汽车理论电子教案

汽车理论电子教案课程总学时68讲授60学时试验8学时长安大学汽车学院车辆工程系汽车理论课程组绪论章绪论节教学目标介绍汽车理论的学习方法和教学内容，并讨论学习目的重点和难点本课程的特点和教学要求教学内容1.为什么要学习汽车理论2.汽车理论研究的内容3.教学要求、教学资源和考核方法教学过程设计1、由当前汽车工业的发展引出问题2、汽车理论研究的内容★基本性能★学习思路3、教学要求、教学资源和考核方法板书设计性能‐评价指标‐力学模型‐分析‐解决问题的技术途径学时数1学时作业要求改进方向第一章汽车的动力性章第一章汽车的动力性节第一节汽车的动力性指标教学目标掌握汽车动力性的评价指标和不同车型对动力性的要求重点和难点动力性评价的3个指标教学内容1、动力性的定义2、最高车速3、加速时间4、最大爬坡度教学过程设计1.定义和指标（学生讨论或提问）★动力性定义★三个评价指标2.最高车速数据及讨论3.加速时间及加速过程曲线★原地起步加速★超车加速4.坡度的概念，最大爬坡度5.动力性测试数据板书设计三个指标中英文对照，坡度图学时数1学时作业要求改进方向收集国内外相关的标准章第一章汽车的动力性节第二节汽车的驱动力与行驶阻力教学目标计算和分析汽车行驶过程中的驱动力和阻力重点和难点滚动阻力的成因，旋转质量换算系数，功率平衡法推导汽车的行驶方程式教学内容1、汽车的驱动力2、汽车的行驶阻力3、汽车行驶方程式教学过程设计1、汽车的驱动力★发动机的转速特性★传动系统的机械效率★车轮半径★驱动力图2、汽车的行驶阻力★滚动阻力（轮胎的迟滞损失，影响滚动阻力的因素）★空气阻力（空气阻力系数，空气阻力的组成，空气阻力与车身结构；）★坡度阻力（常见路面的坡度，道路阻力）★加速阻力（平动质量，旋转质量，旋转质量换算系数）3、汽车行驶方程式★行驶方程式★用功率方程推导行驶方程式★定速比和CVT的行驶方程式4、总结并提出问题：动力性指标如何计算？板书设计0tqgTtTiiFrh=tq0gT2Tii=GfcosGsinr21.25DCAduumdthaad+++220T22111fgWIiiImrmrhd⎛⎞⎛⎞=++⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠∑学时数2学时作业要求教材习题1.11.2改进方向搜集有关轮胎力学的资料，特别是图片和视频章第一章汽车的动力性节第三节汽车的驱动力‐行驶阻力平衡图与动力特性图教学目标用图示方法了解动力性指标的计算方法重点和难点三个动力性指标在驱动力‐行驶阻力平衡图上的表示教学内容1、汽车的驱动力‐行驶阻力平衡图2、汽车的动力特性图教学过程设计1、汽车的驱动力‐行驶阻力平衡图★由行驶方程式引出问题★介绍驱动力‐行驶阻力平衡图★最高车速的确定和讨论★加速时间的计算★最大爬坡度的计算（引出问题：是否是真实可以达到的爬坡度？）2、汽车的动力特性图★介绍动力特性图的历史3、动力性特性的计算板书设计加速时间的积分式，最大爬坡度计算的力平衡式（用于下一节附着条件的引出）学时数2学时作业要求教科书作业1.3改进方向收集最新车辆的具体参数作为计算的例子章第一章汽车的动力性节第四节汽车行驶的附着条件与汽车的附着率教学目标理解附着力、附着条件、附着率等基本概念，掌握坡道行驶时的受力分析和附着条件重点和难点附着条件的基本概念和不同条件下附着率的推导教学内容1、汽车行驶的附着条件2、汽车的附着力与地面的法向反作用力3、作用在驱动轮上的地面切向反作用力4、附着率教学过程设计1、汽车行驶的附着条件★雪天打滑引出附着力的概念★常见路面的平均附着系数★胎面结构和附着系数的关系★附着条件、附着率★不同驾驶条件下附着利用的讨论★驾驶技巧‐TCS2、汽车的附着力与地面的法向反作用力★坡道行驶时的受力分析★不同驱动型式的讨论3、作用在驱动轮上的地面切向反作用力★坡道行驶时的受力分析4、附着率★后轮驱动情况分析★前轮驱动情况分析★全轮驱动情况分析★加速工况分析板书设计保留：maxXZFFFjj==2gqChaqLLj=+11cosduqigdta⎛⎞=+⎜⎟⎝⎠学时数2.5学时作业要求教材习题1.7，1.8改进方向搜集有关附着系数视频章第一章汽车的动力性节第五节汽车的功率平衡教学目标掌握功率平衡图以及后备功率图的绘制和分析重点和难点驱动力‐行驶阻力平衡图与功率平衡图的关系，后备功率的作用教学内容1、汽车的功率平衡图2、后备功率教学过程设计1、汽车的功率平衡图★由驱动力‐行驶阻力平衡图引入功率平衡图的概念★功率平衡图的绘制★最高车速的确定★讨论2、后备功率★后备功率图的绘制★后备功率的作用★不同档位动力性和燃油消耗的讨论（为第二章提供基础）板书设计tfWijFFFFF=+++tTePPh=学时数1学时作业要求改进方向章第一章汽车的动力性节第六节装有液力变矩器汽车的动力性教学目标了解液力变矩器的工作原理，掌握其特性曲线，分析AT和有级变速器汽车动力性的差别及其原因重点和难点液力变矩器的无因次特性、泵论的转矩曲线和变矩器的输出特性教学内容1、无级变速器与汽车动力性的关系2、液力变矩器的无因次特性3、液力变矩器的泵轮转矩曲线4、变矩器的输出特性5、综合式和带有锁止装置的液力变矩器的输出特性6、装有液力变矩器汽车的动力性教学过程设计1、无级变速器与汽车动力性的关系★几种动力装置的比较★无级变速+活塞式内燃机~等功率发动机2、液力变矩器的无因次特性★变矩比、变速比、效率★泵轮转矩系数★无因次特性3、液力变矩器的泵轮转矩曲线★透过性液力变矩器★非透过性液力变矩器4、变矩器的输出特性5、综合式和带有锁止装置的液力变矩器的输出特性★液力耦合器的特点★综合式液力变矩器的无因次特性★综合式液力变矩器的输出特性★带有锁止装置的液力变矩器的输出特性6、装有液力变矩器汽车的动力性★AT的换挡规律★驱动力‐行驶阻力平衡图板书设计AT汽车驱动力的计算步骤学时数0.5学时作业要求改进方向第二章汽车的燃油经济性章第二章汽车的燃油经济性节第一节汽车燃油经济性的评价指标教学目标理解中国、美国和欧洲燃油经济性的评价指标，了解燃油消耗量的限值及法规重点和难点工况和燃油经济性的关系，测量燃油经济性的方法教学内容1、等速工况2、循环行驶试验工况3、燃油消耗量的限值与法规教学过程设计1、引入：燃油经济性的指标★提问：为什么要用工况法？2、等速工况★给出图表★讨论等速百公里油耗和车速的关系★讨论“经济车速”的概念3、循环行驶试验工况★ECE工况★EPA工况★中国工况★给出几种车型的油耗数据，讨论，为后续的提高燃油经济性技术途径做准备4、燃油消耗量的限值与法规★燃油消耗量试验方法★限值与法规★碳平衡法简介板书设计保留“经济车速”以及关于油耗讨论的整理学时数0.5学时作业要求改进方向保持国内相关标准的同步更新章第二章汽车的燃油经济性节第二节汽车燃油经济性的计算教学目标掌握汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况下百公里燃油消耗量的计算方法重点和难点等加速工况的离散化处理教学内容1、等速行驶工况燃油消耗量的计算2、等加速行驶工况燃油消耗量的计算3、等减速行驶工况燃油消耗量的计算4、汽车怠速时的燃油消耗量的计算5、整个循环工况的燃油消耗量计算教学过程设计1、引入：燃油经济性计算的思路★内燃机万有特性曲线★汽车行驶的功率平衡图2、等速行驶工况燃油消耗量的计算★结合万有特性图给出计算的步骤★推导等速百公里油耗的计算公式3、等加速行驶工况燃油消耗量的计算★提问：和等速工况的差别以及处理方法★给出假设条件：忽略内燃机功率变化对万有特性的影响对车速的离散化处理★计算步骤和公式4、等减速行驶工况燃油消耗量的计算5、汽车怠速时的燃油消耗量的计算6、整个循环工况的燃油消耗量计算板书设计行驶工况—功率/发动机工作点—万有特性曲线—燃油消耗量100102eSaPbQugr×=学时数1学时作业要求教材习题2.7改进方向搜集内燃机油耗和功率改变率之间关系的资料章第二章汽车的燃油经济性节第三节影响汽车燃油经济性的因素教学目标从汽车设计和使用两个方面分析影响燃油经济性的因素，讨论减少燃油消耗量的技术途径重点和难点影响燃油经济性的两大方面，八个因素教学内容1、汽车运行油耗方程式2、从使用角度提高燃油经济性的途径3、从设计角度提高燃油经济性的途径教学过程设计1、汽车运行油耗方程式★给出不同工况条件下车辆的能量消耗分析，在EPA城市和功率循环下分别有25%和7.3%的燃油消耗于怠速、附件和制动，讨论，如何减少这些消耗？2、从使用角度提高燃油经济性的途径★车速★挡位★带挂车★正确保养与维护3、从设计角度提高燃油经济性的途径★整车质量★发动机★传动系★外形与轮胎板书设计STCbFQh=∑学时数1学时作业要求教材习题2.4改进方向自动变速器的最新发展章第二章汽车的燃油经济性节第四节装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算教学目标掌握装有液力变矩器汽车燃油消耗量的计算方法重点和难点发动机和液力变矩器共同工作曲线的绘制及理解教学内容装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算教学过程设计1、发动机和液力变矩器的共同工作曲线、发动机的小时油耗曲线2、不同节气门开度下的()ttTfn=和()ptnfn=曲线3、由阻力确定发动机工作点，进而得到油耗板书设计计算思路和步骤学时数0.5学时作业要求改进方向章第二章汽车的燃油经济性节第五节电动汽车的研究教学目标了解汽车工业发展面临的能源和环境问题，明确电动汽车的分类和各自的特点，掌握纯电动汽车的动力性和能量消耗计算方法，定性分析混合动力汽车节油的途径并对整车能量管理算法有初步了解重点和难点电机和电池的特性分析，纯电动汽车能量消耗计算，混合动力汽车提高能量效率的途径分析，整车能量管理算法教学内容1、电动汽车（ElectricVehicle）的分类和特点2、纯电动汽车（BatteryEV）的动力性、经济性计算3、混合动力电动汽车（HybridEV）的节油原理4、丰田Prius混合动力电动汽车的工作模式教学过程设计1、讲述和提问：★讲述：汽车的能量消耗分布★提问：汽车发展面临的问题2、可能的替代能源和动力系统途径★讲述：用数据说明3大问题；一次能源、二次能源、能源多样化模式；以石油为基础的提高能量效率和能源替代模式★讲述：汽油车、柴油车、电动汽车的排放、CO2、能量消耗和价格比较★板书归纳：★电动汽车（ElectricVehicle）的分类和特点★提问和板书画图：纯电动汽车的构成★讲述：混合动力汽车的构成及其特点（串联、并联、混联；MicroHybrid，MildHybrid，FullHybrid；Plug-inHybrid：能源和动力的双重混合）★讲述：燃料电池汽车的构成及其特点（电-电混合）3、纯电动汽车（BatteryEV）的动力性、经济性计算★提问：BEV和汽油车动力性、能量消耗计算可能的区别，★引出电机和电池特性的概念★电机特性及其和内燃机特性的对比分析4、电池特性及其特点分析★提问、板书、讲述：纯电动汽车动力性的评价指标及其计算方法（板书的动力性计算公式保留）★提问、板书、讲述：纯电动汽车能量消耗计算方法，给出能量消耗计算的流程图5、混合动力电动汽车（HybridEV）的节油原理★提问和复习：传统内燃机汽车的能量消耗分布★提问和板书：混合动力汽车减少提高能量效率的途径分析★板书总结：混合动力系统提高能量效率的途径：发动机层面、系统层面（保留）可能的替代能源和动力系统途径6、丰田Prius混合动力电动汽车的工作模式★讲述：Prius动力驱动系统原理★提问：系统复杂化带来工作模式灵活性和更大的能量效率★优化可能，可能的工作模式？★幻灯片总结：Prius工作模式及其能量流分析★讲述：几种能量管理算法比较★讲述：模式切换规则CaseStudy★总结：结合最后板书部分总结，强调系统效率最优而不是发动机效率最优板书设计见“教学过程设计”学时数1学时作业要求改进方向第三章汽车动力装置参数的选定章第三章汽车动力装置参数的选定节第一节发动机功率的选择教学目标掌握汽车发动机功率选择和确定的方法重点和难点比功率的特点，图3‐2的分析与计算教学内容1、用实际例子引出动力系统参数选择的问题2、根