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汽车理论典型中外教材比较研究


□ 夏群生 李克强 宋 健 田光宇 马春生

  摘要:本文在简要介绍了德、美、日三国几本典型的汽车理论教材和中国本土的汽车理论教材的基础上,比较研究了这些教材的体系结构和编写特点,对国内如何完善和使用汽车理论教材提出了若干建议。
  关键词:中外教材:体系结构;比较研究
  
  汽车理论是车辆工程类专业的必修课程和核心课程,旨在为汽车相关专业知识的学习和掌握打下坚实的基础。该课程也是其他学科的学者及汽车企业科技人员了解和应用汽车基本知识体系和结构原理的有效途径。汽车理论课程是以力学为基础,阐述汽车的行驶性能(动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性、行驶平顺性以及通过性),研究在满足这些性能要求基础上选择汽车设计参数的相关原则,并介绍如何利用现代技术提高汽车行驶性能。由于汽车理论涉及内容的综合性和复杂性,对该课程教材的体系结构和基本内容都有较高的要求。国内从事车辆工程专业教学和科研的院校师生及汽车企业的科技人员普遍感觉汽车理论课程的学习、理解及应用并非容易之事。本文在简要介绍几本典型的国外汽车理论教材与中国本土的汽车理论教材的基础上,比较研究了这些教材的体系结构和编写特点,对国内如何完善和使用汽车理论教材提出了若干建议。
  
  一、国内外几本典型的汽车理论教材
  
  国内外可用作汽车理论教学的典型教材主要包括:
  
  1 德国版教材
  德国作为汽车工业强国及现代大学工程教育的先驱,其汽车理论相关的教材也颇具特色。汽车理论的典型教材包括《汽车动力学》、《汽车工程》系列教材所涉及的“车辆纵向动力学、横向动力学、垂向动力学”。
  《汽车动力学》是由德国布伦瑞克工业大学M.米奇克教授编写的一部经典教材,在国际上具有较大的影响力。该教材的第一版是1970年出版的,2004年推出了第四版,第一、二版均有中文翻译版。该教材的基本内容包括介绍汽车的驱动和制动、车辆振动以及行驶的操纵稳定性所涉及的动力学问题。“驱动和制动”叙述了在平整路面上沿纵坐标方向的直线运动,内容涉及车轮和轮胎的基本概念、行驶阻力、汽车驱动装置特性、行驶功率和燃油经济性计算、汽车制动力分配及制动稳定性。“车辆振动”叙述了在不平整的路面上车辆被激发起的振动,特别是被激起跳动和俯仰运动。介绍了计算行驶舒适性和安全性的标准参数并讨论了悬架参数对车辆振动性能的影响。“操纵稳定性”在给出横向运动相关概念的基础上,讨论了驾驶员和车辆的相互作用、轮胎的非线性、侧滑极限下的车辆稳定性、车辆结构参数对操稳性的影响和特殊工况下的转向特性。
  《汽车工程》教材是德国亚琛工业大学H.瓦伦托维茨教授编写的一部系列教材,在车辆工程领域也具有特色。H.瓦伦托维茨教授曾长期任Daimler Benz(戴姆勒奔驰)汽车公司实验开发部工程师、BMW(宝马)汽车公司悬架开发部主任工程师,具有丰富的工程实践背景、很深的学术造诣和教学经验。所编写的“车辆纵向动力学、横向动力学、垂向动力学”教材,介绍了汽车动力学的相关基础理论和典型的应用系统。以动力学为基础,分析了轮胎、转向系统、悬架等结构的建模、动力学方程及结构参数与系统动力学特性的相互关系,并提出了相关系统参数的设计准则。教材强调了理论与实际结构参数的设计方法紧密联系,具有较高的工程应用价值。 ......
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