轨道车辆制动工程 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:邓之明

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页数:0

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出版时间:

价格:26.0

装帧:平装

isbn号码:9787113073183

丛书系列:

图书标签:

• 轨道交通
• 制动系统
• 轨道车辆
• 工程技术
• 机械工程
• 交通运输
• 车辆工程
• 摩擦学
• 可靠性
• 安全工程

现代车辆动态学与控制系统：理论与应用 本书涵盖了现代车辆系统设计、分析与控制领域的关键理论与工程实践，旨在为工程师、研究人员和高级学生提供一个全面、深入的视角。内容聚焦于车辆的运动学、动力学、悬架系统设计、转向系统优化以及先进的电子控制策略，以确保车辆在各种工况下的性能、舒适性与安全性。 --- 第一部分：车辆运动学与刚体动力学基础 本部分奠定了理解车辆复杂行为的理论基础。我们从理想化模型的建立入手，随后逐步引入实际工程中的复杂因素。 第一章：车辆几何与运动学 详细阐述了车辆的几何参数如何影响其运动特性。包括轴距、轮距、转向轴倾角（Caster）、内倾角（Camber）和主销后倾角（KPI）的精确测量与计算方法。重点分析了车辆在低速和高速转弯时的运动学约束，尤其关注阿克曼转向几何在不同转向角下的实现精度。探讨了轮胎与路面接触斑点（Contact Patch）的几何关系，以及由此产生的瞬时转向中心（Instantaneous Center of Rotation, ICR）的确定方法，这对于理解车辆转向不足（Understeer）和转向过度（Oversteer）至关重要。 第二章：轮胎力学模型 轮胎是车辆与地面唯一的接触媒介，其性能直接决定了车辆的极限性能。本章深入剖析了轮胎的力学特性。详细介绍了描述轮胎侧向力、纵向力和力矩的经典模型，如Magic Formula (MF) 模型及其参数的辨识方法。讨论了轮胎滑移率（Slip Ratio）和侧向载荷转移对抓地力椭圆（Friction Ellipse）的影响，并解释了如何利用这些模型来预测车辆在制动、加速和转弯过程中的实际表现。同时，探讨了路面粗糙度和温度变化对轮胎特性的实际影响。 第三章：刚体动力学建模 本章关注于车辆作为一个整体在三维空间中的受力与运动。建立了车辆的六自由度（6-DOF）刚体动力学模型，包括纵向、侧向和垂向的平移运动，以及绕这三个轴的旋转运动。推导了欧拉方程和牛顿运动方程在车辆坐标系下的具体形式。重点分析了车辆在不同载荷分布和加速度下的质量转移效应，特别是侧向加速度导致的载荷转移对轮胎侧向刚度的影响。应用拉格朗日方程对复杂系统进行建模，为后续的悬架分析打下基础。 --- 第二部分：车辆悬架系统设计与分析 悬架系统是连接车轮和车身的关键机构，其设计目标是在保持良好的乘坐舒适性和维持轮胎与地面接触稳定性之间取得平衡。 第四章：线性悬架系统分析 从基础的整车质量-弹簧-减振器模型出发，分析了悬架系统的固有频率和阻尼特性。详细解释了簧下质量（Unsprung Mass）和簧上质量（Sprung Mass）的隔离效果，以及如何通过选择合适的弹簧刚度和减振器特性来控制车辆的俯仰（Pitch）、侧倾（Roll）和垂向振动。引入了传递率（Transmissibility）的概念，用以量化路面激励通过悬架传递到车身的程度。 第五章：非线性悬架与被动控制 讨论了实际悬架系统中普遍存在的非线性因素，例如球铰链的几何约束、橡胶衬套的阻尼特性以及非线性弹簧曲线。重点分析了运动学设计，包括车轮运动轨迹的控制，如横向力导致的侧倾刚度变化（Roll Center Migration）。深入探讨了先进的被动减振技术，如可变阻尼减振器（Variable Damper） 的工作原理及其对车辆动态响应的改善。 第六章：车身运动控制 本章专门研究如何利用悬架几何和元件特性来主动控制车身姿态。详细分析了横向稳定杆（Anti-roll Bar） 的设计原理及其对侧倾刚度的贡献。引入了空气悬架系统的基本概念，包括气室压力控制对刚度和行驶高度的实时调节能力，并讨论了如何利用这些特性实现对车身侧倾和俯仰的有限控制。 --- 第三部分：车辆动力学性能评估与分析 本部分将理论模型应用于实际的车辆动态性能评估，特别是车辆的操纵稳定性。 第七章：车辆操纵稳定性理论 这是车辆动力学分析的核心。引入了线性侧向动力学模型（Bicycle Model, 简称双轮模型），用于分析中低速范围内的转向特性。推导了转向不足和转向过度的判据，并解释了中性转向点（Neutral Steer Point） 的概念。详细分析了稳态回正力矩（Self-Aligning Torque） 对转向特性的影响，以及轮胎侧向刚度（Cornering Stiffness）在决定车辆响应中的核心作用。 第八章：高阶侧向动力学与模态分析 针对更精确的分析，本章扩展到四轮模型，引入了质量转移和轮胎纵向力的耦合效应。通过特征值分析，识别车辆侧向运动的特征模态，包括短周期（Short Period） 振荡和弗拉特（Phugoid） 运动。分析了重量转移效应（Weight Transfer Effect） 对车辆极限操纵边界的限制，并介绍了如何通过优化轴荷分配和悬架调校来提升极限性能。 第九章：车辆制动稳定性与性能 尽管本书侧重于车辆控制，但制动系统是影响动态性能的关键输入。本章集中于制动过程中的纵向动力学。分析了制动力分配（Brake Bias） 对车辆俯仰和制动稳定性的影响。讨论了最大制动力的分配极限，并引入了制动锁死（Wheel Lock-up） 现象的发生条件。为后续的ABS/EBD等系统提供了必要的理论基础。 --- 第四部分：先进车辆控制系统集成 本部分关注于现代电子控制系统如何利用车辆的动态模型来实时干预和优化车辆性能。 第十章：主动悬架控制基础 引入了半主动与全主动悬架系统的概念。详细阐述了悬架控制律的设计方法，包括基于状态反馈的LQR（线性二次调节器）控制器设计。重点分析了电磁阀减振器（Semi-Active Damper） 如何通过实时改变阻尼系数来改善瞬态响应和抑制振动。讨论了如何整合加速度计和位移传感器的数据，构建准确的车辆状态估计器。 第十一章：车辆稳定性控制系统（VSC/ESC） 这是现代汽车安全的核心技术。本章深入剖析了横摆力矩（Yaw Moment） 和侧向加速度的估计方法，特别是基于车辆速度传感器（如轮速传感器和转向角传感器） 的侧向误差模型。详细解释了车辆稳定性控制（VSC） 系统如何利用差分制动来实现对车辆横摆角速度的精确干预，以避免失控。讨论了系统启动的阈值判定、滑移角估算与执行器的响应协调。 第十二章：转向系统与线控转向 探讨了动力转向系统（EPS）的控制架构。分析了扭矩叠加式电动助力转向系统（Torque-Overlay EPS） 的工作原理。重点介绍了线控转向（Steer-by-Wire） 的系统架构，包括冗余传感、故障诊断与容错控制策略。讨论了如何通过精确控制转向比和转向助力，实现可变转向比（Variable Ratio Steering） 带来的操控性提升。 --- 本书特色： 本书的编写严格遵循工程实践的严谨性，每一个理论模型都配有详细的推导过程和实际工程应用案例的分析。内容深度覆盖了从基础理论到前沿控制策略的全景，特别强调了系统耦合性——即轮胎、悬架和电子控制系统之间的相互影响。丰富的图表和公式将复杂的动态过程可视化，帮助读者构建清晰的物理图像。 目标读者： 汽车工程、机械工程、控制科学专业的高年级本科生、研究生，以及从事车辆研发、性能调校和底盘控制系统设计的工程师。

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这本书的版式和印刷质量倒是值得称赞，图文排版清晰，尤其是一些关键的机械结构示意图，线条非常清晰锐利，即便是复杂的阀体结构也能一目了然。但是，内容上我发现它似乎更侧重于传统铁路车辆，对于城市轨道交通，特别是地铁和轻轨的制动系统，虽然有所涉及，但深度远远不够。现在城市轨道交通的运行密度和对平稳性的要求越来越高，对低速蠕行制动、紧急制动手柄的响应时间等细节的关注已经成为热点。这本书对这些新兴应用场景下的特定制动逻辑和安全冗余设计着墨不多。例如，关于抱闸系统在救援模式下的激活流程和电气安全隔离措施，书中没有提供足够的细节来指导现场维护人员。感觉这本书的创作年代可能稍早一些，未能充分捕捉到近十年内轨道交通技术快速迭代带来的新需求，比如更精细的轴温监测与制动干预的集成，这方面的内容几乎是空白，让人感到有些遗憾。

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从一个侧面来看，这本书的内容结构划分得非常合理，像是为准备某个行业资格认证考试而精心准备的教材。章节间的递进关系非常流畅，从最基本的制动物理学讲到具体的执行元件，再过渡到整个列车的制动协调控制。对于一个希望快速建立起完整知识框架的新手来说，这绝对是一本优秀的导读。但是，对于我这样已经在该领域工作多年的人来说，这本书的知识更新速度显然跟不上行业发展的步伐。例如，书中关于列车网络通信（如列车控制总线）对制动指令传输实时性和可靠性的影响分析，非常笼统，没有深入探讨当前主流的冗余通信协议（如冗余以太网）在这种关键系统中的具体应用和故障切换机制。我本希望看到一些关于网络延迟如何被纳入制动安全裕度计算的实例，但书中这部分内容显得非常基础，仿佛停留在概念介绍的层面，缺乏实际的工程数据来支撑其论证。

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这本书拿到手，首先映入眼帘的就是那厚实的封面，一看就知道内容沉甸甸的，绝非泛泛之谈。我本来是冲着想了解一些前沿的轨道交通技术来的，尤其是关于新能源动车组的制动系统，但翻开目录后，发现它更多地聚焦于基础原理和传统技术，比如轮轨关系下的摩擦特性、制动力的分配计算，以及各种气压、液压制动系统的详细结构图解。对于我这种已经对基础理论很熟悉的读者来说，这本书在深度挖掘某些特定领域的创新应用上显得有些保守了。例如，书中对再生制动的能量回收效率优化、或者智能控制策略的探讨，内容相对比较简略，更像是教科书式的介绍，缺乏实际工程案例中遇到的那些棘手难题的深入分析和解决方案。我期待看到更多关于极端天气、高速运行下制动效能衰减的实证数据和应对措施，但这本书更像是为初学者或需要系统回顾基础知识的工程师准备的，如果想寻找能立刻应用于复杂项目中的“黑科技”，可能会略感失望。整体感觉，它是一部扎实但略显陈旧的参考书，适合作为入门或系统学习的蓝本，而不是解决尖端工程挑战的实战手册。

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我对这本书的整体感觉是“厚重有余，灵动不足”。它提供了一个坚实的、如同钢筋混凝土般的理论基础，让你明白“为什么”会这样制动，以及“如何”从数学上推导这些现象。但当我合上书本，尝试去想象如何解决一个突发的、涉及多系统耦合的制动异常故障时，这本书提供的“工具箱”似乎有些空泛。它缺少那种充满行业智慧的、关于故障排除的“窍门”或“经验法则”。好的工程书籍，除了理论，还应该包含对不确定性的管理，比如传感器漂移对制动距离的影响、不同批次摩擦材料性能差异的处理预案等。这本书在这方面着墨甚少，更偏向于“理想状态下的完美制动”。因此，如果你想深入了解如何将理论转化为面对现实世界复杂多变的挑战的有效方案，这本书的指导性可能需要与其他更贴近现场实践的资料结合起来阅读，才能达到预期的效果。

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当我开始阅读其中的章节时，我立刻察觉到作者在理论推导上花费了巨大的心血，每一个公式的得出都有着严谨的逻辑链条，这对于需要理解制动系统设计底层逻辑的专业人士来说，无疑是一大福音。书里详细阐述了制动过程中能量的转换与耗散模型，对于理解热力学在机械系统中的应用非常有帮助。然而，这种对“完美”理论的追求，似乎牺牲了对实际工程复杂性的描述。比如，在讨论制动盘的热疲劳问题时，虽然给出了经典的赫兹接触理论的应用，但对于现代列车在频繁启停工况下，制动盘表面微裂纹的萌生与扩展的数值模拟方法，提及得非常轻描淡写。我个人更倾向于那些能将复杂的数学模型与实际的材料科学、有限元分析（FEA）结合起来的著作，能提供一些关于如何通过建模来预测部件寿命的实例。这本书的语言风格偏向于学术论文的严谨性，虽然准确，但缺乏一些工程实践中常用的“经验之谈”和“陷阱警示”，读起来稍显枯燥，需要极高的专注力才能跟上作者的思路，不太适合在零散时间进行阅读和回顾。

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