汽车工程手册 设计篇PDF电子书下载

1商品规划 1

1．1概述 1

1．2商品发展规划 2

1．2．1制定商品发展规划应考虑的基本条件 2

1．2．2市场调查与预测 2

1．2．3商品发展规划的种类与规划期 3

1．2．4商品发展规划的主要内容 3

1．2．5商品发展规划的编制程序 5

1．3单个商品规划 5

1．3．1单个商品规划的分类 5

1．3．2单个商品规划的内容 5

1．4概念设计 6

1．4．1概念设计的依据 6

1．4．2概念设计的基本过程和主要内容 6

1．5车辆总布置 15

1．5．1总布置设计的作用 15

1．5．2主要的空间布置项目 15

1．5．3总布置与性能相关项目 16

1．5．4动力系统与传动系匹配 16

1．5．5总布置图 17

参考文献 27

2造型设计 28

2．1概述 28

2．1．1造型设计的含义 28

2．1．2造型设计的分类 28

2．1．3造型设计的任务 28

2．2造型设计的程序 29

2．2．1概述 29

2．2．2超前设计 30

2．2．3生产车的造型设计 30

2．3外部造型设计 30

2．3．1概述 30

2．3．2车型外形分类 31

2．3．3外部造型设计要点 32

2．3．4外部造型设计的工作程序和内容 33

2．3．5装饰件设计 35

2．4室内造型设计 36

2．4．1概述 36

2．4．2室内造型设计的程序 36

2．4．3内饰设计与材料的选用 39

2．5色彩 39

2．5．1色彩与设计 39

2．5．2色彩概述 39

2．5．3汽车色彩设计的原则及技巧 51

2．6汽车商标设计 52

2．6．1商标的艺术规律 52

2．6．2商标的形式与色彩 53

2．7表面数据和线图 55

2．7．1内外模型的测量 55

2．7．2线图 56

2．8计算机辅助造型 58

2．8．1绘制效果图 58

2．8．2构筑曲面 58

2．8．3渲染 58

2．8．4展示 58

2．8．5制造模型 58

2．9数据控制模型 58

2．9．1概述 58

2．9．2数据控制模型的特点及要求 59

2．9．3数据控制模型的结构 59

2．9．4 DCM的评审与修改 59

2．10造型主要技法 60

2．10．1效果图的透视画法 60

2．10．2油泥模型制作 67

参考文献 72

3发动机 73

3．1整机概论 73

3．1．1基本性能 73

3．1．2车用发动机的种类及特点 75

3．1．3典型的车用发动机 80

3．1．4车用发动机的技术发展 92

3．2发动机概念设计 94

3．2．1概念设计及其主要内容 94

3．2．2发动机主要性能参数和结构形式的确定 95

3．3发动机主要构造 102

3．3．1气缸盖的设计要点 102

3．3．2机体设计要点 116

3．3．3提高刚度、降低噪声的结构 118

3．4主要运动件 120

3．4．1活塞组 120

3．4．2连杆 131

3．4．3曲轴 133

3．4．4飞轮 138

3．4．5减振机构 138

3．5配气机构 141

3．5．1概述 141

3．5．2凸轮轴 143

3．5．3气门挺柱 147

3．5．4摇臂 148

3．5．5气门组件 149

3．5．6凸轮辆驱动机构 157

3．5．7可变气门机构 158

3．6轴承 159

3．6．1滑动轴承的基本特性和设计参数 159

3．6．2轴承材料及其选择 166

3．6．3润滑方式 167

3．7进排气系统 169

3．7．1概述 169

3．7．2进气歧管 169

3．7．3空气滤清器 173

3．7．4排气歧管 175

3．7．5可变进气管 176

3．7．6消声器 176

3．8冷却系统 181

3．8．1概述 181

3．8．2对冷却系统的要求 181

3．8．3冷却系统的总体布置 182

3．8．4散热器的选择 184

3．8．5风扇的选择 185

3．8．6水泵 187

3．8．7压力式散热器盖 188

3．8．8副水箱 189

3．8．9水管 189

3．8．10节温器 189

3．8．11冷却液 191

3．9润滑系统 191

3．9．1润滑系统的组成和主要参数 192

3．9．2机油泵 194

3．9．3机油滤清器 198

3．9．4油底壳、油面指示器 200

3．9．5机油收集器 201

3．9．6机油冷却器 201

3．9．7曲轴箱通风系统 202

3．10燃料供给系统 204

3．10．1化油器 204

3．10．2汽油喷射 207

3．10．3汽油泵 212

3．10．4燃油箱 214

3．10．5燃油滤清器 216

3．10．6燃油管 217

3．10．7柴油机供油系统 217

3．11点火系统 237

3．11．1概述 237

3．11．2火花塞 239

3．11．3点火线圈 241

3．11．4分电器 241

3．11．5高压线 242

3．12增压装置 243

3．12．1概述 243

3．12．2增压系统的分类 244

3．12．3涡轮增压系统 246

3．12．4径流式涡轮增压器的构造 247

3．12．5压气机特性 250

3．12．6涡轮特性 251

3．12．7涡轮增压器的选配 251

3．12．8发动机采用增压技术的相关措施 252

3．12．9放气阀 253

3．12．10增压空气中间冷却 254

3．12．11涡轮增压技术的发展 255

3．13排气净化装置 256

3．13．1点火定时 256

3．13．2排气再循环 257

3．13．3催化剂与催化转化器 261

3．13．4燃油蒸发控制装置 264

3．13．5微粒物排放控制 264

3．14附件传动装置 267

3．14．1带轮 267

3．14．2带 269

3．14．3带的张紧 274

3．14．4振动噪声控制及常见故障分析 275

3．14．5可变机构 275

3．15起动系统 276

3．15．1起动系统的构成和性能 276

3．15．2起动机 277

3．15．3起动系统设计要点 278

3．15．4起动机保护继电器 280

3．15．5低温起动装置 281

3．16悬置系统 281

3．16．1悬置系统的激振源 281

3．16．2悬置系统的布置 282

3．16．3悬置软垫的设计 286

3．16．4液压悬置 287

3．16．5悬置系统的设计程序 288

3．17发动机管理系统 289

3．17．1空燃比控制 289

3．17．2点火定时控制 292

3．17．3发动机综合控制 294

3．18密封件与螺纹紧固件 296

3．18．1气密封 296

3．18．2水密封 301

3．18．3油密封 302

3．18．4运动油封 304

3．18．5螺纹紧固件 310

3．19燃料和润滑油 315

3．19．1燃料 315

3．19．2发动机润滑油 323

参考文献 329

4传动系 332

4．1概述 332

4．1．1传动系的结构组成及功用 332

4．1．2传动系的布置型式 333

4．2传动系的载荷工况、工作特点及设计要求 334

4．3离合器 335

4．3．1概述 335

4．3．2离合器盖总成 335

4．3．3汽车离合器的设计程序 341

4．3．4离合器基本参数及尺寸选择 341

4．3．5离合器主要零件的结构设计 343

4．3．6扭转减振器的设计计算和基本参数选择 347

4．3．7膜片弹簧的设计计算和主要参数选择 349

4．4机械式变速器 350

4．4．1概述 350

4．4．2变速器的结构型式 351

4．4．3变速器的传动机构及其主要结构参数 356

4．4．4变速器齿轮的设计计算 362

4．4．5变速器轴的设计计算 366

4．4．6同步器 367

4．4．7副变速器与分动器 371

4．4．8变速器、副变速器与分动器试验 373

4．5液力传动装置 374

4．5．1液力传动装置的功能 374

4．5．2液力传动装置的型式和特点 374

4．5．3液力变矩器 374

4．5．4锁止离合器 382

4．6有级式自动变速器 384

4．6．1概述 384

4．6．2平行轴式自动变速器 386

4．6．3自动变速器的机械传动系统 387

4．6．4系列化与组合式设计 398

4．6．5自动变速器的控制系统 398

4．7无级变速器 411

4．7．1概述 411

4．7．2机械式变级变速器 413

4．7．3带传动基础设计 416

4．7．4牵引环式 420

4．7．5 CVT控制 421

4．8万向传动轴 427

4．8．1概述 427

4．8．2万向传动轴的结构型式 427

8．4．3万向节 429

8．4．4万向传动轴的主要结构参数与计算 436

4．9驱动桥 438

4．9．1概述 438

4．9．2驱动桥的结构型式 439

4．9．3多桥驱动的布置 441

4．9．4主减速器的结构型式 442

4．9．5主减速器的基本参数选择与设计计算 450

4．9．6差速器的结构型式 462

4．9．7对称式圆锥行星齿轮差速器的基本参数选择与设计计算 467

4．9．8多桥驱动汽车的轴间差速器 471

4．9．9半轴型式 472

4．9．10半轴的设计与计算 473

4．9．11桥壳的结构型式 477

4．9．12桥壳的受力分析与强度计算 479

4．10现代汽车的四轮驱动 479

4．11取力器 483

4．11．1变速器侧部动力输出形式 483

4．11．2变速器前部动力输出形式 483

4．11．3变速器后部动力输出形式 483

4．11．4发动机前部动力输出形式 483

4．12润滑油与润滑脂 483

4．12．1齿轮油 483

4．12．2汽车液力传动油（AIF） 488

4．12．3润滑脂 489

参考文献 490

5制动装置 492

5．1概述 492

5．1．1制动装置各系统及其功能 492

5．1．2制动系组成部分及其功能 492

5．1．3制动装置的发展 493

5．1．4对制动装置的要求 494

5．2制动装置设计总论 494

5．2．1行车制动和应急制动效能 494

5．2．2制动器制动力的分配 495

5．2．3地面制动力和制动器控制力的关系 497

5．2．4制动器的能量容量和磨损特性 498

5．2．5特殊条件下的制动现象 499

5．3车轮制动器 500

5．3．1鼓式制动器 500

5．3．2盘式制动器 515

5．3．3摩擦材料 521

5．4人力制动系和伺服制动系 523

5．4．1人力制动系的系统配置 524

5．4．2伺服制动系的系统配置 526

5．4．3人力制动系和伺服制动系的计算 529

5．4．4液压制动管路 531

5．4．5人力制动和伺服制动元件 533

5．4．6制动液 539

5．5动力制动系 540

5．5．1气压动力制动系的系统配置和设计 541

5．5．2气压制动管路 543

5．5．3气压制动元件 544

5．5．4气压一流压动力制动系 550

5．5．5液压动力制动系 550

5．6制动力调节装置和防抱死制动系统 551

5．6．1制动力调节装置 551

5．6．2防抱死制动系统（ABS） 554

5．7驻车制动系和应急制动系 565

5．7．1驻车制动系和应急制动系的结构 565

5．7．2驻车制动和应急制动性能计算 568

5．8缓速装置 569

5．8．1发动机缓速装置 569

5．8．2液力缓速器 570

5．8．3电涡流缓速器 572

5．8．4电机缓速装置 572

参考文献 573

6转向系 574

6．1概述 574

6．1．1转向系的功能 574

6．1．2转向系的基本形式和特征 578

6．1．3设计应满足的基本要求 582

6．2设计方法 582

6．2．1转向轴的内、外轮转角 582

6．2．2汽车转弯半径及瞬时转向中心 586

6．2．3被动转向 589

6．2．4转向轮转角 589

6．2．5转向力 590

6．2．6效率 591

6．2．7传动间隙 591

6．3转向联轴节 591

6．4转向器、转向拉杆 593

6．4．1转向器 593

6．4．2转向传动机构 595

6．5动力转向系统 598

6．5．1动力转向系统的功能和概况 598

6．5．2动力转向系统分类 598

6．5．3液压式动力转向系统 600

6．5．4电控—液压动力转向系统 614

6．5．5电动转向系统 616

6．6四轮转向 618

6．6．1四轮转向的基本原理 618

6．6．2四轮转向系统简介 621

6．7辅助机构 624

6．7．1转向减振器 624

6．7．2防伤机构 626

参考文献 628

7综合控制系统 629

7．1概述 629

7．1．1电子控制系统在汽车上的应用领域 629

7．1．2汽车电子控制系统的发展 629

7．2汽车电子控制系统设计的一般程序 632

7．3被控对象的数学模型 632

7．3．1模型 632

7．3．2模型的线性化 636

7．3．3连续系统到离散系统的转换 636

7．4控制系统的设计 637

7．4．1执行器 637

7．4．2传感器 639

7．4．3硬件设计 644

7．4．4软件设计 646

7．4．5控制系统设计中一些值得注意的问题 650

7．5综合控制系统 652

7．5．1动力传动系统综合控制 653

7．5．2等速行驶控制 653

7．5．3牵引控制系统 657

参考文献 665

8车身 666

8．1概述 666

8．1．1车身的构成 666

8．1．2车身应满足的性能要求 667

8．1．3车身类别与形态 671

8．2车身开发程序 673

8．2．1车身开发程序 673

8．2．2产品定义及规划阶段 673

8．2．3造型阶段 676

8．2．4表面数据形成与检验阶段 676

8．2．5计划图与产品描述阶段 676

8．2．6工程分析阶段 677

8．2．7结构设计阶段 677

8．2．8试制阶段 678

8．2．9试验阶段 678

8．2．10生产准备阶段 678

8．3车身结构特点 678

8．4车架 679

8．4．1车架的结构型式 679

8．4．2车架受力及其应力分析 680

8．4．3车架刚度 681

8．4．4纵梁 681

8．4．5横梁 682

8．4．6车架的改装 683

8．5车身本体结构 683

8．5．1车前板制件 683

8．5．2车身底架与地板 684

8．5．3车身悬置 685

8．5．4前围 686

8．5．5车身侧围、后围、顶盖 687

8．5．6车门 687

8．5．7车后板制件 692

8．6辅助机构 693

8．6．1发动机罩开闭装置 693

8．6．2行李舱盖开启机构 696

8．6．3车门开关装置 697

8．6．4车门玻璃升降系统 702

8．6．5密封与密封件 705

8．7装饰件 708

8．7．1前、后保险杠 708

8．7．2散热器面罩 714

8．7．3嵌条与防擦系 714

8．7．4标记类 714

8．7．5阻风板 扰流板及导流板 714

8．8内饰件 715

8．8．1仪表板 715

8．8．2副仪表板 719

8．8．3地毯与行李舱垫 720

8．8．4遮阳板 721

8．8．5拉手 722

8．8．6顶盖内护板 722

8．8．7车门内护板 724

8．8．8高架仪表板 725

8．9座椅 725

8．9．1概述 725

8．9．2种类 726

8．9．3结构 726

8．9．4座椅调节机构 728

8．9．5座椅的发展 730

8．9．6性能 730

8．10涂装与防锈 735

8．10．1涂装 735

8．10．2防腐蚀设计 738

8．11防振、降噪、隔热 739

8．11．1防振 739

8．11．2降噪 740

8．11．3隔热 741

8．12货车车身 741

8．12．1概述 741

8．12．2分类 742

8．12．3驾驶室 742

8．12．4车前板制件 749

8．12．5驾驶室悬置与支架 751

8．13货车车箱 760

8．13．1分类 760

8．13．2货车的车箱结构及设计方法 762

8．13．3半封闭和封闭式货厢 766

8．14客车车身 766

8．14．1分类 766

8．14．2车身结构 767

8．14．3客车车身装备 768

8．14．4客车车身的设计方式 769

8．15车身用材料 770

8．15．1汽车用钢板 770

8．15．2塑料 771

8．15．3橡胶 773

8．15．4织物 774

8．15．5玻璃 776

8．15．6铝合金 778

8．16发动机的冷却系统 779

8．17燃料供给系 780

8．17．1向燃料箱内充贮燃油部分 780

8．17．2燃料箱本体 780

参考文献 781

9悬架 782

9．1概述 782

9．1．1悬架的作用 782

9．1．2悬架结构型式和特点 783

9．2参数选择 791

9．2．1前束及前束的变化 792

9．2．2外倾变化 792

9．2．3转向主销的内倾角及偏移距 793

9．2．4主销后倾角及后倾拖距 794

9．2．5轮距变化 794

9．2．6侧倾中心与侧倾轴 794

9．2．7侧倾角刚度 795

9．2．8车辆纵倾悬架瞬时中心 796

9．2．9纵向刚度 796

9．2．10由纵向力引起的顺从转向 796

9．2．11横向刚度 797

9．2．12横向力顺从转向及自动回正力矩顺从转向 797

9．2．13悬架弹性特性 797

9．2．14衰减力特性 797

9．3弹性元件 798

9．3．1钢板弹簧 798

9．3．2螺旋弹簧 816

9．3．3扭杆弹簧 818

9．3．4空气弹簧 820

9．3．5油气弹簧 823

9．4减振器 826

9．4．1减振器的作用与结构 826

9．4．2减振器基本参数选择 826

9．4．3减振器主要尺寸的确定 829

9．5导向装置的主要构件 829

9．5．1控制臂与推力杆 829

9．5．2副车架、悬架横梁 832

9．5．3橡胶衬套 832

9．5．4悬架系的支撑胶垫 836

9．5．5球头销 837

9．6辅助机构 839

9．6．1横向稳定杆 839

9．6．2缓冲块 840

9．7悬架的智能控制 842

9．7．1车高控制系统 842

9．7．2自适应悬架 843

9．7．3侧倾刚度可变机构 845

9．7．4弹簧刚度可变机构 846

9．7．5半主动悬架 847

9．7．6主动悬架 847

参考文献 849

10附属设备 851

10．1概述 851

10．1．1乘员约束装置 851

10．1．2操纵机构 851

10．1．3空调系统 851

10．1．4照明及仪表等 851

10．1．5电力传送机构 851

10．2安全保护装置 852

10．2．1座椅安全带 852

10．2．2安全气囊 866

10．2．3安全气囊的开发 873

10．2．4安全气囊的检验与报废 875

10．3操纵机构 875

10．3．1概述 875

10．3．2发动机操纵机构 881

10．3．3离合器操纵机构 885

10．3．4变速器操纵机构 889

10．3．5制动操纵机构 893

10．3．6转向操纵机构 897

10．3．7各类操纵开关 902

10．4照明及仪表等附属设备 905

10．4．1概述 905

10．4．2外部照明及信号装置 905

10．4．3汽车喇叭 915

10．4．4刮水器及洗涤器 918

10．4．5除霜装置和除雾装置 924

10．4．6后视镜 924

10．4．7仪表 927

10．4．8仪表的布置和照明 947

10．4．9室内照明 950

10．4．10视听装置 951

10．4．11汽车导航系统、电话 955

10．4．12天线 958

10．5空调系统 959

10．5．1汽车内的舒适环境 959

10．5．2汽车空调系统的特点 960

10．5．3车身热负荷 960

10．5．4空调系统的种类 962

10．5．5通风换气 966

10．5．6暖风装置 967

10．5．7冷气系统 970

10．5．8空调系统的自动控制 977

10．5．9空气的净化 980

10．5．10空调系统的匹配设计与风道设计原则 981

10．6供电系统 983

10．6．1概述 983

10．6．2蓄电池 983

10．6．3电线束 986

10．6．4天关和继电器 990

10．6．5发电机 1001

参考文献 1006

11车桥、轮胎、车轮 1008

11．1车桥 1008

11．1．1概述 1008

11．1．2从动桥 1009

11．1．3驱动桥 1015

11．2轮胎及车轮 1021

11．2．1概述 1021

11．2．2轮胎 1022

11．2．3车轮 1031

11．2．4轮胎和车轮的其他部件 1036

参考文献 1039

12先进设计技术 1040

12．1概述 1040

12．2 CAx系统结构要素 1042

12．2．1 CAx系统的硬件 1042

12．2．2 CAx的软件系统 1044

12．2．3 CAD/CAM/CAE……系统的集成 1045

12．2．4计算机网络系统 1048

12．3 CAx系统功能 1051

12．3．1 CAD系统的基本功能 1051

12．3．2 CAS的基本功能 1052

12．3．3 CAE系统的主要功能 1052

12．3．4 CAM系统的主要功能 1053

12．3．5 CAx软件系统的选择原则 1053

12．4计算机辅助设计技术在汽车开发中的应用 1054

12．4．1计算机辅助技术在汽车整车设计中的应用 1054

12．4．2 CAx技术在车身设计工作中的应用 1057

12．4．3计算机辅助技术在发动机设计中的应用 1068

12．4．4计算机辅助技术在汽车底盘设计中的应用 1070

12．5虚拟制造 1077

12．5．1虚拟制造的概念 1077

12．5．2虚拟制造技术 1077

12．5．3虚拟制造系统 1078

参考文献 1079

13汽车产品的新发展 1080

13．1代用燃料汽车 1080

13．1．1甲醇汽车 1080

13．1．2液化石油气汽车、天然气汽车 1088

13．1．3氢燃料汽车 1094

13．2复合动力汽车 1098

13．2．1定义 1098

13．2．2复合动力汽车的发展背景 1098

13．2．3复合动力车辆的结构形式和工作原理 1099

13．2．4复合动力汽车的关键技术 1103

13．2．5复合动力汽车的发展前景 1105

13．3电动汽车 1105

13．3．1定义 1105

13．3．2电动车辆常用的电池 1105

13．3．3电动汽车的驱动电机和调速控制系统 1106

13．3．4电动汽车传动系统的方案 1106

13．3．5电池布置方案 1107

13．3．6调速控制系统的布置 1107

13．3．7充电系统 1107

13．3．8燃料电池电动汽车 1108

13．3．9电动汽车发展趋势 1109

13．4超低燃料消耗汽车 1109

13．4．1定义与功能 1109

13．4．2超低燃料消耗汽车典型结构 1109

13．4．3关键技术 1110

13．5智能汽车 1114

13．5．1定义及功能要求 1114

13．5．2结构组成 1116

13．5．3技术现状及发展趋势 1117

13．5．4影响智能汽车发展的关键技术 1123

13．6太阳能汽车 1123

13．6．1定义与特点 1123

13．6．2典型结构 1123

13．6．3技术水平与关键技术 1125

13．6．4太阳能汽车的发展趋势 1127

参考文献 1127