汽车理论教案

《汽车理论》 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 中国农业大学工学院车辆与交通工程系 2009年12月 绪论 1．教学目标：介绍汽车理论的学习方法和教学内容，主要参考书目等。 2．重点和难点：本课程的特点和教学要求，学习方法。 3．教学内容：汽车理论研究的内容；学习方法；主要参考书目；教学要求、 教学资源和考核方法。 4．教学过程设计：由当前汽车工业的发展引出问题；汽车理论研究的内容 即基本性能；学习思路；教学要求、教学资源和考核方法。 5．板书设计：性能—评价指标—力学模型—分析影响性能指标的因素—解 决工程问题的技术途径 学时数：1 学时 第一章 汽车的动力性 第一节 汽车的动力性指标 教学目标：掌握汽车动力性的评价指标和不同车型对动力性的要求。 重点和难点：动力性评价的三个指标 教学内容：动力性的定义；动力性的具体评价指标：最高车速、加速时间、 最大爬坡度。 教学过程设计： （1）引入动力性定义（学生讨论或提问具体的指标值？）。 （2）引出三个评价指标；不同车型最高车速数据及讨论：不同类型汽车的 最高车速的区别？轿车最高车速与车型间的关系？为什么？MT 和AT 的区 别？陆地最高车速记录。 （3）加速时间及加速过程曲线：原地起步加速；超车加速；常见车型参数。 提问原地起步加速更快还是超车加速更快？ （4）坡度的概念，越野车的最大爬坡度，常见车型具体参数；轿车对爬坡 的要求。 学时数：1 学时 第二节 汽车的驱动力与行驶阻力 教学目标：计算并分析汽车行驶过程中的驱动力和行驶阻力 重点和难点：滚动阻力的成因，旋转质量换算系数，功率平衡法推导汽车的 行驶方程式。 教学内容：汽车的驱动力；汽车的行驶阻力；汽车行驶方程式。 教学过程设计： （1）汽车驱动力的定义及计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ，影响因素分析，包括：发动机的转速 特性、传动系统的机械效率、车轮半径。 （2）汽车车速计算；驱动力图。 （3）汽车的行驶阻力：滚动阻力，重点分析轮胎的迟滞损失及其与滚动阻 力的关系，影响滚动阻力的因素；空气阻力，空气阻力的组成，空气阻力的计算， 空气阻力系数及其对汽车空气阻力的评价，分析空气阻力与车身结构；坡度阻力， 坡度阻力的计算，常见路面的坡度，道路阻力；加速阻力，加速阻力的计算，分 析平动质量和旋转质量对加速的影响，旋转质量换算系数的计算及针对不同车型 的分析。 （4）汽车行驶方程式，用功率方程推导行驶方程式，定速比和CVT 的行驶 方程式。 （5）总结并提出问题：动力性指标如何计算？ 板书设计： r iiT F T0gtqt η= ； 0g a 377.0 ii rnu = ； WfF =f ； 15.21 2 aD w uACF ρ= ； GiGGF =≈= αα tansini ， t umF d d j δ= 学时数：3 学时 第三节 汽车的驱动力-行驶阻力平衡图与动力特性图 教学目标：用图示方法了解动力性指标的计算方法 重点和难点：在驱动力—行驶阻力平衡图的基础上，确定汽车动力性指标。 教学内容：汽车的驱动力—行驶阻力平衡图；汽车的动力特性图。 教学过程设计： （1）由行驶方程式引出问题：汽车在行驶过程中最常遇到的阻力？汽车的 驱动力—行驶阻力平衡图；介绍驱动力—行驶阻力平衡图；最高车速的确定和讨 论； （2）加速时间的计算； （3）最大爬坡度的计算（引出问题：是否可以达到计算所得的最大爬坡度？） （4）汽车动力因数的定义及及计算，汽车的动力特性图，由动力特性图确 定动力性指标。 板书设计：保留公式 r iiT F T0gtqt η= ， 0g a 377.0 ii rnu = ， jwift FFFFF +++= 学时数：1.5 学时 第四节 汽车行驶的附着条件与汽车的附着率 教学目标：理解附着力、附着条件、附着率等基本概念，掌握坡道行驶时的 受力分析和附着条件 重点和难点：附着条件的基本概念和不同条件下附着率的推导 教学内容：汽车行驶的附着条件；汽车的附着力与地面的法向反作用力；作 用在驱动轮上的地面切向反作用力；附着率 教学过程设计： （1）汽车行驶的附着条件，雪天打滑引出附着力的概念，常见路面的平均 附着系数，胎面结构和附着系数的关系，附着条件、附着率（车轮打滑视频）， 不同驾驶条件下附着利用的讨论；TCS的设计思想。 （2）坡道行驶时的受力，分析得出汽车的附着力与地面的法向反作用力， 不同驱动型式的讨论。 （3）坡道行驶时的受力，分析作用在驱动轮上的地面切向反作用力。 （4）附着率，后轮驱动情况分析，前轮驱动情况分析，全轮驱动情况分析， 加速工况分析 板书设计： ϕϕ ZX FFF ==max ， ϕ222ft ZX FFr TT ≤=− ， ϕ≤ 2 2 Z X F F ， ϕϕ ≤2C 学时数：3 学时 第五节 汽车的功率平衡 教学目标：掌握功率平衡图，掌握后备功率的概念，后备功率图的绘制和分 析。 重点和难点：驱动力—行驶阻力平衡图与功率平衡图的关系，后备功率的作 用。 教学内容：汽车的功率平衡图；后备功率，后备功率图。 教学过程设计： （1）由驱动力—行驶阻力平衡图引入功率平衡图的概念，功率平衡图的绘 制；最高车速的确定； （2）后备功率的定义；后备功率图的绘制；后备功率的作用。 板书设计：后备功率即 )(1 wf T e PPP +−η 学时数 0.5 学时 第二章 汽车的燃油经济性 第一节 汽车燃油经济性的评价指标 教学目标：理解中国、美国和欧洲燃油经济性的评价指标，了解燃油消耗量 的限值及法规。 重点和难点：工况和燃油经济性的关系，测量燃油经济性的方法。 教学内容：等速工况；循环行驶试验工况；燃油消耗量的限值与法规。 教学过程设计： （1）引入能源对经济发展的讨论，燃油经济性的指标，提问：为什么要用 工况法？等速工况燃油消耗与车速的关系图表，讨论等速百公里油耗和车速的关 系；讨论“经济车速”的概念；循环行驶试验工况，ECE 工况，EPA 工况，中 国工况，给出几种车型的油耗数据，讨论，为后续的提高燃油经济性技术途径做 准备。 （2）燃油消耗量的限值与法规，燃油消耗量试验方法，限值与法规，碳平 衡法简介。 板书设计： 学时数 0.5 学时 第二节 汽车燃油经济性的计算 教学目标：掌握汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况下百公里燃油消 耗量的计算方法 重点和难点：等加速工况的离散化处理 教学内容：等速行驶工况燃油消耗量的计算；等加速行驶工况燃油消耗量的 计算；等减速行驶工况燃油消耗量的计算；汽车怠速时的燃油消耗量的计算；整 个循环工况的燃油消耗量计算。 教学过程设计： （1）引入燃油经济性计算的思路：发动机万有特性曲线，汽车行驶的功率 平衡图。 （2）等速行驶工况燃油消耗量的计算，结合万有特性图给出计算的步骤， 推导等速百公里油耗的 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 。 （3）等加速行驶工况燃油消耗量的计算，提问：和等速工况的差别以及处 理方法，给出假设条件：忽略发动机功率变化对万有特性的影响；对车速的离散 化处理，计算步骤和公式。 （4）等减速行驶工况燃油消耗量的计算，提问：和等加速工况的差别以及 处理方法，给出假设条件：不考虑发动机制动以及stop-start 功能，发动机工作 在怠速模式，计算步骤和公式。 （5）汽车怠速时的燃油消耗量的计算。 （6）整个循环工况的燃油消耗量计算。 板书设计： gu PbQ ρas 02.1= 学时数： 0.5 学时 第三节 影响汽车燃油经济性的因素 教学目标：从汽车设计和使用两个方面分析影响燃油经济性的因素，讨论减 少燃油消耗量的技术途径 重点和难点：影响燃油经济性的两大方面 教学内容：汽车运行油耗方程式；从使用角度提高燃油经济性的途径；从设 计角度提高燃油经济性的途径。 教学过程设计： （1）汽车运行油耗方程式，续前节保留的公式讨论，得出三个关键的参数： 发动机，燃油消耗率、总的行驶阻力、传动系效率。 （2）给出一定工况条件下车辆的能量消耗分析，在EPA 城市和功率循环下 分别有25%和7.3%的燃油消耗于怠速、附件和制动，讨论，如何减少这些消耗？ （3）从使用角度提高燃油经济性的途径：车速、挡位、带挂车、正确保养 与维护。 （4）从设计角度提高燃油经济性的途径：整车质量、发动机、传动系、外 形与轮胎。特别分析传动系对经济性的影响。 板书设计：保留 gu PbQ ρas 02.1= 学时数：2 学时 第五节 电动汽车的研究 教学目标：了解汽车工业发展面临的能源和环境问题，明确电动汽车的分类 和各自的特点，掌握纯电动汽车的动力性和能量消耗计算方法，定性分析混合动 力汽车节油的途径并对整车能量管理算法有初步了解。 重点和难点：电机和电池的特性分析，纯电动汽车能量消耗计算，混合动力 汽车提高能量效率的途径分析，整车能量管理算法。 教学内容：电动汽车（Electric Vehicle）的分类和特点；纯电动汽车（Battery EV）的动力性、经济性计算；混合动力电动汽车（Hybrid EV）的节油原理；丰 田Prius 混合动力电动汽车的工作模式。 教学过程设计： （1）讲述和提问汽车的能量消耗分布？提问：汽车发展面临的问题？归纳 三大问题；可能的替代能源和动力系统途径，讲述用数据说明三大问题；一次能 源、二次能源、能源多样化模式；以石油为基础的提高能量效率和能源替代模式。 （2）电动汽车（Electric Vehicle）的分类和特点，混合动力汽车的构成及其 特点：串联、并联、混联；混合动力汽车与纯电动汽车相比的优势；讲述燃料电 池汽车的构成及其特点（电-电混合）。 （3）混合动力电动汽车（Hybrid EV）的节油原理，混合动力汽车提高能量 效率的途径分析？丰田Prius 混合动力电动汽车的工作模式，讲述Prius 动力驱 动系统原理。 （4）纯电动汽车（Battery EV）的动力性、经济性计算，提问：BEV 和汽 油车动力性、能量消耗计算可能的区别？ 板书：电动汽车包括：纯电动汽车，混合动力电动汽车，燃料电池电动汽车。 学时数 2 学时 第三章 汽车动力装置参数的选定 第一节 发动机功率的选择 教学目标：掌握汽车发动机功率选择和确定的方法 重点和难点：比功率的特点，图3-2 的分析与计算 教学内容：动力系统参数的选择，根据最高车速计算发动机功率，比功率的 概念和统计数据，如何通过比功率确定发动机功率。 教学过程设计： （1）动力系统参数：发动机功率和传动系速比，讨论如何选择？ （2）根据最高车速计算发动机功率，比功率的概念和统计数据，货车的数 据及讨论，轿车的数据及讨论，运用图3-2，如何计算发动机功率，给出一些汽 车的实际例子。 板书设计： max3a T D maxa T e 14.766.3 1000 u m ACufg m P ηη +==汽车比功率 学时数 0.4 学时 第二节 最小传动比的选择 教学目标：掌握最小传动比的选择原则 重点和难点：利用功率平衡图选择最小传动比 教学内容：最小传动比对动力性和燃油经济性的影响，最小传动比对驾驶性 能的影响。 教学过程设计： （1）最小传动比对动力性和燃油经济性的影响，最小传动比与主减速比的 关系，不同最小传动比下汽车最高挡的功率平衡图，讨论最高车速，讨论后备功 率与动力性，负荷率与燃油经济性。 （2）最小传动比对驾驶性能的影响，驾驶性能：加速性、动力装置的转矩 响应、噪声和振动。 板书设计： 学时数 0.3 学时 第三节 最大传动比的选择 教学目标：掌握最大传动比的选择原则 重点和难点：最大传动比选择时需要考虑的因素以及不同车辆类型的区别 教学内容：最大传动比选择需要考虑的三个条件 教学过程设计： （1）最大传动比选择需要考虑的三个条件：最大爬坡度、附着条件、最低 稳定车速。 （2）计算实例。 （3）不同类型车辆三个条件关系讨论 板书设计： ( ) T0maxtq maxmax g1 sincos η αα iT rfGi +≥ ， mina min maxt 377.0 u rni = 学时数 0.3 学时 第四节 传动系档数与各档传动比的选择 教学目标：掌握传动系传动比选择的原则 重点和难点：等比级数确定传动比的特点，传动比对动力性和经济性的影响 教学内容：等比级数确定传动比的特点，档位数对汽车动力性和经济性的影 响，实际传动系的传动比的选择 教学过程设计： （1）问题的引入，结合具体例子讨论档位数对汽车动力性和经济性的影响。 （2）讨论等比级数的特点，给出具有等比级数传动比的车型。 （3）讲解现在实际车辆的传动比选择 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及其理由。 板书设计： 0g a 377.0 ii nru = 学时数 1.5 学时 第五节 利用燃油经济性-加速时间曲线确定动力装置参数 教学目标：掌握运用燃油经济性-加速时间曲线（C 曲线）分析汽车的动力 性和经济性的方法。 重点和难点：C曲线的概念和特点、图3-12 的理解，汽车动力性和经济性的 矛盾与统一 教学内容：C曲线的概念，利用C曲线确定主减速器速比，最佳燃油经济性 动力性曲线，主减速器和变速器统一考虑下的速比选择，发动机、变速器和主减 速器统一考虑的选择。 教学过程设计： （1）引入C 曲线，讨论C 曲线的特点。 （2）结合实际车型讨论：主减速器的速比选择。 （3）最佳燃油经济性动力性曲线的介绍，对变速器和主减速器速比的协同 选择。 （4）发动机、变速器参数和主减速器速比的协调选择。 学时数： 0.5 学时 第四章 汽车的制动性 第一节 制动性的评价指标 教学目标：掌握制动性的评价 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 重点和难点：三个评价指标 教学内容：制动性能的评价指标及相关标准 教学过程设计： （1）制动性能的评价指标：制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向 稳定性。强调制动时方向稳定性的重要性 （2）介绍现行制动法规及国家标准的演变过程 板书设计：三个评价指标 学时数 0.5 学时 第二节 制动时车轮的受力 教学目标：学习制动时车轮的受力分析，掌握地面制动力、制动器制动力和 附着力的概念，理解轮胎的附着特性。 重点和难点：轮胎的制动力系数和滑转率的关系 教学内容：制动时车轮受力分析。地面制动力、制动器制动力和附着力的概 念。硬路面上的附着系数（制动力系数、侧向力系数和滑转率的关系）。制动力 系数的影响因素。滑水现象。 教学过程设计： （1）制动时车轮受力分析：画出车轮受力图、明确两个摩擦副（制动器摩 擦副、轮胎与地面摩擦副）。 （2）地面制动力、制动器制动力和附着力的概念，三者间的关系（图4-3）。 （3）硬路面上的附着系数（制动力系数、侧向力系数和滑转率的关系）， 车轮的三态，由轮胎印迹讨论制动过程，给出滑转率定义；制动力系数-滑转率 曲线；侧向力系数-滑转率曲线；ABS 优点讨论。 （4）制动力系数的影响因素：路面、车速、轮胎结构、轮胎花纹。 （5）滑水现象：讲解滑水机理，视频和进一步讨论 板书设计： %100 w wr0w ×−= u rus ω ，图4-6画出一组制动力系数和侧向力系数 曲线 学时数 1.5 学时 第三节 汽车的制动效能及其恒定性 教学目标：掌握制动距离的计算，理解制动力矩恒定性的概念及其影响因素 重点和难点：制动距离的计算，影响制动效能恒定性的因素 教学内容：制动距离及制动减速度（包括MFDD）；制动距离分析及计算； 制动效能的恒定性 教学过程设计： （1）制动距离及制动减速度（包括MFDD），讨论制动过程力-减速度-距离 的关系；理解平均减速度MFDD。 （2）制动距离分析：分析制动过程的时间构成；制动距离的分时间段计算 方法；制动距离影响因素讲解与讨论。 （3）制动效能的恒定性：恒定性的概念和热衰退的实例；影响因素；盘式 制动器的优点；制动器散热实例分析 板书设计： bmax 2 0a a0 2 2 92.2526.3 1 a uus +⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ′′+′= ττ 学时数：1.5 学时 第四节 制动时汽车的方向稳定性 教学目标：理解制动跑偏和侧滑的概念，能够分析汽车制动跑偏和侧滑机理。 重点和难点：侧滑与跑偏概念的理解，前后轮抱死对制动时方向稳定性的影 响（图4-25），悬架和转向系统干涉 教学内容：制动跑偏和制动侧滑的概念；制动跑偏机理分析；制动侧滑机理 分析。 教学过程设计： （1）制动跑偏和制动侧滑的概念。 （2）制动跑偏机理分析：左右车轮制动力不相等；后轮抱死和不抱死以及 转向盘锁死和自由四种工况的跑偏试验介绍，引出讨论问题，为第五章的讨论埋 下伏笔；悬架杆系和转向系的运动学干涉。 （3）制动侧滑机理分析：前后轮分别抱死的理论模型分析，图4-22、4-23 试 验介绍，讨论，总结：前轮抱死失去转向能力；后轮抱死侧滑（注意条件）。再 一次提及ABS受控的制动过程 板书设计 学时数：1.5 学时 第五节 前后制动器制动力的比例关系 教学目标：能够分析制动力分配对制动性能的影响，了解ABS 的基本原理 重点和难点：制动力分配理想曲线，同步附着系数，制动力分配对制动性能 的影响（图4-31），对方向稳定性的影响，制动效率，利用附着系数的概念和制 动法规。本节是本章的重点和难点 教学内容：制动时地面对前后车轮的法向反作用力；理想的前后制动器制动 力分配曲线；具有固定比值的前后制动器制动力分配曲线与同步附着系数；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分析；利用附着系数 与制动效率；对前后制动器制动力分配的要求。 教学过程设计： （1）制动时地面对前后车轮的法向反作用力，课堂练习：画出制动时的汽 车受力图；制动强度定义；分析得出前后地面法向反力表达式。 （2）理想的前后制动器制动力分配曲线：理想的条件：前后车轮同时抱死 （不可控制动过程的最好可能性），不可控条件下的“理想”，I 曲线—解析法； I 曲线—作图法，分析讨论 I 曲线对特定汽车是否唯一？其位置受哪些因素影 响？ （3）具有固定比值的前后制动器制动力关系与同步附着系数：β线；同步附 着系数的定义及求解；临界减速度。 （4）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分析： f 线组； r 线组；二者的变化趋势分析；制动过程用f 线组、r 线组、I 线、β 线 的综合分析。课堂讨论：给定的设计（制动器制动力分配），不抱死所能达到的 最大制动强度？（过渡到利用附着系数）。 （5）利用附着系数与制动效率：介绍利用附着系数的概念及其物理含义； 推导利用附着系数的计算公式；讨论利用附着系数与制动强度的关系；车轮不抱 死条件下的最大制动减速度和最短制动距离计算；制动效率讲解。 （6）对前后制动器制动力分配的要求：介绍法规要求，通过讨论加深理解。 板书设计：法向反作用力的公式保留，左上角；将I 曲线和β线的图保留用 于车轮抱死条件的讨论 学时数 3 学时 第五章 汽车的操纵稳定性 第一节 概述 教学目标：了解汽车操纵稳定性的概念和研究方法 重点和难点：操纵稳定性的概念及评价指标 教学内容：操纵稳定性的定义；概述操纵稳定性的各种理解；研究的内容； 开环与闭环的概念；主观评价和客观评价两种评价方法。 教学过程设计： （1）详细讲解操纵稳定性包含的内容；对典型行驶工况操纵稳定性的确定 结合蛇形试验的视频讨论。 （2）车辆坐标系与转向盘角阶跃输入下的时域响应：稳态响应特性，瞬态 响应特性。 （3）操纵稳定性的研究方法和评价方法。 板书设计：移线、双移线、蛇形试验的布置图（国家标准）可以画在黑板上， 便于讨论问题。 学时数 2 学时 第二节 轮胎的侧偏特性 教学目标：掌握轮胎的坐标系，侧偏特性以及结构参数的影响 重点和难点：侧偏力、回正力矩概念及其方向；有外倾时侧偏力与外倾角、 侧偏角的关系。 教学内容：轮胎坐标系；轮胎的侧偏现象；轮胎侧偏特性的影响因素；回正 力矩；外倾角对轮胎侧偏特性的影响。 教学过程设计： （1）从轮胎的重要性引入轮胎坐标系及作用在轮胎上的力、力矩、侧偏角、 外倾角等； （2）侧偏现象的定义，侧偏角产生的机理；轮胎结构、工作条件对侧偏特 性的影响； （3）回正力矩的概念，分析产生机理。 （4）有外倾时侧偏力与外倾角、侧偏角的关系。 板书设计： αkFY = ； γα γγα kkFFF YYY +=+= 学时数：1 学时 第三节 线性二自由度汽车模型对前轮角输入的响应 教学目标：掌握汽车二自由度模型以及系统的稳态和瞬态特性，了解系统的 频率响应函数 重点和难点：线性二自由度汽车模型，稳态响应的三种类型和表征稳态响应 的参数。这一节是本章的数学重点和难点。 教学内容：二自由度汽车的运动微分方程；角阶跃输入的稳态响应，稳态响 应的三种类型和几种表达参数；角阶跃输入的瞬态响应，评价指标和稳定条件。 教学过程设计： （1）从多自由度汽车系统到二自由度模型的假设条件引入。二自由度汽车 车辆坐标系的建立，运动学分析，受力分析，纵向和横摆两方向动力学分析，得 出二自由度汽车运动微分方程式。 （2）由动力学方程得出稳态响应特性方程，明确稳定性因数的定义，讨论 其影响因素。 （3）讨论稳态响应的三种类型，分析几个表征稳态响应的参数。 板书设计： ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= 12 2 k b k a L mK 学时数：3 学时 第四节 汽车操纵稳定性和悬架的关系 教学目标：了解悬架对汽车操纵稳定性的影响 重点和难点：侧倾对操纵稳定性的影响，侧倾中心的确定，侧倾转向和变形 转向的概念，侧倾对车轮外倾角的影响和对转向特性的影响，侧倾角和垂直载荷 在左右侧车轮上重新分配的计算，系统变形转向的计算表达式。 教学内容：侧倾轴线和侧倾中心；侧倾角计算；侧倾对左右车轮垂直载荷的 影响；侧倾对车轮外倾的影响；侧倾转向；变形转向与变形外倾 教学过程设计： （1）问题的引入强调实际车辆和二自由度模型的区别，引入汽车的悬架对 操纵稳定性的影响，介绍弹性侧偏角、侧倾转向角和变形转向角。 （2）侧倾中心、侧倾轴线的定义。单横臂悬架的侧倾中心，介绍三心定理 及双横臂悬架侧倾中心。 （3）引出线刚度、侧倾角钢度的概念，利用受力图和虚位移原理分析单横 臂独立悬架的线刚度，由于双横臂悬架都可简化为等效的但横臂悬架，公式5-41 是普遍的规律，与悬架结构无关。悬架侧倾角钢度的计算。 （4）分析推导车厢的侧倾力矩。 （5）分析推导侧倾时垂直载荷在内外侧轮上的重新分配及其对稳态响应的 影响，分析改变前后悬架侧倾刚度的途径，特别是横向稳定杆的作用。 （6）采用动画说明侧倾外倾和侧倾转向。 板书设计： r r d d Φ=Φ TK ， 2 s2 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= n mkKl 学时数： 3 学时 第五节 汽车操纵稳定性与转向系的关系 教学目标：了解转向系统和汽车操纵稳定性的关系 重点和难点：不同工况对操纵稳定性的要求。 教学内容：转向系统的功能和力特性；不同工况对操纵稳定性的要求；转向 盘中间位置操纵稳定性试验；转向系与悬架的运动干涉。 教学过程设计： （1）介绍“路感”、转向盘力特性等概念。 （2）以电控油压反馈动力转向器的转向盘力特性为例，说明不同工况对转 向系的要求； （3）以动画说明转向系与悬架运动干涉造成的转向。 板书设计 学时数：0.4 学时 第六节 汽车操纵稳定性与传动系的关系 教学目标：了解传动系和汽车操纵稳定性的关系 重点和难点：不同驱动方式对转向特性的影响 教学内容：地面切向力与转向特性的关系；地面切向力控制转向特性的概念 教学过程设计： （1）提问引入地面切向力对转向特性的影响；对前轮驱动汽车进行四方面 的分析。 （2）地面切向力控制转向特性主要是仿真计算的结果，重点结合图5-66 和 5-68 讲解。 学时数：0.3 学时 第七节 提高操纵稳定性的电子控制系统 教学目标：了解ESP 的工作原理 重点和难点：各个车轮制动力控制的效果。 教学内容：四轮转向技术概述；ESP 的作用原理及效果；极限工况下的侧 滑现象。横摆力矩的控制和车轮主动制动；ESP 系统结构和作用的介绍。 教学过程设计：四轮转向技术概述，以动画说明ESP 的作用原理及效果； ESP 的发展简介作为引入；结合图5-74 讲述侧偏角的非线性和图5-80 的车轮制 动力控制效果。 学时数：0.3 学时 第六章 汽车的平顺性 概述 教学目标：了解汽车平顺性的概念和研究方法 重点和难点：平顺性的概念 教学内容：平顺性的定义；平顺性研究的基本内容及方法 教学过程设计： （1）行驶舒适性不同感觉：同车不同路、同路不同车、制动点头工况等； （2）平顺性的定义及研究的必要性；NVH 概念解释（平顺性是其内容之 一）、重要性；平顺性研究的必要性； （3）平顺性研究的基本内容及方法；振动系统概念的描述；基于振动系统 的平顺性涉及的基本内容；研究方法：系统动力学（建模、求解、系统动特性、 结构参数对系统动特性的影响）、理论分析与实验测试、人对振动的主观评价方 法 学时数：0.5 学时 第一节 人体对振动的反应和平顺性的评价 教学目标：了解人体对振动的不同反应，掌握汽车平顺性的主要评价方法 重点和难点：平顺性的评价方法 教学内容：人体对振动的反应；平顺性的评价方法 教学过程设计： （1）基于振动系统的概念指出本节内容为对系统的输出给与分析；分析的 必要性。 （2）人体对振动的反应：机械振动对人体影响的4 要素（举例），国内外 相关标准；人体坐姿受振模型、频率加权函数和轴加权系数；人体对不同频率、 不同轴向的振动敏感程度不同。 （3）平顺性的评价方法：基本评价方法，计算各轴向加权加速度均方根值； 三个方向总加权加速度均方根值；European 轿车上振动测量结果，Law 和aw 与 人的主观感觉之间的关系（评价）。辅助评价方法使用工况及计算。 板书设计 振动系统示意图指出输出的评价 学时数：1 学时 第二节 路面不平度的统计特性 教学目标：了解路面不平度与随机过程的概念，掌握路面不平度的统计特性 的确定方法 重点和难点：路面不平度功率谱密度的物理意义及计算方法 教学内容：路面不平度的功率谱密度；空间频率功率谱密度化为时间频率功 率谱密度 教学过程设计： （1）基于振动系统的概念指出本节内容是分析振动系统的输入， 分析的必 要性。 （2）路面不平度的功率谱密度：路面不平度函数，路面不平度的功率谱密 度，速度功率谱密度和加速度功率谱密度。 （3）空间频率和时间频率的概念，空间频率和时间频率谱密度的关系，空 间频率功率谱密度化为时间频率功率谱密度。 板书设计： ( ) ( ) W qq n nnGnG − ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= 0 0 ， unf = 学时数：2 学时 第三节 汽车振动系统的简化、单质量系统的振动 教学目标：学习汽车振动系统的简化原理，掌握基于单自由度模型的汽车平 顺性研究方法。 重点和难点：单自由度汽车系统的建模、响应求解、平顺性分析 教学内容：汽车振动系统的简化；单质量系统的自由振动；单质量系统频率 响应特性；单质量系统对路面随机输入的响应。 教学过程设计： （1）基于振动系统的概念指出本节内容为以单自由度系统为应用对象，完 成系统的建模、求响应、系统动特性及与结构参数的关系。 （2）汽车振动系统的简化，从实际车辆到单自由度模型车辆的对比（提问）， 各种模型的简化方法。 （3）单质量系统的自由振动：运动微分方程建立、求解响应、阻尼比对衰 减振动的两方面影响。 （4）单质量系统频率响应特性：频响特性的概念、频率响应函数的确定、 幅频特性曲线、幅频特性曲线的讨论。 （5）单质量系统对路面随机输入的响应：用随机振动理论分析汽车平顺性 的概述、车身加速度的功率谱密度的计算分析、车轮与路面间的相对动载对 的 幅频特性的分析、悬架弹簧的动挠度对 幅频特性的分析、悬架系统固有频率 与阻尼比ζ的选择。 q& q& 0f 板书设计：单质量振动系统示意图 学时数：3 学时 第四节 车身与车轮双质量系统的振动 教学目标：汽车双质量系统的振动特点，掌握基于双自由度模型的汽车平顺 性研究方法 重点和难点：双自由度汽车系统的建模、响应求解、平顺性分析 教学内容：运动方程和振型分析；双质量系统的传递特性；车身加速度、悬 架弹簧动挠度和车轮相对动载的幅频特性；在路面随机输入下系统振动响应量均 方根值的计算；系统参数对振动响应量均方根值的影响 教学过程设计： （1）分析单自由度系统的局限性，提出双质量系统研究。 （2）运动方程和振型分析：运动微分方程的建立、偏频、主频率、主振型 的概念。 （3）双质量系统的传递特性：车轮部分 ～q 的幅频特性、双质量系统的 传递特性。 1z （4）车身加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载的幅频特性、车身加速 度 对q 的幅频特性、相对动载对q的幅频特性、悬架动挠度对q的幅频特性。 2z&& & & & （5）在路面随机输入下系统振动响应量均方根值的计算。 （6）系统参数对振动响应量均方根值的影响：分析车身固有频率对车身加 速度、动挠度和相对动载荷均方根值的影响；分析车身部分阻尼比对车身加速度、 动挠度和相对动载荷均方根值的影响；分析车身与车轮部分质量比对车身加速 度、动挠度和相对动载荷均方根值的影响；分析悬架与轮胎的刚度比对车身加速 度、动挠度和相对动载荷均方根值的影响 板书设计：双质量振动系统示意图 学时数：3学时 第六节 “人体—座椅”系统的振动 教学目标：理解“人体—座椅”系统的振动特点，掌握“人体—座椅”系统 模型的平顺性研究方法。 重点和难点： “人体—座椅”系统的建模、响应求解、平顺性分析 教学内容：“人体—座椅”系统的传递特性。“人体—座椅”系统的参数选 择。 教学过程设计：提出“人体—座椅”系统的振动特点。“人体—座椅”系统 的传递特性：运动微分方程的建立、将人体简化为两自由度系统及刚性质量的不 同之处。“人体—座椅”系统的参数选择：人体垂直方向的敏感度频率范围、座 椅频率和阻尼比选择实例。 板书设计： 学时数： 0.5 学时