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第九章汽车与社会学习目标1.了解汽车与社会不断发展所带来的问题；2.理解汽车与环境、交通、能源三者间的关系；3.掌握汽车与环境、交通、能源的相互意义。汽车的诞生和发展给人类社会带来了便利，历经百年的汽车已经深入到人类生活的方方面面，成为现代文明的象征。但是，汽车犹如双刃剑，同时也给社会带来很多隐患，如环境污染、交通安全、能源消耗等。汽车发展的过程也是人类不断地认识和解决这些问题的过程。第一节汽车与环境汽车的大量使用产生了废气、噪声以及扬起的尘土，对自然环境造成很大的污染。一、汽车污染事件世界上很多城市都存在着严重的空气污染和噪声危害问题，汽车对其影响不可忽视。1.空气污染事件美国洛杉矶是世界上第一个出现严重光化学污染事件的城市。洛杉矶盆地位于美国的西海岸，它既是一个有名的汽车城，也是有名的烟雾城。洛杉矶首次光化学烟雾发生在20世纪40年代，800多万辆汽车是产生空气污染。居民感到刺激眼睛，灼伤喉咙和肺部，引起胸闷。2.噪声污染事件噪声研究始于17世纪，20世纪50年代后，噪声被公认为是一种严重的公害污染。有人曾做过实验，把一只豚鼠放在173分贝的强声环境中，几分钟后就死了。解剖后的豚鼠肺和内脏都有出血现象。1959年，美国有10个人“自愿”做噪声实验。当实验用飞机从10名实验者头上10-12米的高度飞过后，有6人当场死亡，4人数小时后死亡。验尸证明10人都死于噪声引起的脑出血，可见这个“声学武器”的威力之大。二、汽车尾气作为一种无以替代的现代交通工具，汽车同时也是一个流动的污染源。在大气污染中，一些有害成分主要来自汽车排放的尾气。城市空气污染物主要有：一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(HC)、光化学烟雾、铅化物和碳烟颗粒物(PM)等。（一）汽车尾气产生的机理及危害1.一氧化碳2.氮氧化合物3.碳氢化合物4.光化学烟雾5.铅化物6.碳烟等颗粒物（二）汽车尾气污染的控制措施汽车尾气污染的防治两方面入手：一是控制技术，主要是提高燃油的燃烧率，安装防污染处理设备和开发新型汽车；二是行政管理手段，严格汽车排放标准，采取报废更新，及时淘汰旧车。1.加强汽车技术改进，减少尾气污染（1）改变汽车的动力（2）改善现有的汽车动力装置和燃油质量。（3）发动机机外尾气净化措施2.提高汽车尾气排放标准目前，国外执行的汽车排放标准主要有欧、美、日三大体系，其中以欧洲标准应用较广。欧盟1992年推行了“欧Ⅰ”汽车尾气排放标准，1996年实施了“欧Ⅱ”汽车尾气排放限值，2000年出台了“欧Ⅲ”标准，2005年1月，欧盟启用“欧Ⅳ”汽车尾气排放标准。2008年欧盟已提出更为严格的“欧Ⅴ”标准。自20世纪90年代以来，我国已制定了环境质量标准，污染物排放标准、污染物控制标准等等。1993年，我国颁布相当于欧洲20世纪70年代的汽车尾气排放标准。2009年，北京已开始执行国四排放标准。3.加强对在用车的管理可减少和消除汽车尾气对大气环境的污染4.减少汽车使用量可减少汽车尾气的污染三、噪声污染人们生活在声音的世界里，有各种各样的声音，既有动人悦耳的，也有使人烦恼的。所谓的“噪声”，是指人们不需要的，使人们讨厌的干扰声。（一）噪声来源噪声用分贝来表示，人耳刚刚能听到的声音是0－10dB。人低声耳语约为30dB，大声说话为60－70dB，汽车噪声一般为80－100dB。一般认为40分贝是正常的环境声音，在此以上就是有害的噪声。耳朵在60dB以下感觉舒服，噪声超过80分贝以上就会对人的生理产生直接的危害。噪声的种类很多，包括交通噪声、工业噪声和生活噪声。交通噪声是城市噪声的主要来源，约占75%的比例；受交通噪声影响人口占受环境噪声噪声影响人口60~70%；受交通噪声影响面积占受环境噪声噪声影响面积30~40%。1.机动车辆噪声源按和车速、发动机转速的相关性，可以分为三类声源（1）和车速相关声源主要包括排气噪声、进气噪声、风扇噪声、发动机表面辐射噪声以及由发动机带动的发电机、空气压缩机噪声等。（2）和发动机转速相关声源主要包括传动系统噪声、轮胎-路面噪声、车体振动和气流噪声等。（3）和车速、发动机转速无关声源主要是鸣笛噪声、刹车噪声和其它通讯装置产生的噪声等。2.机动车辆整车辐射噪声和车速、发动机转速、行驶档位和负荷等因素有关。在不同行驶工况下，各类声源的贡献率也不同，一般可分为以下三种情况：1)中、低速行驶主要声源是发动机表面辐射噪声、排气噪声、进气噪声、风扇噪声等。2)高速行驶主要声源是轮胎－路面噪声、发动机噪声、车体振动和气流噪声等。3)加减速行驶主要声源是排气噪声和刹车噪声等。发动机表面辐射噪声由燃烧噪声和机械噪声两大类构成，是发动机内部的燃烧及机械振动所产生的噪声。燃烧噪声是指气缸燃烧压力通过活塞、连杆、曲轴、缸体等途径向外辐射产生的噪声；机械噪声是指活塞、齿轮、配气机构等运动件之间机械撞击产生的振动噪声。一般情况下，低转速时燃烧噪声占主导地位，高转速时机械噪声占主导地位，两者是密切相关，相互影响的。轮胎在路面滚动产生的噪声也是很大的。有关研究表明，在干燥路面上，当汽车时速达到100公里时，轮胎噪声成为整车噪声的重要噪声源。而在湿路面上，即使车速低，轮胎噪声也会盖过其它噪声成为最主要的噪声源。而且车速越快噪声越大，车辆越重噪声越大。要降低轮胎的噪声，胎面可采用多种花纹节距，采用高阻尼橡胶材料，调整好轮胎的负载平衡以减少自激振动等。（二）控制汽车噪声的对策1.加强噪声法规建设在噪声法规方面，欧美日等一些发达国家都已颁布了汽车噪声法规，规定了汽车噪声限值和相应的测试规范，同时，还制定了大量的包括发动机等在内的总成噪声试验标准。2.改进汽车技术，降低汽车噪声在汽车技术方面，目前汽车上采用排气消声器控制噪声，排气消声器是具有吸声衬里或特殊形式的气流管道，可有效地降低气流噪声的装置。3.从道路规划和建设方面控制汽车噪声将现有的道路路面改造成低噪声路面，可以降低车辆轮胎与路面的摩擦噪声。低噪声路面已有很多年的发展历史，它是一种多孔性路面材料，一般由沥青材料和有一定颗粒直径的颗粒物组成，保持一定孔隙率。普通的混凝土路面的空隙率为3～6％，而低噪声路面的空隙率可达到15～20％，因此保证了路面的高声吸收特性，低噪声路面通常的降噪效果是3～6分贝。近年来在德国、英国、瑞典、日本等已经达到工程化应用。绿化降噪也是目前控制汽车噪声较好的一种措施。对道路两侧地面进行绿化，包括树木绿化和地面绿化，不仅可以有效改善城市生态环境，而且有利于减低交通噪声。道路和临街建筑应尽量保持合理的距离，实在无法避开时，应扩大与人居建筑之间缓冲区的距离。建立适宜的防噪隔声屏障等。声屏障的主要功能是阻挡声音的传播，将大部分声能反射回去，仅使部分声能绕射过去，在屏障的后面形成一个声影区，从而使噪声降低。第二节汽车与交通汽车是一种高速行驶的交通工具，在行驶中如果控制不当，很容易发生交通事故。一、汽车与道路交通安全1.概述自第一辆汽车问世至今，已经有4000多万人惨死在飞转的车轮之下。现在，全世界每天有3000多人死于道路交通伤害，在交通事故中受伤的人数更多。因道路交通伤害引起的85%的死亡以及90%的伤残发生在中等收入和低收入国家，其中主要影响的是弱势道路使用者。2.交通事故的种类及形式交通事故基本上可分为碰撞、碾压、刮擦、翻车、坠车、爆炸和失火等七种，均属于交通事故参与者间的冲突或自身失控所表现的具体行为。3.形形色色的交通事故世界上每天都会有交通事故产生，最大的一次公路交通事故应该是在2000年11月5日，尼日利亚发生了一起世界有史以来伤亡最惨重的公路交通事故，一辆满载汽油的油罐车突然冲进一列停在路旁等候通过的轿车车队，当场发生剧烈的爆炸，造成近200人死亡、数百人受伤。4.交通事故的预防和处理(1)交通事故原因分析交通事故的发生大多是因为驾驶员驾驶车辆时的身心以及交通状态引起异常而引起的，具体有以下一些原因引起。①违章驾驶。②驾驶员思想麻痹。③行人违章。④机动车机械失灵。⑤道路、环境因素。我国人多路少，混合交通严重，很多道路上人车混杂；另外，道路等级低，结构不合理，交通参与者的素质普遍比较低；再加上某些车辆性能比较差，所以我国交通事故的防治工作难度更大。(2)交通事故的预防1）交通事故预防的着眼点①提高机动车驾驶员素质。②加大道路交通安全法的全民教育力度。③强化道路交通工作的科学管理。④大力发展其它运输形式研究发现，乘两轮摩托车者每公里旅程死亡危险是乘小轿车者的20倍，步行者每公里旅程死亡危险是乘小轿车的9倍。而乘小轿车者死亡的可能性是乘公共汽车或长途汽车者的10倍，是乘火车者的20倍。目前，在许多高收入国家，国家交通政策都鼓励人们使用公共交通工具，从而改善了人行和自行车路线的安全。⑤提高汽车的安全性能在交通事故的引起因素中，汽车本身的安全性能是不可忽视的因素。汽车安全性能好，可以避免或减少伤亡的程度。汽车安全性能主要包括主动安全性和被动安全性两个方面。1）主动安全性主动安全性能是指能预防汽车事故不发生或少发生的性能。汽车结构的许多性能与此有关。现在汽车采用的主动安全系统主要是ABS制动防抱死系统。制动防抱死系统的功能是在最大限度地发挥驱动轮与地面的附着能力的前提下，继续保持汽车稳定行驶的能力。2）被动安全性被动安全性就是一旦事故发生时，汽车保护内部乘员及外部人员的安全程度。被动安全系统主要有：①安全转向柱安全转向柱能使方向盘的角度可调，以适应驾车者的不同身高。发生碰撞时，转向柱能分开缩短，不至于伤害司机。②三点式安全带安全带是主要的被动安全措施。发生紧急情况，安全带会迅速拉紧和锁死，保证司乘人员的安全。③充分的前后碰撞吸能区装配增厚车身钢板，具有变形缓冲能力，在碰撞时能将碰撞能量吸收，在冲撞事故中确保乘员的安全。④安全气囊安全气囊主要保护司乘人员的头部和胸部。第三节汽车与能源汽车所用的汽油和柴油都是从石油中提炼出来的。人们越来越重视汽车燃料替代物的研制和开发。刚开采出来的石油叫原油。原油是一种黑色或黑棕色的粘稠液体物,它是多种碳氢化合物的复杂混合物，必须将各种组成成分(简称组分)分离开来才能得到各种符合质量要求的石油产品，这个分离各种组分的过程通常叫做炼制。在原油炼制方法中，最基本的方法是蒸馏。蒸馏是利用原油中各种烃的沸点不同，通过加热、蒸发、冷凝等步骤，直接将原油分馏成汽油、煤油、柴油等成份。一般在常压下40-200度的馏分为汽油，175-275度的馏分为煤油，200-400度的馏分为柴油。350度以上得到润滑油和重质燃料油，最后所剩的物质是沥青。过去几十年发生的几次严重的石油危机，迫使主要进口国积极寻找替代能源，开发节能技术。当时的欧洲与日本的汽车凭借其节油的品质打入了美国汽车市场，尤其是日本的汽车一举占领了美国小型汽车的市场。在石油危机后，美国政府认识到美国汽车必须减少油耗。美国政府制定了有史以来第一个油耗法规“轿车平均油耗法”（英文简称CAFÉ），强制性限制汽车的油耗，规定任何汽车生产厂家生产的各种轿车，其平均油耗必须低于18.lL/km。美国政府对豪华轿车（售价高于3万美元）征收10%的奢侈税，并出台了“油老虎税法”。2009年国际石油价格一路高涨，全世界都感到能源紧张的压力。我国成品油价格，以93号汽油为例：从上半年的4.8元涨到现在的6.33元，涨幅达32%。为了省油，除了汽车技术上提高外，人们越来越重视汽车燃料替代物的研制和开发。1.燃料电池燃料电池汽车被认为是当今汽油燃料汽车最好的替代物。在宇宙中，氢气是最为丰富的元素，石油供应却是有限的。在美国政府的有关报告中说，全球的石油产量在2020年将达到最高，2050年全球的石油将枯竭。什么是燃料电池汽车？燃料电池汽车是电动汽车的一种，其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能或的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途