2020年安全工程师《道路施工安全》教材详解（四）

车辆运行安全基础理论之车辆结构与道路运输安全

(一)制动系统

制动系统按结构可分为制动器和制动传动机构，各部分的正常工作是发挥制动效能、保障车辆安全行驶的前提。

(1)汽车的制动过程

汽车的制动过程一般包括如下几个时间段。

1.驾驶员反应时间：即从驾驶员识别障碍到把踏板力施加到制动踏板上所经历的时间。其中包括驾驶员发现、识别障碍并作出紧急制动的决定所经历的时间；驾驶员移动右脚从加速踏板换到制动踏板上所经历的时间(也叫反应动作时间)。驾驶员反应时间因人而异，一般为 0.3~1.0s，反应慢的可达1.7s，酒后开车可达 2s 以上。(通常驾驶员反应时间取 1s)

2.制动协调时间：即从驾驶员踩下制动踏板到产生最大制动减速度所需时间，由克服制动系统自由行程所需时间和制动力增长时间两部分组成。制动协调时间主要取决于汽车制动系统的结构形式，同时还取决于驾驶员踩制动踏板的速度。

3.持续制动时间：在该段时间内，汽车的制动减速度基本不变，以最大制动强度制动至停车。

4.制动释放时间：指驾驶员松开制动踏板至制动力完全消除所需时间。制动释放时间一般为 0.2~0.9s，过长时会影响随后汽车的起步。

(2)制动系统的分类

制动系统按作用可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统、辅助制动系统各系统在不同情况下发挥出不同的制动效果。

1.行车制动系统。是指用以使行驶中的车辆降低车速甚至停车的制动系统。

2.驻车制动系统。是指用以使停止的汽车能维持在原地不动的制动系统。

3.应急制动系统。是指在行车制动系统失效的情况下，保证车辆仍能实现减速或停车。

4.辅助制动系统。是指在行车过程中能降低车速或保持车速稳定，但不能使车辆紧急停住的制动系统。在山区行驶的载货车必须装备辅助制动系统。辅助制动系统主要有：缓速器、发动机制动、排气制动。

①发动机制动效力最低—当下坡车速为较高车速的 60%时，能够维持稳定的下坡坡仅为2.6%，且必须使用很低挡位[如下 7%的长坡，其稳定车速仅为较高车速的 7%(此时必须是 1挡)]。

②排气制动效力高一些一当下坡车速为较高车速的 60%时，能够维持稳定的下坡坡度为4%，且必须使用较低挡位[如下 7%的长坡，其稳定车速为较高车速的 19%(此时必须是 3 挡以下)]。

③最有效力的持续制动装置是缓速器一当下坡车速为较高车速的 60%时能够维持稳定的下坡圾度为 70%，且可以使用较高挡位(如下 7%的长坡，其稳定车速可为较高车速的 60%)。缓速器分为液力缓速器和电涡流缓速器。液力缓速器的优点是：缓速效能比发动机缓速装置高，能以比较高的速度下坡行。尺寸和质量小，可与变速器连成一体，工作时不产生磨损，工作液产生的热易于传出和消散，且在长下坡时可保持发动机的正常工作温度;低速时制动转矩趋于零，在滑路制动时车轮不会产生滑移。缺点是：接合和分离滞后时间长，不工作时有功率损失，特别是用于挂车时结构复杂。

④电涡流缓速器是一种新型非接触式减速装置，制动效能高，除可稳定车速外，还可以降低车轮制动器温度，提高摩擦片寿命，提高汽车行驶的安全性、平顺性;缺点是尽寸庞大、机体沉重、消耗电能且受周围环境温度影响较大，目前只适用大型商用车辆。我国规定，在特大型客车、大型客车及中型客车的高二级都必须全部装备(缓速器)。

(二)转向系统

汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶，从而确保安全。转向系统按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。

机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其所有传力件都是机械的，主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机(或电动机)的动力作为转向能源的转向系统。汽车转向所需的能量只有一小部分由驾驶员提供而大部分能量由发动机(或电动机)通过转回加力装置提供)。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。对最大总质量在 50t 以上的重型汽车而言，一旦动力转向装置失效，驾驶员通过机械传动系统加于转向节的力远不足以使转向轮偏转而实现转向，故这种汽车的动力转向装置应特别可靠。规定车辆右侧通行应将转向盘安置在驾驶室左侧。规定车辆左侧通行的，转向盘则应安置在驾驶室右侧。转向系统常见的故障有：

(1)转向沉重。

(2)转向不灵敏，驾驶员对车辆进行转向操作时感觉“旷量”很大，需要用较大的幅度转动转向盘，才能控制车辆的行驶方向：而汽车在直线行驶时又感到行驶不稳定。

(3)汽车发飘。驾驶员在保持转向盘不动时，车辆前行过程中容易从一侧偏向另一侧。

(三)行驶系统

汽车行驶系统的功用是支持全并保证车辆正常行驶，其基本功能是：

(1)接受由发动机经传动系统传来的转矩，并通过驱动轮与路面间的附着作用，产生路面对驱动轮的驱动力，以保证汽车正常行驶。

(2)支持全车，传递并承受路面作用于车轮上各向反力及所形成的力矩。

(3)尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击，并衰减其振动，保证汽车行驶平顺性。

(4)转向系统协调配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。轮式汽车行驶系统一般由车架、车桥、车轮和悬架组成，其常见故障有：

1.行驶跑偏。车辆行驶过程中，在驾驶员无转向操作的意图下，车辆不能保持直线行

驶，自动偏问道路一侧。

2.前轮定位失准。即车辆的主销后倾、主销内倾、车轮外倾、车轮前束等定位参数的

实际数值偏离设计基准值。

3.车轮不平衡。车轮的平衡状况超过许可范围。

4.行驶轮胎爆胎。车辆行驶过程中轮胎突然爆裂，气压丧失，失去承载能力。轮胎爆胎的主要原因是：气压不足、气压过度、轮胎磨损严重、轮胎突然被扎破或受到猛烈撞击。

(四)车身

汽车车身是指安装在汽车底盘上各种箱型构建和覆盖件的总称，是驾驶员的工作场所，也是装载乘客和货物的场所。车身应为驾驶员提供良好的操作条件(隔离汽车行驶时的振动、噪声、废气以及恶劣气候的影响)，并保证完好无损地运载货物且装卸方便。最重要的是，车身结构和设备还应保证行车安全和减轻事故后果。

(1)车身壳体

车身壳体是一切车身部件的安装基础，通常指纵、横梁和立柱等主要承力原件以及与它如相连接的板件共回组成的空间结构，还包括在其上敷设的隔音、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。车身壳体按受力可分为以下几类：

1.非承载式车身。这种车身的结构特点是车身通过橡胶软垫或弹簧与车架做柔性连接。在这种情况下，车架是支承全车的基础，承受着在其上所安装的各个总成的各种载荷。这种车身并不是不承载，起码它要承受所装载的人员和货物的重量及惯性力，只不过在车架设计时不考虑车身对车架承载所起的辅助作用而已。绝太多数货车驾驶室都是非承载式结构，因为驾驶室只占汽车长度的一小部分，不可能采用承载式结构。

2.半承载式车身，这种车身的结构特点是通过焊接、铆接或螺钉与车架刚性连接。在这种情况下，车架仍然是承受各种总成的载荷的主要构件，但车身还在一定程度上有助于加固车架，分担车架所还受的一部分载荷。

3.承载式车身。这种车身的结构特点是汽车没有车架，车身就作为发动机和底盘各总成的安装基体。在这种情况下，车身兼有车架的作用并承受全部载荷。为了省去笨重的车架而使汽车轻量化，绝大多数轿车车身都采用承载式结构。

3.典型半承载式客车车身结构如图所示，通常在客车专用底盘(其车架由两根前后直通

(2)车门

车门是车身上的重要部件之一，按其开启方法可分为：顺开式、逆开式、水平滑移式上掀式、折叠式和外摆式等。

顺开式车门即使在汽车行驶时仍可借气流的压力关上，比较安全，故被广泛采用。逆开式车门在汽车行驶时着关闭不严就可能被迎面气流冲开，因而很少采用。水平滑移式车门的优点是车身侧壁和障碍物距离很小时仍能全部开启。上掀式车门广泛应用于轿车及轻型客车的背门，有时也用于低矮的汽车。折叠式和外摆式车门广泛应用于大、中型各车。

(3)驾驶员视野和视野盲区

驾驶员视野分为前方视野、侧方视野、后方视野。现代汽车的驾驶室结构除了安装玻璃的支柱外，还因封闭性需要采用了片状的金属板件，这些结构会部分遮挡驾驶员视野，形成视野盲区。