本書針對車輛工程專業學生編寫，以幫助學生了解車輛行業的發展現狀，了解車輛工程專業的課程設置、實踐內容和主要的科技創新活動。本書的主要內容有車輛行業認識、車輛工程專業認識、汽車工程師職業介紹、汽車基本原理與構造、汽車試驗與標準等車輛工程專業傳統的知識，同含新能源汽車技術和無人駕駛汽車等新技術、新知識。

汽車是一種復雜的機電產品，汽車的設計和制造涉及機械電子、能源化工、信息科學等多個學科，具有鮮明的多學科交叉融合特點。目前，中國在全球汽車制造業中的市場份額約為30%，已經成為世界汽車制造大國。國家信息中心的分析指出，汽車行業與相關行業的就業關繫比例為pan>：7，即汽車行業中每增加一個就業崗位，就會帶動相關行業增加7個就業崗位，為汽車人纔的培養提出了具體的需求。

隨著汽車產業的高速發展，汽車的技術也在飛速變革，新能源汽車、電動汽車、智能汽車已經由初的概念逐步成為現實。20pan>年，中國的新能源汽車產、銷量已居世界位，是純電動汽車的產、銷量達到41.7萬輛和40.9萬輛。汽車已經由初的單純依靠內燃機驅動轉向混合動力驅動和純電力驅動。在汽車制造材料的發展方面，“以塑代鋼”、輕型蜂窩材料、合金材料、3D打印等新材料和新工藝成為汽車制造材料發展的一個趨勢；汽車智能化、網聯化發展是汽車技術發展的又一趨勢。大數據、雲計算和移動互聯技術的迅速發展，為汽車技術的變革提供了一個新臺。德國的“工業4.0”、中國的“中國制造2025”“互聯網+”概念的提出，使融合傳感設備和控制執行設備的新型“車路感知智能網聯汽車”一代的汽車。作為機械工程學科下屬的二級學科，車輛工程專業的培養目標是培養具備車輛工程領域設計理論、制造技能及應用能力的專門人纔。基於汽車工業的特點，要求高校培養的車輛工程技術人纔具備多學科的視野和不斷創新的能力。

在本書編寫過程中，編者結合教學實際及車輛工程專業的主要特點，以導論性課程為基礎，並參考同類教材和相關文獻，從教學實際出發，力求使教材內容概念表達、知識結構合理、教學安排層次清晰，一步突出導論課程的主要特點。全書共分7章，前5章從汽車的發展歷史講起，分別介紹汽車行業的發展、專業的發展、人纔的培養、汽車的基本結構和試驗方法；後2章為汽車前沿技術，分別介紹新能源汽車技術的發展情況和新的無人駕駛汽車技術的發展現狀。每章後面附有擴展閱讀材料，可擴展學生的視野，使學生了解更多相關知識。

本書由燕山大學李昊教授擔任主編，太原理工大學武志斐副教授和燕山大學車輛與能源學院高級實驗師崔擔任副主編。李昊編寫了本書第1~3章，武志斐編寫了本書第4、6、7章，崔編寫了本書第5章。研究生趙陽、李賀、張校鋒、溫俊亮、汪運鵬、張熙等為本書部分文字和繪圖工作提供了幫助。

由於編者有限，書中不妥和疏漏之處在所難免，歡迎讀者批評指正。：lihao@ysu.edu.cn。

第pan>章車輛工程行業認識

1.pan>汽車與人類文明

1.1.pan>飛蓬轉而知為車

1.車輪的出現

“飛蓬轉而知為車”出自《淮南子·說山訓》中“見窾木浮而知為舟，見飛蓬轉而知為車”。“飛蓬”是一種草，它的葉子呈輪狀而隨風旋轉，傳說我們的祖先因此受到啟發而發明了車輪，但這隻是一個傳說。實際上，車輪的發明有其發展過程，並非隻是受到啟發就能將車輪制造出來。在掌握鋒利而堅固的工具之前，人類不可能制造出車輪，因為用石器根本無法完成這種作（即使是實木的圓板車輪也制造不出來，更不必說帶輻條的車輪了），因此，車輪誕生的時間是在青銅器時代之後。早的車輪是實心的，人類在社會的發展過程中，逐漸認識到將重物放在圓木上拖著走可將其轉運，並且比較省力。後來人們用實木圓板代替圓木轉運重物。這種實木圓板輪子制造方法簡單，隻需用木釘將木板固定在一起，再將它安在車軸上即可。

空心帶有輻條的車輪早出現在美索不達米亞，美索不達米亞是縱貫伊拉克境內的幼發拉底河與底格裡斯河之間的區域，當時從中亞遷徙到美索不達米亞的蘇美人建立了早的城市，並開始了對車輪和戰車的研究。一種說法是他們從陶工那裡受到了啟發，因為陶工們用旋轉的輪子制造陶器。大前3000年，美索不達米亞的工匠挖去了實木車輪中的一些木料，制造出了空心車輪，這就是早的帶輻條的車輪（圖1.pan>）。車輪的發明和制造了人的體力，了人類使用交通工行人或貨物運載。

2.車的產生

自從車輪出現之後，車也應運而生。根據史料記載前1600年的商代，我國就可以生產出相當高級的兩輪車，其車輪是輻條形式的。到西周時期前77pan>年），制造馬車的技術就已經相當成熟，馬車也逐漸盛行。2014年，我國考古隊在陝西周原遺址發現的西周時期大型馬車，可以證實當時馬車的盛行程度。出土的馬車輪轂著銅片，車廂壁上裝飾著青銅獸面，拉車的馬匹還佩戴著皮質套具，考古人員推斷這輛馬車是商周時代為“豪華”的大型馬車。在春秋戰國時前770一前22pan>年），馬車被當作戰車使用，這了造車技術一步發展。自秦始皇統一六國之後，中國的經濟發展，文化繁榮昌盛，國家大興修路（當時稱為驛道），形成以咸陽為中心的四通八達的陸地交通網。陝西秦始皇兵馬俑博物館的館藏文物——秦陵銅馬車的制造工藝就可以證實當時造車技術的程度。該銅馬車主體為青銅所鑄地運用了鑄造、焊接、鑲嵌、銷接、活鉸連接、轉軸連接等各種工藝技術，並將其地結合為一個整體。陝西臨潼秦始皇陵出土的銅馬車（圖1.2）的樣式，可以代表秦代車輛的制造。

三國時期，諸葛亮為了北伐曹魏，親自率軍北出祁山。為了在崎嶇的山路上運送糧草，諸葛亮設計制造了一種名為木牛流馬的運糧車。據說這種運糧車可以自己行走，從而省去不少人力，但其實並非如此，這種運糧車就是一種裝了閘的人推四輪小車。三國時期還有一位輔佐魏明帝的工匠大技師叫馬鈞，他發明了指南車（圖1.3），這種車無論向什麼方向行駛，車上小人的手始終指向南方。此外，中國是世界上早發明裡程記錄儀器的國家，3世紀時就已經發明了用來記錄裡程的記裡鼓車（圖1.4）。這種記裡鼓車每行駛500m，車上的小木人就擊鼓一次；每行駛5000m，另一個小木人就會敲鑼一次。指南車和記裡鼓車均是根據齒輪傳動原理工作的。這些車輛的出現足以證明我國在1700多年前造車技術達到的，它們是我國造車技術的成就。在宋代，有士叫燕肅，是一位機械工匠，他向皇帝詳細奏表了指南車和記裡鼓車的制造方法，經允許，他重新制造了指南車和記裡鼓車。