内 容 提 要

本书是根据汽车专业硕士研究生学位课程“汽车系统动力学”的教学大纲编写

而成的。本书的特点是在研究汽车的运动学和动力学中注意引入系统概念和人、

环境对汽车的影响，引用现代控制系统理论、多刚体系统动力学和人机工程学等学

科的最新成就来研究汽车各系统的动态特性，使汽车动力学得到了深入的研究。

全书共分十一章，涉及到悬架、轮胎、制动、转向和承载系统，反映了当前国内外汽

车系统动力学的最新发展。

本书除可供汽车专业研究生用作教材外，也可供从事汽车工程技术人员及大

专院校有关专业的师生参考。

目 录

第一章 绪论

1.1引言

1.2系统与系统动力学的概念

1.3汽车系统动力学的研究内容及其特点

1.4汽车系统动力学的研究方法和理论基础

第二章 充气轮胎动力学

2.1概述

2.2作用在轮胎上的力和力矩

2.3轮胎纵向动力学特性

2.4轮胎侧偏性

2.5轮胎侧偏特性的数学模型

2.6轮胎侧倾力学特性

2.7轮胎垂直振动特性

第三章 汽车空气动力学

3.1概述

3.2气动阻力

3.3升力和俯仰力矩

3.4侧向力和横摆力矩

3.5侧倾力矩

3.6侧风作用下的气阻力系数

3.7汽车空气动力学试验

第四章 汽车转向系统动力学

4.1汽车转向系统数学模型

4.2稳态响应（稳态转向特性）

4.3瞬态响应

4.4横摆角速度频率响应特性

4.5侧风作用时的转向特性

4.6全轮转向特性

第五章 驾驶员－汽车闭环操纵系统动力学

5.1引言

5.2控制系统理论的基本知识

5.3汽车操纵系统（开环系统）的传递特性

5.4驾驶员－汽车闭环操纵系统的传递特性

第六章 动力转向系统动力学

6.1概述

6.2动力转向静特性评价方法

6.3常流式四通控制阀的静特性

6.4控制滑阀的传递特性

6.5汽车动力转向系统的传递特性

第七章 汽车前轴和转向轮系统的振动

7.1前轴和转向轮组成的振动系统

7.2外界激振力

7.3前轴与车轮振动的耦合

第八章 汽车承载系统振动

8.1绪言

8.2路面谱——路面不平整度的功率谱

8.3承载系统的数学模型

第九章 汽车悬架控制系统动力学

9.1概述

9.2线性控制概论

9.3线性最优控制的基本概念

9.4悬架参数优化及主动式悬架

9.5半主动悬架系统分析

第十章 汽车制动及其防抱系统动力学

10.1制动系统功能及评价指标

10.2制动过程动力学

10.3制动率，附着系统利用率，品质系数

10.4制动力分配

10.5制动防抱系统及其控制动力学

第十一章 多刚体系统动力学及其在汽车中的应用

11.1多刚体系统动力学的历史及现状

11.2多刚体系统动力学的研究方法

11.3多刚体系统动力学在汽车中的应用

11.4多刚体系统动力学在汽车独立悬架运动分析中的应用

常用符号

参考文献

这个定义表明系统具有以下特性：

一、系统具有层次性

系统是由两个以上（或更多）元素（或称元件）组成的事物。一个大系统往往可分成几个

子系统，每个子系统是由更小的子系统（称二级系统）构成。每个子系统或小系统都有自己

的属性，以便和其它系统加以区别。所以如果将大系统分解，可以形成很多层次的结构，这

就是系统的层次性。

二、系统具有整体性

系统虽由多种元素组成，但系统的性能不是各元素性能的简单的组合，而是相互影响

的，所以这种组合使系统的整体功能获得新的内容，具有更高价值，例如一辆汽车是由发动

机、传动系、车轮、车身、操纵系等组成。单有发动机只能发出动力，不会自己行走，但当发动

机装在具有车轮的汽车底盘上，就成为可以行驶的汽车，成为一种交通运输工具，其功能就

与一台发动机大不相同。由此可见，研究系统特性应从整体的观点来看。系统的性能是由

其整体性能为代表，而不是由某一个元素所能代表的。

三、系统具有目的性

这一特点主要是指人工设计的系统而言，而不是指自然系统（如银河系）。系统的目的

性是指人工系统是为某一个大目的而构成。目的不同，系统的构成也就不同：例如货车就是

为运输货物这一目的而构成，它必须有货厢以装载货物；而客车则是为运输乘客而设计，因

此其车内必有供乘客使用的客厢和座椅，而运货设备就退居次位（行李箱或行李架）或甚至

取消。所以在设计中必须研究系统整体目的，才能正确选择各元素的构成。

四、系统具有功能共性

系统中存在着物质、能量和信息的流动，并与外界（环境）进行物质、能量和信息的交流，

即可以从外界环境输入或向外界输出物质、能量和信息。这是任何一个系统都具有的功能，

称为系统功能共性。如汽车系统中由于燃料（物质）的燃烧而把所储的能量转换为汽车的动

能，这是能量的流动，并生成废气排出。而在行驶过程中，驾驶员从环境（道路及车流密度）

得到信息，加以判断，然后发出必要的指示信息，以保证汽车合理、安全的运动，这就是信息

的流动。