汽車工程手冊 第2版（德國版）

譯者的話
前言
第1章人類的活動——移動性1
1.1序言1
1.2移動性的原因和方式2
1.2.1定義2
1.2.2人們的各種活動確定他們的
移動性3
1.2.3貨運的運輸系統(tǒng)4
1.2.4對移動性的一些特殊要求5
1.3移動性的張力場和影響5
1.4對汽車有重大關(guān)系的移動性要求6
1.4.1一些基本要求6
1.4.2一些特殊要求7
第2章要求與目標(biāo)沖突8
2.1產(chǎn)品創(chuàng)新與至今取得的技術(shù)進(jìn)步8
2.1.1用戶的希望8
2.1.2立法9
2.1.3汽車技術(shù)12
2.2立法者的要求17
2.2.1批準(zhǔn)上路行駛17
2.2.2國家的和超國家的法律來源20
2.2.3交通事故預(yù)防（主動安全性）22
2.2.4減輕交通事故后果
（被動安全性）24
2.2.5對排放與噪聲輻射的要求25
2.2.6其他28
2.2.7前景29
2.2.8標(biāo)準(zhǔn)30
2.3新技術(shù)33
第3章汽車物理學(xué)38
3.1基本原理38
3.1.1定義38
3.1.2行駛阻力和驅(qū)動力40
3.1.3影響汽車燃油消耗的各種因素42
3.1.4各種動態(tài)力42
3.1.5其他定義43
3.2空氣動力學(xué)43
3.2.1基本原理43
3.2.2作用范圍45
3.2.3汽車研發(fā)順序52
3.3熱工程53
3.3.1內(nèi)燃機(jī)冷卻53
3.3.2乘員室的采暖和冷卻58
3.3.3用于加熱和冷卻具有替代驅(qū)動系統(tǒng)的
車輛的組件和系統(tǒng)64
3.4聲學(xué)和振動69
3.4.1引言69
3.4.2行駛噪聲71
3.4.3驅(qū)動噪聲73
3.4.4滾動噪聲81
3.4.5風(fēng)噪聲82
3.4.6機(jī)電噪聲83
3.4.7“咯咯”聲、“嘎吱”聲、“嘰
嘰”聲87
3.4.8外部噪聲87
3.4.9振動舒適性91
3.4.10電動化行駛的聲學(xué)與振動94
3.4.11聲學(xué)研究過程95
第４章造型和新方案98
4.1設(shè)計98
4.1.1設(shè)計的重要性98
4.1.2設(shè)計目標(biāo)98
4.1.3設(shè)計過程99
4.1.4具體設(shè)計過程100
4.1.5虛擬設(shè)計過程102
4.1.6模型階段102
4.1.7顏色、裝飾和個性化103
4.1.8在產(chǎn)品準(zhǔn)備中的設(shè)計工作103
4.1.9決定103
4.1.10制作設(shè)計模型和現(xiàn)代設(shè)計104
4.1.11設(shè)計中的感悟104
4.2汽車方案和組裝107
4.2.1概述和定義107
4.2.2汽車方案設(shè)計108
4.2.3影響因素和組裝的設(shè)計范圍120
4.2.4在各汽車等級中選出的汽車方案
實例126
4.2.5汽車方案和在汽車工業(yè)實際中的組裝
過程129
4.2.6汽車方案的發(fā)展130
4.3新型驅(qū)動130
4.3.1電驅(qū)動130
4.3.2燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)138
4.3.3混合動力驅(qū)動151
4.3.4斯特林發(fā)動機(jī)、蒸汽發(fā)動機(jī)、燃?xì)?br />輪機(jī)、飛輪165
4.3.5氫氣內(nèi)燃機(jī)172
第5章動力裝置180
5.1發(fā)動機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)180
5.1.1內(nèi)燃機(jī)工作過程180
5.1.2定義和特征參數(shù)182
5.1.3發(fā)動機(jī)類型185
5.1.4設(shè)計和發(fā)動機(jī)力學(xué)192
5.1.5奧托發(fā)動機(jī)(點燃式發(fā)動機(jī))207
5.2柴油機(jī)238
5.2.1定義238
5.2.2發(fā)明史239
5.2.3內(nèi)燃機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)240
5.2.4柴油機(jī)燃燒244
5.2.5柴油機(jī)燃燒方式250
5.2.6柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能特征255
5.2.7廢氣后處理264
5.2.8柴油272
5.2.9調(diào)節(jié)275
5.2.10柴油機(jī)的未來276
5.3增壓284
5.3.1背景284
5.3.2增壓原理285
5.3.3結(jié)構(gòu)288
5.3.4發(fā)動機(jī)與壓氣機(jī)的耦合289
5.3.5調(diào)節(jié)290
5.3.6與增壓有直接關(guān)系的發(fā)動機(jī)
部件292
5.3.7其他調(diào)節(jié)系統(tǒng)292
5.3.8減小發(fā)動機(jī)尺寸和增壓：趨勢、
局限性、影響293
5.3.9廢氣渦輪增壓器系統(tǒng)開發(fā)方法295
5.3.10前景296
5.4傳動系297
5.4.1概述297
5.4.2起步部件301
5.4.3手動換檔變速器系統(tǒng)307
5.4.4自動有級變速器310
5.4.5無級自動變速器320
5.4.6雙離合器變速器324
5.4.7混合動力327
5.4.8變速器電控330
5.4.9展望335
5.5全輪驅(qū)動、制動和驅(qū)動控制337
5.5.1全輪驅(qū)動方案337
5.5.2驅(qū)動和制動控制351
5.6排氣系統(tǒng)358
5.6.1排氣系統(tǒng)的任務(wù)358
5.6.2催化轉(zhuǎn)化器360
5.6.3柴油機(jī)微粒過濾器360
5.6.4罐裝（包殼）和陶瓷反應(yīng)體的
支撐361
5.6.5消聲器363
5.6.6噪聲調(diào)諧364
5.6.7固體噪聲365
5.7汽車電氣系統(tǒng)能量管理365
5.7.1基本狀況365
5.7.2爪極式交流發(fā)電機(jī)366
5.7.3電能儲存器368
5.7.4傳統(tǒng)車輛的電源系統(tǒng)370
5.7.5帶有電氣化動力系統(tǒng)的車輛電源
系統(tǒng)375
5.8二沖程發(fā)動機(jī)的機(jī)會與風(fēng)險376
5.8.1二沖程發(fā)動機(jī)工作方式376
5.8.2二沖程發(fā)動機(jī)方案377
5.8.3開發(fā)重點378
5.8.4歸納與評價382
5.9常規(guī)燃料、代用燃料和能量載體382
5.9.1市場經(jīng)濟(jì)法則384
5.9.2能源供應(yīng)安全性386
5.9.3化石能源387
5.9.4可再生能源388
5.9.5總結(jié)393
5.9.6燃料族概況394
第6章車身406
6.1車身結(jié)構(gòu)406
6.1.1自承載車身406
6.1.2空間框架417
6.1.3鋼車身輕型結(jié)構(gòu)研究427
6.1.4敞篷轎車433
6.1.5車身前部模塊439
6.2車身材料441
6.2.1歷史回顧441
6.2.2方案和結(jié)構(gòu)443
6.2.3對車身材料的要求和設(shè)計準(zhǔn)則444
6.2.4車身的典型材料447
6.2.5車身所用材料品種實例452
6.2.6不同材料的混合結(jié)構(gòu)454
6.2.7特制材料的生產(chǎn)技術(shù)459
6.3表面保護(hù)462
6.3.1表面保護(hù)的好處462
6.3.2表面保護(hù)的開發(fā)和生產(chǎn)464
6.3.3前景472
6.4汽車內(nèi)部空間473
6.4.1人機(jī)工程學(xué)和舒適性473
6.4.2通信系統(tǒng)和導(dǎo)航484
6.4.3車內(nèi)舒適性／熱舒適性492
6.4.4汽車內(nèi)部配置502
6.5風(fēng)窗玻璃刮水、清洗系統(tǒng)511
第７章底盤518
７.１前言518
7.1.1“底盤”的定義518
7.1.2底盤任務(wù)518
７.１.3行駛動力學(xué)和作用在底盤上的
各種力520
7.1.4基本的目標(biāo)沖突525
7.1.5前景526
7.2制動系527
7.2.1前言527
7.2.2制動系統(tǒng)設(shè)計528
7.2.3制動系部件535
7.2.4傳感器549
7.2.5制動功能和輔助系統(tǒng)552
7.2.6新的和未來的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)564
7.3輪胎、車輪和防滑鏈571
7.3.1引言571
7.3.2輪胎結(jié)構(gòu)572
7.3.3對輪胎的要求572
7.3.4輪胎將力傳遞給路面578
7.3.5作為整個汽車系統(tǒng)的組合件的
輪胎584
7.3.6未來的輪胎工藝588
7.3.7車輪590
7.3.8防滑鏈597
7.4底盤設(shè)計601
7.4.1車輪懸架運動學(xué)601
7.4.2彈性運動學(xué)604
７.４.３車輪懸架613
7.4.4減振、阻尼、穩(wěn)定器618
7.4.5轉(zhuǎn)向系631
7.4.6主動轉(zhuǎn)向系646
7.5評價準(zhǔn)則658
7.5.1行駛性能的主觀評價658
7.5.2行駛性能的客觀評價659
7.6燃料系統(tǒng)666
7.6.1法規(guī)和用戶特有的規(guī)范666
7.6.2燃料箱在汽車上的布置668
7.6.3燃料供給系統(tǒng)方案669
7.6.4燃料箱670
7.6.5燃料供給系統(tǒng)672
7.6.6燃料過濾674
7.6.7燃料體積測量裝置675
7.6.8活性炭過濾器（AKF）676
7.6.9對混合動力汽車燃料供給系統(tǒng)設(shè)計
（KVA）的特別要求676
7.6.10前景677
7.7代用能量載體的燃料供給系統(tǒng)677
7.7.1要求677
7.7.2法規(guī)678
7.7.3壓力罐和低溫罐在汽車上的
布置678
7.7.4燃料儲存壓力罐和燃料系統(tǒng)679
7.7.5低溫液化氣罐和燃料供給系統(tǒng)680
7.7.6發(fā)展趨勢681
第8章汽車電氣/電子/軟件691
8.1汽車電氣/電子/軟件的意義691
8.1.1概述691
8.1.2對電子系統(tǒng)開發(fā)過程和新技術(shù)的新
要求693
8.1.3系統(tǒng)工程694
8.1.4新技術(shù)設(shè)計：AUTOSAR698
8.1.5前景700
8.2汽車電氣系統(tǒng)700
8.2.1汽車電氣系統(tǒng)的組成700
8.2.2設(shè)計規(guī)范707
8.2.3汽車電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)713
8.2.4電氣系統(tǒng)開發(fā)過程721
8.2.5開發(fā)趨勢726
8.3汽車通信系統(tǒng)727
8.3.1概述727
8.3.2電線連接的通信系統(tǒng)727
8.3.3無線通信系統(tǒng)731
8.3.4總結(jié)與展望734
8.4電磁兼容EMV734
8.4.1抗自干擾735
8.4.2抗外部電磁場干擾736
8.4.3抗遠(yuǎn)程干擾736
8.4.4標(biāo)準(zhǔn)和指令736
8.4.5EMV安全保護(hù)737
８.５功能領(lǐng)域738
８.５.１導(dǎo)言738
８.５.２照明設(shè)備738
８.５.３儀表板總成—人性化儀表752
8.5.4信息娛樂/多媒體755
8.5.5駕駛?cè)溯o助系統(tǒng)770
8.5.6遙控784
8.6人—機(jī)相互作用789
8.6.1駕駛?cè)?mdash;汽車系統(tǒng)790
8.6.2信息傳遞792
8.6.3簡單認(rèn)識駕駛?cè)四Ｐ?93
8.6.4測量駕駛?cè)斯ぷ鲝?qiáng)度、負(fù)荷、肌肉
張力794
8.6.5模擬794
8.7軟件796
8.7.1軟件課題的前言796
8.7.2軟件開發(fā)過程796
8.7.3成功因素799
8.7.4底層軟件架構(gòu)解耦和軟件平臺800
8.7.5軟件產(chǎn)品系列800
8.7.6應(yīng)用領(lǐng)域801
8.7.7對汽車軟件的工程挑戰(zhàn)802
8.7.8潛力804
8.7.9組織上的挑戰(zhàn)805
8.8現(xiàn)代控制工程法805
8.8.1對汽車控制系統(tǒng)的一些要求806
8.8.2現(xiàn)代控制器設(shè)計方法806
8.8.3對現(xiàn)代各種控制器設(shè)計方法的
評價810
8.8.4前景810
第9章汽車安全性816
9.1概述816
9.2汽車安全性領(lǐng)域816
9.3事故研究的結(jié)果818
9.3.1導(dǎo)言818
9.3.2官方道路交通事故統(tǒng)計819
9.3.3保險公司的交通事故數(shù)據(jù)819
9.3.4InDepth的事故調(diào)查819
9.4避免事故的車輛安全性822
9.4.1車輛層面的輔助系統(tǒng)823
9.4.2帶有環(huán)境傳感器的輔助系統(tǒng)824
9.5生物力學(xué)和保護(hù)規(guī)范826
9.5.1生物力學(xué)826
9.5.2保護(hù)規(guī)范828
9.5.3模擬裝置830
9.6對車身的準(zhǔn)靜態(tài)要求831
9.6.1座椅和安全帶固定點檢驗831
9.6.2車頂強(qiáng)度831
9.6.3側(cè)面構(gòu)件831
9.7汽車動態(tài)碰撞832
9.7.1前碰撞832
9.7.2側(cè)向碰撞834
9.7.3車尾碰撞835
9.7.4汽車翻滾836
9.8乘員保護(hù)836
9.8.1汽車內(nèi)部空間836
9.8.2乘員拉回系統(tǒng)837
9.8.3乘員拉回系統(tǒng)與汽車的相互
作用841
9.8.4側(cè)向碰撞843
9.8.5兼容性846
9.9組合式安全性848
9.9.1駕駛?cè)?、汽車、周圍環(huán)境848
9.9.2預(yù)先防止碰撞849
9.9.3組合式行人保護(hù)系統(tǒng)853
9.9.4組合式安全功能開發(fā)流程854
9.9.5救援和救助855
9.9.6Car2X安全性——前景856
9.10在開發(fā)安全性部件時的計算機(jī)輔助
設(shè)計857
9.10.1基本原理857
9.10.2數(shù)字工具描述857
9.10.3部件計算858
9.10.4整車設(shè)計859
9.11總結(jié)861
第10章材料和生產(chǎn)方法864
10.1回顧864
10.2現(xiàn)代汽車材料866
10.2.1汽車上各材料組所占的質(zhì)量
分?jǐn)?shù)866
10.2.2材料性能的提高868
10.2.3連接技術(shù)的進(jìn)步896
10.2.4在零件成型和成形方面的進(jìn)步901
10.２.５環(huán)境兼容方面的進(jìn)步909
10.2.6熱電和在乘用車上的應(yīng)用
可能性914
10.２.7汽車上的納米技術(shù)916
10.３材料的競爭和相互配合922
10.４汽車結(jié)構(gòu)中的滾動軸承923
10.４.１導(dǎo)言923
10.４.２滾動軸承的常見類型923
10.４.３滾動軸承的設(shè)計925
10.４.４*近的滾子軸承開發(fā)的示例性
設(shè)計927
10.4.5滾動軸承的潤滑和潤滑劑 934
第１1章產(chǎn)品設(shè)計過程942
１1.１在產(chǎn)品設(shè)計過程中的同步工程和
產(chǎn)品管理942
１1.１.１概述942
11.1.2產(chǎn)品設(shè)計過程943
１1.１.３產(chǎn)品規(guī)劃946
11.1.4創(chuàng)新管理948
11.1.5產(chǎn)量、設(shè)計任務(wù)書、法規(guī)949
11.1.6方案開發(fā)950
１1.１.７產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ＰＤＭ）951
11.1.8產(chǎn)品壽命周期管理（PLM）951
11.1.9批量生產(chǎn)開發(fā)953
11.1.10批量生產(chǎn)汽車陪