汽车动力总成现代技术

汽车的设计与製造是一个非常複杂的系统工程，需要考虑零件、子系统、系统，乃至整车的各个层面，综合运用材料科学、能源科学、信息科学和製造科学的相关知识、理论和方法。本套“汽车工程专业系列丛书”涵盖了汽车製造系统和质量、汽车动力总成、汽车材料及轻量化、车身耐久性、汽车安全仿真与最佳化、汽车系统控制及其智慧型化、汽车尾气排放处理与二氧化碳减排等多个方面的内容，涉及汽车轻量化、安全、环保、电子控制等关键技术。

本书以动力总成的功能描述为出发点，进而解释内燃机的关键性能指标、原理、设计方法，再通过介绍相关基础学科与开发方法，力图建立一幅动力总成的技术全景图。鑒于作者知识所限，本书以汽油机为主，介绍了内燃机的主要性能参数，继而引出内燃机的工作原理，以及相应的设计理念与方法。此外，本书亦试图通过能源、经济与环境等社会因素的分析，来解释汽车动力总成的历史、现状与未来之路。

基本介绍

书名：汽车动力总成现代技术
作者：张亮、李文凯
ISBN：978-7-111-55473-8
页数：136页
定价：40.00
出版社：机械工业出版社
出版时间：201701
开本：16开

丛书总序

作为国家《中国製造2025》战略部署的主要支点之一，汽车业持续、快速、健康的发展将为实现中国製造业强国目标奠定坚实的基础。面对中国汽车产业大而不强的现状，自主品牌汽车产业的发展壮大时不我待。重庆自主品牌汽车协同创新中心，依託国家“2011计画”，立足于重庆地区汽车产业的资源和优势，以我国自主品牌汽车发展重大需求为牵引，以体制机制创新为手段，探索我国汽车自主品牌的发展模式。中心面向国内自主品牌汽车产业，重点开展培养高端人才，汇聚优秀团队，研发核心技术，推广产业套用，整合优势资源，搭建交流平台等工作。重庆自主品牌汽车协同创新中心瞄準“节能环保、安全可靠、智慧型舒适”的国际汽车三大发展趋势，凝练学科发展方向，汇聚创新资源和汽车及相关领域的优势学科群，建立了全面涵盖汽车行业研究领域的创新团队。

为了满足汽车领域人才培养的多学科交叉性、行业化、工程化和国际化需求，重庆自主品牌汽车协同创新中心委託中心特别顾问、福特汽车亚太区技术总监韩维建博士作为本套“汽车工程专业系列丛书”的主编，组织多位具有多年国际知名汽车公司研发工作经验的专家和国内一线汽车领域的专家组成编写团队，立足汽车行业现有先进技术，紧跟国际前沿，把握创新特点，遴选汽车领域最新技术成果及发展方向，编写本套丛书。本套丛书的出版将为中国汽车领域高层次人才培养提供支撑。

书籍是知识传播的介质，也是人才培养及创新意识传承的基础。正如重庆大学建校宣言“人类之文野，国家之理乱，悉以人才为其主要之因”所阐释的，本套丛书秉承重庆自主品牌汽车协同创新中心人才培养方针，主要面向高校汽车相关学科的本科及研究生教学，同时也可为汽车行业工程人员提供参考。相信本套丛书会对我国汽车领域学科及行业产生积极良好的推动作用。

重庆自主品牌汽车协同创新中心主任

自序

中国的汽车产业发展迅速，已经成为我国国民经济的支柱产业之一。随着家庭平均汽车保有量的迅速增长，汽车给整个社会带来的能源、环境、交通和安全的压力日益加大。儘管汽车在轻量化、电动化、排放控制技术和安全技术方面已经有了长足的进步，尤其是近几年网际网路和通信技术在汽车的独立驾驶和智慧型化方向提供了极大的发展和创新的空间，但诸多的发展给汽车产业带来无限的挑战和机遇。因此，行业的快速变化亟需培养一大批不仅懂专业技术，更熟悉跨界知识的创新型人才。

重庆大学汽车协同创新中心认识到人才培养的迫切需求，组织我们为新成立的汽车学院编写一套教材。参与这套教材编写的所有作者都身在汽车行业的科研和技术开发的第一线，其中大部分作者是近年海归的年轻博士。教材的选题经过专家在传统学科和新兴学科中反覆地论证和研讨，遴选了汽车行业面临紧迫挑战性的技术和话题。第一批教材有八本，包括《汽车材料及轻量化趋势》《汽车设计的耐久性分析》《汽车动力总成现代技术》《汽车安全的仿真与最佳化设计》《汽车尾气排放处理技术》《汽车系统控制及其智慧型化》《中国汽车二氧化碳减排路径》和《汽车製造系统和质量控制》。

这套教材的一个共同特点就是与国际发展同步、内容新颖。编着者对于比较传统的学科，在编写过程中儘可能地把最新的技术和理念包括进去，比如在编写《汽车材料及轻量化趋势》的过程中，不仅介绍了各种轻量化材料的特点和动向，而且强调了轻量化材料的套用必须系统地考虑材料的性能、部件的加工方法和成本。有些选题针对汽车行业发展的新的技术动向，比如《汽车安全的仿真与最佳化设计》主要介绍汽车安全仿真的模型验证和最佳化，这是汽车产品开发採用电子认证的必经之路；而《汽车系统控制及其智慧型化》概括了汽车的主要系统及其控制，以及智慧型化技术在各个系统中的套用，这些都是汽车自动驾驶的基础。

这套教材的另一个突出的特点是实用，比如一般汽车设计要求非磨损件的寿命是24万公里。《汽车设计的耐久性分析》着重介绍了汽车行业用于耐久性分析的主要工具和方法，以及这些方法的理论基础。这是进行汽车整车和零部件寿命耐久性正向设计的基础。随着环境保护的法规日益严格，汽车排放控制技术也在不断发展提高。汽车动力技术已经形成化石燃料到其他燃料的多元化发展，《汽车尾气排放处理技术》和《中国汽车二氧化碳减排路径》介绍了排放控制技术的进程和法规实施的协调，以及达到法规要求的不同技术路线。汽车质量一直是热门话题，也是一个汽车企业长期生存的关键问题之一。《汽车製造系统和质量控制》介绍了现代汽车製造系统与质量控制的基本概念和实践。

本套丛书不仅对汽车专业的学生大有裨益，也可以作为汽车从业人员和所有对汽车技术感兴趣者的参考读物。由于时间有限，选题的範围还不全面。每本书的内容也会反映出作者的知识和经验的局限性。在此，真诚地希望广大读者提出意见，供我们不断修改和完善。

前言

作为汽车专业研究生的阅读材料，本教材将集中介绍汽车，特别是乘用车动力总成的历史沿革、原理构造、设计方法，以及所依託的先进理论与分析手段。

与国内传统教材相比，本教材在众多前辈工作的基础上，以汽车动力总成的功能描述为出发点，进而解释内燃机的关键性能指标、原理、设计方法，再通过介绍相关基础学科与开发方法，力图建立一幅动力总成的技术全景图。鑒于作者知识所限，本教材以汽油机为主，介绍了内燃机的主要性能参数，继而引出内燃机的工作原理，以及相应的设计理念与方法。此外，本教材亦试图通过能源、经济与环境等社会因素的分析，解释汽车动力总成的历史、现状与未来之路。同时，本教材通过总结理论知识，并结合若干工程套用，简单阐述了理论在工程实践中的套用。

本教材并不打算在具体的工程技术细节方面花费过多笔墨。关于这些内容，相信读者一定可以找到相关书籍，并且在实践当中不断深化认识与套用。之所以如此安排，是希望理工科学生在专注研究工程技术的同时，能够从巨观层次来理解动力总成这一人类历史的重要发明。21世纪，不但需要工程师，更加需要具备工程、经济、社会等综合视野的人才。本教材的目的在于抛砖引玉，为汽车相关专业研究生、工程师，以及从业人员开拓思路，提供帮助。

人类社会的进步离不开对历史的记录与学习，本教材的编写也离不开前人的工作与铺垫。在此，作者谨向那些为本教材提供参考与素材的专家与同行，致以最诚挚的谢意！

张亮

作者简介

主编简介

韩维建

现任美国福特汽车公司亚太区研究与技术主管。自从1995年加入福特以来，在多个国家和地区组织了众多的研究和技术项目。他在交通可持续发展系统分析、汽车轻量化、环境、能源、道路交通安全、政策制定，以及产学研结合等诸多领域都具有丰富的经验和研究成果。

韩维建博士在俄克拉菏马州的塔尔萨大学获得机械工程博士学位（1997）和工程管理硕士学位（1990），在四川大学获得金属材料工程学士学位（1983）。他目前是上海交通大学的兼职博士导师，并在清华大学和重庆大学联合指导博士生。

韩维建博士在2001年4月获太平洋地区经济理事会环境银奖，2002年9月获云南省国际合作类科技进步奖，2011年获南京航天航空大学校长国际合作奖。韩博士在能源经济、生命周期分析、汽车排放控制和可替代能源技术等领域，发表和发布国际性论文、演讲、讲座等逾60篇次。

作者简介

张亮

吉林工业大学汽车学院学士，吉林大学动力机械及工程专业硕士，上海交通大学动力机械及工程博士。主要从事汽车发动机及整车性能研究与开发、车用能源生命周期研究，以及创新出行数据分析研究。

李文凯

南京航空航天大学能源与动力学院车辆工程专业学士、机械设计及理论专业博士学位。主要从事金属材料的断裂、疲劳性能研究，以及环境湿度、温度对金属材料寿命的影响研究。

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