道路交通安全课件第三章

“道路交通安全工程”课程教学课件郑丽娜,第三章 车辆与交通安全,在交通事故统计的资料中显示，车辆引起的交通事故只占10%，但是这是由于车辆的机械故障引起的，实际上，车辆的结构和性能如果能进一步的改善和提高，按规定进行安全检验，使车辆具有完好的技术状况，在某些情况下，本来是可以防止驾驶失误的，即使发生交通事故，也可以减轻事故的损失。,第一节 汽车的使用性能与交通安全,汽车在一定条件下正常行驶所具有的工作能力就是汽车的使用性能。一、汽车的动力性能 是指汽车在良好的路面上直线行驶时由汽车受到的纵向力所决定、所能达到的平均行驶速度，即指决定汽车加速、爬坡和获得最大速度的性能，汽车的动力性能越好，就会具有较高的速度，较好的爬坡能力和加速能力，动力性能决定道路的最大纵坡、坡长及陡坡上陡坡与缓坡相结合的能力；,1.汽车的动力性能指标最高速度:满载汽车在良好水平路面能达到的最高行驶速度；加速性能:加速度、加速时间、加速距离加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间；原地起步加速时间：指汽车以档起步，并以最大加速度迅速换至高档，使汽车达到某一预定距离或车速所需要的时间；超车加速时间:汽车用最高档或次高档，由某一中等车速全力加速至某一高速所需的时间；因为超车时，汽车与被超车辆并行，容易发生交通事故，所以超车加速时间越短，并行行程越短，在道路上行驶时就越安全；最大爬坡度：指汽车满载时，用档所能爬上的最大坡度，用100m水平距离所升高的高度表示；,2、汽车的驱动力汽车的各种运动状态，就是各种外力作用的结果；外力就是推动汽车的牵引力和阻碍汽车运动的阻力；驱动力的产生汽车行驶的驱动力来自它的内燃发动机。在发动机里热能转化成机械能经过传动系变速和传动，将曲轴的扭矩Me传给驱动轮，产生Mt的扭矩驱动汽车驱动轮旋转，轮胎对路面产生向后的水平推力，则路面对车辆产生向前的推力，驱使汽车行驶。,影响驱动力大小的因素（1）发动机特性（2）传动系机械效率t（3）车轮的工作半径3、汽车行驶阻力 滚动阻力 滚动阻力产生的原因：（1）弹性轮胎反复变形时，其材料内部发生摩擦要消耗一部分功率。（2）在柔性路面上汽车行驶时汽车的不仅轮胎变形，而且路面也会变形，其接触面之间产生摩擦要消耗部分功率。（3）由于路面的不平整而造成轮胎震动和撞击引起部分功率的消耗。,滚动阻力的计算：滚动阻力与汽车的总重力成正比，若坡道倾角为时，其值可用下式计算: FfGfcos由于坡道倾角一般较小，认为cos1，则 Ff=Gf（N）式中：Ff滚动阻力（N）; G车辆总重力（N）；f滚动阻力系数，它与路面类型、轮胎结构和行驶速度等有关，一般应由试验确定，在一定类型的轮胎和一定车速范围内，可视为只和路面状况有关的常数。,试验表明：当车速在50km/h以下时，滚动阻力受车速的影响变化不大，而在100km/h以上时，则增长的很快，达到某一高速时，轮胎周向和侧向的变形根本来不及恢复，胎冠表面呈波浪形，即称为“驻波”现象。此时胎内摩擦加剧，滚动阻力系数迅速上升，轮胎温度很快可达100以上，致使轮胎帘布层与胎面脱落，可能在几分钟内出现爆胎现象，轮胎爆破后，如果驾驶员采取措施不及或措施不当，就会使汽车失控而发生交通事故，且爆胎前车速越高，事故损失越严重，哈大公路上，1994年发生交通事故中，因轮胎爆裂而引发的交通事故占21%，仅次于超速行驶而位居第二位，因此，对于高速行驶的车辆，提高轮胎“驻波”发生的临界速度，对保证行驶安全具有重要意义；, 空气阻力汽车在行驶中，由于迎面空气质点的压力，车后的真空吸力及空气质点与车身表面的摩擦力阻碍汽车前进，总称为空气阻力。,K空气阻力系数，它与汽车的流线型有关； 空气密度，一般=1.2258（Ns2m4）；A汽车迎风面积（或称正投影面积）（m2）；v汽车与空气的相对速度（ms），可近似地取汽车的行驶速度。,试验表明：小轿车在80km/h的空气阻力约等于滚动阻力；当车速100km/h时，空气阻力占总阻力的70%，也就是说发动机功率中有60%70%将消耗在克服空气阻力上。有资料表明，对于一般的载重汽车，如车厢有帆布板高度覆盖并绷紧，可减少涡流，使空气阻力降低到原来的68%左右。空气动力稳定性：车辆在行驶过程中，常遇到与行驶方向不一致的横向风干扰，产生侧向力、侧向力矩，形成车辆失去操纵的倾向，在低速行驶时，这种倾向一般不会使车辆改变方向，但当车速很高时，如果汽车外形设计的不好，而横向风又很大时，就有使汽车失去操纵而造成交通事故的可能性。,坡道阻力汽车在坡道倾角为的道路上行驶时，车重G在平行于路面方向的分力为Gsin，上坡时它与汽车前进方向相反，阻碍汽车行驶；而下坡时与前进方向相同，助推汽车行驶。坡度阻力可用下式计算：Fi=Gsin因坡道倾角一般较小，认为sintgI所以， Fi=Gi （N）式中：Fi坡度阻力 （N）； G车辆总重力（N）； i 道路纵坡度，上坡为正；下坡为负。滚动阻力和坡度阻力均与道路状况有关，且都与汽车的总重力成正比，将它们统称为道路阻力，以F表示：F=G（f+i）=Gf+i统称道路阻力系数,惯性阻力（加速阻力）汽车变速行驶时，需要克服其质量变通运动时产生的惯性力和惯性力矩称为惯性阻力，用Fj就表示。 汽车的质量：平移质量 旋转质量,4、汽车行驶的条件 驱动条件汽车在道路上行驶，当驱动力等于各种行驶阻力之和时，汽车就等速行驶；当驱动力大于各种行驶阻力之和时，汽车就加速行驶；当驱动力小于各种行驶阻力之和时，汽车就减速行驶，直至停车。所以，要使汽车行驶，必须具有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。即汽车行驶的必要条件（即驱动条件） ： TF 附着条件驱动力小于或等于轮胎与路面之间的附着力，即 TGk式中：附着系数，主要取决于路面的粗糙程度和潮湿泥泞程度，轧胎的花纹和气压，以及车速和荷载等，计算时可按规范选用；,5、驱动平衡图汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱动力来克服各种行驶阻力。当驱动力与各种行驶阻力之代数和相等的时候，称为驱动平衡。其驱动平衡方程式（也称汽车的运动方程式）为 T=F=fw+ F+Fj 汽车的运动方程式：T = Fw+ F+Fj改变形式， T - Fw= F+Fj上式等号左端T-fw称为汽车的后备驱动力，T、fW之值均与汽车的构造和行驶速度有关。,车辆的后备功率对安全性的影响，表现在车辆在高速行驶的超车过程中。在超车过程中，超车车辆与被超车车辆的并行阶段是整个超车过程中最危险的阶段，最大限度地减少超车并行阶段的时间，可以有效地减少发生事故的机会。要减少并行时间，超车车辆必须具有足够的后备功率，使其迅速提高车速，增大与被超车量的速度差，由于车辆所受空气阻力消耗的功率与车速的三次方成正比例，在低速行驶时可以忽略，但是在高速行驶状态下，我们必须充分考虑这个因素。,二、汽车的制动性,汽车的制动性是指汽车行驶中强制降低车速以至停车，或在下坡时能保持一定速度行驶的能力；制动性能越好，汽车才能以较高的车速行驶，在长下坡时保障安全。汽车的制动是指将动能转化成其他形式能量（热能、声能等）的过程；,1、制动性能的评价指标,制动效能（1）制动距离制动距离是汽车从制动生效到汽车完全停住，这段时间内所走的距离。 （2）制动减速度在给定的初速度开始制动，到汽车安全停止，在这一过程中速度的减少强度，称为制动减速度；减速度越大，制动效果越好；,制动效能的恒定性指连续加油和踩刹车，而使汽车不失灵的能力；抗热衰退能力：因连续制动使制动器温度升高后，仍然保持制动效应的能力；在汽车爬坡和高速紧急制动时显得尤为重要；水湿恢复能力：不因制动器侵水而使制动效能减退的能力；较差的水稳定性，是雨天交通事故的重要诱发因之一；,制动时汽车的方向稳定性汽车在制动过程中不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力等；操纵轻便，反应灵敏性是指操纵省力，在制动过程中制动力迅速而平稳地增加；放松踏板时，制动迅速解除，在行驶中不出现自行制动现象等 。,3、硬路面上的附着力系数在制动时，随着制动强度的增加，车轮由滚动到抱死拖滑是一个渐变过程，在地面留下的制动印迹将分为三个阶段：第一阶段：车轮做纯滚动，印迹的形状和轮胎胎面花纹基本一致，认为地面制动力很小或基本上没有；第二阶段：地面印迹中的轮胎花纹还可以分辨出来，但是地面印痕和胎面花纹的形状已不相吻合，花纹逐渐模糊，车轮不再坐纯滚动，胎面相对于地面发生里滑移，即车轮处于边滚边滑的状态；第三阶段：地面形成一条又粗又黑的印迹，已分辨不出胎面的花纹，车轮处于完全抱死或拖滑状态，这就是所谓“拖印”阶段；此时车轮不转，但是车轮中心依靠汽车的惯性力仍然向前运动；,从上面三个阶段可以看出，随着制动强度的增加，车轮滚动成分在减少，滑动成分在增多，所以引入滑动率S的概念：车轮纯滚动时 S=0；车轮纯滑动时 S=100%；车轮边滚边滑时 0 S100%;随着滑动率的变化，附着系数也发生变化；,影响附着系数的因素道路材料；路面的状况；轮胎结构；轮胎材料；胎面花纹；汽车运行速度；论太湖动率等；潮湿；,4、汽车的制动距离1）制动过程分析驾驶员反应时间制动器反应时间制动器起作用的时间2）制动距离,5、制动时汽车方向的稳定性汽车制动过程中维持直线行驶的能力或按预定弯道行驶的能力；制动过程中的表现为制动跑偏和制动侧滑：制动跑偏：指汽车在制动过程中当方向盘居中且保持不动时，汽车自动向左或向右偏驶的现象。制动侧滑：指汽车制动时，某一轴的车轮或两轴的车轮同时出现横向滑移的现象。,6、影响汽车制动性的因素（1）汽车的装载及荷载的转移（2）车轮制动器（3）制动初速度（4）道路附着系数（5）驾驶技术,7、车轮的防抱紧急制动时，车轮有时要失去方向性而产生侧滑，这是因为车辆在高速行驶时车轮完全抱死而产生的现象。当路面与轮胎滑动率超过20%时，制动相反要松一些，才能得到良好的制动效果，也就是说轮胎完全锁死并不是最好的，所以要采用防抱死制动装置；ABS是防抱制动系统的简称，是车轮不锁死（防抱死）制动的系统。在容易滑动的路面上，驾驶人猛力地踩制动踏板时车轮抱死，但制动信号被载控制装置中的车轮传感器采集并传给电脑。电脑发出指令通过调节器的油压，制动器压力下降，车轮则开始回转。这种作用反复进行，以得到最大的制动力。,三、汽车的操纵稳定性,汽车的稳定性是指汽车在行驶过程中，经受各种外部干扰后能自行尽快恢复原行驶状态而不致失去控制的能力； 汽车的操纵性是指汽车能正确地按照驾驶员的要求，维持或改变原行驶方向的能力；汽车的操纵稳定性是操纵性和稳定性的统一；,影响汽车的操纵稳定性的因素有：,汽车本身结构参数；使用因素的影响；地面的不平度、坡度、车轮于地面的附着力情况、风力、交通情况等外界条件；,1、汽车的纵向稳定性汽车上下坡时的翻车条件汽车匀速上坡时，前轮法向反作用力为0，汽车将失去稳定性，而绕后轴翻转。此时：,第二节 汽车的结构与交通安全,一、预防事故的结构措施1、前照灯安装在汽车的头部，作用是照亮汽车前方的道路，为安全快速行驶创造良好的照明条件；还可以向其他车辆或行人显示本车存在的作用；为防止夜间会车时前照灯中的远光灯眩目，还必须设有近光灯，近光灯可照清车前40m的距离的道路，远光灯可照清前方100150m的道路，道路交通管理条例中规定，夜间会车在没有路灯或照明不良的道路上，须距对面来车150m以外互闭远光灯，改用近光灯；,2、尾灯与制动灯,驾驶员必须及时把握前车行驶状态的变化同时注意提醒后车主一本车的存在和行驶状态，所依靠的就是尾灯和制动灯；3、挡风玻璃及后视镜驾驶员依靠挡风玻璃获得前方视野，对挡风玻璃的要求是：上部具有防眩装置，下部可以获得足够的视野，同时应遮断多余的不必要的视觉情报，以减轻驾驶员的精神负担；驾驶员依靠后视镜获得车体两侧和后方视野；根据我国机动车运行安全技术条件的规定：大客车和大型平头货车，在左、右、前各装一面后视镜，其他汽车左、右各装一面后视镜。,4、报警装置向驾驶员报知本车的不安全状态；超速报警、车门未关严报警5、仪表用来向驾驶员表示汽车的行驶状态及主要构件的工作状态；车速表、制动气压表要求表的位置和数量和尺寸、形状便于识别；,二、减轻事故损失的结构措施 1、对行人的安全措施汽车与行人相撞的过程中，行人受到三次严重的打击：1）汽车的保险杠撞击行人的腿部以及发动机罩撞击行人的腰部；2）由于人体受到冲击力作用在人体的重心以下，所以人体围绕重心发生回转运动被抛上发动机罩，并在发动机上滑动，头部碰撞前挡风玻璃；3）最后行人从发动机罩上落到地面上，很可能继而受到前轮的碾压；为了减轻行人的伤害，对汽车采取了一些结构性的措施：1）保险杠及发动机罩具有一些弹性，材料选用氨基甲酸乙酯；2）在发动机罩上部及前挡风玻璃周围布置弹性材料；3）在车前部设置防止行人跌下路面的救护网等装置；,2、保护乘员生存空间和防止火灾的措施汽车在发生碰撞或翻车时，车身发生严重变形，使车内乘员受到挤压而遭受到严重的伤害；小客车在发生正面相撞事故或被后续车追尾相撞时保护乘员的生存：使前部发动机室和后部行李仓的结构在变形时吸收较多的能量，而将乘客室设计的比较坚固，这样发生事故时，前部和后部变形较多，而乘客室变形较少；侧面撞击时，要加强车门的强度，以减少变形；当汽车翻车时，车顶受到巨大压力后可能塌陷，所以加强侧面窗框强度或在车顶加设支撑架等；,火灾一般都是因燃烧箱或油管被撞破，燃料流出后受到电气系统损坏时发生的电火花或车辆撞击地面发生的火花点燃而起火，因此，放火主要是保护好燃料和油管使其不致受到撞击；其次是防止火灾蔓延和保护人员迅速撤出；,3、车内乘员的保护装置1）安全带2）安全气囊3）安全转向柱管4）其他安全玻璃、安全枕、座骑、仪表盘和车内凸起物等,第三节 汽车技术状况与交通安全,汽车的技术状况直接决定着汽车的行驶安全，特别是转向装置和制动装置，还有轮胎、灯光、刮雨器以及行驶装置等；汽车的技术状况是随着使用及保管的变化而变化的；所以要对汽车进行及时的检查和调整，摸清发生故障的规律，采取必要的措施，为安全行车创造有利条件；,一、转向装置的技术状况对行车安全影响最大；1、影响行车安全的主要障碍转向沉重：是汽车在行驶中转动方向盘时感到吃力，这样就不能根据道路和交通变化的情况，灵活迅速的改变行车方向，不能迅速的躲避障碍物，转弯后，又不能及时回正方向；所以可能使车辆失去控制而掉在沟里，一旦发生转向沉重将无法行驶；汽车摆头:是汽车行驶中再某种情况下出现的左右摆动现象；使汽车出现蛇形行驶；是驾驶员难于驾驶汽车，增加了汽车通过道路的宽度，容易发生刮碰事故，使汽车操纵条件恶化；行驶偏向：指汽车直线行驶时自动的偏向一边的现象；,2、转向装置的调整方向盘的自由转动量不宜过大和过小，过大则汽车转向不灵，过小时有的时候方向盘虽未动而前轮发生了自动偏转，这些对行车安全是不利的；不同类型的汽车的方向盘自由转动量是不同的，须进行调整：CA10B型解放车不超过15，相当于方