汽车动力学原书(第5版)/(德)曼弗雷德.米奇克

目录
1概述1
1.1动力学问题概述1
1.2局部问题的划分2
1.3整书的编排3
第Ⅰ篇轮胎和空气动力学
2轮胎72.1轮胎的切向特性7
2.1.1车轮阻力7
2.1.2切向附着、滑移14
2.2轮胎的垂直特性21
2.2.1接地印迹面压力分布21
2.2.2轮胎弹性和阻尼22
2.3轮胎的侧向特性25
2.3.1侧向力，回正力矩，侧偏角25
2.3.2车轮外倾的影响31
2.3.3静止状态下的转向力矩34
2.3.4切向力对轮胎特性的影响34
2.3.5轮胎模型37
2.3.6轮胎的导入特性39
参考文献40
3车辆空气动力学42
3.1空气阻力和力矩42
3.1.1流入速度和流入角，空气密度43
3.1.2迎风面积45
3.2空气阻力，空气阻力系数cx和cW45
3.3空气升力，扰流罩49
3.4侧向风，压力中心51
参考文献52
拓展文献53
〖1〗〖3〗汽车动力学（原书第5版）目录〖3〗第Ⅱ篇驱动和制动
4引言57
5行驶阻力，功率需要58
5.1驱动的基本方程，牵引力58
5.2车辆的车轮阻力60
5.3上坡阻力61
5.4加速阻力61
5.5驱动轮上的总的阻力和力矩63
5.6驱动轮上的功率65
5.6.1忽略滑移率情况下的车轮功率65
5.6.2考虑滑移率时的车轮功率66
5.6.3常用换算66
参考文献67
6功率的提供，汽车驱动特性场68
6.1特性场基础,理想供应特性场68
6.2动力装置(车辆发动机)的特性71
6.2.1蒸汽机71
6.2.2电力驱动71
6.2.3内燃机75
6.2.4混合动力驱动79
6.2.5燃气轮机81
6.3特性转换装置及其与内燃机的共同工作82
6.3.1对传动比的要求82
6.3.2转速转换器，一般性讨论84
6.3.3机械式（摩擦式）离合器85
6.3.4液力耦合器86
6.3.5扭矩转速转换器，一般性讨论87
6.3.6内燃机和有级变速器的共同工作88
6.3.7自动换挡变速器89
6.3.8双离合变速器91
6.3.9无级变速器95
6.3.10自动变速器： 内燃机和液力变矩器的共同工作95
6.4各种动力装置对汽车行驶的适用性97
6.4.1全负荷特性曲线的比较97
6.4.2质量比较，不同的能量储备系统，续驶里程98
6.4.3有害物质的排放，燃料电池101
参考文献102
7行驶功率和燃料消耗105
7.1行驶工况图105
7.2平路上*高车速，*小传动比107
7.3一定速度下的上坡能力110
7.3.1*高挡上坡能力，发动机和车辆的弹性112
7.3.2*大上坡能力，*大传动比，展开度113
7.4下坡行驶115
7.5平路加速性能115
7.5.1速度，路程，时间116
7.5.2对车辆加速性能的影响119
7.5.3中间挡传动比122
7.5.4牵引力的中断124
7.6燃料消耗和CO2排放125
7.6.1对燃料消耗重要的影响125
7.6.2发动机效率不是常数时的燃料消耗128
7.6.3按*低油耗确定的特性转换装置传动比134
7.6.4节能挡传动比135
7.6.5发动机特性场的改进135
7.6.6CO2排放136
参考文献138
拓展文献138
8行驶极限139
8.1双轴车辆的运动方程139
8.2前轴和后轴的附着率140
8.3前轴驱动和后轴驱动时的附着率143
8.3.1平路上的匀速行驶144
8.3.2上坡匀速行驶145
8.3.3平路加速行驶147
8.4牵引辅助系统，车轮滑移控制系统，差速锁148
8.5全轮驱动150
8.5.1理想的扭矩分配150
8.5.2实际的扭矩分配152
8.6汽车列车和三轴车辆的上坡行驶155
8.6.1汽车列车155
8.6.2三轴车辆157
参考文献159
9制动160
9.1动能转换成热160
9.2制动过程，制动距离163
9.2.1制动过程，制动距离163
9.2.2停车距离，制动距离164
9.2.3紧急制动，正常制动166
9.2.4车队行驶时的间隔166
9.3相对减速度，*大减速度，质量系数168
9.3.1相对减速度，制动力的定义168
9.3.2相对减速度可能达到的范围169
9.3.3附着系数利用率，质量系数，制动距离的延长170
9.4双轴车辆的附着率和相对减速度171
9.5稳定性，转向能力，制动踏板的量化174
9.6制动力分配177
9.6.1制动力的理想分配177
9.6.2BH=f(BV)的阐述177
9.7对制动系的要求、相关法规178
9.8防抱死装置180
9.8.1电子制动力分配系统185
9.9车轮抱死过程186
9.9.1在0≤S≤Sc范围内的解188
9.9.2在Sc≤S≤1范围内的解188
9.9.3抱死过程中的重要参数189
9.10制动力定比分配、折线式分配、与装载状态相关的分配190
9.10.1制动力定比分配190
9.10.2折线式分配191
9.10.3与装载情况相关的制动力分配193
9.10.4速度变化的影响195
9.11踏板力，制动辅助系统196
9.11.1与减速度和踏板行程相关的踏板力196
9.11.2制动辅助系统199
9.12制动装置的失效200
9.12.1一个回路失效201
9.12.2制动助力装置失效204
9.13汽车列车的相对制动减速度205
9.13.1货车与多轴挂车205
9.13.2轿车和单轴挂车206
9.13.3鞍式列车208
9.14电力制动，缓行器209
9.14.1在传动轴上制动209
9.14.2在车轮上制动210
9.15制动能量回收211
参考文献213
拓展文献214第Ⅱ篇总结217
第Ⅲ篇车 辆 振 动
10引言22110.1振动等效系统224
10.1.1简化的振动等效系统224
参考文献227
拓展文献227
11导论，振动的激励，无规则振动228
11.1单质量系统228
11.1.1固有振动229
11.1.2强迫振动231
11.2车辆技术运用233
11.2.1液力减振器与橡胶减振器的比较233
11.2.2不同的激励形式235
11.2.3“无减振”车辆243
11.2.4座椅振动特性244
11.3正弦形式的激励246
11.3.1简谐激励246
11.3.2周期性激励250
11.4随机不平度，统计参数，功率谱密度253
11.4.1随机不平度253
11.4.2统计参数255
11.4.3功率谱密度函数257
11.5路面不平度的谱密度258
11.5.1Φh(Ω)的测量结果259
11.5.2Φh(Ω)的直观解释261
11.5.3单个障碍262
参考文献263
拓展文献263
12评价尺度及其计算264
12.1轮荷变化，行驶安全性，道路应力264
12.1.1行驶安全性266
12.1.2道路应力267
12.1.3轮荷冲击系数268
12.2弹簧挠度268
12.2.1座椅弹簧挠度269
12.2.2悬架挠度269
12.3坐姿人体上振动作用的评价270
12.3.1全身振动271
12.3.2多位置激励的振动评价273
12.3.3车辆通过单个障碍的评价277
参考文献277
拓展文献278
13汽车，地面不平度单点激励279
13.1运动方程，有关参数280
13.2随机振动，幅频特性，评价尺度281
13.2.1轮荷变化，行驶安全性282
13.2.2车身加速度，手和脚的用以评价的振动强度286
13.2.3座椅加速度，座椅用以评价的振动强度286
13.2.4动挠度287
13.3不平度和行驶车速的影响287
13.3.1与车辆行驶安全性相关的*高车速288
13.4汽车通过单个障碍289
13.5车身固有频率的影响291
13.6车身相对阻尼系数的影响294
13.6.1悬架弹簧和减振器优化，协调图296
13.6.2小结298
13.7座椅固有频率和座椅相对阻尼系数的影响299
13.8车轮质量的影响301
13.9轮胎弹性的影响303
13.10与装载情况的关系304
13.10.1装载情况的影响304
13.10.2车辆参数对装载情况的适应性305
13.11关于振动系统设计的提示309
13.11.1对于悬架弹簧的提示309
13.11.2对于阻尼、舒适性和行驶安全性的其他界限的提示312
13.11.3对于车轮质量、轮胎、座椅和装载状况的提示314
13.12关于非线性特性的说明314
13.12.1非线性弹簧和减振器特性的线性化314
13.12.2非线性弹簧特性317
13.12.3非线性减振器特性318
13.12.4折线形式的减振器特性318
13.12.5摩擦阻尼321
13.12.6车轮的腾空323
13.13可调节的悬架系统324
13.13.1在不平度激励下对理想控制悬架系统的要求327
13.13.2行驶平顺性和行驶安全性之间的矛盾，主动悬架系统的优势329
13.13.3极限值、平顺性*优、无车轮载荷波动331
13.13.4天棚减振器333
参考文献334
拓展文献336
14双轴汽车，单轮辙激励337
14.1运动方程，复数量337
14.2无联系质量系统的幅频特性和谱密度340
14.2.1轮荷变化，悬架挠度340
14.2.2车身的垂直加速度和俯仰加速度341
14.2.3座椅的垂直加速度344
14.2.4用以评价的振动强度345
14.2.5座椅弹簧挠度347
14.3车速和车辆大小的影响347
14.3.1车速的影响347
14.3.2车辆大小（轴距）的影响349
14.3.3车辆大小和车速的影响350
14.4座椅的位置351
14.5前后部分系统间的协调352
14.5.1前后有差别的车身固有频率353
14.5.2各种车身阻尼355
14.5.3在车速范围内的平均值356
14.6装载情况的影响357
14.7联系质量和轴距的影响359
14.7.1轴距相等，联系质量不等的轿车359
14.7.2俯仰转动惯量一定，轴距不同的大客车360
14.8垂直振动和俯仰振动固有频率，前后悬架弹簧的耦合363
14.9制动俯仰，俯仰中心364
14.10弹性支撑的驱动系统的影响（发动机颠簸）368
14.10.1驱动系统固有频率的影响371
14.10.2支撑装置阻尼的影响372
14.10.3驱动系统关联的影响372
14.10.4驱动系统质量的影响374
14.10.5车轮固有频率的影响374
14.11本章小结375
参考文献376
拓展文献376
15四轮汽车，双轮辙激励377
15.1（简化后的）四轮车辆运动方程377
15.2地面不平度的自谱、互谱以及相干性381
15.2.1帕希洛夫斯基提出的简化383
15.2.2垂直激励和侧倾激励的自谱，相干性383
15.2.3行程有关的谱密度385
15.2.4测量结果，相干函数的近似表达式385
15.3双车辙激励时的方差值387
15.4附加的侧倾振动的影响388
15.4.1车身侧倾加速度的幅频特性388
15.4.2考虑侧倾振动后的振动强度391
15.4.3轮荷变化和悬架挠度392
15.4.4车速的影响394
15.4.5一般情况395
15.5稳定装置的作用396
15.6本章小结398
参考文献398
拓展文献398
16各种悬架导向装置的作用399
16.1加速度的关联，弹簧减振器系统的布置399
16.1.1具有纵向导向杆的汽车微分方程400
16.1.2悬架系统结构的影响402
16.1.3相关联的影响403
16.2在高频范围内的建模与评价404
16.3轮辙移动（轨迹的改变）407
16.3.1轮辙移动引起的车轮侧向力407
16.3.2装备摆臂式悬架的车辆的方程407
16.3.3车辙偏移的影响409
16.4装用刚性车轴的车辆的侧倾和侧向振动411
16.4.1运动方程411
16.4.2侧倾振动，轮荷波动413
16.4.3侧向振动，侧向力416
16.5本章小结417
参考文献418
拓展文献418
17车辆纵向振动419
17.1由于地面不平度引起的车辆纵向振动419
17.1.1车辆通过不平地面时产生的圆周力419
17.1.2考虑刚性导杆支撑的车辆纵向振动421
17.1.3说明423
17.2由于发动机激励引起的纵向振动（汽车窜动）424
17.2.1运动方程组424
17.2.2随时间变化过程，理论与试验结果的比较425
17.2.3传动比和扭矩的影响426
17.2.4附着滑移关系的影响426
参考文献428
18由发动机激励引起的车辆振动429
18.1单缸发动机激励430
18.1.1曲柄连杆机构的运动学430
18.1.2质量力431
18.1.3质量扭矩431
18.1.4气体扭矩432
18.1.5单缸发动机总的激励434
18.2四冲程四缸直列发动机的激励435
18.2.1质量力436
18.2.2质量扭矩和气体扭矩437
18.2.3运行状态440
18.2.4燃烧过程不一致的影响443
18.3其他多缸发动机445
18.4对于车身的振动激励445
18.4.1车辆振动系统445
18.4.2驱动系统弹性支撑装置的优点449
18.4.32阶及高阶成分对车身产生的激励449
18.4.4发动机低阶成分产生的激励454
18.5针对发动机激励的驱动系统支撑的设计457
18.5.1针对质量激励的设计457
18.5.2针对气体扭矩激励的设计458
18.5.3地面不平度激励和发动机激励产生振动的综合分析458
参考文献460
拓展文献460第Ⅲ篇总结461
第Ⅳ篇行驶的操纵稳定性
19概述465参考文献468
拓展文献468
20线性单轨模型，客观特征量，主观评价469
20.1双轴汽车的运动方程469
20.1.1曲率中心和瞬心470
20.2转向特性471
20.3线性单轨模型的微分方程473
20.3.1特殊情况： 匀速行驶475
20.3.2轮胎拖距的考虑476
参考文献476
拓展文献476
21匀速圆周行驶477
21.1向心加速度477
21.1.1*大值（简化分析）477
21.1.2由道路线形决定的数值479
21.1.3平均水平的驾驶员在弯道上达到的向心加速度479
21.1.4线性化的极限480
21.2与向心加速度有关的函数，圆周行驶参数480
21.2.1转向盘输入482
21.2.2前轮输入，侧偏角484
21.2.3质心处的侧偏角485
21.2.4在圆周中车辆的位置486
21.2.5转向盘力矩486
21.2.6圆周行驶参数486
21.3车辆客观特征值，主观陈述487
21.3.1不足转向与过多转向487
21.3.2质心处侧偏角梯度，转向盘转角质心处侧偏角梯度490
21.3.3转向盘力矩492
21.4车辆参数对圆周行驶特性的影响492
21.4.1用于计算的基本模型493
21.4.2侧偏刚度的影响，质心处侧偏角的意义493
21.4.3转向系统参数的影响495
21.4.4质心位置的影响496
21.4.5载荷的影响497
参考文献497
拓展文献498
22瞬态特性501
22.1稳定性，固有频率，阻尼501
22.1.1稳定性和不足转向/过多转向502
22.1.2固有频率，相对阻尼系数503
22.1.3固有侧向扰动的考虑506
22.2操纵性能，时间函数，转向盘转角斜坡输入507
22.2.1拉普拉斯变换，传递函数和放大因数508
22.2.2阶跃响应508
22.2.3转向盘转角斜坡输入512
22.2.4车辆参数513
22.2.5转向盘转角输入速度和车速的影响517
22.3转向特性，频率特性519
22.3.1频率特性的解释520
22.3.2频率特性的评价522
22.3.3车辆参数的影响523
22.4在给定车道曲线上的行驶，“理想的”驾驶员，缓和曲线525
22.4.1在给定车道曲线情况下的稳定性526
22.4.2缓和曲线528
22.4.3转向盘输入528
22.5转向盘自由状态下车辆的行驶特性（自由控制）529
22.5.1运动方程529
22.5.2车辆参数的影响531
22.6侧风性能533
22.6.1定值侧向风，稳态性能533
22.6.2瞬态性能536
22.7第20～22章总结546
参考文献547
拓展文献548
23控制回路，驾驶员汽车550
23.1车辆技术上的控制回路简介550
23.1.1稳定性，分割频率，相角储备552
23.1.2驾驶员传递函数，McRUER模型553
参考文献554
拓展文献555
24横向控制557
24.1正常行驶557
24.1.1预期操纵558
24.1.2期望轨迹的形成561
24.1.3补偿控制562
24.2极限行驶状态566
24.2.1在绕过障碍时期望车道的形成566
24.2.2“正常行驶状态”与“极限行驶状态”的控制、比较566
24.2.3车辆参数的影响568
24.3车辆的扰动特性，驾驶员的适应性569
24.3.1侧风下的直线行驶569
24.3.2驾驶员对车辆的适应571
24.3.3车辆对驾驶员的适应571
24.3.4驾驶员作为有适应能力的控制者，在行驶过程中的适应性571
参考文献574
拓展文献575
25纵向控制577
25.1正常行驶状态、跟车行驶577
25.1.1车辆传递函数578
25.1.2预期操纵578
25.1.3期望距离，期望值的形成579
25.1.4补偿控制579
25.2极限行驶状态580
25.2.1车辆传递函数580
25.2.2期望值的形成580
25.2.3驾驶员传递函数581
参考文献581
拓展文献581
26驾驶辅助系统584
26.1车辆行驶动力学控制系统585
26.2第23～26章总结587
参考文献588
拓展文献588
27曲线极限加速度，切向力的影响591
27.1运动方程591
28匀速圆周行驶593
28.1曲线行驶阻力593
28.2干路面上的操稳性，前轮驱动，后轮驱动，全轮驱动594
28.2.1附着工况决定的极限595
28.2.2转向盘输入，不足/过多转向597
28.2.3转向盘力矩601
28.2.4质心处的侧偏角602
28.2.5质心位置和驱动方式的影响603
28.3结冰路面上的操稳性603
28.4湿路面上的行驶605
28.5驱动功率决定的行驶极限606
参考文献607
拓展文献607
29准线性分析608
29.1轮胎特性曲线的近似608
29.2不足/过多转向609
29.3稳定性610
29.4各种驱动方式车辆的稳定性极限611
参考文献611
30瞬态行驶，转向盘转角斜坡输入612
30.1在干路面上匀速行驶613
30.2在干路面上切向力保持不变行驶615
30.3结冰路面上的行驶617
30.4第27～30章总结619
31双轨模型，四轮车辆620
32匀速圆周行驶621
32.1轮荷变化，质心高度和轮距的影响621
32.1.1一个车轴上的侧向力和轮荷622
32.1.2在车辆上的应用624
32.1.3侧翻极限626
32.2升力产生的附加影响628
32.3瞬心，瞬时轴线630
32.4车辆侧倾和轮荷的计算（以刚性车轴为例）631
32.5前后轴侧倾刚度不同，稳定装置633
32.6各种悬架635
32.7对于到目前为止涉及稳态圆周运动的方程式的总结638
32.8悬架的运动学和弹性运动学640
32.8.1前转向轮的运动学641
32.8.2悬架系统的运动学642
32.8.3悬架系统的弹性运动学644
32.8.4车轮外倾645
32.9运动学和弹性运动学对行驶特性的影响646
32.9.1前束和切向力附加转向的影响646
32.9.2前转向轮输入，内外侧车轮转角差647
32.9.3侧倾和侧向力附加转向的影响647
32.9.4外倾649
32.10侧倾的影响650
32.10.1侧倾角的大小650
32.10.2对车辆振动和轮胎磨损的作用652
32.10.3*大的侧向加速度652
32.11转向系统653
32.11.1传统转向系统653
32.11.2非传统转向657
参考文献659
拓展文献660
33瞬态行驶662
33.1车辆系统662
33.1.1坐标系662
33.1.2程序结构663
33.2侧向加速度较大情况下转向角斜坡输入666
33.3动态侧倾的影响666
33.3.1侧倾弹性和阻尼的影响666
33.3.2头部高度上的侧向加速度667
33.4从稳态圆周行驶得到加速踏板位置变化时的操稳性669
33.4.1评价准则671
33.4.2车辆参数的影响671
33.4.3输出侧向加速度680
33.4.4第33.4节小结681
33.5全轮转向683
33.5.1全轮转向的横向动力学683
33.5.2通过全轮转向对干扰的补偿685
33.5.3全轮转向小结686
33.6第31～33章总结687
参考文献688
拓展文献690
第Ⅳ篇总结691
常用符号一览表693
索引701