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内容简介

《汽车底盘设计（下卷）系统设计》介绍了底盘对于整车性能的重要性以及客户认同和法律规定的相关内容，还介绍了底盘设计对于车辆性能，特别是纵向、横向和竖直方向动力学分析，以及对速度、加速度、油耗、制动性能、可操作性（或操控）和舒适度的影响。为了便于汽车工程师在物理测试之前进行原型测试及数字模拟测试，本书还讨论了底盘和大型车辆的数学模型。

作者简介

　　吉安卡洛·珍达（ Giancarlo Genta），吉安卡洛·珍达获得都灵理工学院的航空工程学位（1970年）和航空航天工程学位（1971年）后，便开始了作为机械设计与技术助理的生涯。

　　珍达博士做过多个课目的客座教授，1976年开始从事航天推进系统相关工作，1977年后从事车辆机械相关工作，后来从事机械工程与汽车工程学院的车辆系统设计工作。1983年，他被邀请成为都灵大学航空航天工程学院航空发动机设计专业副教授，并于1990年成为此课程全职教授。1989-1995年，他被聘为该大学机械工程系主任。他曾在伊利诺伊大学为硕士研究生教授应用力学分析课程。

　　他还受邀在国外教授许多课程，在多国参与合作项目，如肯尼亚（2年）、索马里（6个月）、印度（1个月），以及国际劳工局（意大利）。

　　珍达博士于1996年成为都灵理工学院的荣誉成员，于1999年成为国际航天学院的荣誉成员，并在2006年被选为该学院的正式成员。

　　他于1997年获得了机电一体化专业的博士学位。

　　他的研发项目主要集中在机械设计领域，专注于静态和动态结构分析。

　　他研究了旋转部件的磁场分布、车辆动力学以及相关的控制系统，是机电一体化跨专业实验室的发起人。他在该实验室研究了磁力轴承、移动机器人和车辆力学。

　　珍达博士发表了270多篇科学论文，涵盖了机械设计的诸多内容。这些论文发表在意大利、英国和美国的杂志或学会期刊上。

　　他写的关于车辆力学的书籍（意大利语和英语），被一些意大利和美国的大学选为参考书。他还在复合材料的设计、飞轮能量存储（后被翻译成俄语）、旋转系统动力学和空间探索方面有畅销书。

　　

　　洛伦兹·莫雷洛（Lorenzo Morello），1968年，洛伦兹·莫雷洛（ Lorenzo Morello）获得都灵理工学院机械与汽车工程专业的学位，此后开始了作为机械设计与技术助理的大学职业生涯。

　　1971年，他离开大学，到了菲亚特一个汽车技术研发的分支机构。他参与了ESV US程序的车辆试验原型的开发，还建立了车辆悬架的数学模型和抓地力的仿真研究。

　　自1973以来，他一直参与一个汽车数学模型开发的重大项目，以落实该公司应对一次能源危机的产品政策。作为该项目的一部分，他研发了一个新的低油耗的汽车自动变速器和直接喷射式小型柴油机。

　　莫雷洛博士被任命为该车辆的底盘部经理并参与了许多原型车开发的研究，如电动汽车、越野车、载货车和公共汽车。

　　1977年，他被任命为该研究小组的经理，并领导了约由100个设计工程师组成的研发队伍，致力于开发原型车。在这期间，他们开发了一种采用薄钢板点焊车体新技术的城市公交和一种即将投产的商用车，完成了国家研究理事会委托开发的轻量化城市用车，还应美国能源部要求开发了一种混合动力车。

　　1980年，他负责发动机研发部。这个团队大约有200人，主要致力于开发新的汽车发动机。根据高涡流速燃原理，他成功地开发了汽油发动机、汽车直喷式柴油机、涡轮增压预燃室柴油发动机、一模两缸汽车发动机和其他许多改进的原型。

　　他于1983年被委任为产品开发总监，该职位涉及菲亚特集团汽车产品的所有应用研究活动，管辖大约400人，致力于动车、底盘和车身以及原型车构建研究。

　　1983年，莫雷洛博士加入菲亚特汽车总部，负责新款汽车汽油发动机和直喷式柴油机的开发（世界上一次应用在汽车上）。1987年，他被任命为动力总成工程总监，该团队开发在普拉托拉塞拉生产的新发动机系列，其中包括20多种不同的发动机。

　　1994年，在他的职业生涯末期，他回到了汽车发展事业部，被聘为车辆工程总监。他带领团队致力于汽车底盘、电气和电子系统、风洞、安全中心和其他设备的设计和测试。

　　1999年，莫雷洛博士退休并成为Elasis（菲亚特集团的新公司）的战略规划顾问，致力于汽车应用研究。

　　在菲亚特研究中心期间，他参加了都灵理工大学汽车工程学院的新课程设计，并准备了相关讲义。

　　他是车辆系统设计和汽车变速器设计专业的签约教授，多年在都灵理工大学任教。他还出版了一本讲述汽车变速器的教科书，发表了许多关于汽车技术发展的论文。

章节目录

序言

前言

致谢

关于作者

顾问

符号表

第三部分交通信息

17运输统计2

171交通量3

172车辆管理11

173社会影响16

18车辆功能24

181系统设计24

182客观要求31

183主观要求40

184耐老化性47

19操作规程53

191车辆系统55

192车轮61

193转向系统65

194制动系统67

195结构73

196变速器75

第四部分车辆系统之底盘

20通用特性77

201对称性考量77

202参考坐标系78

203质心的定位79

204不同部件的质量分布81

205惯性力矩82

21汽车空气动力学概述85

211空气动力和力矩87

212车辆周围的空气动力场93

213空气动力阻力102

214升力和俯仰力矩114

215侧偏力、滚动力矩及横摆力矩117

216空气动力的实验研究120

217数值空气动力学125

22机动车辆的原动力128

221车辆发动机129

222内燃机131

223电动汽车136

224混合动力汽车138

23驱动动态性能143

231地面载荷分布143

232运动总阻力150

233运动所需功率151

234车轮可用功率154

235可以传递到道路的

最大功率156

236最大速度160

237爬坡能力和传动比的初步

选择162

238恒速行驶下的燃油消

耗量163

239车辆从静止起动167

2310加速171

2311实际驾驶条件下的

燃油消耗177

24制动动态性能180

241在理想条件下制动180

242在实际条件下制动184

243制动功率189

25操纵稳定性192

251低速或运动转向192

252理想转向199

253高速转向: 简化方法206

254不足转向和过多转向的

定义209

255高速转向211

256稳态横向特性223

257中性点和静稳定裕度225

258外力和力矩的响应227

259滑移转向229

2510纵向力对操控的影响231

2511横向载荷转移233

2512前束234

2513悬架弹性运动学特性和

底盘柔性的影响235

2514车辆的稳定性236

2515不稳定运动245

2516双转向轴车辆(四轮

转向)252

25174自由度的铰接车辆

模型254

2518多体铰接车辆270

2519线性化模型的局限性276

目录●●●●●●●●●●汽车底盘设计（下卷）系统设计26舒适性能277

261初始激励277

262道路激励280

263振动对人体的影响283

264四分之一汽车模型286

265起伏和俯仰运动315

266侧倾运动331

267非线性的影响335

268结论-乘坐舒适性342

27底盘控制与“线控”系统345

271机动车控制345

272车辆-驾驶人系统模型349

273防抱死制动系统（ABS）

和驱动防滑系统

（ASR）362

274操纵性控制368

275悬架控制系统378

276线控系统398

第五部分数学模型

28车辆数学模型402

281数学模型设计403

282连续和离散模型404

283分析和数值模型406

29多体建模408

291隔离车辆410

292隔离车辆线性化模型411

293具有10自由度的锁定

控制模型433

294可变形车辆模型453

295铰接式车辆459

296回转力矩等二阶效应460

30传动模型463

301舒适性和传动系统振动

的耦合463

302发动机的动态模型465

303动力传动系478

304车辆的惯性480

305线性驱动模型482

306非时不变模型487

307多体动力学传动系

模型492

31倾斜车体车辆模型494

311高侧倾角悬架495

312线性刚体模型504

313动态倾斜控制521

314操纵性-舒适性耦合524

附录534

附录A运动方程和构形空间534

A1离散线性系统的运动

方程534

A2线性动态系统的

稳定性538

A3强制响应的闭合解545

A4非线性动态系统545

A5拉格朗日方程在位形和

状态空间中的应用546

A6哈密顿方程与相空间549

A7拉格朗日方程应

用于伪坐标法550

A8刚体运动552

附录B摩托车动力学559

B1基本定义560

B2锁相控制模型563

B3锁相控制系统稳定性569

B4稳态运动574

B5无操纵自由模型575

B6大侧倾角的稳定性581

附录C地外环境轮式车辆585

C1阿波罗登月任务中的月

面车(LRV)586

C2任务类型588

C3环境条件589

C4机动性591

C5低重力情况下的车辆

性能592

C6电源系统596

C7结论596

附录D交通事故相关问题597

D1车辆碰撞: 碰撞模型597

D2车辆碰撞:第二近似

模型609

D3碰撞后车轮抱死619

D4侧翻626

D5碰撞过程中运输对象的

运动632

附录E不同车辆的数据

信息639

E1小型车（a）639

E2小型车（b）641

E3小型车（c）642

E4中型轿车（a）644

E5中型轿车（b）646

E6跑车（a）647

E7跑车（b）650

E8厢式货车651

E9重型货车653

E10比赛专用摩托车655

参考文献658

汽车底盘设计（下卷）：系统设计是2020年由机械工业出版社出版,作者[意]吉安卡洛·珍达。

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