中国的汽车产业发展迅速,已经成为我国国民经济的支柱产业之一。随着家庭平均汽车保有量的迅速增长,汽车给整个社会带来的能源、环境、交通和安全的压力日益加大。尽管汽车在轻量化、电动化、排放控制技术和安全技术方面已经有了长足的进步,尤其是近几年互联网和通信技术在汽车的独立驾驶和智能化方向提供了极大的发展和创新的空间,但诸多的发展给汽车产业带来无限的挑战和机遇。因此,行业的快速变化亟需培养一大批不仅懂专业技术,更熟悉跨界知识的创新型人才。
重庆大学汽车协同创新中心认识到人才培养的迫切需求,组织我们为新成立的汽车学院编写一套教材。参与这套教材编写的所有作者都身在汽车行业的科研和技术开发的第一线,其中大部分作者是近年海归的年轻博士。教材的选题经过专家在传统学科和新兴学科中反复地论证和研讨,遴选了汽车行业面临紧迫挑战性的技术和话题。第一批教材有八本,包括《汽车材料及轻量化趋势》《汽车设计的耐久性分析》《汽车动力总成现代技术》《汽车安全的仿真与优化设计》《汽车尾气排放处理技术》《汽车系统控制及其智能化》《中国汽车二氧化碳减排路径》和《汽车制造系统和质量控制》。
这套教材的一个共同特点就是与国际发展同步、内容新颖。编著者对于比较传统的学科,在编写过程中尽可能地把最新的技术和理念包括进去,比如在编写《汽车材料及轻量化趋势》的过程中,不仅介绍了各种轻量化材料的特点和动向,而且强调了轻量化材料的应用必须系统地考虑材料的性能、部件的加工方法和成本。有些选题针对汽车行业发展的新的技术动向,比如《汽车安全的仿真与优化设计》主要介绍汽车安全仿真的模型验证和优化,这是汽车产品开发采用电子认证的必经之路;而《汽车系统控制及其智能化》概括了汽车的主要系统及其控制,以及智能化技术在各个系统中的应用,这些都是汽车自动驾驶的基础。
这套教材的另一个突出的特点是实用,比如一般汽车设计要求非磨损件的寿命是24万公里。《汽车设计的耐久性分析》着重介绍了汽车行业用于耐久性分析的主要工具和方法,以及这些方法的理论基础。这是进行汽车整车和零部件寿命耐久性正向设计的基础。随着环境保护的法规日益严格,汽车排放控制技术也在不断发展提高。汽车动力技术已经形成化石燃料到其他燃料的多元化发展,《汽车尾气排放处理技术》和《中国汽车二氧化碳减排路径》介绍了排放控制技术的进程和法规实施的协调,以及达到法规要求的不同技术路线。汽车质量一直是热门话题,也是一个汽车企业长期生存的关键问题之一。《汽车制造系统和质量控制》介绍了现代汽车制造系统与质量控制的基本概念和实践。
本套丛书不仅对汽车专业的学生大有裨益,也可以作为汽车从业人员和所有对汽车技术感兴趣者的参考读物。由于时间有限,选题的范围还不全面。每本书的内容也会反映出作者的知识和经验的局限性。在此,真诚地希望广大读者提出意见,供我们不断修改和完善。
随着我国汽车工业的快速发展,先进的汽车设计理论和技术在车身开发中越来越受到重视。同时,汽车发展遇到了环保、能源、交通等各个方面的诸多问题,在这种新形势下,从业者掌握和熟练运用核心设计技术显得尤为重要。
汽车的设计与制造是一个非常复杂的系统工程,需要考虑零件、子系统、系统,乃至整车等各个层面,综合运用材料科学、能源科学、信息科学和制造科学的相关知识、理论和方法。本套“汽车工程专业系列丛书”涵盖了汽车制造系统和质量、汽车动力总成、汽车材料及轻量化、车身耐久性、汽车安全仿真与优化、汽车系统控制及其智能化、汽车尾气排放处理与二氧化碳减排等多个方面的内容,涉及汽车轻量化、安全、环保、电子控制等关键技术。
本套丛书的作者既有在汽车相关领域工作多年、经验丰富的专家,也有学成回国、已崭露头角的后起之秀;内容安排上既有适合初学者学习的大量基础理论知识,也融入了编著者在相关领域多年来的研究体会和经验,从中我们能充分体会到现代汽车技术节能、环保和智能化的发展趋势。本套丛书结合大量实例,取材丰富、图文并茂。
本套丛书可作为汽车设计的参考工具,也可作为车辆工程、机械工程、环境工程等专业研究生的专门教材及学习参考书。相信该套书对于汽车行业相关领域的研究生、企业研发人员和科研工作者会产生重要的启发作用,特作序推荐。
上海交通大学
作为汽车专业研究生的阅读材料,本教材将集中介绍汽车,特别是乘用车动力总成的历史沿革、原理构造、设计方法,以及所依托的先进理论与分析手段。
与国内传统教材相比,本教材在众多前辈工作的基础上,以汽车动力总成的功能描述为出发点,进而解释内燃机的关键性能指标、原理、设计方法,再通过介绍相关基础学科与开发方法,力图建立一幅动力总成的技术全景图。鉴于作者知识所限,本教材以汽油机为主,介绍了内燃机的主要性能参数,继而引出内燃机的工作原理,以及相应的设计理念与方法。此外,本教材亦试图通过能源、经济与环境等社会因素的分析,解释汽车动力总成的历史、现状与未来之路。同时,本教材通过总结理论知识,并结合若干工程应用,简单阐述了理论在工程实践中的应用。
本教材并不打算在具体的工程技术细节方面花费过多笔墨。关于这些内容,相信读者一定可以找到相关书籍,并且在实践当中不断深化认识与应用。之所以如此安排,是希望理工科学生在专注研究工程技术的同时,能够从宏观层次来理解动力总成这一人类历史的重要发明。21世纪,不但需要工程师,更加需要具备工程、经济、社会等综合视野的人才。本教材的目的在于抛砖引玉,为汽车相关专业研究生、工程师,以及从业人员开拓思路,提供帮助。
人类社会的进步离不开对历史的记录与学习,本教材的编写也离不开前人的工作与铺垫。在此,作者谨向那些为本教材提供参考与素材的专家与同行,致以最诚挚的谢意!
张亮