1、目 錄 / contents6.1汽車公害汽車對交通的影響6.2本 章 導 讀當人類享受汽車帶來的便利時，卻不得不面對另外一些問題，例如霧霾天氣、全球變暖、油價飛漲、城市噪聲等。并且隨著汽車運輸業(yè)的快速發(fā)展，交通道路網(wǎng)幾乎穿透了世界大部分城市和城鎮(zhèn)，我們還會面臨交通事故、交通堵塞等問題。據(jù)統(tǒng)計，全世界每天都有3 000多人死于道路交通事故，而受傷的人數(shù)更多，以至于世界各國都把交通事故視為“永無休止的交通戰(zhàn)爭”。學 習 目 標1掌握汽車對環(huán)境的危害。2了解如何控制汽車公害。3了解引起交通事故的主要原因，且如何減少交通事故的發(fā)生。4了解引起交通堵塞的原因和緩解交通堵塞的措施。第1章 汽車的發(fā)明史汽

2、車公害6.1隨著汽車保有量的增加，在汽車的生產(chǎn)、銷售、使用和報廢的過程中存在著大量的環(huán)境污染問題。其中以汽車廢氣和噪聲的危害最為嚴重。因此，對汽車公害的監(jiān)控和防治，已到了刻不容緩的地步。6.1.1 汽車尾氣汽車排放的尾氣為城市大氣污染的主要污染源，這些有害物質(zhì)不但會破壞環(huán)境，還會影響人體健康。其成分主要包括一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、顆粒物和二氧化碳等。排氣污染物的主要成分與危害1CO是燃料在發(fā)動機內(nèi)不完全燃燒所產(chǎn)生的一種無色、無味的氣體。它被吸入人體后，會與人體血紅蛋白結(jié)合，并削弱血紅蛋白向人體組織輸送氧的能力，從而影響神經(jīng)中樞系統(tǒng)，嚴重時還會造成人的中毒死亡。1）一氧化碳（CO）HC

3、是由燃料在發(fā)動機中燃燒產(chǎn)生的廢氣、油箱泄漏和燃料揮發(fā)形成的氣體共同組成的。它包括多種烴類化合物，如甲烷、乙烯、丙烯、苯等。其中的部分烴類化合物具有致癌性，進入人體后會產(chǎn)生慢性中毒現(xiàn)象。2）碳氫化合物（HC）NOx是燃料在發(fā)動機內(nèi)燃燒產(chǎn)生的氣體之一，其排放量取決于燃燒溫度、時間和空燃比等因素。氮氧化合物生成的主要原因是高溫富氧環(huán)境。汽車排放的氮氧化合物95%以上可能是一氧化氮，其余的是二氧化氮。其中，一氧化氮的毒害事例尚未發(fā)現(xiàn)，但二氧化氮是一種紅棕色、刺激呼吸道的氣體，它的氣味閾值約為空氣的1.5倍，會引發(fā)支氣管炎、肺水腫等疾病，對人體影響極大。此外，它和空氣中的水等物質(zhì)反應會生成酸，腐蝕建筑物

4、等。3）氮氧化合物（NOx）氮氧化合物和碳氫化合物在強烈的陽光照射下會在近地面發(fā)生復雜的化學反應，產(chǎn)生二次污染物光化學煙霧。當光化學煙霧達到一定濃度時，就會具有明顯的刺激性。它能刺激眼結(jié)膜，引起流淚并導致紅眼癥，同時對鼻、咽、喉等器官均有刺激作用，能引起急性喘息癥，嚴重時還會導致人體死亡。由燃燒室排放出的顆粒物的來源（Particulate Matter）有三個，其一是不可燃物質(zhì)，其二是可燃的但未進行燃燒的物質(zhì)，其三是燃燒生成的產(chǎn)物。燃燒過程排出的顆粒物質(zhì)的組成成分大部分是固態(tài)炭，稱為炭黑，另外還有碳氫化合物、硫化物和含金屬成分的灰分等。柴油發(fā)動機燃料燃燒不完全時，會形成影響道路能見度的炭煙，

5、同時還伴有少量的帶有特殊臭味的乙醛，引發(fā)人們產(chǎn)生惡心和頭暈等不適現(xiàn)象。另外，炭煙粒的孔隙中還往往吸附著二氧化硫和有致癌作用的多環(huán)芳香烴等物質(zhì)。4）顆粒物（PM）CO2為無色無毒氣體，對人體無直接危害，但大氣中的CO2大幅度增加，會導致溫室效應，使全球氣溫上升，南北極冰層融化，海平面上升，大陸腹地沙漠化趨勢加劇，人類和動植物賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。5）二氧化碳（CO2）減少汽車排放的措施2改進汽車技術(shù)主要從兩方面著手：一是源頭控制法，二是后治理法。源頭控制法是把燃燒污染物消滅在氣缸中的燃料由化學能轉(zhuǎn)化為機械能的過程之中。源頭控制法主要包括四個方面的內(nèi)容。 對現(xiàn)有的車用發(fā)動機進行改造，如豐田公

6、司的缸內(nèi)直噴發(fā)動機采用的“分層燃燒、弱分層燃燒、均質(zhì)燃燒”技術(shù)，三菱汽車公司采用的“兩段燃燒法”技術(shù)，五十鈴公司的“一個循環(huán)五次噴射”技術(shù)等，這些都使污染物的排放得到了大幅度降低。如今，各廠家和研究人員正致力于研發(fā)更先進的“HCCI（均質(zhì)沖量壓燃）”技術(shù)。 設法使發(fā)動機在工作時始終處于低排放工況，如開發(fā)混合動力車，其可以減少CO的排放。 推廣電動汽車技術(shù)，包括燃料電池和各種電動汽車的開發(fā)研制。 在汽車上使用控制污染排出的方法，主要是使汽車保持良好的技術(shù)狀況并采用合理的駕駛方法，如采用“怠速啟停”技術(shù)。1）加強汽車技術(shù)的改進因為源頭控制的效果是有限的，并不是所有的問題都可以在源頭解決。后治理法能

7、降低發(fā)動機有害物的排出，主要是應用各種催化凈化器和過濾器。汽油車使用最多的是三效催化凈化器（見圖6-1）和NOx吸附還原凈化器。柴油車使用的是顆粒捕捉器DPF（Diesel Particulate Filter），將排出的顆粒物過濾、捕捉并使其燃燒變成CO2排出。此外，還可以利用氧化凈化器使CO，HC變?yōu)镠2O和CO2排出。圖6-1 三效催化凈化器在實際的汽車排放控制措施中，都是源頭控制和后治理并用的。目前，國外執(zhí)行的汽車排放標準主要有歐、美、日三大標準體系，其中歐洲汽車排放標準是發(fā)展中國家大都沿用的汽車排放標準體系。由于我國的轎車車型大多從歐洲引進生產(chǎn)技術(shù)，所以中國大體上采用歐洲標準體系。根

8、據(jù)我國國情，環(huán)保總局在2007年4月27日公布了輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國、階段）（相當于歐和歐），并于2007年在7月1日起開始在全國實施。輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國階段）將于2018年實施。2）提高汽車尾氣排放標準在許多城市中，汽車的實際保有量已經(jīng)“超載”，因此，政府應提倡使用公共汽車、地鐵、城鐵等公共交通工具，以減少汽車的使用量。目前，在我國上海、廣州、杭州、成都等許多城市都推行了免費自行車租賃系統(tǒng)（見圖6-2）。自行車作為一種不消耗能源、無污染的綠色交通工具，對限制城市汽車流量、減少汽車污染物排放具有重要作用。3）減少汽車使用量圖6-2 免費自行車租賃系統(tǒng)讀一讀

9、1943年發(fā)生在美國洛杉磯的光化學煙霧事件是世界著名的公害事件之一。洛杉磯在20世紀40年代就已擁有250萬輛汽車，每天大約消耗1 100 t汽油，排出1 000多噸碳氫化合物、300多噸氮氧化合物和700多噸一氧化碳。這些汽車尾氣中的碳氫化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照射下，會吸收太陽光所具有的能量而變得不穩(wěn)定，其原有的化學鏈遭到破壞，并形成新的物質(zhì)。這種化學反應被稱為光化學反應，其產(chǎn)物為含有劇毒的光化學煙霧。在1952年12月的一次光化學煙霧事件中，洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人；1955年9月，由于大氣污染和高溫，短短兩天之內(nèi)，65歲以上的老人又死

10、亡400余人，許多人出現(xiàn)眼睛痛、頭痛、呼吸困難等癥狀；1970年，約有75%以上的市民患上了紅眼病。飽受光化學煙霧折磨的洛杉磯市民劃定了一個空氣污染控制區(qū)，專門研究污染物的性質(zhì)和它們的來源，探討如何才能改變現(xiàn)狀。洛杉磯光化學污染事件是美國環(huán)境管理的轉(zhuǎn)折點，其不僅催生了著名的清潔空氣法，還讓美國起到了環(huán)境管理的先頭示范作用。1995年，我國的成都、上海產(chǎn)生了光化學煙霧，北京和南寧也分別于1998年和2001年發(fā)生光化學煙霧事件。6.1.2 汽車噪聲噪聲的來源1汽車的噪聲源有很多，例如發(fā)動機、變速器、驅(qū)動橋、傳動軸、車廂、輪胎等，這些噪聲有些是被動產(chǎn)生的，有些是主動產(chǎn)生的。其中，最主要來源有兩個，

11、一是發(fā)動機，二是輪胎，它們都是被動產(chǎn)生噪聲的，只要汽車行駛就會產(chǎn)生噪聲。在發(fā)動機的各種噪聲中，最主要的是其表面輻射噪聲。發(fā)動機表面輻射噪聲由燃燒噪聲和機械噪聲構(gòu)成。燃燒噪聲是指氣缸的燃燒壓力通過活塞、連桿、曲軸、缸體等向外輻射產(chǎn)生的噪聲；機械噪聲是指活塞、齒輪、配氣機構(gòu)等運動件之間發(fā)生機械撞擊時產(chǎn)生的振動噪聲。一般情況下，低轉(zhuǎn)速時燃燒噪聲占主導地位，高轉(zhuǎn)速時機械噪聲占主導地位。但兩者是密切相關(guān)，相互影響的。實踐表明，減少振動是降低噪聲的根本措施。因而增大發(fā)動機結(jié)構(gòu)的剛度和阻尼，是減少其表面振動從而降低噪聲的主要方法。輪胎在路面滾動產(chǎn)生的噪聲也是很大的。其噪聲主要來自胎面花紋溝的泵氣效應和輪胎振

12、動。泵氣效應是指輪胎在與地面接觸時，胎面花紋溝與路面之間的空氣被擠壓流出，隨著輪胎滾動，空氣又在胎面離開地面時流入溝內(nèi)，這種空氣的不連續(xù)流造成了壓力波動，進而產(chǎn)生噪聲。而且車速越快噪聲越大，車輛越重噪聲越大。輪胎振動與輪胎的剛度和阻尼有關(guān)，要降低輪胎的噪聲，胎面可采用多種花紋節(jié)距，采用高阻尼的橡膠材料，調(diào)整好輪胎的負載平衡以減少自激振動。噪聲的危害2汽車噪聲作為汽車的第二公害，是隨著發(fā)動機功率、汽車速度及汽車流量的增加而增大的，約占城市噪聲的75%。噪聲污染與大氣污染、水源污染不同，噪聲污染是局部的、多發(fā)性的。從汽車噪聲污染來看，以城市街道和公路干線兩側(cè)最為嚴重。經(jīng)過長期的研究表明噪聲確實會影

13、響人的健康，噪聲級越高，危害性越大。即便噪聲級較低，如小于80 dB的噪聲，雖然不會直接危害人的健康，但仍會影響和干擾人們的正?；顒印?夜間，噪聲會干擾人們的休息和睡眠，從而影響人們?nèi)臻g的正?；顒?。工作中，當噪聲超過85 dB，人就會覺得吵鬧，無法專心工作，導致工作效率降低。 噪聲會損傷聽覺、視覺器官。人們長時間接觸噪聲會引起耳部不適，如耳鳴、耳痛、聽力下降甚至耳聾。研究表明，80 dB以下的環(huán)境噪聲不至于對人造成明顯的永久性聽力損傷，僅使人的聽力產(chǎn)生暫時性下降。在85 dB的環(huán)境中，會有10%的人可能產(chǎn)生耳聾。在90 dB的條件下，則只能保證80%的人不會耳聾。噪聲也會影響人的視力，當噪聲達

14、到90 dB時，人的視覺細胞敏感性下降，識別弱光反應時間延長。同時噪聲還會使色覺、視野發(fā)生異常。 噪聲是一種惡性刺激物，會對人體產(chǎn)生生理影響。它會使人血液中的腎上腺素增加，從而引起心率改變和血壓升高，同時還會刺激下垂體，產(chǎn)生內(nèi)分泌失調(diào)。長時間處于噪聲環(huán)境中，還會導致人的胃病和神經(jīng)官能癥。另外，汽車噪聲還會使駕駛員工作效率下降，反應時間加長，從而導致交通事故的發(fā)生。課堂討論減少汽車噪聲對環(huán)境危害的方法有哪些？汽車對交通的影響6.26.2.1 交通事故交通事故基本上可以分為碾壓、碰撞、刮擦、翻車、失火、爆炸、墜車和撞固定物等。其中，碰撞是指交通強者的正面部分與他方接觸；碾壓是指作為交通強者的機動車

15、對交通弱者（如自行車和行人）的推碾或壓過；刮擦是指交通強者的車輛側(cè)面與他方接觸；翻車是指兩個以上的側(cè)面車輪離開地面，車身著地；墜車通常是指車輛駛出路外，整體與路面脫離，落到與路面有一定高度差的地方；爆炸是指由于把爆炸物品帶入車內(nèi)，在行駛過程中因為振動等原因引起爆炸而造成事故；失火是指車輛在行駛過程中由于人為的、車輛的原因而引起的火災；撞固定物是指車輛與道路上的作業(yè)結(jié)構(gòu)物、路燈、建筑物、樹木等相撞。在這其中交通事故中絕大部分都是碰撞事故。交通事故的主要原因1據(jù)我國交通事故相關(guān)的調(diào)查資料顯示，在導致交通事故的具體原因中，機動車駕駛員數(shù)量增長速度過快、群體文化素質(zhì)不高、安全駕駛技術(shù)水平不高、交通違法

16、行為嚴重等，是引起交通事故的重要原因。駕駛員在行車過程中注意力分散、疲勞過度、休息不充分、睡眠不足、酒后駕車、身體健康狀況欠佳等，這些潛在的心理、生理性原因，會造成駕駛員反應遲緩，從而釀成交通事故。駕駛員引發(fā)交通事故的主要違規(guī)行為包括疏忽大意、超速行駛、措施不當、違規(guī)超車、不按規(guī)定讓行。1）駕駛員因素行人不遵守交通法規(guī)也是引起交通事故的重要原因之一。例如，不走人行橫道、地下通道、過街天橋；隨意翻越護欄（見圖6-3）、橫穿和斜穿馬路；任意橫穿機動車道、穿越中間隔離帶等。2）行人因素圖6-3 行人隨意翻越護欄 在道路設計中存在的問題主要有以下幾方面。a直線與曲線長度的設置比例不合理。這容易形成駕駛

17、單調(diào)感，對駕駛員起到催眠作用，從而引發(fā)交通事故。此外，縱坡的坡度及長度的設置不合規(guī)范，坡度大、坡長小的坡段事故率相對較高。b彎道超高設置不合理。特別是在高速公路入口的匝道路段，彎道超高設置不夠或彎道反超高，這些情況都容易引起車輛側(cè)翻等事故。3）道路環(huán)境因素提示彎道超高是指為了平衡汽車在彎道上行駛時所產(chǎn)生的離心力所設置的彎道橫向坡度，進而形成的高度差。c道路交通構(gòu)成不合理，交通流中車型復雜，人車混行、機動車和非機動車混行問題嚴重（見圖6-4）。d道路等級搭配不科學，路網(wǎng)密度不足，交通流不均衡，個別道路交通負荷度過大，交通安全性差。e道路寬度與周圍建筑不協(xié)調(diào)，會使駕駛員產(chǎn)生壓迫感。f道路標志和標線

18、設置不科學、數(shù)量不足、設置不連續(xù)。圖6-4 交通混行問題 在道路質(zhì)量方面存在的問題主要有路面強度、穩(wěn)定性及平整度不夠、路面抗滑性能低等。 道路綠化設計不合理容易使駕駛員視線渙散、思想不集中，從而導致事故的發(fā)生。 高溫、低溫、大霧（霾）、雨雪（見圖6-5）等惡劣天氣會導致路面摩擦系數(shù)下降、路面狀況惡劣、駕駛員視線受阻、駕駛員心理變化較大等問題，從而容易導致交通事故發(fā)生。圖6-5 大雪環(huán)境中行車4）車輛因素在長期使用過程中，車輛會出現(xiàn)性能不佳、機件失靈或零部件損壞等問題，如不及時發(fā)現(xiàn)處理，最終會導致道路交通事故發(fā)生。減少交通事故發(fā)生的措施2在預防道路交通事故的諸多因素中，人是處在核心地位的。人的交

19、通安全意識和法制觀念比較淡薄，違章現(xiàn)象比較嚴重，是造成交通事故的最主要因素。國內(nèi)外相關(guān)的交通事例證明，各類道路交通違法行為的存在是導致交通事故發(fā)生的根本原因。因此，預防和減少道路交通事故的發(fā)生，要從預防和減少交通違法行為做起。相關(guān)部門、機構(gòu)應加強對機動車駕駛員的安全教育，利用一切媒介和宣傳手段對全社會人員進行交通安全教育和交通法規(guī)的普及，提高人們的交通安全意識，增強人們的交通法制觀念。1）加強交通安全教育人、車、路、環(huán)境四個要素是解決道路交通事故高發(fā)問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。要從根本上減少和防止道路交通事故的發(fā)生，保證行車安全，減少傷亡和經(jīng)濟損失，必須從以下幾方面做好預防工作。首先，有關(guān)部門要建立完善的

20、汽車安全檢測、維修制度，駕駛員日常應勤于保養(yǎng)，認真做好車輛的日常修理工作，及時消除隱患，保證車況良好，杜絕帶病車上路行駛。另外，生產(chǎn)商在汽車的設計和生產(chǎn)過程中，要保證汽車有良好的視野、足夠的強度、可靠的制動和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。隨著科學技術(shù)的進步，許多先進技術(shù)被引入汽車的安全設計中。其中包括主動安全技術(shù)，如汽車規(guī)避系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)（見圖6-6）、緊急煞車輔助系統(tǒng)、盲點監(jiān)測系統(tǒng)、車道偏離預警系統(tǒng)等；還有被動安全技術(shù)，如側(cè)門防撞梁、鋼化玻璃與夾層玻璃、安全帶、安全氣囊（見圖6-7）等。這些安全系統(tǒng)和裝置的應用使車輛進一步實現(xiàn)了智能化，并對駕駛員及乘客提供安全保障。2）提高汽車的安全性能圖6-6 夜視系統(tǒng) 圖

21、6-7 安全氣囊政府有關(guān)部門提高交通管理水平，也是減少交通事故的重要手段之一。目前效果比較顯著的措施有合理設置信號燈、完善交通標志與標線（見圖6-8）、完善相關(guān)法規(guī)并加強執(zhí)法力度。3）強化道路交通工作的科學管理 （a）交通標志 （b）交通標線圖6-8 完善交通標志與標志讀一讀在駕駛或乘坐汽車時，我們都知道應該系好安全帶，保護自己，防止在出現(xiàn)碰撞等交通事故時造成不可挽回的損失。但汽車上的安全帶不適用于嬰兒或者年齡較小的孩子，他們應該使用兒童專用安全座椅。汽車兒童安全座椅也稱兒童約束系統(tǒng)CRS（Child Restraint System）（見圖6-9），它是一種專為不同年齡（或體重）兒童設計，安裝在汽車內(nèi)并能有效提高兒童乘車安全性的座椅。歐洲法規(guī)ECE R44/03對兒童安全座椅的定義是能夠固定到機動車輛上，由帶有卡扣的安全帶組件或柔韌性部件、調(diào)節(jié)機構(gòu)、附件等組成的兒童安全防護系統(tǒng)。其可與附加裝置如可攜式童床、嬰兒提籃、輔助性座椅或碰撞防護物等組合而成。在汽車發(fā)生碰撞或突然減速的條件下，它可以減緩外部情況對兒童的沖擊力并限制兒童的身體移動來減少傷害，確保孩子的乘車安全。同時，安全座椅不能放在副駕駛的位置，這是為了