽车行驶的驱动—附着条件；会画驱动力—行驶阻力平衡图、动力特性图，并进行动力性分析；理解汽车功率平衡的意义；了解影响汽车驱动力、阻力的主要因素；对装有液力变矩器汽车的动力性的计算有一般的认识。

本章要求结合上机完成一辆汽车的动力性计算才能更好地完成本章的学习。

　　二、课程内容

第一节汽车的动力性指标

1．汽车的最高车速

2．加速时间

3．最大爬坡度

第二节汽车的驱动力与行驶阻力

（一）汽车的驱动力

1.发动机的转速特性

2.传动系的传动效率

3.车轮半径

4.汽车的驱动力图

（二）汽车的行驶阻力

1.滚动阻力

2.空气阻力

3.坡度阻力

4.加速阻力

（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-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）汽车附着率

1.加速、上坡行驶时的附着率

2.高速行驶时的附着率

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

三、考核知识点

（一）汽车的动力性指标、各指标的概念

1.汽车的最高车速

2.加速时间

3.最大爬坡度

（二）汽车的驱动力与行驶阻力分析

1.汽车驱动力

（1）发动机的转速特性

（2）传动系的传动效率（3）车轮半径

2.行驶阻力

（1）从动轮和驱动轮的受力分析

（2）滚动阻力的影响因素（3）空气阻力的组成及影响因素（4）坡度阻力和加速阻力的概念

3.汽车的驱动力图

（1）驱动力计算公式

（2）车速计算公式（3）发动机的转速特性到汽车的驱动力图的转换

（三）汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图

1.驱动力-行驶阻力平衡图

（1）汽车行驶加速度曲线

（2）汽车加速时间曲线（3）汽车的爬坡度图（4）汽车各项动力性指标求解

2．动力特性图

（1）动力因数概念

（2）动力特性图（3）汽车各项动力性指标求解

（四）汽车行驶的附着条件与汽车的附着率

1.汽车行驶的附着条件

（1）附着力

（2）附着系数（3）附着率

2.汽车的附着力与地面法向反作用力

3.作用在驱动轮上的地面切向反作用力

4.汽车附着率

（1）加速、上坡行驶时的附着率

（2）高速行驶时的附着率

（五）汽车的功率平衡

1.汽车功率平衡图

（1）发动机功率与行驶车速的关系曲线

（2）阻力功率与行驶车速的关系曲线

2.后备功率

（1）定义

（2）后备功率与行驶车速的关系曲线

（六）装有液力变矩器汽车的动力性

四.考核要求

（一）识记

1．汽车的动力性指标

2．汽车的最高车速、加速时间、最大爬坡度的概念

3．滚动阻力、空气阻力、坡度阻力、加速阻力的概念

4．发动机的转速特性、发动机的使用特性和外特性

5．道路阻力系数、汽车旋转质量换算系数

6．动力因数

7．附着力、附着系数、附着率概念

8．后备功率

（二）领会

1．驱动力的计算公式

2.滚动阻力形成的原因、影响因素

3．空气阻力的组成和减少空气阻力的措施

4．加速阻力的意义及组成

5．动力因数引入的原因

6．利用驱动力-行驶阻力平衡图求解动力性指标的方法

7．汽车行驶—附着条件

8．汽车功率平衡图的物理意义

9．理想的发动机曲线、变速器的作用

10．液力变矩器的特性

（三）简单应用

1．对汽车从动轮和驱动轮进行受力分析

2．对整车进行受力分析

3．根据发动机和整车参数画出驱动力-行驶阻力平衡图和动力特性图

4．根据发动机和整车参数画出功率平衡图

5．对空载和满载车辆进行定性动力性分析

6．改善动力性的措施

（四）综合应用

1．根据发动机和整车参数求整车动力性评价指标

2．根据发动机和整车参数、道路条件求附着率、极限爬坡度和极限加速度

五、重点内容

1．本章重点为动力性计算方法、驱动力图、动力特性图、功率平衡图、汽车行驶的附着条件。

2.本章难点主要是汽车行驶的附着条件、装有液力变矩器汽车的动力性

第二章汽车的燃油经济性

一、学习目的与要求

本章应着重强调燃油经济性的评价指标、燃油经济性的计算方法以及改善汽车燃经济性的途径。

要求学生掌握汽车燃油经济性的评价指标；掌握汽车燃油经济性计算方法，从理论上分析影响汽车燃油经济性的因素（使用方面、汽车结构方面）；对装有液力传动装置的汽车燃油经济性计算有一定的了解。

了解电动混合动力汽车的特点、结构和节油原理。

知道汽车动力性和燃油经济性试验的试验项目、试验仪器、试验条件和步骤，会编写试验报告，对结果进行分析。

二、课程内容

第一节燃油经济性的评价指标

1．评价指标

2.百公里油耗和等速百公里油耗曲线

3.典型循环行驶工况

第二节汽车的燃油经济性计算

1.等速行驶工况燃油消耗量的计算

2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算

3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算

4.怠速停车时的燃油消耗量

5.整个循环工况的百公里燃油消耗量

第三节影响汽车燃油经济性的因素

（一）使用方面

1．行驶车速

2.挡位选择

3.挂车的应用

4.正确地保养与调整

（二）汽车结构方面

1.缩减轿车总尺寸和减轻质量

2.发动机

3．传动系

4．汽车外形与轮胎

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

（六）电动汽车的动力性计算

第六节汽车动力性、经济性试验

（一）路上试验

（二）室内试验

三、考核知识点

（一）燃油经济性的评价指标

1．评价指标

2.百公里油耗和等速百公里油耗曲线

3.典型循环行驶工况类型

（二）汽车的燃油经济性计算

1.等速行驶工况燃油消耗量的计算公式

2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算方法

3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算公式

4.怠速停车时的燃油消耗量的计算公式

5.整个循环工况的百公里燃油消耗量的计算公式

（三）影响汽车燃油经济性的因素

1．等速行驶工况燃油消耗量的影响因素

2.使用方面节油所包含的因素

3.行驶车速对燃油经济性的影响及原因

4.挡位选择对燃油经济性的影响及原因

5.挂车的应用对燃油经济性的影响及原因

6.正确地保养与调整对燃油经济性的影响及原因

7.汽车结构方面节油所包含的因素

8.缩减轿车总尺寸和减轻质量对燃油经济性的影响及原因

9.提高发动机经济性的途径

10．传动系对燃油经济性的影响及原因

11．汽车外形与轮胎对燃油经济性的影响及原因

（四）电动汽车的研究

1.混合动力电动汽车的特点及优势

2.混合动力电动汽车的结构类型

3.混合动力电动汽车的节油原理

（五）汽车动力性、经济性试验

1.路上试验条件

2.最高车速测量方法

3.路上燃油经济性指标

四.考核要求

（一）识记

1．评价指标

2.百公里油耗和等速百公里油耗曲线

3.典型循环行驶工况

4.混合动力电动汽车的特点及优势

5.混合动力电动汽车的结构类型

（二）领会

1.等速行驶工况燃油消耗量的计算公式

2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算方法

3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算公式

4.怠速停车时的燃油消耗量的计算公式

5.整个循环工况的百公里油耗量的计算公式

6．等速行驶工况燃油消耗量的影响因素

7.使用方面节油所包含的因素

8.行驶车速对燃油经济性的影响及原因

9.挡位选择对燃油经济性的影响及原因

10.挂车的应用对燃油经济性的影响及原因

11.正确地保养与调整对燃油经济性影响及原因

12.汽车结构方面节油所包含的因素

13.缩减轿车总尺寸和减轻质量对燃油经济性的影响及原因

14.提高发动机经济性的途径

15．传动系对燃油经济性影响及原因

16．汽车外形与轮胎对燃油经济性的影响及原因

17.混合动力电动汽车的节油原理

18.路上试验条件

19.最高车速测量方法

（三）简单应用

1．从使用方面谈如何节油

2．从结构方面谈如何节油

（四）综合应用

1．根据发动机和整车参数计算等速百公里油耗

2．从改进底盘设计论述提高燃油经济性的措施。

五、重点内容

1．本章重点为等速百公里油耗计算方法，从使用方面、结构方面谈如何节油。

2.本章难点为等加速百公里油耗计算方法。

第三章汽车动力装置参数的选定

一、学习目的与要求

本章应重点强调发动机功率、传动系传动比对汽车动力性与燃油经济性的影响。

要求学生掌握汽车发动机功率、最小传动比、最大传动比的选择方法；会确定传动系档位数和各档传动比的大小；了解如何利用燃油经济性——加速时间曲线确定动力装置参数。

二、课程内容

第一节发动机功率的选择

1.比功率的概念

2.发动机功率选择的两种方法

第二节最小传动比的选择

1.最小传动比的概念

2.最小传动比的选择方法和公式

3.最小传动比对动力性和经济性的影响

第三节最大传动比的选择

1.最大传动比的概念

2.最大传动比选择的计算公式

3.最大传动比选择考虑的因素

第四节传动系档数和各档传动比的选择

1.传动系档数的选择

2.各档传动比的确定原则、方法

第五节利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置

（一）主减速器传动比的确定

（二）变速器和主减速器传动比的确定

（三）发动机、变速器和主减速器传动比的确定

三、考核知识点

（一）发动机功率的计算公式、比功率的概念、发动机功率选择的两种方法

（二）最小传动比的选择

1.最小传动比的概念

2.最小传动比的选择公式

3.最小传动比对动力性和经济性的影响

（三）最大传动比的选择

1.最大传动比的概念

2.最大传动比选择的计算公式

3.最大传动比选择考虑的因素

（四）传动系档数和各档传动比的选择

1.传动系档数的选择

2.各档传动比的确定原则、方法

3.挡位数对汽车动力性和经济性的影响

4.速比分配对动力性和经济性的影响

（五）利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置

用C曲线确定主减速器传动比

四、考核要求

（一）识记

1．汽车动力装置参数

2.比功率

3.传动系总传动比

4.驾驶性能

5.最小传动比

6.最大传动比

7.C曲线

（二）领会

1.如何根据最高车速确定发动机功率

2.最小传动比的选择方法

3.最小传动比选择对动力性和经济性的影响

4.最小传动比选择对汽车后备功率的影响

5.最大传动比选择考虑因素

6．最大传动比选择计算公式

7.传动系档数的选择原则

8.挡位数对汽车动力性和经济性的影响

9.各档传动比的确定原则、方法

10.各挡间速比比值范围

11.实际传动比分配关系及原因

（三）简单应用

1．根据发动机功率-转速曲线和汽车最高车速求最小传动比

2．根据发动机和整车参数求最大传动比

3.已知一挡速比和车型求各挡速比

4．用C曲线确定主减速器传动比

（四）综合应用

1．根据发动机和整车参数计算传动系速比

2．不同速比分配对动力性和经济性的影响

五、重点内容

1．本章重点为发动机功率、最小传动比、最大传动比和变速器各挡速比的确定方法。

2.本章难点为变速器各挡速比的确定方法以及不同速比分配对动力性和经济性的影响。

第四章汽车的制动性

一、学习目的与要求

本章为该课程重点讲授的内容之一。

要求学生从理论上掌握分析汽车制动性的一般方法和步骤；掌握制动性的评价指标及制动过程；理解制动时地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系，前轴丧失转向能力、后轴侧滑的原因；掌握制动过程中实际制动力的分配变化规律、同步附着系数的含义、能对前后制动器制动力具有固定比值的汽车在各种路面上的制动过程进行分析、会绘制利用附着系数与附着效率曲线，对制动法规有一定的认识。

二、课程内容

第一节制动性的评价指标

1.制动效能

2.制动效能的恒定性

3.制动时汽车的方向稳定性

第二节制动时车轮受力分析

（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）硬路面附着系数

1.滑动率的定义

2.滑动率与附着系数的关系

3.路面附着系数的影响因素

4.滑水现象

第三节汽车的制动效能及其恒定性

（一）制动距离和制动减速度

（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、后轮制动器制动力分配曲线-I曲线

（三）具有固定比值的前后制动器制动力分配曲线-线与同步附着系数

（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

1.了解ECE制动法规

2.装有各种调节阀的制动力分配特性

（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

1.汽车缓速器的制动力

2.汽车缓速器对制动力分配的影响

（八）制动防抱装置

第六节汽车制动性的试验

三、考核知识点

（一）制动性的评价指标

1.制动效能

2.制动效能的恒定性

3.制动时汽车的方向稳定性

（二）制动时车轮受力分析

1.地面制动力

2.制动器制动力

3.地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系

4.滑动率的定义

5.滑动率与附着系数的关系

6.路面附着系数的影响因素

7.滑水现象

（三）汽车的制动效能及其恒定性

1.制动距离和制动减速度公式

2.制动过程的四个阶段

3.决定制动距离的主要因素

4.制动器的热衰退

5.制动效能因数曲线

（四）制动时汽车的方向稳定性

1.汽车的制动跑偏

2.制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失

a.汽车前轮抱死拖滑的受力分析b.汽车后轮抱死拖滑的受力分析

（五）前后制动器制动力的比例关系

1.地面对前、后车轮的法向反作用力

2.理想的前、后轮制动器制动力分配曲线-I曲线

3.线与同步附着系数定义和计算公式

4.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

5.利用附着系数与制动效率曲线的做法

四、考核要求

（一）识记

1．汽车的制动性

2.制动效能

3.制动效能的恒定性

4.制动时汽车的方向稳定性

5.地面制动力

6.制动器制动力

7.滑动率

8.制动力系数

9.峰值附着系数

10.滑动附着系数

11.侧向力系数

12.制动跑偏

13.制动侧滑

14.前轮失去转向能力

15.I曲线

16.线

17.同步附着系数

18.利用附着系数

19.制动效率

（二）领会

1.制动时车轮受力分析

2.地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系

3.滑动率与附着系数的关系

4.滑水现象

5.汽车制动效能的影响因素

6.制动距离的分析

7.决定制动距离的主要因素

8.引起制动跑偏的原因

9.引起制动侧滑的原因

10.地面对前、后车轮的法向反作用力的公式

11.理想的前、后轮制动器制动力分配曲线-I曲线的意义

12.线与同步附着系数的关系及同步附着系数的意义

13.利用附着系数与制动效率曲线的做法

14.ABS的作用

（三）简单应用

1.后轴侧滑比前轴侧滑更危险的原因

2.制动器作用时间对制动距离的影响

3.已知整车参数和值求同步附着系数

4.已知整车参数和同步附着系数求值

5.根据整车参数求地面对前、后车轮的法向反作用力

（四）综合应用

1.已知整车参数求I曲线、线、同步附着系数、利用附着系数与制动效率曲线

2.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

3.已知整车参数和制动系参数，求当部分管路损坏时的制动效能

五、重点内容

1．本章重点为制动时汽车的方向稳定性、前后制动器制动力的比例关系。

2.本章难点为利用附着系数和制动效率。

第五章汽车操纵稳定性

一、学习目的与要求

本章与平顺性是汽车理论的提高部分。

本章应重点讲授轮胎侧偏特性、稳态响应和侧倾对稳定性的影响。

重点掌握轮胎的侧偏特性、线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应；对汽车操纵稳定性与悬架、转向系和传动系的关系有一般的了解。

二、课程内容

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—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

（五）有外倾角时轮胎的滚动

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——等速圆周行驶

1.稳态响应

2.稳态响应的三种类型

a.中性转向b.不足转向c.过多转向

3.几个表征稳态响应的参数

a．前后轮侧偏角绝对值之差b.转向半径的比R/R0c.静态储备系数

第四节汽车操纵稳定性与悬架、传动系及转向系的关系

三、考核知识点

（一）概述

1.操纵稳定性的定义

2.汽车操纵稳定性包含的内容

3.车辆坐标系

4.转向盘角阶跃输入下的时域响应

5.汽车试验的两种评价方法

（二）轮胎的侧偏特性

1.轮胎的坐标系

2.轮胎的侧偏现象和侧偏力-侧偏角曲线

3.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响

4.回正力矩

5.有外倾角时轮胎的滚动

（三）线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应

1.线性二自由度汽车模型的运动微分方程

2.前轮角阶跃输入下进入的汽车稳态响应——等速圆周行驶

a.稳态响应b.稳态响应的三种类型c几个表征稳态响应的参数

（四）汽车操纵稳定性与悬架、传动系及转向系的关系

四、考核要求

（一）识记

1.操纵稳定性的定义

2.车辆坐标系

3.稳态转向的三种类型

4.操纵稳定性的评价方法

5.轮胎的坐标系

6.侧偏角

7.轮胎扁平率

8.稳态横摆角速度增益

9.特征车速

10.临界车速

11.中性转向点

12.静态储备系数

（二）领会

1.汽车瞬态响应的特点

2.侧偏现象

3.附着椭圆

4.轮胎的侧偏力-侧偏角曲线

5.轮胎的结构、工作条件对侧偏特性的影响

6.回正力矩

7.线性二自由度汽车模型的运动微分方程

8.稳态响应的三种类型与稳定性因数的关系

9.三个表征稳态响应的参数及应用情况

（三）简单应用

1．轮胎的变化对操纵稳定性的影响

2.质心的变化对操纵稳定性的影响

3.已知整车参数和轮胎的侧偏刚度求汽车的稳态响应特性

五、重点内容

1.本章重点内容为轮胎的侧偏特性和线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应。

2．本章难点内容为线性二自由度汽车模型的运动微分方程的建立。

第六章汽车平顺性

一、学习目的与要求

重点掌握平顺性评价方法、汽车振动系统的简化方法和单质量系统的振动。

理解影响响应的各种因素；对路面不平度的统计特性、车身与车轮双质量系统的振动和“人体—座椅”系统的振动有一般的了解。

二、课程内容

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特性

（二）空间频率功率谱密度化为时间频率功率谱密度

第三节汽车振动系统的简化方法和单质量系统的振动

（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

第五节“人体—座椅”系统的振动

三、考核知识点

（一）人体对振动的反应和平顺性的评价

1.人体坐姿受振模型

2.人体对垂直、水平振动的敏感范围

3.平顺性的评价方法

（二）路面不平度的统计特性

1.路面不平度的功率谱特性

2.空间频率功率谱密度化为时间频率功率谱密度

（三）汽车振动系统的简化

1.汽车振动系统简化条件和方法

2.单质量系统的自由振动微分方程

3.阻尼比对衰减振动的影响

4.单质量系统的频率响应特性

（四）单质量系统的频率响应特性

（五）单质量系统对路面随机输入的响应

四、考核要求

（一）识记

1.汽车的行驶平顺性

2.汽车行驶平顺性的评价指标

3.汽车行驶平顺性的评价方法

4.频率加权函数

5.加权均方根值

6.总加权振级

7.路面不平度的功率谱

8.悬挂质量分配系数

9.悬架固有频率

（二）领会

1.空间频率谱密度与时间频率谱密度的换算关系式

2.汽车振动系统的简化

3.汽车单质量系统的特点

4.汽车单质量系统的振动微分方程

5.悬架的弹性特性及对汽车的行驶平顺性的影响

6.阻尼比对衰减振动的影响

7.单质量系统的频率响应特性

（三）简单应用

1.已知悬架固有频率，如何确定求悬架弹簧刚度和静挠度？

2.悬架弹簧较软有何好处？

会带来什么问题？

3.如何选择汽车悬架的固有频率和阻尼