汽车创新简史：改变汽车的关键技术与设计 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书精选汽车史上有意义的200多项创新技术与设计，以及60多位重要创新发明者的故事，配合丰富珍贵的技术专利图和结构原理图，以通俗易懂、轻松阅读的形式，介绍蒸汽汽车、电动汽车、燃油汽车、新能源汽车以及智能网联汽车的创新技术和设计演变，并展望未来汽车技术与设计趋势。

本书按汽车类型和汽车结构总成，分别介绍了内燃机、底盘结构、车身设计、制造工艺、动力蓄电池、新能源汽车、电气化与智能化等关键创新技术与设计，既有关键创新故事，又有结构原理讲解，适合对汽车技术与设计创新感兴趣的读者、汽车行业从业人员、汽车相关专业学生、发明创造爱好者们阅读使用。

前 言 汽车进化论

第1篇 早期车辆动力竞争 1

汽车创新名人堂（一） 2

第1章 蒸汽动力率先上路 3

1.1 蒸汽模型车/南怀仁 3

1.2 蒸汽原型车/尼古拉斯·约瑟夫·居纽 4

1.3 高压蒸汽车/理查德·特雷维西克 5

1.4 实用蒸汽汽车/阿梅迪·波利 7

第2章 电力驱动紧随其后 10

2.1 电池/亚历山大·伏特 10

2.2 铅酸蓄电池/加斯顿·普兰特 11

2.3 电动机与发电机/迈克尔·法拉第 12

2.4 实用直流电机/托马斯·达文波特 15

2.5 电动三轮汽车/古斯塔夫·特鲁夫 17

2.6 交流电机/尼古拉·特斯拉 18

2.7 换电模式电动汽车/查尔斯·简托德 20

2.8 电动汽车再生制动/达拉克 22

第3章 内燃机汽车后来居上 24

3.1 内燃机/艾蒂安·勒努瓦 24

3.2 四冲程循环内燃机/尼古拉斯·奥托 26

3.3 汽油发动机/戈特利布·戴姆勒 28

3.4 两轮摩托车/戈特利布·戴姆勒 30

3.5 三轮汽车/卡尔·本茨 31

3.6 四轮汽车/戈特利布·戴姆勒 34

3.7 汽车长途旅行/伯塔·本茨 35

3.8 柴油发动机/鲁道夫·狄赛尔 37

第4章 混合动力昙花一现 40

4.1 轻混合动力汽车/亨利·戴 40

4.2 串联式混合动力汽车/费迪南德·保时捷 40

4.3 并联式混合动力汽车/亨利·皮珀 42

第2篇 内燃机的黄金时代 43

汽车创新名人堂（二） 44

第5章 基本结构：从单缸到W18缸 45

5.1 四缸发动机、蜂窝式散热器/威廉·迈巴赫 45

5.2 整体式气缸/亨利·福特 46

5.3 铝合金活塞/沃尔特·宾利 48

5.4 V16缸发动机/凯迪拉克 49

5.5 W18 和 W16发动机/布加迪 50

5.6 复合铝镁合金缸体/宝马 51

5.7 无缸套技术/福特PTWA 52

第6章 配气机构：从两气门到电子气门 53

6.1 顶置气门/大卫·别克 53

6.2 双顶置凸轮轴/欧内斯特·亨利 54

6.3 每缸4气门设计/奔驰、布加迪 55

6.4 可变气门/本田VTEC 57

6.5 电子气门/宝马Valvetronic 58

第7 章 进气控制：从机械增压到电动涡轮 60

7.1 机械增压器/罗茨兄弟、奔驰 60

7.2 涡轮增压器/阿尔弗雷德·布黑、桑福德·莫斯 61

7.3 涡轮增压器中冷器/保时捷911 64

7.4 涡轮增压器独立冷却/大众 64

7.5 可变涡轮几何叶片/保时捷 65

7.6 双涡流增压器/宝马 66

7.7 机械和涡轮双增压器/大众 67

7.8 电动涡轮增压器/奥迪、奔驰 67

7.9 连续可变长度进气歧管/宝马 69

第8 章 燃油喷射：从化油器到电控双喷 70

8.1 化油器/查尔斯·杜里埃 70

8.2 机械式燃油喷射/博世 71

8.3 电子式燃油喷射/博世 71

8.4 燃油缸内直喷/乔纳斯·赫塞尔曼 73

8.5 氧传感器/博世 74

8.6 汽油缸内直喷 涡轮增压/奥迪TFSI 74

8.7 燃油双喷射发动机/丰田 75

第9章 点火起动：从手摇起动到自动起停 76

9.1 火花塞点火系统/罗伯特·博世 76

9.2 电动起动/查尔斯·凯特林 77

9.3 自动起停功能/丰田 79

第10章 燃烧控制：从预燃烧室到阿特金森 81

10.1 复合涡流可控燃烧/本田CVCC 81

10.2 预燃烧室燃烧技术/奔驰、玛莎拉蒂 84

10.3 火花控制压燃点火/马自达SPCCI 86

10.4 阿特金森循环/詹姆斯·阿特金森 87

10.5 阿特金森循环发动机/丰田 87

10.6 米勒循环/拉尔夫?米勒 89

10.7 可变压缩比/萨博、日产 91

10.8 可变缸技术/通用 92

10.9 排气再循环（EGR）/大众 93

第11章 奇思妙想：从转子发动机到氢动力 94

11.1 转子发动机/菲利克斯·汪克尔 94

11.2 转子发动机跑车/马自达 96

11.3 氢动力发动机/宝马 98

11.4 动能回收系统/马自达 99

11.5 催化转化器/尤金·胡德里 99

第3篇 底盘结构百年进化 101

汽车创新名人堂（三） 102

第12章 变速器：从手动变速到无级变速 103

12.1 同步器式手动变速器/厄尔·汤普森 103

12.2 自动变速器/厄尔·汤普森 104

12.3 无级变速器/米尔顿·里维斯 107

12.4 手自一体式变速器/保时捷Tiptronic 108

12.5 双离合变速器/大众 109

12.6 自动离合变速器（AMT）/法拉利 110

12.7 7速手动变速器/保时捷 110

第13章 转向系统：从液压助力到线控转向 111

13.1 液压助力转向/弗朗西斯·戴维斯 111

13.2 电子液压随速助力转向/斯巴鲁 112

13.3 电动助力转向（EPS） /铃木 113

13.4 可变齿比转向系统/本田 114

13.5 主动转向系统/宝马 115

13.6 动态转向系统/奥迪 116

13.7 四轮转向系统/本田 117

13.8 线控转向系统/英菲尼迪 118

第14章 传动方式：从直接传动到智能四驱 119

14.1 前置后驱设计/潘哈德·勒瓦索 119

14.2 直接传动系统/路易斯·雷诺 120

14.3 前纵置前驱设计/雪铁龙 121

14.4 前横置前驱微型车设计/阿莱克·伊西戈尼斯 122

14.5 四轮驱动设计/世爵60HP 123

14.6 前后双发动机设计/阿尔法·罗密欧 124

14.7 四轮驱动轿车设计/奥迪quattro 125

14.8 前后双变速器四驱系统/法拉利FF 127

14.9 电子限滑辅助/奔驰4ETS 128

14.10 轴间转矩控制系统/奥迪 129

第15章 制动系统：从鼓式制动到空气制动 131

15.1 鼓式制动器/路易斯·雷诺 131

15.2 盘式制动器/弗雷德里克·兰彻斯特 132

15.3 液压助力制动系统/马尔科姆·洛克希德 134

15.4 通风式制动盘/保时捷 135

15.5 陶瓷复合制动盘/保时捷 135

15.6 防抱死制动系统（ABS）/博世、奔驰 136

15.7 尾翼空气制动/布加迪威航 138

第16章 悬架系统：从钢板弹簧到电磁悬架 139

16.1 四轮独立悬架/奔驰 139

16.2 双叉臂式悬架/雪铁龙 139

16.3 扭力梁式悬架/雪铁龙 140

16.4 液压气动悬架/保罗·马盖斯 140

16.5 麦弗逊式悬架/厄尔·麦弗逊 142

16.6 空气悬架/凯迪拉克、奔驰 144

16.7 多连杆式悬架/奔驰 145

16.8 主动车身控制系统/奔驰 146

16.9 电磁悬架/凯迪拉克 147

16.10 自适应液压减振器/奔驰 148

16.11 电子式主动稳定杆/宝马 148

16.12 动态发动机支座/保时捷 150

16.13 可回收能量悬架系统/奥迪 150

16.14 侧面主动防护系统/奥迪 151

第17章 轮胎：从充气轮胎到防爆轮胎 152

17.1 充气轮胎/约翰·邓?普 152

17.2 胎压监测系统/通用 153

17.3 防爆轮胎/宝马 154

第4篇 车身造型与安全设计 155

汽车创新名人堂（四） 156

第18章 整车设计：从马车样式到楔形车身 157

18.1 现代式汽车设计/威廉·迈巴赫 157

18.2 现代方程式赛车设计/保时捷 158

18.3 概念车设计/哈利·厄尔 159

18.4 尾鳍造型设计/哈利·厄尔 160

18.5 楔形车身设计/马塞洛·甘迪尼 161

18.6 “折纸”车身造型/乔盖托·乔治亚罗 162

18.7 轻型越野车设计/威利斯“吉普” 164

18.8 运动型多功能车（SUV）设计/吉普 165

18.9 多用途车辆（MPV）设计/克莱斯勒 166

第19章 车身空气动力学设计 167

19.1 流线型车身设计/汉斯·列德文克 167

19.2 风洞测试设计/克莱斯勒“气流” 167

19.3 空气动力学计算设计/马尔科姆·塞耶 169

19.4 赛车定风尾翼/柯林·查普曼 171

19.5 赛车地面效应/柯林·查普曼 172

19.6 主动空气动力学系统/兰博基尼ALA 174

19.7 自动挡风系统/奔驰 175

19.8 车身气流通道/宝马、法拉利、布加迪 176

19.9 车底板涡旋发生器/奥迪 177

第20章 车身个性设计 178

20.1 鸥翼式车门设计/奔驰300SL 178

20.2 剪刀式车门设计/马切洛·甘迪尼 178

20.3 蝶翼式车门设计/迈凯伦F1 178

20.4 旋转式车门设计/柯尼赛克CC 179

20.5 鹰翼式车门设计/特斯拉 Model X 179

20.6 头颈暖风系统/奔驰 179

20.7 硬顶敞篷车身设计/布鲁诺·萨科 180

20.8 “火焰曲面”车身设计/克里斯·班格 181

第21章 车身结构与安全设计 182

21.1 承载式车身设计/蓝旗亚Lambda 182

21.2 车身被动安全设计/贝拉·巴恩伊 183

21.3 安全气囊/约翰·赫特里克 186

21.4 三点式安全带/尼尔斯·博林 188

21.5 预紧式安全带/奔驰 190

第5篇 造车技艺世纪变革 191

第22章 制造材料：从低碳钢到碳纤维 192

22.1 镀锌钢板 192

22.2 铝制车轮/埃托雷·布加迪 193

22.3 铝制车身/奥迪ASF 194

22.4 玻璃纤维车身/雪佛兰 195

22.5 碳纤维单体车身/捷豹 195

第23章 制造方式：从标准化到模块化 197

23.1 零部件标准化/亨利·利兰 197

23.2 流水线生产/亨利·福特 198

23.3 一体化压铸/特斯拉 199

23.4 模块化平台/大众MQB 200

第6篇 电动势力卷土重来 201

第24章 电池与电机：从镍氢电池到扁线电机 202

24.1 镍氢电池 202

24.2 锂离子电池/索尼 202

24.3 无模组（CTP）技术/宁德时代 203

24.4 动力蓄电池底盘一体化（CTC）/特斯拉 204

24.5 电池管理系统(BMS) /特斯拉 205

24.6 扁线电机/雪佛兰 206

第25章 电驱动：从轻混合动力到纯电动 207

25.1 48V电气系统/奥迪等 207

25.2 混合动力汽车/丰田普锐斯 207

25.3 插电式混合动力汽车/比亚迪F3DM 208

25.4 纯电动汽车/通用EV1 209

25.5 锂离子电池汽车/日产、特斯拉 210

25.6 燃料电池测试车/通用 210

25.7 燃料电池汽车/丰田 211

25.8 800V高压平台/保时捷 212

第7篇 从电气化到智能网联 213

第26章 电气配置：从碳丝电灯到激光灯 214

26.1 乙炔灯 214

26.2 电气照明系统/凯迪拉克 214

26.3 氙气前照灯/宝马、奔驰 215

26.4 随动转向前照灯/塔克、雪铁龙 216

26.5 LED前照灯/雷克萨斯、奥迪 216

26.6 矩阵式LED前照灯/奥迪 217

26.7 激光前照灯/宝马、奥迪 218

26.8 汽车空调/帕卡德、凯迪拉克 219

26.9 自动刮水器/约翰·奥森 220

第27章 座舱控制：从车速表到远程升级 222

27.1 电磁式车速表/奥托·舒尔茨 222

27.2 电子变速杆/宝马 223

27.3 抬头显示（HUD）/通用 224

27.4 人机交互操作系统/宝马iDrive 225

27.5 车载导航系统/本田、丰田 225

27.6 中控触摸屏/别克 226

27.7 全景监视系统（AVM）／英菲尼迪 227

27.8 手势识别操控/宝马 227

27.9 远程升级（OTA）/特斯拉 228

27.10 车载网络数据总线/博世 229

27.11 域控制器（DCU）/奥迪 230

第28章 智能网联：从定速巡航到无人驾驶 231

28.1 车速巡航控制/拉尔夫·蒂托 231

28.2 带行人识别的夜视系统/宝马 232

28.3 全地形响应系统/路虎 233

28.4 电子稳定程序（ESP）/奔驰 234

28.5 自适应巡航控制（ACC）/三菱 236

28.6 自动紧急制动（AEB）/本田 237

28.7 车道保持辅助（LKA）/日产 237

28.8 盲点监测系统（BSM）/沃尔沃 238

28.9 泊车辅助/大众、丰田 239

28.10 无线电遥控驾驶/弗朗西斯·胡迪纳 239

28.11

陈新亚，汽车知识杂志总编辑，主要著作包括《汽车为什么会跑 图解汽车构造与原理》《汽车1000个为什么》《汽车科学解密 会跑的科学课》《图解汽车大百科》《汽车是怎样设计的》《玩转四驱 图解四驱汽车构造与越野驾驶》《视频图解新能源汽车构造与原理》《老爷车 图说历史级世界名车》等40多种汽车科普图书。

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前言

汽车进化论

The Evolution of the Automobile

笔者长期从事汽车专业媒体工作，一直关注和跟踪国内外汽车创新技术的发展和进步，掌握大量可靠的汽车技术资料和信息，并编写过《汽车为什么会跑：图解汽车构造与原理》等图书，深知国内读者对了解汽车知识的渴求越来越不容易满足，不仅需要最新汽车知识与技术发展的内容，也希望了解汽车关键技术创新与设计演化的内容。一本全面系统梳理汽车创新路线、讲解关键技术与设计的权威图书，应当能给双碳战略目标下的汽车创新带来一些启迪。笔者认为，汽车创新主要沿着两条赛道奔跑，一是对能源的使用和控制，二是对车辆的使用和控制。

对能源使用方面，主要体现在选择什么样的能源作为汽车动能来源。最初作为汽车能源的是可以燃烧并能够烧开锅炉产生蒸汽的煤、木头等，然后是电能，后来是从煤中提炼出的煤气，从石油中提取的汽油和柴油等。再后来，发现这些石化能源既不环保，又面临枯竭，就重新使用电能也就是新能源作为汽车动力来源。具体内容参看第1篇“早期车辆动力竞争”。

对能源控制方面，主要体现在不断提高动力系统的能量转换效率。蒸汽机的效率极低，一般不超过10%。普通内燃机的效率一般不超过40%，以牺牲功率为代价的阿特金森循环和米勒循环发动机，号称热效率最高也仅能达到41%。具体内容可参看第2篇“内燃机的黄金时代”。电机的能量转换效率相对较高，可达到95%，这也是现在推崇电动汽车的主要原因之一。具体内容可参看第6篇“电动势力卷土重来”。

对车辆的使用和控制方面，主要体现在不断提升底盘性能，包括制动性能、转向性能、悬架性能和车速调节控制功能等。在集成电路发明后，人们开始使用计算机操控汽车的部分功能，多种驾驶辅助系统开始应用到汽车上，帮助人们安全、轻松地驾驶和使用汽车，让汽车逐步向智能化、网联化发展。具体内容可参看第3篇“底盘结构百年进化”、第7篇“从电气化到智能网联”。

第4篇“车身造型与安全设计”和第5篇“造车技艺世纪变革”，介绍车身设计与制造工艺的重要发展历程。这也是现在备受关注的两个创新领域。

第8篇“期待：十大汽车创新技术”，根据当今汽车技术革命发展方向，展望未来汽车技术发展趋势，精选出最令人期待的十项汽车技术与设计，希望早日得到创新

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