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| 編輯推薦： |
这是一本献给所有汽车爱好者的硬核汽车科技通识书！
这本书没有枯燥的理论和晦涩的公式，完全用基础的科学原理和通俗易懂的语言，将如今汽车工业领域新的技术突破娓娓道来。阐述了现代汽车工业新的技术突破，探索了当今汽车工业的发展趋势，包括内燃机技术、变速器技术、底盘技术的进步，以及与汽车相关的数字控制、生产制造和材料技术方面的创新。此外，还介绍了当今新型汽车在性能、安全性和高效性方面的巨大提升，迅速发展的新能源汽车技术以及智能网联汽车的前沿技术原理。本书探讨了这些改变以及背后所蕴涵的工程和技术原理，并指明了未来的发展方向。
本书适合对先进汽车技术及其发展趋势感兴趣的读者，无论汽车从业人员、高校学生还是爱好者，都可以从中了解到当今新的汽车技术趋势，并获得灵感。
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| 內容簡介： |
本书阐述了现代汽车工业新的技术突破，探索了当今汽车工业的发展趋势，包括内燃机技术、变速器技术、底盘技术的进步，以及与汽车相关的数字控制、生产制造和材料技术方面的创新。新型汽车在性能、安全性和高效性方面有了巨大提升，电动汽车成为绿色能源的代表，传感器技术和计算机芯片则重新定义了驾驶的本质。本书探讨了这些改变以及背后所蕴涵的工程和技术细节，并指明了未来的发展方向。
本书适合对先进汽车技术及其发展趋势感兴趣的读者，无论汽车从业人员、高校学生还是爱好者，都可以从中了解到当今新的汽车技术趋势，并获得灵感。
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| 關於作者： |
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宋强，北京理工大学副教授，研究方向为新能源汽车动力传动及试验测试技术，近十年来一直从事电动汽车电机及传动系统的试验测试方面的研究工作，主持国家863重大项目和国家科技支撑计划课题7项，主持完成国家科技部惟一的车用电机及动力系统试验测试平台的开发设计和建设工作，牵头和参与完成了该领域全部5项国家标准和行业标准的制修订工作。
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| 目錄：
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译者序
前 言
第1 章 燃烧
1.1 燃油 / 002
1.2 初识发动机 / 005
1.3 四冲程发动机的工作过程 / 005
1.4 发动机结构 / 008
1.5 配气机构 / 012
1.6 气缸设计 / 013
1.7 活塞 / 017
1.8 气缸盖 / 021
1.9 点火 / 025
1.10 发动机爆燃 / 027
1.11 燃油喷射系统 / 029
1.12 低温燃烧 / 035
第2 章 拒绝妥协
2.1 先进的数字化控制 / 039
2.2 传感器 / 041
2.3 发动机控制 / 043
2.4 可变气门 / 047
2.5 歧管进气 / 054
2.6 强制进气 / 058
2.7 压缩比控制 / 061
第3 章 传动系统
3.1 传动系统的作用 / 068
3.2 离合器 / 074
3.3 手动变速器 / 076
3.4 机械式自动变速器 / 079
3.5 液力变矩器 / 082
3.6 自动变速器 / 085
3.7 变速器控制 / 088
3.8 无级变速器 / 091
3.9 差速器、全轮驱动和转矩
分配 / 094
3.10 先进轮胎 / 098
第4 章 电机
4.1 电机工作原理 / 102
4.2 电机结构 / 104
4.3 电机性能 / 110
4.4 转矩和功率 / 112
4.5 冷却 / 113
4.6 感应电机 / 115
4.7 永磁同步电机 / 119
4.8 永磁体 / 121
4.9 永磁无刷电机控制 / 123
4.10 开关磁阻电机 / 125
4.11 新型电机技术 / 128
第5 章 电驱动
5.1 汽油与电力 / 133
5.2 混合动力 / 135
5.3 微混系统 / 138
5.4 弱混和中混系统 / 140
5.5 全混系统 / 144
5.6 插电系统 / 151
5.7 动力性 / 153
5.8 纯电动汽车 / 155
5.9 充电模式 / 159
5.10 能源高效利用 / 163
第6 章 动力电池
6.1 电池机理 / 170
6.2 电池性能 / 175
6.3 电池管理 / 176
6.4 电池均衡 / 178
6.5 冷却系统 / 180
6.6 电化学 / 184
6.7 镍基电池 / 185
6.8 锂电池 / 187
6.9 未来新技术 / 194
第7 章 汽车结构
7.1 底盘设计 / 199
7.2 车架 / 200
7.3 碰撞安全性 / 204
7.4 材料 / 207
7.5 替代材料 / 215
7.6 金属加工 / 221
7.7 塑性材料 / 223
7.8 悬架 / 229
7.9 底盘控制 / 232
7.10 集成化 / 235
7.11 模块化 / 237
第8 章 汽车造型与动力学
8.1 行驶阻力特性 / 241
8.2 造型的力量 / 243
8.3 边界层 / 245
8.4 汽车形状 / 247
8.5 汽车前部 / 248
8.6 汽车后部 / 251
8.7 三维气流 / 255
8.8 涡旋发生器 / 257
8.9 汽车升力 / 258
8.10 汽车底部 / 261
8.11 车轮 / 264
8.12 车身空气动力学 / 267
8.13 主动空气动力学控制 / 268
第9 章 更智能的汽车
9.1 智能驾驶 / 274
9.2 感知 / 280
9.3 雷达 / 282
9.4 激光雷达 / 284
9.5 光学器件 / 286
9.6 传感器融合 / 290
9.7 驾驶人监控 / 292
9.8 定位 / 293
9.9 地图 / 296
9.10 汽车通信 / 299
9.11 决策 / 301
9.12 未来之路 / 305
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| 內容試閱：
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在过去的几十年里，汽车发生了翻天覆地的变化，并且变化的速度正在加快。发动机设计、燃油系统、数字化控制、先进变速器和一系列其他技术的创新从根本上重新塑造了汽车的动力传动系统；先进的电子控制系统、主动底盘控制、驾驶辅助系统，以及电驱动技术、先进电池技术、新型轻质材料等，使我们能够更深入地憧憬汽车的未来。汽车创新日新月异，新技术涌现应接不暇，有必要了解其背后涉及的科技原理问题，这就是撰写本书的目的所在。
汽车技术中那些令人目眩的变革和创新确实复杂，但并不令人生畏。从根本上来说，无论是旧式的福特T 型车，还是新潮的特斯拉电动汽车，尽管它们很多的工程工艺发生了改变，但是其基本的工作原理却始终没有变化，与之相关的科学定律和机械原理也没有变化。任何掌握科学常识和机械原理初步知识的人，原则上都能够理解最先进汽车中的那些技术。
作为一本入门类图书，本书梳理了标志性的汽车新技术，着眼于能够及时反映那些最有趣的科技创新和最有价值的先进技术，其目的之一是填补面向职业培训的汽修课程和面向高级研究人员的理论课程之间的空白，为本科生学习提供一本翔实的技术导论类教材。撰写这本书的思路源自于一个汽车技术和设计的本科课程调查，调查结果发现，为本科生课程找到这类合适的教材很难，几乎所有的汽车技术入门类教材都侧重于机械结构工程师的职业培训，可供选择的其他图书常常又具有太强的学术性和技术性，对本科生的入门学习来说难度太大！本书的定位正在其间：客观地介绍了汽车技术发展背后的科学和工程问题，使具有一定技术背景的读者能够理解汽车新技术的原理、发展
趋势，以及存在的问题，并指出了未来可能的发展方向。
基于这个理念，我们力求让本书的内容既易于理解又充满吸引力。对学生、机械工程师、汽车爱好者以及其他对汽车、技术、创新或工艺感兴趣的人来说，本书也应该是易读且令人着迷的。本书涉及的技术确实会让人感到神奇，感到兴奋，感到妙不可言，但是在很多时候，它们往往隐藏在深奥的工程术语和高深的复杂计算之下，这足以彻底浇灭初学者的热情之火，这种状况必须改变。我们认为，汽车本身确实令人兴奋，关于汽车技术的图书照样也可以令人着迷。
本书适合于那些需要了解汽车工程知识的学生，试图在汽车快速创新中保持行业领先的高级技术人员，渴望掌握汽车未来发展趋势的年轻机械工程师，以及想要了解最新技术变革的汽车爱好者。
运气好的话，本书应该能够启迪年轻人，激励工程技术人员深入探索、不断迈进甚至以此为业，为汽车未来的发展做出贡献。现今正是汽车发展的黄金时代，百舸争流，共向未来，新的机会不仅可见，更可行！
本书作为入门读物，不需要深厚的汽车专业背景即可了解相关内容，如果有一定的科学知识和机械基础，会更有助于对本书内容的理解。本书每一章的每一个主题都从最基本的技术原理开始介绍，然后阐述该领域最具创意的工程理念和技术，最后讨论近期最有前景的技术进展。总之，每一章都会提供相关内容的技术背景、技术方向，以及大量创新的实例。
本书内容力求可读、简洁、易于理解，所以只专注于介绍汽车，包括现在的汽车以及汽车的未来发展，而不涉及整个汽车行业，不涉及交通基础设施、汽车制造业或者相关政策的发展，也不对相关科学研究和工程开发工作展开细致分析。尽管有朝一日，汽车相关的技术创新，包括替代燃料、燃料电池、智能交通系统等交通基础设施的改进等，能够重塑汽车的未来，看起来也很有趣，但是确实不是本书要讨论的内容。另外，如果希望能够彻底了解汽车系统设计的先进工程技术和计算方法，只能请读者查询其他图书资料了，本书毕竟只是一本技术入门类图书。简言之，本书是当代汽车创新技术的导论，其内容和技术深度专门面向具有基本科学知识和机械基础的读者群。
基于上述出发点，本书讨论了四个主要技术领域：第一，在前三章中讨论了发动机汽车技术及其发展；第二，在第4~6 章中讨论了日益普及的汽车电驱动技术，该技术在不久的将来有可能主导汽车市场；第三，在第7 章和第8 章中讨论了汽车底盘和车身设计的创新技术；第四，在最后一章中简要讨论了与先进驾驶辅助系统和无人驾驶汽车相关的传感器和导航技术。
在上述框架内，第1 章从发动机的基础知识介绍开始，阐述了发动机点火管理、先进燃油输送、燃烧室设计等方面的技术创新，并逐步过渡到先进发动机的低温燃烧基本原理和新型发动机设计。第2 章在此基础上讨论了重塑发动机的数字化控制技术，包括可变气门正时、可变升程、可变进气以及先进的主动控制技术的发展，数字化控制技术使工程技术人员在汽车设计过程中摆脱了对技术的权衡和对性能的妥协，令发动机的各项性能都获得了大幅提升。第3 章讨论了发动机和轮胎之间的传动系
统，从齿轮换档基本原理开始，一直到变速器的先进创新设计，包括无级变速器、机械式自动变速器、双离合器系统、液力变矩器等，也包括了未来轮胎设计方面取得的进步。
以上为探索汽车动力传动系统的电气化铺平了道路。第4 章概述了电机及其性能优劣，特别关注了无刷直流电机和感应电机以及相关控制技术，介绍了面向未来汽车技术的先进电机设计进展。第5 章讨论了传动系统的电气化，从混合动力汽车开始，讨论了各种混合动力驱动架构、能量再生制动特性，以及最近的能量回收技术，探求了纯电动汽车技术，以及未来纯电动汽车面临的挑战和机遇。第6 章讨论了储能技术，涉及基本的电池工作原理，以及电池先进电化学特性和设计开发的前景。
随后两章探讨了动力总成之外的先进汽车设计，从汽车结构和操作稳定性开始，到先进悬架、主动底盘控制、新材料和碰撞性能等。第8 章还讨论了汽车空气动力学，从气流和钝体的基本概念开始介绍，对气幕、主动翼板控制、地面效应管理和其他先进空气动力学创新技术及其应用进行了讨论。
最后一章探讨了先进驾驶辅助系统，讨论了目前使用的传感技术，如激光雷达、超声波传感器和雷达等，研究了诸如车道保持、主动巡航控制、防撞控制等先进的汽车控制和驾驶辅助系统，分析了传感技术在应用过程中具有的优势和存在的问题。另外，还分析了先进汽车控制与道路协同的技术潜力，探索了V2X 的可能性，讨论了先进驾驶辅助系统和无人驾驶汽车技术带来的挑战，并简要阐述了必需的人工智能技术。
希望本书能够帮助读者快速了解现代汽车创新背后的科技原理和前沿技术，了解汽车未来的发展趋势。
就像任何行业综述类图书一样，本书也不可避免地存在遗漏，希望读者能提出宝贵意见，帮助改进后续版本。在本书的撰写过程中也得到了同事的大力支持，我特别要感谢Justine Ciraolo、Jason Shulman、Marc Richard，尤其是 Kristina Lawyer，他们提出了非常有建设性的建议，如果书中存在错误，肯定是我个人原因造成的。在这里，我还要感谢诸多汽车制造商和汽车零部件供应商，他们为本书提供了图片等支持材料，也提供了他们的思想和见解。
对于所有人的帮助和支持，我深表谢意！
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