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经典著作，集行业智慧之大成
本书由意大利都灵理工大学教授Giancarlo Genta与菲亚特汽车公司前车辆工程总监Lorenzo Morello联合撰写。Genta教授是机械设计领域的权威学者，而Morello先生则拥有菲亚特公司丰富的一线产品开发经验。这种“学术泰斗+产业巨头”的独特组合，确保了本书内容既有深厚的理论根基，又紧贴工程实际，被国际汽车工程师学会（SAE）推荐为行业标准读物，成为全球众多车企和高校的必备参考书。
内容宏阔，一部底盘领域的“通史”
本书不仅系统阐述了底盘各子系统（如转向、制动、悬架）的设计原理，更从大历史视角梳理了底盘技术从古至今的演进脉络——最早可追溯至公元前3000年的车辆模型。它详细记录了120年来底盘系统的发明与革新，并前瞻性地探讨了驾驶辅助、自动驾驶等未来趋势。这种贯通古今的叙述，帮助读者深刻理解技术发展的内在逻辑，从而激发创新灵感。
知行合一，架设理论与实践的桥梁
与偏重理论的教材不同，本书深度融合了工程实践。它不仅阐明“要解决什么”和“为什么解决”，更重点揭示了“实际怎么做”，涉及大量产品开发方法、约束条件和解决方案。书中通过大量数
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| 內容簡介： |
《汽车底盘设计(上卷):部件设计(原书第2版)》从部件角度分两部分详细介绍了车辆的底盘系统。第一部分首先介绍了车辆底盘的演化简史，随后介绍了底盘结构的主要部件，包括车轮与轮胎、悬架、转向系统、制动系统以及控制系统。如今由于主动和自动控制技术的普及，控制系统的重要性日益增加。第二部分讨论了传动系统及其相关部件结构，包括各种类型的变速器和传动机构，由于该内容的复杂性以及对于车辆的重要性，有必要单独介绍。
本书适合在汽车技术开发领域设计车身底盘的工程师、智能驾驶领域的开发者以及高校相关专业师生阅读参考。
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| 關於作者： |
Giancarlo Genta：都灵理工大学机械工程教授，研究方向涵盖车辆动力学与太空机械设计，其学术成果被多国高校采用。
Lorenzo Morello：菲亚特集团前研发负责人，主导多款量产车型底盘开发，兼具学术与工业界视角。
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| 目錄：
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序一
序二
译者序
前言
致谢
关于作者
缩略词和符号
第一部分车轮、结构和机构
简介1
第1章底盘演化简史4
1.1简介4
1.2刚性车轴机械连杆机构5
1.3独立悬架机械连杆13
1.4车轮和轮胎23
1.5制动器31
1.6底盘车架33
第2章车轮与轮胎38
2.1说明38
2.1.1轮辋特性介绍38
2.1.2轮胎特性介绍39
2.1.3车轮参考系41
2.2轮胎运作42
2.2.1公路驾驶42
2.2.2越野驾驶46
2.3滚动半径52
2.4滚动阻力54
2.5静态力64
2.6纵向力66
2.7侧偏力73
2.8纵向力和侧向力之间的相互作用87
2.9动态行为概述92
2.9.1振动模式92
2.9.2转弯动态力94
2.10测试95
第3章悬架98
3.1介绍98
3.1.1悬架组成元件99
3.1.2悬架对车身运动的影响100
3.2独立悬架102
3.2.1麦弗逊悬架103
3.2.2麦弗逊式后悬架125
3.2.3双横臂悬架126
3.2.4虚拟球头悬架130
3.2.5纵臂（拖曳臂）悬架132
3.2.6半拖曳臂悬架135
3.2.7导向拖曳臂悬架系统137
3.2.8多连杆悬架系统140
3.3扭力梁悬架142
3.4刚性轴悬架系统145
3.5商用车悬架系统148
3.5.1空气弹簧149
3.5.2前悬架150
3.5.3后悬架153
3.6设计与测试155
3.6.1初步设计大纲155
3.6.2结构完整性158
3.6.3弹性运动学性能160
3.6.4台架试验方法172
第4章转向系统177
4.1概述177
4.2转向机构178
4.3齿轮齿条式转向器183
4.4螺杆和扇形齿轮式转向器186
4.5转向管柱187
4.6动力转向188
4.6.1液压齿轮齿条式转向器189
4.6.2液压螺杆和扇形齿轮式转向器191
4.6.3电动助力转向191
4.7设计与检测194
4.7.1概要设计194
4.7.2任务195
4.7.3台架测试方法196
第5章制动系统199
5.1简介199
5.2汽车制动装置201
5.2.1行车制动和应急制动系统201
5.2.2驻车制动系统203
5.2.3盘式制动器203
5.2.4鼓式制动器206
5.2.5控制系统组件207
5.2.6制动助力器211
5.3商用车辆制动器214
5.3.1压缩机216
5.3.2控制阀组件216
5.3.3比例阀217
5.3.4制动执行器219
5.4设计和测试219
5.4.1制动系统力学219
5.4.2机械设计222
5.4.3热设计225
5.4.4测试方法231
第6章控制系统233
6.1转向系统233
6.1.1后轮转向233
6.1.2变传动比转向器238
6.1.3线控转向238
6.2制动控制239
6.2.1ABS239
6.2.2EBD242
6.2.3VDC243
6.2.4ASR244
6.2.5BAS245
6.2.6制动控制硬件组件245
6.2.7功能集成及进一步发展247
6.2.8混合动力和电液回路249
6.3悬架控制251
6.3.1姿态控制252
6.3.2阻尼控制253
6.3.3侧倾控制255
6.3.4刚度控制257
6.3.5主动悬架258
第7章底盘结构260
7.1下车体260
7.2副车架263
7.3商用车辆车架267
7.4结构的作用269
7.4.1外部载荷269
7.4.2内部载荷272
7.4.3刚度273
7.5结构设计275
7.5.1结构面法275
7.5.2梁模型方法277
7.6结构测试279
第二部分传 动 系 统
简介283
第8章历史沿革288
8.1手动变速器289
8.2摩擦离合器297
8.3自动变速器301
第9章手动变速器309
9.1手动变速器分类309
9.2机械效率310
9.3手动汽车变速器312
9.3.1采用方案312
9.3.2实例313
9.4商用车辆手动变速器317
9.4.1采用方案317
9.4.2实例321
第10章换档机构324
10.1内部换档机构324
10.1.1柱塞联锁装置324
10.1.2卡钳联锁装置325
10.2外部换档机构327
10.2.1变速杆机构328
10.2.2拉索换档机构329
第11章起动设备331
11.1摩擦离合器331
11.1.1离合器功能331
11.1.2分离机构332
11.1.3从动盘335
11.1.4推力轴承337
11.1.5设计标准338
11.2自动变速器的起动装置339
11.2.1液压离合器和变矩器342
11.2.2特性曲线345
11.2.3车辆上的变矩器性能347
第12章同步器单元349
12.1描述349
12.1.1单锥同步器349
12.1.2多锥同步器350
12.1.3换档过程352
12.2设计标准354
12.2.1几何标准356
12.2.2功能标准357
第13章差速器和主减速器360
13.1差速器和主减速器的主要方案360
13.1.1后轮驱动汽车360
13.1.2前轮驱动汽车361
13.1.3商用车辆361
13.2四轮驱动分动器364
13.2.1改装后的后轮驱动车辆364
13.2.2改装后的前轮驱动车辆366
13.3差速器理论概述368
13.3.1无摩擦的差速器368
13.3.2有内摩擦的差速器369
13.3.3自锁差速器370
13.4自锁差速器的类型371
13.4.1ZF系统371
13.4.2托森系统371
13.4.3弗格森系统372
13.4.4主动系统373
13.5差速器对车辆动力学的影响374
13.5.1驱动桥差速器375
13.5.2分动箱差速器378
第14章传动轴与万向节381
14.1传动轴381
14.2半轴383
14.3万向节384
14.4等速万向节386
第15章自动变速器388
15.1一般问题388
15.1.1自动化级别388
15.1.2换档模式389
15.1.3有级和无级变速器390
15.2有固定旋转轴的汽车变速器390
15.2.1同步器变速器390
15.2.2多片离合器变速器394
15.2.3双离合器变速器394
15.3行星传动汽车变速器398
15.3.1行星传动齿轮系398
15.3.2产品示例404
15.4汽车无级变速器(CVT)407
15.4.1动机407
15.4.2产品实例408
15.5商用车辆变速器413
15.5.1半自动变速器413
15.5.2自动变速器413
15.6控制策略415
15.6.1最低油耗的档位选择416
15.6.2舒适驾驶的档位选择418
15.6.3折中选档的定义419
15.6.4实际驾驶条件下的档位选择420
15.6.5制动器和离合器驱动421
第16章设计和测试425
16.1变速器的任务425
16.2齿轮428
16.2.1耐久428
16.2.2噪声431
16.3轴433
16.4轴承433
16.5润滑剂434
16.6箱体和密封件435
16.7测试技术概述437
参考文献440
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| 內容試閱：
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本书是作者长达数十年经验的结晶：一方面是为工程专业学生教授车辆力学、车辆系统设计、底盘设计等课程的经验，另一方面是大型汽车公司车辆和底盘部件的设计实践经验。本书主要面向汽车工程专业的学生，其次是所有从事该领域工作的技术人员和设计师；它还面向所有寻求技术指南的汽车爱好者。
道路车辆设计的传统和学科多样性使得我们将车辆分为三个主要子系统：发动机、车身和底盘。
如今，底盘不再是一个可见的子系统，不再是制造过程某个部分的结果，这一点不同于发动机和车身：底盘部件实际上是直接组装在车身上的。因此，底盘的功能不能与汽车的其他部分分开评估。
通过阅读本书第一部分和第二部分的章节，我们可以更好地了解历史演变，过去的情况与现在完全不同——在第一辆汽车中，底盘被定义为一个真正的自移动子组件，其中包括以下内容：
· 一种结构，通常是梯形车架，能够承载车辆所有其他部件。
· 悬架，用于将车轮与车架机械连接起来。
· 配有轮胎的车轮。
· 转向系统，用于根据车辆路径改变车轮角度。
· 制动系统，用于降低速度或停止车辆。
· 变速器，用于将发动机转矩施加到驱动轮。
这组部件在组装发动机后能够自主移动；至少在许多实验测试中都发生过这种情况，在这些测试中，用配重代替车身，并在制造过程中将底盘从汽车制造商的车间移动到车身制造商的车间。
客户通常从汽车制造商那里购买底盘，然后由车身制造商根据他们的需求和规格完成。
在当代车辆中，这种特殊的结构和功能仅适用于商用车辆，但公共汽车除外。在公共汽车中，即使由某个车身制造商制造，车身结构也会与底盘车架一起形成总成，接近于承载式车身。
在几乎每辆汽车上，底盘结构都是车身地板（平台）的一部分，不能与车身分离；有时还会添加一些副车架，以将悬架或动力传动系统连接到车身，并使其能够在主装配线旁进行预组装。
传统和这些部件的某些特定技术方面展示了在车辆工程中这一特定学科的发展是合理的，因此几乎所有汽车制造商都设立了专门负责底盘的技术部门，与负责车身或发动机的部门分开。
最近又增加了一个新理由来证明设立不同的学科和专门的组织的合理性，这就是所谓的技术平台的建立：现代市场趋势要求前所未有的产品多样化，这是过去从未达到过的；有时营销专家将这种现象称为“碎片化”。
如果没有对特定车型不可见部件或非特定部件进行严格的交叉标准化，这种高度多样化就无法以可接受的生产成本维持。
这种情况多年来一直为所有商用车制造商所熟知。“平台”一词涵盖了车身底部和前侧梁，描述了一组与前底盘基本相同的组件；特定的技术和科学问题、不同的开发周期和更长的经济寿命突出了致力于该汽车子系统的工程师的特殊性。
本书的内容分为五部分，分为两卷。
上卷分两部分描述了主要的底盘子系统。
第一部分描述了从轮胎到底盘结构的主要部件，包括车轮与轮胎、悬架、转向系统、制动系统，特别是控制系统。由于主动和自动系统的普及，控制系统的重要性日益增加。
第二部分讨论传动系统和相关部件；由于该主题的复杂性，有必要单独介绍。
值得注意的是，许多汽车制造商将专门用于传动系统的工程和生产集成到动力传动系统组织中，而不是底盘组织中。这显然不会影响本书的技术内容，并且可以通过标准化问题和该组件的生命周期来证明，在某些方面，与底盘系统相比，传动系统与发动机更相关。
本书假设学生已经具备了通过传统机械设计课程获得的机械部件的一般知识，将不予讨论一般机械设计课程中可以找到的内容，例如第二部分不会详尽介绍齿轮设计，以及轴、轴承和密封件设计。
尽管如此，在本书的许多部分中，仍旧介绍和讨论了通常不会在一般机械设计课程涉及的设计和测试知识。
我们还决定用两章来介绍汽车产品的历史演变；它们应该能让读者了解汽车在其诞生后120年的技术进步。在作者看来，这个主题是一种有用的技术培训，有时也有助于激发灵感。
本书仅考虑最普及的道路车辆的典型结构：主要是乘用车，其中提到了一些商用车辆，而不考虑其他应用，如摩托车、拖拉机、工程机械和四轮车。
下卷分为三部分，完全将底盘作为一个系统来处理，讨论底盘对车辆性能的贡献，这是客户所感知的，也是立法规则所规定的。
第三部分专门概述了车辆预期执行的功能、客户的期望和相关法规。
第四部分解释了底盘系统性设计对车辆性能的影响，重点解释了纵向、横向和垂直动力学，以及它们对速度、加速度、油耗、制动能力、机动性（或操控性）和舒适性的影响。
第五部分介绍了底盘和一般车辆的数学建模。众所周知，汽车工程师越来越多地利用虚拟样车的数学模型，并在原型进行物理测试之前对其进行虚拟测试。
即使数学模型是基于专业人员编写的、市场上公开销售的计算代码，我们仍然认为有必要让读者清楚地了解这些代码所基于的方法，以及这些代码能达到的近似程度。本部分的目的不是让专业人员建立模型，而是正确和负责任地使用这些建模结果。
这两卷的附录由五个部分组成。
附录A回顾了一些系统动力学概念，有助于理解第四部分和第五部分介绍的数学模型。
附录B专门介绍摩托车动力学。两轮车的研究在某些方面较为特殊，比四轮车更复杂，此外，生产摩托车的行业与汽车行业完全不同。
尽管如此，由于两种车辆都使用充气轮胎与地面接触，这两个领域也存在共同之处；两种车辆工程师之间的一些知识交流可能会互惠互利。
附录C专门介绍了在开发用于地外行星或环境的轮式车辆时应面对的特殊问题。从为阿波罗计划开发的唯一此类车辆开始，讨论传统车辆与未来可用于星际探索的车辆之间的相似之处和不同之处。
附录D利用数学方法分析与车辆事故相关的问题，有时非常简化，用于解释事故发生后汽车的运动。
附录E报告了书中一些示例中使用的各种常见车型的主要数据；这些数据可以使读者以真实的数据练习他们的分析技能。
Giancarlo Genta
Lorenzo Morello
于意大利都灵
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