第4章-車輛與交通安全課件

第4章車輛與交通安全本次課的主要內(nèi)容：1、汽車的制動安全性；2、汽車的操縱穩(wěn)定性；3、車輛結(jié)構(gòu)與行車安全。第4章車輛與交通安全本次課的主要內(nèi)容：1§4.1汽車行駛性能與行車安全1.汽車的制動安全性在不中斷動力傳遞的條件下要使一輛處于運(yùn)動中的汽車減速直至停止下來，理論上存在3種途徑：途徑之一：借助汽車運(yùn)動過程中的相關(guān)阻力（如空氣阻力、滾動阻力等）使汽車停止下來；途徑之二：利用制動裝置（如車輪制動器）使汽車停止下來；途徑之三：通過在道路上設(shè)置障礙物使汽車停止下來。實(shí)際中僅第二條途徑具有可行性。§4.1汽車行駛性能與行車安全1.汽車的制動安全性2汽車的制動性是指汽車在行駛中能強(qiáng)制地降低行駛速度以至停車且維持行駛方向穩(wěn)定性，或在下坡時(shí)保證一定行駛速度的能力。1）制動性能的評價(jià)指標(biāo)（1）制動效能即汽車在良好路面上以一定初速度制動到停車時(shí)的制動距離或制動時(shí)汽車的減速度。它是制動性能最基本的評價(jià)指標(biāo)。汽車的制動性是指汽車在行駛中能強(qiáng)制地降低行駛速度以至停車且維3（2）制動效能的恒定性

是指制動過程中制動器的抗熱衰退性能和抗水衰退性能等。制動器的抗熱衰退性能是指汽車在高速行駛時(shí)或下長坡過程中連續(xù)制動時(shí)，制動器溫度升高后與未升高前即冷態(tài)時(shí)相比，其制動性能保持的程度；制動器的抗水衰退性能是指汽車在涉水時(shí)制動性能保持的程度。（3）制動時(shí)的方向穩(wěn)定性即汽車在制動過程中按預(yù)定軌道（直線或預(yù)定彎道）行駛，不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力的性能。（2）制動效能的恒定性

是指制動過程中制動器的抗熱衰退42）汽車制動原理汽車的制動過程，就是人為的增加汽車的行駛阻力使行駛中的汽車的動能或勢能轉(zhuǎn)化為熱能的過程。目前技術(shù)條件下主要通過車輪制動器實(shí)現(xiàn)。利用車輪制動器對行駛中的汽車實(shí)現(xiàn)制動通過兩對摩擦副完成。第一對摩擦副：車輪制動器。當(dāng)駕駛員踏下制動踏板時(shí)，通過制動傳動機(jī)構(gòu)使車輪制動器中不旋轉(zhuǎn)的制動蹄與旋轉(zhuǎn)的制動鼓（或不旋轉(zhuǎn)的制動鉗與旋轉(zhuǎn)的制動盤）相互作用，對運(yùn)動中的車輪產(chǎn)生摩擦力矩；第二對摩擦副：輪胎與地面。由于輪胎與路面間的附著作用，車輪產(chǎn)生的摩擦力矩通過車輪與路面的接觸點(diǎn)給路面一個(gè)向前的切向力，而路面同時(shí)給車輪一個(gè)與行駛方向相反即向后的切向反作用力作用于輪胎，以阻止汽車前進(jìn)，迫使汽車減速或停止行駛。

2）汽車制動原理汽車的制動過程，就是人為的增加汽車的行駛阻力5第4章-車輛與交通安全ppt課件6汽車制動時(shí)的車輪受力汽車制動時(shí)的車輪受力7汽車制動時(shí)車輪運(yùn)動的兩種狀態(tài)兩種狀態(tài)：減速滾動和抱死拖滑

當(dāng)制動踏板力較小時(shí)，制動器摩擦力矩也較小，即地面制動力小于附著力時(shí)，車輪未抱死時(shí)做減速滾動；

當(dāng)?shù)孛嬷苿恿_(dá)到附著力，車輪抱死不轉(zhuǎn)時(shí)則出現(xiàn)抱死拖滑。汽車制動過程中車輪抱死滑移的根本原因是制動器制動力大于輪胎-道路附著力。

由于地面制動力是滑動摩擦的約束反力，其數(shù)值大小不能超過附著力，即有：汽車的地面制動力首先取決于制動器制動力，但同時(shí)又受到地面附著條件的限制。只有在汽車具有足夠的制動器制動力，同時(shí)地面又能提供高的附著力時(shí)，才能獲得足夠的地面制動力。汽車制動時(shí)車輪運(yùn)動的兩種狀態(tài)兩種狀態(tài)：減速滾動和抱死拖滑8汽車制動印痕的發(fā)展過程隨著制動強(qiáng)度的不斷增加，車輪的運(yùn)動逐漸由滾動向滑動變化。在堅(jiān)硬路面上，汽車在制動過程中留下的清晰的輪胎花紋印痕，稱為“壓印”；而輪胎從局部滑移到全滑移過程中留下的花紋壓印長度逐步加大變成連為一片的粗黑印痕，稱為“拖印”，此時(shí)車輪已被制動器抱死?；D(zhuǎn)率的定義：汽車制動印痕的發(fā)展過程隨著制動強(qiáng)度的不斷增加，車輪的運(yùn)動逐漸9滑轉(zhuǎn)率S從0-100%的變化滑轉(zhuǎn)率S從0-100%的變化103）路面附著系數(shù)附著系數(shù)是描述汽車運(yùn)動過程中輪胎抓地能力的重要參數(shù)，有縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)之分?？v向附著系數(shù)是地面縱向力與垂直反力的比值；側(cè)向附著系數(shù)是側(cè)向力與垂直反力的比值。對于汽車制動過程而言，其路面縱向附著系數(shù)的最大值不是理論上的純滾動狀態(tài)，而是在滑轉(zhuǎn)率=15%-20%的部分滑動狀態(tài)。3）路面附著系數(shù)附著系數(shù)是描述汽車運(yùn)動過程中輪胎抓地能力的重11路面附著系數(shù)隨滑轉(zhuǎn)率的變化關(guān)系圖中：1——縱向附著系數(shù)；2——橫向附著系數(shù)路面附著系數(shù)隨滑轉(zhuǎn)率的變化關(guān)系12汽車制動效果滑轉(zhuǎn)率在15%-20%時(shí)制動效果最佳，這是因?yàn)榇嘶D(zhuǎn)率能使汽車同時(shí)獲得較大的縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)，即汽車縱向制動性能最好，側(cè)向穩(wěn)定性也同時(shí)很好。具有一般制動系統(tǒng)的汽車難以同時(shí)滿足此要求，近年來在汽車上廣泛使用的制動防抱死裝置（ABS）能夠滿足此要求，并可以顯著地改善汽車制動時(shí)的制動效能和方向穩(wěn)定性。附著系數(shù)的大?。?/p>

主要取決于道路的材料、路面狀況與輪胎結(jié)構(gòu)、胎面花紋、材料以及汽車的行駛速度等因素。汽車制動效果滑轉(zhuǎn)率在15%-20%時(shí)制動效果最佳，這是因?yàn)榇?34）汽車的制動過程1）汽車的制動過程簡圖4）汽車的制動過程1）汽車的制動過程簡圖14圖中t1——駕駛員反應(yīng)時(shí)間，是駕駛員從接收（感知）到緊急情況的信息到至開始出現(xiàn)反應(yīng)動作將右腳移動到制動踏板上所經(jīng)歷的時(shí)間，一般t1=0.3-1.0s；t2——制動系協(xié)調(diào)時(shí)間，是駕駛員從踩下制動踏板到汽車制動減速度達(dá)到最大值時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間，包括制動系傳遞遲滯時(shí)間與制動力增長時(shí)間兩部分，對于液壓傳動結(jié)構(gòu)，

t2=0.2-0.25s；對于氣壓傳動結(jié)構(gòu)，t2

=0.4-0.9s；

圖中t1——駕駛員反應(yīng)時(shí)間，是駕駛員從接收（感知）到緊急情況15t3——持續(xù)制動時(shí)間，是指駕駛員在使汽車保持最大制動減速度j條件下即汽車以最大制動效能進(jìn)行制動直至汽車完全停止所經(jīng)歷的時(shí)間；

t4——制動解除時(shí)間，是指駕駛員放松制動踏板至制動力消失的時(shí)間，此時(shí)制動減速度為零（j=0），規(guī)定t4不得超過0.3s

。

討論汽車制動性能時(shí)，一般所說的制動距離是指駕駛員從踩下制動踏板到汽車停住為止所駛過的距離，即汽車在t2+t3時(shí)間段內(nèi)所駛過的距離。t3——持續(xù)制動時(shí)間，是指駕駛員在使汽車保持最大制動減速度165）汽車的制動距離和制動非安全區(qū)汽車制動非安全區(qū)：是指從駕駛員接受到緊急情況信息到汽車完全停止為止所駛過的距離，也就是汽車在制動全過程中所駛過的距離。汽車制動非安全區(qū)大小：駕駛員反應(yīng)距離+汽車制動距離之和。

為安全距離，是指汽車在前方靜止障礙物前停住后需留的一段距離，一般取為3-10m。安全停車距離，是汽車行駛過程中實(shí)施制動時(shí)不與前方靜止障礙物發(fā)生碰撞而使汽車安全停住所要求的距離（即視距）。其大小為汽車制動非安全區(qū)與安全距離之和。5）汽車的制動距離和制動非安全區(qū)汽車制動非安全區(qū)：是指從駕駛176）制動時(shí)的方向穩(wěn)定性汽車在制動過程中有時(shí)會出現(xiàn)制動跑偏、后軸側(cè)滑或前輪失去轉(zhuǎn)向能力等現(xiàn)象使汽車失去控制而偏離原來的行駛方向，甚至發(fā)生撞入對方車輛行駛車道、滑向路邊及溝塘、滑下山坡等危險(xiǎn)境況。（1）制動跑偏制動跑偏是指汽車在制動過程中當(dāng)方向盤保持不動時(shí)車輛自動向左或向右偏駛的現(xiàn)象。汽車制動跑偏常造成撞車、掉溝、翻車等事故，應(yīng)予以足夠重視。（2）制動側(cè)滑制動側(cè)滑是指汽車制動時(shí)某一軸的車輪或兩軸車輪同時(shí)發(fā)生橫向滑移的現(xiàn)象。最危險(xiǎn)的情況是高速行駛中的汽車制動時(shí)后軸發(fā)生側(cè)滑，這時(shí)汽車常發(fā)生不規(guī)則的急劇回轉(zhuǎn)運(yùn)動而使汽車部分或完全失去操控。6）制動時(shí)的方向穩(wěn)定性汽車在制動過程中有時(shí)會出現(xiàn)制動跑偏、后182.汽車的操縱穩(wěn)定性

汽車的操縱穩(wěn)定性包括操縱性和穩(wěn)定性兩個(gè)方面。操縱性是指汽車在行駛過程中能夠確切地響應(yīng)駕駛員指令的能力；穩(wěn)定性是指汽車在行駛過程中，受到外力擾動后恢復(fù)原來運(yùn)動狀態(tài)的能力。實(shí)際中汽車的操縱性和穩(wěn)定性兩者相互影響，密不可分，操縱性的喪失將導(dǎo)致汽車的側(cè)滑和側(cè)翻，穩(wěn)定性的喪失往往使汽車失去操控性而處于危險(xiǎn)狀態(tài)，因而，汽車保持良好的操縱性和穩(wěn)定性對于確保行車安全非常重要。

2.汽車的操縱穩(wěn)定性汽車的操縱穩(wěn)定性包括操縱性191）操縱穩(wěn)定性不好的汽車在行駛過程中的主要表現(xiàn)①“發(fā)飄”：當(dāng)汽車以較高速度行駛時(shí)，在駕駛員未發(fā)出任何改變當(dāng)前運(yùn)動狀態(tài)指令的情況下，車輛自行的不斷變換運(yùn)動方向使駕駛員及乘員感到漂浮不定。②“反應(yīng)遲鈍”：在駕駛員對汽車實(shí)施轉(zhuǎn)向操作后，車輛或是沒有及時(shí)的響應(yīng)，或是轉(zhuǎn)向動作遲緩。③“喪失路感”：操縱穩(wěn)定性良好的汽車，在轉(zhuǎn)彎時(shí)駕駛員能通過方向盤以及車身的側(cè)傾及時(shí)感知轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，而操縱穩(wěn)定性不好的汽車，在車速較高或急劇轉(zhuǎn)向時(shí)會使駕駛員喪失這種感知性，從而會影響駕駛員對汽車轉(zhuǎn)彎瞬時(shí)運(yùn)動狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。④“失去控制”：操縱性差的汽車在車速超過某一臨界值后，可能會出現(xiàn)駕駛員完全不能通過方向盤指令控制汽車行駛方向的情況。

1）操縱穩(wěn)定性不好的汽車在行駛過程中的主要表現(xiàn)①“發(fā)飄”：當(dāng)202）汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性

汽車的操縱穩(wěn)定性常用穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性進(jìn)行評價(jià)，測試汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的試驗(yàn)方法是穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)。2）汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性汽車的操縱穩(wěn)定性常用穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性進(jìn)行21不足轉(zhuǎn)向特性：汽車在轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向半徑R總是大于起始轉(zhuǎn)向半徑R0

；

過度轉(zhuǎn)向特性：汽車在轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向半徑R總是小于起始轉(zhuǎn)向半徑R0

，且隨著車速的增加，轉(zhuǎn)向半徑R不斷逐漸減??；

中性轉(zhuǎn)向特性：理論上汽車在轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向半徑R總是等于起始轉(zhuǎn)向半徑R0

，實(shí)際上具有該特性的汽車在側(cè)向加速度較小時(shí)表現(xiàn)出不足轉(zhuǎn)向特性，而在側(cè)向加速度較大時(shí)則表現(xiàn)為過度轉(zhuǎn)向特性，行駛中易出現(xiàn)甩尾現(xiàn)象。操縱穩(wěn)定性良好的汽車應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。不足轉(zhuǎn)向特性：汽車在轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向半徑R總是大于起始轉(zhuǎn)向半223）汽車行駛穩(wěn)定性

實(shí)際中，任何一輛汽車保持穩(wěn)定行駛的能力都是有一定限度的，如果駕駛員對汽車的操縱動作或道路條件使汽車的運(yùn)動狀態(tài)超出了其保持穩(wěn)定行駛的限度，就會即刻失去穩(wěn)定，發(fā)生側(cè)滑或側(cè)翻，引發(fā)交通事故。（1）汽車縱向穩(wěn)定性——是指汽車上（或下）坡時(shí)抵抗繞后（或前）軸翻車的能力。（2）汽車橫向穩(wěn)定性——是指汽車抵抗側(cè)翻和側(cè)滑的能力。汽車在曲線道路上行駛時(shí)因產(chǎn)生的離心力使前后車輪受到側(cè)向力作用，當(dāng)車輪上的側(cè)向反作用力達(dá)到車輪與路面間的附著極限時(shí)，汽車將會因車輪滑移而失去控制；與此同時(shí)，離心力還將引起內(nèi)外兩側(cè)車輪法向反作用力的改變，如果內(nèi)側(cè)車輪上的法向反作用力降至零值，汽車將發(fā)生翻傾。3）汽車行駛穩(wěn)定性實(shí)際中，任何一輛汽車保持穩(wěn)定行駛的能力都23“跑偏”和“甩尾”汽車發(fā)生側(cè)滑時(shí)根據(jù)前后輪上側(cè)向反作用力達(dá)到附著極限的順序不同可分為“跑偏”和“甩尾”兩種不同情況。“跑偏”的情況：發(fā)生于前輪上的側(cè)向反作用力先達(dá)到附著極限，此時(shí)，因前輪發(fā)生側(cè)滑將使汽車的轉(zhuǎn)向半徑增大，汽車將被沿轉(zhuǎn)向的外側(cè)方向甩出，嚴(yán)重時(shí)汽車可能被甩出路外而導(dǎo)致交通事故。當(dāng)后輪上的側(cè)向反作用力先達(dá)到附著極限時(shí)，后輪將先于前輪向外側(cè)方向發(fā)生側(cè)滑，而使汽車的轉(zhuǎn)向半徑減小，發(fā)生“甩尾”現(xiàn)象。由于此條件下轉(zhuǎn)向半徑減小，將使離心力進(jìn)一步增大，離心力的進(jìn)一步增大將加劇甩尾，嚴(yán)重時(shí)使汽車打轉(zhuǎn)甚至傾翻。

“跑偏”和“甩尾”汽車發(fā)生側(cè)滑時(shí)根據(jù)前后輪上側(cè)向反作用力達(dá)到24§4.2車輛駕駛環(huán)境與行車安全1.駕駛視野是駕駛員駕車時(shí)其眼睛能夠看清的駕駛室外部范圍。駕駛視野的分類及作用按位于駕駛員所在位置前后的不同可分為前方駕駛視野和后方駕駛視野；按是否利用后視鏡分為直接駕駛視野和間接駕駛視野；直接駕駛視野是指駕駛員通過車窗能夠直接看到的外界范圍；間接駕駛視野是指駕駛員借助后視鏡觀察到的側(cè)面、后方視區(qū)范圍。需要注意的是，駕駛員觀察失誤與視野盲區(qū)是兩回事，兩者不可混為一談。§4.2車輛駕駛環(huán)境與行車安全1.駕駛視野252.汽車燈光汽車燈光是指車燈開啟后發(fā)出的亮光。作用：①在夜間或在光線較弱環(huán)境下為汽車正常行駛提供照明及標(biāo)示車輛寬度、照明車廂內(nèi)部儀表；②在轉(zhuǎn)向、制動、倒車等行駛工況向周圍其它交通參與者傳遞運(yùn)動信號。1）前照燈是汽車上最重要的車燈，和行車安全有著尤為密切的聯(lián)系。2）其它車燈包括轉(zhuǎn)向指示燈、制動燈、霧燈、位置燈等。這些車燈與前照燈的明顯不同之處是為了汽車能被別人看清楚而設(shè)計(jì)的，因而，使用中這些車燈都應(yīng)符合使用要求，且不允許缺少。

2.汽車燈光汽車燈光是指車燈開啟后發(fā)出的亮光。263.車輛的儀表及信息顯示系統(tǒng)現(xiàn)代汽車駕駛室儀表板上安裝有各種指示儀表和報(bào)警裝置?；疽螅阂皇瞧湓O(shè)計(jì)與布置應(yīng)符合人機(jī)工程學(xué)的要求，方便駕駛員認(rèn)讀；二是信息顯示必須醒目，以滿足判斷準(zhǔn)確、迅速、方便的要求。為了使儀表具有高度的準(zhǔn)確性，儀表板必須能夠吸收沖擊能量，具有較高的安全性與堅(jiān)固性。1）車輛儀表作用：向駕駛員顯示在行汽車的行駛狀態(tài)及主要部件的工作狀態(tài)。目前多為數(shù)字顯示形式。2）信號顯示作用：向駕駛員及其周圍環(huán)境告知本車即將進(jìn)行的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到提示或警告的目的。

醒目、及時(shí)、易識別的信號顯示對保證汽車安全行駛具有重要意義。

3.車輛的儀表及信息顯示系統(tǒng)現(xiàn)代汽車駕駛室儀表板上安裝有各種274.駕駛員工作環(huán)境

1）駕駛室內(nèi)的活動空間駕駛員駕車過程中其手和腳需要不斷地完成各種動作，這就要求駕駛室必須有一定的空間。2）駕駛室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)駕駛室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)是給駕駛員和車內(nèi)乘員提供舒適工作和乘車環(huán)境的重要保證。3）噪聲汽車運(yùn)行過程中的噪聲產(chǎn)生于汽車自身的運(yùn)動過程。其來源主要有：發(fā)動機(jī)噪聲、風(fēng)噪、車身共振、懸架噪聲、輪胎噪聲等5個(gè)方面。

4.駕駛員工作環(huán)境1）駕駛室內(nèi)的活動空間28§4.3汽車主動安全及被動安全技術(shù)

汽車安全技術(shù)按其狀態(tài)可分為汽車主動安全技術(shù)與被動安全技術(shù)。汽車主動安全技術(shù)——是指汽車設(shè)計(jì)者為使汽車安全行駛，盡可能避免道路交通事故發(fā)生而可取的技術(shù)措施。即具有主動性的特點(diǎn)。理想目標(biāo)是使汽車具有“智能化”,即具有“思考”能力?！?.3汽車主動安全及被動安全技術(shù)汽291）剎車系統(tǒng)A．采用盤式制動器；B．采用ABS、BAS、ASR、EBD技術(shù)；

ABS(Anti-lockBrakingSystem)——制動防抱死系統(tǒng)；BAS(BrakeAssistSystem)——制動輔助系統(tǒng)；ASR(AutomaticSlipRegulation)——驅(qū)動防滑系統(tǒng)；EBD(ElectronicBrakingDistribute)——電子制動力分配；

1）剎車系統(tǒng)A．采用盤式制動器；302）懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)A．電子控制懸架：

根據(jù)汽車行駛過程中的瞬時(shí)工作條件自動調(diào)節(jié)懸架組件的減震性能，即懸架阻尼力可隨道路條件瞬時(shí)調(diào)整；

B．速度控制動力轉(zhuǎn)向：

根據(jù)汽車行駛速度的快慢自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向力大小，即低速時(shí)提供較大轉(zhuǎn)向力；高速時(shí)逐步減少轉(zhuǎn)向力，并保證安全。