任务1　公路运输设备概述

1.公路运输认知

公路运输有广义和狭义两种含义。从广义来说，是指货物和旅客借助一定的交通工具（人力车、畜力车、拖拉机、汽车等）沿着公路（一般土路、有路面铺装的道路、高速公路）的某个方向作有目的的移动的过程。从狭义来说，公路运输即是指汽车运输。

目前世界上多数经济发达国家，在公路上已经由汽车取代了人力车、畜力车和拖拉机等慢速运输工具。因此，公路运输，或者说作为现代交通运输方式之一的公路运输，就是指汽车运输。在我国的具体条件下，公路上除汽车承担主要的运输任务外，还存在着为数众多的拖拉机、畜力车和人力车。所以，人们往往从上述两种不同的含义上使用“公路运输”这一概念。

现代交通运输方式的公路运输，比水运和铁路起步晚，直到19世纪末才有了第一批汽车。这种新型交通工具问世后，在实践中显示出其突出的优越性，即机动、灵活、方便、快速、直达，因此，为人们所广泛采用，它的发展速度远快于水运和铁路。

公路运输具有以下特点：

（1）机动灵活，适应性强。

（2）可实现“门到门”直达运输。

（3）在中、短途运输中，运送速度较快。

（4）具有较强的公共性和开放性。

（5）原始投资少。

公路运输的主要缺点是运载工具较小、单位能耗较高、中长距离运输成本高、环境污染严重、安全性较差。

公路运输因其具有以上特点，所以适合近距离中小批量的货物运输、中短途距离内对时效性要求较高的货物运输，作为其他运输方式的补充和衔接，实现门到门中的“门到站（港）”以及“站（港）到门”部分的运输。

2.公路运输设备类型

公路运输设备主要包括公路线路、公路站场、交通管理与控制设备以及运输车辆。

（1）公路线路

①公路行政等级

公路线路是公路运输的具体通道，根据我国交通部颁发的《中华人民共和国公路管理条例实施细则》的规定，我国公路分为：

a.国道（国家干线公路）。国道规划以首都北京为中心，连接各省市重道的大中城市、港口车站枢纽和工农业基地等。国道的编号以汉语拼音“G”开头。

b.省道（省干线公路）。省道是我国各省（自治区、直辖市）根据国道网络的总体规划，对省（自治区、直辖市）内具有重要政治、经济意义的干线公路加以规划，连接省内中心城市和主要经济区以及不属于国道的省际重要公路。省道的编号以汉语拼音“S”开头。

c.县道（县公路）。县道是指具有全县（旗、县级市）性政治、经济意义，连接县城和县内主要乡（镇）、商品生产和集散地以及不属于国道、省道的县际公路。县道的编号以汉语拼音“X”开头，编号区间为“X001～X999”。

d.乡道（乡公路）。乡道是指具有全乡（镇）性经济、文化、行政服务的公路以及不属于县道的乡际公路。乡道的编号以“Y”开头，编号区间为“Y001～Y999”。

e.专用公路。专用公路是专供厂、矿、林区、油田、农场、旅游区、军事要地等对外联系的公路，其最有代表性的道路为专供汽车高速行驶的高速公路。专用公路的编号以汉语拼音“Z”开头，编号区间为“Z001～Z999”。

②公路的技术等级

公路等级是表示公路通过能力和技术水平的指标。根据我国《公路工程技术标准》，公路可分为以下五个等级：

a.高速公路。高速公路为专供汽车分向、分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路，四车道高速公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为25000～55000辆；六车道为45000～80000辆；八车道为60000～100000辆。

b.一级公路。一级公路为机车分向、分车道行驶，并可根据需要控制出入的多车道公路。四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为15000～30000辆；六车道为25000～55000辆。

c.二级公路。二级公路为供汽车行驶的双车道公路。双车道二级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为6000～15000辆。

d.三级公路。三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路。双车道三级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为2000～6000辆。

e.四级公路。四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路。双车道四级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为2000辆以下，单车道为400辆以下。

③公路的构成

公路是一种线形工程构造，主要包括路基、路面、桥梁、涵洞、隧道以及交通标志、路面标线和其他辅助建筑物等。

a.路基。

路基是公路的基本部分，是路面的基础，是由土质或石质材料按照一定尺寸、结构要求筑成的带状土工结构。他与路面共同承受行车载荷的作用，同时基于各种自然灾害，因此必须具有足够的力学强度和稳定性。为了保证路基的强度与稳定性，避免外界对路基的危害，在修筑路基的同时，根据需要还要修建路基的排水及防护设施，如边沟、挡土墙等。路基的好坏直接影响到公路的质量。

路基的基本形式是路堤和路堑，如图3.1所示。用混合土或其他材料由人工堆积起来的路基称为路堤；原有地面经开挖而形成的路基为路堑；为适应山坡地形而修筑的路基，称为山坡路基。

b.路面。

路面是在各种路面材料按照一定的比例经过混合拌制分层铺筑于路基顶面后形成的结构物，直接承受车辆行驶的作用力。因此，路面必须具有足够的强度、稳定性、平整度、抗滑性等特点。路面一般分为面层、基层、垫层和土层。

路面按照面层材料的不同可分为沥青路面、水泥混凝土路面、块料路面和粒料路面；按路面等级又可分为高级、次高级、中级和低级路面。路面等级及面层类型见表3.1。

c.桥梁、涵洞。

公路跨越小河流、沟谷以及其他线路时，为保证公路的连续性，需要修建桥梁或涵洞的机构物来跨越。当结构物的单孔跨径小于5m或多孔跨径小于8m时，称为涵洞，如图3.2所示；当大于上述值时，则为桥梁，如图3.3所示。

d.隧道。

在山区修筑公路时，经常有山岭阻拦，如果选择绕过山岭的方式，有可能造成里程大大增加，线路迂回较多，降低公路技术标准等后果。在此情况下，可以考虑在一个适当的高程和地形处，打通一条山洞连接山岭两侧的公路，这类山洞即为隧道。

当公路需要穿越深水层或跨越江海湖泊时，除了修建桥梁外还可以选择修筑隧道的方案。

隧道内应尽可能避免设置曲线，还应设置照明、通风、消防及报警等应急设施。

（2）公路站场

站场是公路运输办理客、货运输业务及保管、保修车辆的场所，它是汽车运输企业的技术基地，又是基层生产单位，是公路运输网点的重要组成部分。按其使用性质的不同，可分为客运站、货运站、技术站和停车场（库）。

①客运站

汽车客运站按其位置的不同，可分为起点站、终点站和中间站。

中间站办理旅客上下和行李包裹的托运和交付作业，一般不办理有关车辆作业，因而设备比较简单，规模也较小。起（终）点站，除办理与乘客有关的业务外，一般还设有保养场，办理车辆的保养和小修作业。

②货运站

汽车货运站一般规模都比较小，以适应汽车运输的灵活性。货运站多设于仓库、工业区或铁路货运站及货运码头附近。

货运站分为两类，一类是运输整车货物的运输公司的基地，它由办公用房和停车场组成，车辆较多时还设有保养场甚至保修厂。另一类是以零担货物运输为主要作业的车站，它与第一类车站的不同之处是站内设有仓库和货物存放场地。

③技术站

技术站的主要任务是对汽车进行保养和维修。按作业性质不同，技术站分为保养场和修理厂，或二者合而为一。

④停车场（库）

停车场（库）主要任务是停放和保管车辆，是公路运输站场的一部分。停车场（库）从建形式上可分为暖式车库、一般车库、车棚和露天停车场四种形式。

（3）交通管理与控制设备

①公路交通管理

公路交通管理就是按照交通法规及交通规则，规定车辆、驾驶员和行人在道路上的行动准则，并运用各种手段、方法，合理地限制和科学地组织、指挥交通，确保行车和行人的安全。主要包括以下几个方面：

a.车辆管理。车辆管理是指车辆的检验管理制度，包括车辆的牌照、车辆的尺寸和性能、车辆的装载类型（客或货）、车辆的重量以及各种车辆的运行、驾驶和停放的规定。

b.驾驶员管理。驾驶员管理指的是驾驶员的管理制度，包括培训、考核、驾驶执照、对驾驶人员的定期安全教育、交通法规的学习以及驾驶证的发放、交通违章和事故处理的规定。

c.步行管理。我国城镇人口密集，步行交通量极大，因此步行管理在我国交通管理中占有特殊的、重要的地位，其基本观念是“以人为本”，基本目标是保障行人的安全，同时，还得考虑如何同其他的交通协调。

d.优先通道管理。近年来，我国城市交通中优先发展公共交通已成为共识。公共交通一般指公共汽车、电车、轻型有轨交通、地下铁道和城市交通等。公交优先通行的科学管理包含多个方面，如公交车辆专用道、公交车辆专用街、公交车辆专用道路、交通信号的公交车辆优先控制、公交车辆的转弯优先及改善公交车辆停靠站的设置等。

②交通控制设备

交通控制设备主要有交通标志、路面标线和交通信号三类，它们的功能主要是针对车辆驾驶员和行人起限制、警告和诱导作用。

a.交通标志。

交通标志就是把交通警告、交通禁令、交通指示和指路等交通管理与控制法规用文字、图形或符号形象化地表示出来，设置于路旁或公路上方，预示前方公路的状况或事故发生的状态的交通控制设施。交通标志分为警告标志、禁令标志、指示标志、指路标志四类，如图3.4～图3.7所示。

此外，交通标志还包括一些辅助标志。

b.路面标线及路标。

路面标线是在高级、次高级路面上用漆类物质喷刷或用混凝土预制块、瓷瓦等做的一种交通安全设施。它的作用是配合标志牌对交通运输作有效的管制，指引车辆分道行驶，达到畅通和安全的目的。

我国公路路面标线按作用可分为行车道中线、车道分界线、路缘线、停车线、禁止超车线、导流带、人行横道线、交叉路口中心圈、停车方位线、导向箭头等。

路面标线按形式可分为连续实线、间断线和箭头指示线等三种形式，其颜色采用白色或黄色。

路标为沿道路中线或车道边线或防撞墙埋设的反光标志物。车辆夜间行驶时，在汽车灯光照射下，路标的反光作用勾画出行车道的轮廓，从而为驾驶员提供行驶导向。

c.交通信号。

交通信号是最主要的交通控制设备，用于在时间上给互相冲突的交通流分配通行权、使各个方向和车道上的车辆安全而有序地通过交叉路口的一种交通管理措施。交通信号基本可分为定时式和感应式两种。

（a）定时式：定是信号是利用定时控制器，按预先设定的时间顺序，重复变换红、黄、绿三色灯。信号周期时间可按照交叉口处不同方向的车流的情况预先规定一种或几种。这种方式既经济又可靠。

（b）感应式：感应信号是通过车辆监测器测定到达交通路口的车辆数量，及时变换信号显示时间的一种控制方式。它能充分利用绿灯时间，提高通行能力，使车辆在停车线前尽可能不停车，从而得到安全畅通的同车效果。这种方式信号开放时机十分精确，有效率，但造价较高。

（4）汽车

①汽车的定义

世界各国对汽车的定义不尽相同。在我国，汽车是指由自身装备的动力装置驱动，一般有四个或四个以上车轮，不依靠轨道或架线而在陆地行驶的运载工具，主要用于载运人员或货物。根据我国的实际情况，该定义将汽车与摩托车、三轮机动车等区别开来。

汽车作为一种陆上交通工具，具有方便、机动、灵活、速度快、适应性强等特点。此外，其品种多、数量大，在工农业生产、国防建设以及人们日常生活中不可缺少。

②汽车的分类

a.按动力装置分类。

（a）蒸汽机汽车：以蒸汽机为动力装置的汽车，如图3.8所示。

（b）内燃机汽车：以活塞式内燃机为动力装置的汽车。这是目前最为常见的汽车，包括汽油机汽车、柴油机汽车、煤气机汽车。

（c）电动汽车：装有蓄电装置和电动机，由电力驱动的汽车。

（d）其他动力装置汽车：如装有燃气轮机的汽车，装有氢气燃料的汽车，装有太阳能装置的汽车以及混合动力汽车。

b.按行驶道路条件分类。

（a）公路用车：行驶于城市道路和等级公路的汽车。

（b）非公路用车：如工矿车和农用车。

c.按汽车队道路的适应性分类。

（a）普通汽车：只适合在较好的道路上行驶。

（b）越野车：可以在质量差和无路地区行驶，越野车一般都是全轮驱动，因此它主要用于非公路上（也可在公路上）载运人员和货物或牵引各种设备。越野车根据其在较差道路上的装载质量可分为轻型、中型和重型越野车，也可按驱动轴数分为双轴、三轴和四轴驱动越野车。

d.按用途分类。

（a）载客车：专门用作人员乘坐的汽车，按其座位多少又可分为轿车和客车、旅游车等种类。

轿车：除司机外乘坐2～8人的小型客车。轿车按发动机的工作容积（排量，L）大小分为：微型（1L以下）、轻型（1～1.6L）、中型（1.6～2.5L）和大型（2.5L以上）轿车。另外还可以分为普通轿车、高级轿车、旅行轿车和活顶轿车。

客车：除司机外乘坐9人以上的载客车为客车。客车有单层、双层形式，并可按总质量、总长度分为不同类型（见表3.2），另外，还可按使用目的分为旅行客车、城市客车、长途客车、游览客车和旅游车等。其中旅游车是专门用于旅游的客车，是20世纪60年代后发展起来的现代化交通工具。有的长途旅游车为住宿式，具有住宿和生活条件。

（b）货车：主要供运载货物用的汽车称为货车，又称载货汽车。

普通货车：按其载重量分为微型（小于1.8t）、轻型（小于4.5t）、中型（4.5～12t）和重型（大于12t）货车。

特种车：为普通货车的变型，具有特殊货厢，并考虑到货物装载和运输上的专门需求，有保温厢货车、厢式货车等。

自卸车：货厢能自动举升并倾卸散装货物、固体货物，如煤、砂石、矿料等（如图3.9所示）。

牵引车：专门用来牵引挂车、半挂车和长货挂车的主体，如图3.10所示，一般车上不搭乘旅客，没有载货物的车厢（少数具有短货箱）的汽车称为牵引车，又称载货列车，一般可分为全挂牵引车和半挂牵引车。半挂车的载荷由自身和牵引车共同承受，全挂车的载荷全部由自身承受。

（c）特种用途的汽车。

特种用途的汽车包括：专门用于起重、挖沟、埋管、混凝土搅拌等施工作业的建筑工程用汽车，用于消扫、除雪、医疗、救护、售货、邮政、消防等方面的市政、公共事业用汽车，用于农业生产作业的农业汽车以及用于体育竞赛的竞赛汽车等。

e.按新标准分类。

我国于2001年颁布了GB/T 3730.1—2001《汽车和挂车类型的术语和定义》，将汽车分为乘用车和商用车辆两类。

乘用车：在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李或临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位，也可牵引一辆挂车。轿车、旅行车等属于乘用车。

商用车辆：在设计和技术特性上主要用于运送人员和货物，并且可以牵引挂车，乘用车不包括在内。客车、货车等属于商用车辆。

③汽车的基本构造

汽车的类型虽然很多，各类汽车的总体构造有所不同，但它们的基本组成是一致的，都由发动机、底盘、电气设备和车身四大部分组成。

a.发动机。

发动机是汽车的动力装置，是汽车的“心脏”。其作用是使燃料燃烧后产生动力，然后通过底盘的传动系驱动汽车行驶。汽车发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系和起动系（“二大机构”“五大系”）组成。

汽车发动机都是用燃料燃烧的热能转变为机械能的热力发动机。目前在汽车上采用往复活塞式内燃机，其中主要是汽油机和柴油机。常见的汽油机是利用化油器使汽油与空气混合后吸入发动机气缸内，用电火花强制点燃混合气体使其燃烧后产生热能而做功；柴油机则利用喷油泵使柴油产生高压后由喷油器直接喷入发动机气缸内并与气缸内压缩空气混合形成混合气，柴油自燃后产生热能而做功。两者相比较，汽油机具有转速高（目前轿车用汽油机的最高转速达5000～6000r/min，货车有的达4000r/min）、质量小、工作时噪声小、启动容易、制造和维修费用低等特点，故在轿车、中小型货车上及军用越野车上得到广泛的应用。其不足之处是燃油消耗率较高，因而燃料经济性较差；同时，汽油机的排气净化指标也较差。

柴油机因压缩比高，燃料消耗率平均比汽油机低30％左右，而且柴油价格较低，所以燃料经济性较好；排气污染小。因此，一般装载质量7t以上的货车大都用柴油机。柴油机的缺点是转速较汽油机低（一船最高转速在2500～3000r/min左右）、质量大、制造和维修费用高。目前，柴油机的这些缺点和弱点正逐渐得到克服.它的应用范围正在向中、轻型货车扩展，国外有的轿车也采用柴油机，其最高转速可达5000r/min。

b.底盘。

底盘是汽车的基础，是汽车的“骨骼”。其作用是接受发动机的动力，使汽车产生运动，并保证正常行驶，同时支撑、安装汽车其他各部件、总成。底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系等“四大系”组成。

（a）传动系。

汽车传动系的基本作用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。

载货汽车上目前常见的传动系的组成及布置形式如图3.11所示。发动机纵向安置在汽车前部，并且以后轮为驱动轮。图中有标号的部分为传动系。发动机发出的扭矩依次经过离合器、变速器、万向节和传动轴组成的万向传动装置以及安装在驱动桥上的主减速器、差速器和半轴传给驱动车轮。驱动轮得到扭矩便给地面向后的作用力，同时，使地面对驱动车轮产生一个反作用力，这个反作用力就是汽车的牵引力。

汽车的类型不同，发动机的安装位置不同，都会使传动系的布置形式不同。

（b）行驶系。

行驶系的主要作用是将汽车构成一个整体，支撑汽车的总重量；将传动系传来的扭矩转化为汽车行驶的驱动力；承受并传递路面作用车轮上的各种反力及力矩；减少振动，缓和冲击，保证汽车平顺行驶，与转向系配合，正确控制汽车的行驶方向。

汽车行驶系的结构形式因车型和行驶条件的不同而有所差异。绝大多数汽车行驶在比较坚实的道路上，其行驶系中直接与路面接触的部分是车轮，因而称为轮式行驶系。除广泛应用的轮式结构外.还有厦带式、车轮—履带式、跨步式等。

轮式行驶系一般由车架、车桥、车轮和悬架等组成，如图3.12所示。

（c）转向系。

转向系的作用是通过驾驶员转动方向盘，根据需要改变汽车行驶方向，并减轻驾驶员的疲劳程度。转向系由转向器和转向传动机构两大部分组成，图3.13为转向系示意图。转向器由方向盘、转向轴、转向传动轴、转向万向节等组成。转向传动机构由转向垂臂、纵拉杆、转向节管、横拉杆、左右梯形臂等组成。

（d）制动系。

制动系的作用是使汽车减速或在最短的距离内停车，以确保行车安全，并保证汽车停放可靠，不致自动滑溜。汽车的制动系一般至少装有两套各自独立的系统：行车制动装置（脚制动装置）和驻车制动装置（手制动装置）。重型汽车和经常行驶在山区的汽车，还应增装紧急制动和安全制动或辅助制动装置。此外，较完善的制动系还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。

制动系中每套制动装置都由产生制动作用的制动器和制动传动机构组成。制动器通常采用摩擦式。液压式行车制动系由车轮制动器和液压传动机构两部分组成，其基本结构和工作原理如图3.14所示。

其制动的工作原理是：当制动时，踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，使主缸内的油液产生一定压力后流入轮缸，推动轮缸活塞使两制动蹄绕支承销转动，上端向两边张开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。这样不旋转的制动蹄就对旋转着的制动鼓产生一个摩擦力矩，其方向与车轮转动方向相反。制动鼓将该力矩传给车轮，使车轮与路面之间产生制动力，迫使汽车产生一定的减速，甚至停车。当放松制动踏板时，在各回位弹簧的作用下，制动蹄与制动鼓之间的间隙又恢复，摩擦力矩和制动力消失，制动作用即行解除。

c.电气设备。

汽车的电气设备由电源和用电设备两大部分组成。用电设备包括发动机的启动系以及汽车的照明、信号、仪表装置等，在强制点火式发动机中还包括发动机的点火系。

d.车身。

车身安装在底盘车架上，车身用以安置驾驶员、乘客和货物。除轿车、客车一般是一整体的车身外，货车车身是由驾驶室和货箱两部分组成。

汽车车身是一件精制的综合艺术品，其结构主要包括车身壳体、车门、车窗、车前钣金件、车身内外装饰件、车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等，载货汽车还包括货厢和其他设备。

汽车车身壳体结构型式可分为骨架式、半骨架式和无骨架式三种。

骨架式：具有完整的骨架（或构架），车身蒙皮固定在装配好的骨架上。

半骨架式：只有部分骨架（如单独的支柱、拱形梁、加固件），部分骨架彼此直接相连或者借助蒙皮板彼此相连。

无骨架式：没有骨架而利用蒙皮板相互连接时所形成的加强筋来代替骨架。

货车车身多采用骨架式非承载车身结构。

客车车身一般分为轻便客车、中型客车车身。轻便客车车身要求有较好的流线形以减少驾驶时的空气阻力。中型客车均采用闭式的厢式车身，以提高有效载客面积。

轿车车身多为无骨架和半骨架式。目前，在高级轿车上.为保证良好的乘坐舒适性以及减轻底盘振动和噪声对车身的影响，多采用非承载式的车身，车身借助橡胶软垫固装在车架上。中级轿车车身有采用非承载式的，有采用承载式结构的。普通轿车和微型轿车则普通采用承载式的车身。近年来，为减轻客车的自重，降低车身高度，中级轿车也倾向于采用承载式车身。

公共汽车车身采用厢式外形，由于尺寸较大，形状较规则，易于构成完整的空间受力系统，固大多采用骨架式，这种结构最适于做成承载式结构。

④汽车的保养及维修

汽车的保养和维修，是为了确保车辆在使用中有良好的技术状况和较长的使用期限。

a.保养。

保养除每日（每班）进行以检试、清洁为主的例行保养外，还规定有一级保养、二级保养、三级保养。

一级保养的主要任务是以紧固、润滑为中心，并清除车辆在行驶一定里程后出现的薄弱环节，保证车辆仍具有继续正常行驶的技术条件。

二级保养的主要任务是以检查、调整为中心，较为深入、细致地对车辆进行全面的检查和调整。其目的是使车辆能在以后较长的时期内有良好的运行性能。二级保养是在车辆行驶一段较长的里程后进行的，一般需中断运输生产。

三级保养以总成解体清洗、检查、调整为中心。

b.维修。

汽车维修的目的，是为了迅速恢复其在使用过程中由于机构的自然磨损、故障和其他损伤而丧失了的工作能力。维修也分为三级，即大修、中修、小修。

小修是一种维护性修理，是对车辆的个别部件和总成在工作中临时出现故障所必须进行的修理。

中修是一种平衡性修理，是在两次大修之间。对某些零件和总成进行一次计划性修理，以使其使用期限趋于平衡，延长大修间隔里程。

大修是将各总成拆散成零件，对其进行清洗、检验和分类，然后更换不可修的零件，修复需要修理的零件，后把合乎要求的零件按规定的技术标准装配、试验，以达到恢复汽车技术性能的目的。