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章要求與目標沖突8
2.1產(chǎn)品創(chuàng)新與至今取得的技術進步8
2.1.1用戶的希望8
2.1.2立法9
2.1.3汽車技術12
2.2立法者的要求17
2.2.1批準上路行駛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標準30
2.3新技術33
第3章汽車物理學38
3.1基本原理38
3.1.1定義38
3.1.2行駛阻力和驅動力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動系統(tǒng)的
車輛的組件和系統(tǒng)64
3.4聲學和振動69
3.4.1引言69
3.4.2行駛噪聲71
3.4.3驅動噪聲73
3.4.4滾動噪聲81
3.4.5風噪聲82
3.4.6機電噪聲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電動化行駛的聲學與振動94
3.4.11聲學研究過程95
第４章造型和新方案98
4.1設計98
4.1.1設計的重要性98
4.1.2設計目標98
4.1.3設計過程99
4.1.4具體設計過程100
4.1.5虛擬設計過程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)品準備中的設計工作103
4.1.9決定103
4.1.10制作設計模型和現(xiàn)代設計104
4.1.11設計中的感悟104
4.2汽車方案和組裝107
4.2.1概述和定義107
4.2.2汽車方案設計108
4.2.3影響因素和組裝的設計范圍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新型驅動130
4.3.1電驅動130
4.3.2燃料電池驅動系統(tǒng)138
4.3.3混合動力驅動151
4.3.4斯特林發(fā)動機、蒸汽發(fā)動機、燃氣
輪機、飛輪165
4.3.5氫氣內(nèi)燃機172
第5章動力裝置180
5.1發(fā)動機技術基礎180
5.1.1內(nèi)燃機工作過程180
5.1.2定義和特征參數(shù)182
5.1.3發(fā)動機類型185
5.1.4設計和發(fā)動機力學192
5.1.5奧托發(fā)動機(點燃式發(fā)動機)207
5.2柴油機238
5.2.1定義238
5.2.2發(fā)明史239
5.2.3內(nèi)燃機技術基礎240
5.2.4柴油機燃燒244
5.2.5柴油機燃燒方式250
5.2.6柴油機的結構和功能特征255
5.2.7廢氣后處理264
5.2.8柴油272
5.2.9調節(jié)275
5.2.10柴油機的未來276
5.3增壓284
5.3.1背景284
5.3.2增壓原理285
5.3.3結構288
5.3.4發(fā)動機與壓氣機的耦合289
5.3.5調節(jié)290
5.3.6與增壓有直接關系的發(fā)動機
部件292
5.3.7其他調節(jié)系統(tǒng)292
5.3.8減小發(fā)動機尺寸和增壓：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全輪驅動、制動和驅動控制337
5.5.1全輪驅動方案337
5.5.2驅動和制動控制351
5.6排氣系統(tǒng)358
5.6.1排氣系統(tǒng)的任務358
5.6.2催化轉化器360
5.6.3柴油機微粒過濾器360
5.6.4罐裝（包殼）和陶瓷反應體的
支撐361
5.6.5消聲器363
5.6.6噪聲調諧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)動機的機會與風險376
5.8.1二沖程發(fā)動機工作方式376
5.8.2二沖程發(fā)動機方案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)濟法則384
5.9.2能源供應安全性386
5.9.3化石能源387
5.9.4可再生能源388
5.9.5總結393
5.9.6燃料族概況394
第6章車身406
6.1車身結構406
6.1.1自承載車身406
6.1.2空間框架417
6.1.3鋼車身輕型結構研究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方案和結構443
6.2.3對車身材料的要求和設計準則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不同材料的混合結構454
6.2.7特制材料的生產(chǎn)技術459
6.3表面保護462
6.3.1表面保護的好處462
6.3.2表面保護的開發(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人機工程學和舒適性473
6.4.2通信系統(tǒng)和導航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518
７.１.3行駛動力學和作用在底盤上的
各種力520
7.1.4基本的目標沖突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)結構564
7.3輪胎、車輪和防滑鏈571
7.3.1引言571
7.3.2輪胎結構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底盤設計601
7.4.1車輪懸架運動學601
7.4.2彈性運動學604
７.４.３車輪懸架613
7.4.4減振、阻尼、穩(wěn)定器618
7.4.5轉向系631
7.4.6主動轉向系646
7.5評價準則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)過程和新技術的新
要求693
8.1.3系統(tǒng)工程694
8.1.4新技術設計：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設計規(guī)范707
8.2.3汽車電氣系統(tǒng)結構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抗遠程干擾736
8.4.4標準和指令736
8.4.5EMV安全保護737
８.５功能領域738
８.５.１導言738
８.５.２照明設備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駕駛人輔助系統(tǒng)770
8.5.6遙控784
8.6人—機相互作用789
8.6.1駕駛人—汽車系統(tǒng)790
8.6.2信息傳遞792
8.6.3簡單認識駕駛人模型793
8.6.4測量駕駛人工作強度、負荷、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底層軟件架構解耦和軟件平臺800
8.7.5軟件產(chǎn)品系列800
8.7.6應用領域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)代控制器設計方法806
8.8.3對現(xiàn)代各種控制器設計方法的
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汽車安全性領域816
9.3事故研究的結果818
9.3.1導言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生物力學和保護規(guī)范826
9.5.1生物力學826
9.5.2保護規(guī)范828
9.5.3模擬裝置830
9.6對車身的準靜態(tài)要求831
9.6.1座椅和安全帶固定點檢驗831
9.6.2車頂強度831
9.6.3側面構件831
9.7汽車動態(tài)碰撞832
9.7.1前碰撞832
9.7.2側向碰撞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駕駛人、汽車、周圍環(huán)境848
9.9.2預先防止碰撞849
9.9.3組合式行人保護系統(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輔助
設計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整車設計859
9.11總結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量
分數(shù)866
10.2.2材料性能的提高868
10.2.3連接技術的進步896
10.2.4在零件成型和成形方面的進步901
10.２.５環(huán)境兼容方面的進步909
10.2.6熱電和在乘用車上的應用
可能性914
10.２.7汽車上的納米技術916
10.３材料的競爭和相互配合922
10.４汽車結構中的滾動軸承923
10.４.１導言923
10.４.２滾動軸承的常見類型923
10.４.３滾動軸承的設計925
10.４.４*近的滾子軸承開發(fā)的示例性
設計927
10.4.5滾動軸承的潤滑和潤滑劑 934
第１1章產(chǎn)品設計過程942
１1.１在產(chǎn)品設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、設計任務書、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