正版新书]乘用车底盘系统开发:车辆动力学原理应用与正向开发工

序1序2前  言资源说明页第1章  车辆动力学简史及发展趋势11.1  概述11.2  车辆动力学的起源31.3  车辆动力学的覆盖范围41.3.1  车辆的动态性能定义41.3.2  定义车辆主要特征和品牌形象的车辆动力学71.4  车辆动力学在智能汽车时代的发展趋势81.4.1  底盘域控制器和软硬件解耦81.4.2  汽车智能化与底盘线控技术91.5  本书的覆盖范围与结构9参考文献10第2章  车辆动力学性能与整车集成122.1  车辆动力学性能与整车架构参数132.1.1  轴距和轮距的影响132.1.2  整车重量和重量分布的影响142.1.3  重心高度的影响142.1.4  转动惯量的影响152.1.5  驱动形式的影响162.1.6  小结182.2  整车集成182.2.1  承载式车身结构和副车架182.2.2  前悬架和其他系统的布置关系212.2.3  后悬架和其他系统的布置关系222.2.4  轮胎包络232.2.5  最小离地间隙242.2.6  电动汽车布置的特殊考虑242.2.7  小结252.3  模块化平台架构与平台拓展策略252.3.1  整车平台开发历史252.3.2  模块化平台架构272.3.3  平台拓展策略282.3.4  小结302.4  总结30参考文献31第3章  车辆动力学与悬架系统设计要素323.1  悬架系统的基本功能和种类323.1.1  悬架的构成要素333.1.2  双叉臂悬架的种类363.1.3  麦弗逊悬架的种类373.1.4  多连杆悬架的种类393.1.5  扭力梁悬架的种类413.1.6  悬架形式的选择原则433.2  主销几何443.2.1  主销内倾角、主轴长度和摩擦半径453.2.2  主销后倾角、后倾拖距和后倾偏移距473.2.3  转向主销几何和转向回正力矩473.2.4  制动稳定性与摩擦半径493.3  前视图几何运动学特性493.3.1  侧倾中心的运动学定义与物理意义503.3.2  外倾角及其运动学变化513.3.3  前束角及其运动学变化523.4  侧视图几何运动学特性543.4.1  侧视图瞬时中心与虚拟摆臂543.4.2  支撑特性553.5  悬架俯视图几何运动特性593.5.1  阿克曼转向几何与阿克曼转向机构593.5.2  阿克曼校正的讨论603.5.3  最小转弯直径623.6  悬架弹性运动学特性633.6.1  侧向力弹性运动学特性643.6.2  回正力矩变形特性653.6.3  纵向力变形特性663.7  悬架几何运动和弹性运动学特性试验663.7.1  常用的试验系统663.7.2  常见K&C试验介绍663.8  对麦弗逊悬架的特殊考虑723.8.1  麦弗逊悬架的滑柱侧向力补偿723.8.2  连接滑柱的横向稳定杆吊杆对车辆动态性能的影响743.9  影响车辆动力学的关键悬架几何设计参数与K&C参数773.9.1  车轮定位角设定指南773.9.2  影响轮胎磨损的悬架定位参数和K&C参数总结783.9.3  自回正和自转向因素总结793.9.4  对性能影响优选的悬架关键几何设计参数与K&C参数总结80参考文献83第4章  车辆动力学与轮胎动力学性能844.1  轮胎动力学介绍844.2  影响操纵性和稳定性的轮胎侧向力和回正力矩864.2.1  侧偏角输入下的侧向力和回正力矩864.2.2  外倾角输入下的侧向力和翻转力矩884.2.3  轮胎垂向载荷的影响894.3  影响制动和加速性能的轮胎纵向力914.4  转向、加速或减速复合工况下的轮胎力924.4.1  侧偏角和纵向滑移同时输入时的轮胎动力学特性924.4.2  摩擦圆934.5  影响驾控体验的轮胎瞬态特性954.5.1  阶跃侧偏角输入下轮胎的松弛特性954.5.2  定侧偏角扫频输入下轮胎的频响特性964.6  行驶平顺性与轮胎的动态特性974.6.1  轮胎的模态974.6.2  轮胎的包络特性984.6.3  胎面橡胶的影响994.6.4  轮胎的行驶平顺性模型994.7  影响能耗的轮胎滚动阻力1014.7.1  滚动阻力产生的原因1014.7.2  滚动阻力与动力学性能之间的权衡1014.8  影响车辆动力学性能的轮胎不均匀性1024.8.1  轮胎质量不均匀产生的不平衡力1024.8.2  承载轮胎垂向和纵向力的波动1034.8.3  帘布层转向和轮胎锥度1034.8.4  轮胎气压与磨损程度对动力学性能的影响1034.9  与车辆动力学性能相关的轮胎客观性能指标总结1044.9.1  与操纵稳定性能相关的轮胎性能指标1044.9.2  与行驶平顺性能相关的轮胎性能指标1054.9.3  与制动性能相关的轮胎性能指标1064.10  总结106参考文献106第5章  车辆稳定性及其控制1075.1  整车稳态侧向力学1075.1.1  稳态线性转弯模型的演进1085.1.2  稳态转向灵敏度和横摆角速度增益1135.1.3  非线性不足转向度和等效侧偏柔度的讨论1155.2  整车稳态侧倾力学1175.2.1  考虑车身侧倾自由度的四轮车辆模型1175.2.2  侧倾梯度1185.2.3  横向载荷转移1195.2.4  操纵稳定性与侧倾角刚度设计指南1205.3  转向输入下线性二自由度模型的瞬态响应1215.3.1  线性二自由度动态模型1225.3.2  线性二自由度模型频响特性分析1255.3.3  线性二自由度模型在阶跃输入下的瞬态响应1295.3.4  小结1355.4  转向输入下非线性多体模型的瞬态响应1365.4.1  悬架设计参数对车辆瞬态响应的影响1365.4.2  悬架减振器调校对车辆瞬态响应的影响1395.4.3  小结1415.5  整车侧翻力学1425.5.1  静态侧翻稳定性概念及试验1435.5.2  稳态侧翻稳定性裕量1465.6  车辆稳定性的主动控制1475.6.1  基于制动系统的电子稳定性控制系统（ESC）1485.6.2  基于差速器和四驱技术的稳定性控制1515.6.3  基于转向系统的稳定性控制1525.6.4  主动侧倾稳定性控制1545.6.5  评估ESC系统对横摆稳定性和可操控性影响的试验方法1565.6.6  底盘电控系统的集成控制1575.7  总结158参考文献159第6章  车辆操纵性和转向系统的开发1616.1  转向系统的功能和种类1616.1.1  转向系统的构成要素及工作原理1626.1.2  EPS系统的种类和控制算法1646.1.3  转向速比和可变速比1686.1.4  四轮转向系统的影响1696.1.5  主动转向系统1716.1.6  线控转向1716.1.7  小结1736.2  具有良好操纵性能车辆的特点1736.2.1  操纵性与转向性能覆盖的用户场景1736.2.2  直线行驶的可控性1736.2.3  变道行驶的可控性1756.2.4  弯道行驶的可控性1766.2.5  高速紧急避障的可控性1776.3  转向性能客观指标定义1776.3.1  转向盘中心区操纵性试验1786.3.2  转向灵敏度及其线性度1786.3.3  转向力矩梯度及其线性度1796.3.4  转向刚度与中位感1816.3.5  转向盘回正特性1826.3.6  小结1836.4  转向系统关键设计参数与转向助力调校原理1846.4.1  简化的前轮转向系统模型1846.4.2  基础转向灵敏度与中心转向速比的选定1856.4.3  端到端转向速比的设计原理1866.4.4  齿条行程1876.4.5  转向助力特性调校1876.4.6  最小转向灵敏度与转向系统的刚度1896.4.7  手力可调转向系统随速变化的调校1916.4.8  小结1936.5  转向干扰1936.5.1  直行跑偏1936.5.2  转矩转向（加速跑偏）1956.5.3  制动跑偏1976.5.4  自转向1976.5.5  车辙路漂移1976.5.6  转向盘“打手”1976.5.7  小结1986.6  极限操稳性和赛车动力学1986.6.1  典型的极限操稳工况及G-G图1986.6.2  路径选择1996.6.3  赛道操纵实施2016.7  总结203参考文献204第7章  行驶平顺性与相关车辆系统2057.1  行驶平顺性涉及的范围与评价方法2057.1.1  行驶平顺性的范围2057.1.2  行驶平顺性的主观评价2067.1.3  行驶平顺性的客观量化2077.2  路面激励与内部激励2107.2.1  路面激励-车辆垂向和俯仰方向的输入2117.2.2  路面激励-车辆纵向和侧向输入2127.2.3  路面数据采集2137.2.4  车辆内部激励2157.3  粗糙路面输入下垂向线性刚体模型及用途2177.3.1  路面激励下的1/4车辆刚体模型2177.3.2  传递函数图2217.3.3  考虑路面输入的4个关键性能指标2267.3.4  关键参数的影响分析及性能优化2277.3.5  考虑减振器衬套柔度的1/4车辆模型2297.3.6  小结2347.4  减振器设计与调校原理2347.4.1  整车动态性能对减振器特性的要求2347.4.2  筒式减振器的工作原理2377.4.3  整车前期设计中的减振器2407.4.4  筒式减振器的调校原理及调校步骤2427.5  主动及半主动悬架2447.5.1  主动和半主动悬架的区别与分类2447.5.2  控制系统模型与不变点2457.5.3  从状态反馈控制理论推导出的控制算法2477.5.4  传递函数及其渐进线特征2497.5.5  全主动控制与被动悬架的性能比较2507.5.6  全状态变量反馈控制与部分状态变量反馈控制的性能比较2547.5.7  半主动控制与天钩控制、地钩控制和全状态反馈控制的关系2577.5.8  半主动控制与其他悬架控制系统的性能比较2587.5.9  半主动悬架的减振器硬件2607.5.10  小结2607.6  车辆俯仰模型与前后悬架刚度比的选择2627.6.1  二自由度俯仰模型2627.6.2  悬架弹簧刚度的选择2677.7  动力总成悬置与平顺性2697.7.1  动力总成悬置的形式2697.7.2  发动机悬置对内部激励的隔振2707.7.3  模态频率的分隔与解耦2717.7.4  橡胶悬置件2727.7.5  液压悬置件2747.7.6  半主动和主动悬置件系统2767.7.7  小结2767.8  对限速带类路面凸起的冲击强度和余振响应2787.8.1  车辆对冲击工况响应的机理分析2787.8.2  包括侧视摆臂及轮胎包络的多自由度模型2797.8.3  纵向响应的影响因素2807.8.4  垂向响应的影响因素2827.8.5  小结2837.9  平滑路上的抖动2847.9.1  模态分析2847.9.2  转向盘轴向振动响应2867.9.3  垂向响应2887.9.4  纵向的响应2987.9.5  平滑路抖动小结2997.10  不平路面输入下车身的侧向、横摆和侧倾响应2997.10.1  简化分析模型3007.10.2  等效侧偏刚度对平顺性的影响3027.10.3  悬架侧倾转向系数和侧倾中心高度对平顺性的影响3037.10.4  不平路面输入下的车身“侧倾中心”3037.10.5  小结3057.11  人-椅系统动力学对行驶平顺性的影响3057.11.1  人体动质量与人体动力学模型3057.11.2  座垫的动刚度和等效阻尼系数3077.11.3  座椅传递率、人-椅系统响应函数之间的关系和SEAT值3087.11.4  人-椅系统动力学模型3107.11.5  小结3137.12  总结313参考文献314第8章  车辆动力学在整车开发中的应用3168.1  整车正向开发流程概述3168.1.1  整车开发主要任务和V字形开发流程3168.1.2  主要开发阀门及其交付物3188.2  产品规划和概念设计阶段3198.2.1  车辆特征和对标分析3198.2.2  车辆动力学研发团队组建3208.2.3  车辆动力学性能目标设定3208.2.4  概念设计3218.2.5  阀门交付物3268.3  详细设计与样车制造阶段3278.3.1  详细设计阶段的车辆动力学仿真与虚拟验证3278.3.2  车辆动力学仿真与轮胎虚拟送样3288.3.3  样车制造3288.3.4  阀门交付物3298.4  整车动力学性能调校与验证阶段3298.4.1  性能调校任务清单和调校流程3298.4.2  轮胎选型3308.4.3  底盘弹性件和柔性件的调校3318.4.4  减振器的调校3328.4.5  转向系统的标定3338.4.6  电控稳定系统的标定3348.4.7  车辆动力学客观试验验证3358.4.8  车辆动力学主观评估3368.4.9  阀门交付物3398.5  总结339参考文献340

本书作者吴旭亭先生先后在通用汽车以及广汽集团工作，先后担任高级项目工程师、高级主任工程师、技术总监等要职。在2001年，获通用董事长荣誉奖，并获多项通用汽车公司工具/方法/机密发明奖。2016年获六西格玛大师黑带证书（DFSS Master Black Belt）。在车身动力学及底盘研发领域，吴旭亭先生有超过20年的工作经验，有着深厚的理论功底和实车研发交付经验，在业内享有很高的声誉。本书正是吴旭亭先生在车辆动力学及底盘研发领域多年研发工作的沉淀和总结，从车辆动力学基本原理讲起，系统总结出了车辆动力学和底盘研发调校的知识体系和方法论。并在书中提出了多个在业内独到的理论和研究方法。堪称车辆动力学和底盘研发领域的一部巨著。在汽车智能化技术渗透率日益提高的今天，车辆底盘新的驱动及控制技术即将成为汽车行业下一个技术热点。本书不仅对于车辆动力学在智能汽车时代发展趋势进行了预测和介绍，而且书中的内容和方法论对于未来的技术突破更是不可或缺的——未来在车身控制领域的技术研发，更加离不开基础的理论知识和研发思路。希望本书读者能够在阅读学习的过程中获得新知、取得共鸣，也希望这本书能够真正为大家的工作和学习提供帮助和灵感。