汽車工程手冊德國版第2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對汽車有重大關係的移動性要求6
1.4.1一些基本要求6
1.4.2一些特殊要求7
第2章要求與目標衝突8
2.1產品創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批准上路行駛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減輕交通事故後果（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作用範圍45
3.2.3汽車研發順序52
3.3熱工程53
3.3.1內燃機冷卻53
3.3.2乘員室的采暖和冷卻58
3.3.3用於加熱和冷卻具有替代驅動系統的車輛的組件和系統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在產品準備中的設計工作103
4.1.9決定103
4.1.10製作設計模型和現代設計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範圍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實際中的組裝過程129
4.2.6汽車方案的發展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138
4.3.3混合動力驅動151
4.3.4斯特林發動機、蒸汽發動機、燃氣輪機、飛輪165
4.3.5氫氣內燃機172
第5章動力裝置180
5.1發動機技術基礎180
5.1.1內燃機工作過程180
5.1.2定義和特徵參數182
5.1.3發動機類型185
5.1.4設計和發動機力學192
5.1.5奧托發動機(點燃式發動機)207
5.2柴油機238
5.2.1定義238
5.2.2發明史239
5.2.3內燃機技術基礎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徵255
5.2.7廢氣後處理264
5.2.8柴油272
5.2.9調節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發動機與壓氣機的耦合289
5.3.5調節290
5.3.6與增壓有直接關係的發動機部件292
5.3.7其他調節系統292
5.3.8減小發動機尺寸和增壓：趨勢、局限性、影響293
5.3.9廢氣渦輪增壓器系統開發方法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驅動和製動控制351
5.6排氣系統358
5.6.1排氣系統的任務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汽車電氣系統能量管理365
5.7.1基本狀況365
5.7.2爪極式交流發電機366
5.7.3電能儲存器368
5.7.4傳統車輛的電源系統370
5.7.5帶有電氣化動力系統的車輛電源系統375
5.8二衝程發動機的機會與風險376
5.8.1二衝程發動機工作方式376
5.8.2二衝程發動機方案377
5.8.3開發重點378
5.8.4歸納與評價382
5.9常規燃料、代用燃料和能量載體382
5.9.1市場經濟法則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特製材料的生產技術459
6.3表面保護462
6.3.1表面保護的好處462
6.3.2表面保護的開發和生產464
6.3.3前景472
6.4汽車內部空間473
6.4.1人機工程學和舒適性473
6.4.2通信系統和導航484
6.4.3車內舒適性／熱舒適性492
6.4.4汽車內部配置502
6.5風窗玻璃刮水、清洗系統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基本的目標衝突525
7.1.5前景526
7.2制動系527
7.2.1前言527
7.2.2制動系統設計528
7.2.3制動係部件535
7.2.4傳感器549
7.2.5制動功能和輔助系統552
7.2.6新的和未來的製動系統結構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666
7.6.1法規和用戶特有的規範666
7.6.2燃料箱在汽車上的佈置668
7.6.3燃料供給系統方案669
7.6.4燃料箱670
7.6.5燃料供給系統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677
7.7.1要求677
7.7.2法規678
7.7.3壓力罐和低溫罐在汽車上的佈置678
7.7.4燃料儲存壓力罐和燃料系統679
7.7.5低溫液化氣罐和燃料供給系統680
7.7.6發展趨勢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對電子系統開發過程和新技術的新要求693
8.1.3系統工程694
8.1.4新技術設計：AUTOSAR698
8.1.5前景700
8.2汽車電氣系統700
8.2.1汽車電氣系統的組成700
8.2.2設計規範707
8.2.3汽車電氣系統結構713
8.2.4電氣系統開發過程721
8.2.5開發趨勢726
8.3汽車通信系統727
8.3.1概述727
8.3.2電線連接的通信系統727
8.3.3無線通信系統731
8.3.4總結與展望734
8.4電磁兼容EMV734
8.4.1抗自乾擾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台800
8.7.5軟件產品系列800
8.7.6應用領域801
8.7.7對汽車軟件的工程挑戰802
8.7.8潛力804
8.7.9組織上的挑戰805
8.8現代控制工程法805
8.8.1對汽車控制系統的一些要求806
8.8.2現代控制器設計方法806
8.8.3對現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計819
9.3.3保險公司的交通事故數據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823
9.4.2帶有環境傳感器的輔助系統824
9.5生物力學和保護規範826
9.5.1生物力學826
9.5.2保護規範828
9.5.3模擬裝置830
9.6對車身的準靜態要求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汽車內部空間836
9.8.2乘員拉回系統837
9.8.3乘員拉回系統與汽車的相互作用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、周圍環境848
9.9.2預先防止碰撞849
9.9.3組合式行人保護系統853
9.9.4組合式安全功能開發流程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章材料和生產方法864
10.1回顧864
10.2現代汽車材料866
10.2.1汽車上各材料組所佔的質量分數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最近的滾子軸承開發的示例性設計927
10.4.5滾動軸承的潤滑和潤滑劑934
第１1章產品設計過程942
11.１在產品設計過程中的同步工程和產品管理942
11.１.１概述942
11.1.2產品設計過程943
11.１.３產品規劃946
11.1.4創新管理948
11.1.5產量、設計任務書、法規949
11.1.6方案開發950
11.1.7產品數據管理（ＰＤＭ）951
11.1.8產品壽命週期管理（PLM）951
11.1.9批量生產開發953
11.1.10批量生產汽車陪同（全程陪同）957
11.1.11前景957
11.2早期開發階段的汽車方案958
11.2.1概述958
11.2.2順序959
11.２.３實例961
11.２.４前景963
11.３在汽車開發中的計算和仿真963
11.３.１概述963
11.３.２在ＰＥＰ中的ＣＡＥ過程和必要的配備964
11.3.3使用領域和方法967
11.3.4零件製造過程仿真977
11.３.５優化979
11.４測量、試驗技術980
11.４.１簡要回顧980
11.4.2汽車製造中的測量和試驗技術基礎981
11.4.3選擇的一些實例986
11.4.4測量和試驗技術效果989
11.５質量管理990
11.6汽車的使用和維護993
11.6.1前言993
11.６.２可維護性和可靠性994
11.6.3壽命週期成本997
11.6.4車間服務過程中的組織1000
11.6.5合理的維護設計1000
11.6.6策略與方案1005
第12章賽車1014
12.1使用條件1014
12.1.1體育屬性1014
12.1.2技術法規1014
12.1.3運動法規1014
12.2汽車目錄1015
12.3結構1017
12.3.1單體座艙1017
12.3.2車身1018
12.3.3發動機1019
12.3.4變速器1020
12.3.5底盤1021
12.4性能和圈速1022
12.4.1車輛參數1022
12.4.2可直接測量的車輛參數的靈敏度1023
12.4.3開發潛力1023
12.5空氣動力學和行駛動力學的開發1025
12.5.1氣動效率和氣動平衡1025
12.5.2空氣動力學的影響參數1025
12.5.3空氣動力學和輪胎影響1027
12.5.4空氣動力學與行駛動力學1028
12.6可靠性1029
第13章前景——汽車向何處去1030