道路交通事故应急救援技术——第三章 汽车的基本结构与功能

第一节  汽车的分类和构成
一、汽车的分类
汽车的分类方法很多，常见的分类方法如按燃油类别分类、按汽车的用途分类、按发动机的位置分类、按车轮的驱动形式分类、按承载方式分类等。
(一)按汽车用途分类
汽车按用途分为两大类：一类是作为私人代步工具的乘用车；另一类是以商业运输为目的的商用车。
1.乘用车
乘用车，是指在设计和技术特性上主要用于载运乘客及其随身行李、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，它可以牵引一辆挂车。乘用车的代表车型为轿车、小型客车、商务车等。
2.商用车
商用车，是指在设计和技术特性上主要用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂车，乘用车不包括在内。商用车的代表车型为客车、货车等。乘用车和商用车的具体分类如表3-1所示。

(二)按汽车承载方式分类
按承载方式分类可分为三类：一是承载式车身汽车，即以车身作为承载的基础件， 是无车架的汽车； 典型代表车型为轿车、城市SUV等。二是非承载式车身汽车，即以车架作为承载基础件的汽车，典型代表车型为货车、专业越野车等。三是半承载式车身汽车，半承载式车身是一种介于非承载式车身与承载式车身之间的结构形式，它拥有独立完整的车架，并且车架与车身刚性连接，因此车身壳体可以承受部分载荷，典型代表车型有客车等。
二、汽车的基本结构和作用
汽车是由上万个零件组成的结构复杂的机器，根据其动力装置、运送对象和使用条件的不同，汽车的总体构造可以有很大差异，但它们的基本结构都是由发动机(动力系统)、底盘、车身和电气设备四大基本部分组成，如图3-1所示。

 (一)汽车发动机
汽车发动机基本上为内燃发动机，即内燃机，最常见的内燃机是汽油机和柴油机。内燃机的作用是使燃料燃烧产生的热能转变为机械能，并为汽车行走及其他装置的工作提供动力。
(二)底盘
底盘用于接受发动机动力，使汽车正常行驶。根据各部分功用，底盘可以分为传动系、行驶系、转向系、制动系等几部分。
传动系用于将发动机输出的动力传给驱动车轮，驱动汽车行驶；行驶系由车架、车桥、悬挂和车轮等组成，主要作用是保持各部分的连接关系，支持全车重量，保证汽车正常行驶；转向系由转向盘、转向器、转向节、转向节臂、横拉杆等组成，基本作用是在驾驶员操纵下改变或保持汽车行驶方向；制动系有行车制动器和驻车制动器两种，主要作用是保证车辆行驶中减速及在最短时间内强制停车，以及在汽车停放时不致发生溜滑。
(三)车身
车身是驾驶员工作的场所，也是装载乘客和货物的位置，不同类型的汽车有不同形式的车身。车身应具有隔音、隔振、保温等功能，制造工艺性及密封性要好，应能为驾驶员及乘客提供安全而舒适的乘坐环境；其外形能保证汽车在高速行驶时受到的空气阻力较小，且造型美观。
(四)电气设备
汽车电气设备由蓄电池、发电机、调节器、起动机、点火系、仪表、照明装置、音响装置、雨刷等组成。电气设备的基本作用在于提供电能、转变电能、点燃可燃混合气、辅助驾驶等。
第二节  其车身构造与被动式安全保护系统
在道路交通事故应急救援中，为营救被困于车内的人员，经常需要对车身进行破拆，以便开辟救援通道和创造营救空间。在此过程中，车辆自身具有的安全保护系统可能对破拆行动造成阻碍，甚至会威胁被困者和应急救援人员的自身安全。因此，应急救援人员有必要对不同车辆的车身结构和安全保护系统有所了解，以便确保救援行动的安全、高效。
一、车身构造
汽车车身结构应包括车身壳体、车前板制件、车门、车窗、车身外部装饰件和内部覆饰件、车身附件、座椅以及汽车空调系统等。在货车和专用汽车上，还包括货厢和其他设备。
(一)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元件以及与其连接的板件共同组成的刚性空间结构。客车车身多数具有明显的骨架，而轿车车身和货车驾驶室则没有明显的骨架。车身壳体通常还包括在其上敷设的隔声、隔热、防振、防腐、密封等材料及涂层。
1.车身壳体种类
车身壳体按照受力情况可分为非承载式车身，半承载式车身和承载式车身，如图3-2、图3-3、图3-4所示。


2.车身立柱
车身壳体包括车身的立柱，立柱包括Ａ柱(前立柱)、B柱(中立柱)与C柱(后立柱)三种，如图3-5所示。A柱、B柱与C柱都是支撑车辆结构强度的主要部分，起着支撑风窗和车顶的作用，一般下部做的粗大，上部的截面尺寸需要考虑驾驶视野而缩小。

A柱在发动机舱和驾驶舱之间，左右后视镜的上方；B柱在驾驶舱的前座和后座之间，是同侧两车门之间的纵向立柱，从车顶延伸到车底部，从内侧看，安全带就在B柱上；C柱在后座头枕的两侧。
(二)车前板制件
长头式汽车车身都有若干车前板制件，相互焊接或安装，形成容纳发动机和前轮的空间。

图3-6为北京BJ2020型轻型越野汽车的车前板制件。左挡泥板和右挡泥板上面各焊有两个托架。托架用螺栓固定在车架上。左前翼板、右前翼板以及面罩借助于螺钉和螺母相连接，并安装在托架及左、右挡泥板上。发动机罩通过其后部两个铰链安装在车身壳体的前围外盖板上，并借助于两个锁扣扣紧在左、右翼板上。
(三)车门和车窗
车门是车身上重要的部件之一，通常按开启方法分为：顺开式、逆开式、水平滑移式、折叠式、上掀式、外摆式、旋翼式等。在有些大型客车上，还备有加速乘客撤离事故现场以及便于救援人员进入的安全门。

图3-7中，门内板是门的支撑基体，在其上装有三角通风窗、升降玻璃及其导轨、玻璃升降器手柄、门锁及其内手柄、门铰链及开度限位器、门外板及门锁外手柄等。
车门前部通过两个门铰链安装在车身上。图3-7中的门铰链上还装有开度限位器，用来限制车门的最大开度，同时还可使车门停留在某一开度。车门后部装有门锁，使门关闭时可以承受横向力和纵向力，并使门的后部在垂直方向上正确的定位。
汽车的前、后窗通常采用有利于视野而又美观的曲面玻璃。为便于自然通风，汽车的侧窗可上下移动或前后移动。侧窗玻璃采用茶色的隔热玻璃，可使室内保温并有安闲宁静的舒适感。
二、汽车安全防护系统
汽车安全防护系统主要分为两类，一类是主动式安全系统，另一类是被动式安全系统。主动式安全系统是为预防汽车发生事故，避免人员受到伤害而采取的安全设计，也称为主动安全设计；被动式安全系统则是为避免或减轻人员在车祸中受到伤害而采取的安全设计，也称为被动安全设计。主动安全性的高低决定了汽车事故发生概率的大小，而被动安全性的高低主要决定了事故后车内成员的受伤严重程度。
主动式安全系统包括ABS(防抱死制动系统) 、EBD(电子制动力分配系统) 、TCS(牵引力控制系统) 等。它们的特点是提高汽车的行驶稳定性，尽力防止车祸发生。其他像高位刹车灯、前后雾灯、后窗除雾灯等也是主动安全设计。被动式安全系统包括安全带、安全气囊、翻滚保护装置、车身的前后吸能区、车门防撞钢梁等安全设计，它们都是在车祸发生后才起作用的。相对而言，被动式安全系统对应急救援的影响较大，如未启动的安全气囊和防翻滚保护装置、车门的防撞钢梁等。因此，这里主要对被动式安全系统做一介绍。
(一)安全带
汽车安全带是重要的被动安全装置，起着约束位移和缓冲作用。当碰撞事故发生时，安全带通过内部锁止机构锁紧，从而将乘员“束缚””在座椅上，减少乘员发生二次碰撞的危险同时避免乘员在车辆发生滚翻等危险情况下被抛离座椅，起到防护、防止乘员受到严重或致命伤害的作用。
1.汽车安全带的种类
常见的座椅安全带按固定方式不同同可以分为：两点式、三点式、四点式、自由式，不同种类的安全带如表3-2、图3-8、图3-9、图3-10所示。




(1)织带
织带是构成安全带的主体，多用尼龙、聚酯、维尼纶等合成纤维原丝编织成宽约50mm、厚约1.2mm的带子，具有足够的强度、延伸性能和吸收能量的性能。
(2)安装固定件
安装固定件是与车体或座椅构件相连接的耳片、插件和螺栓等，它们的安装位置和牢固性直接影响到安全带的保护效果和乘员的舒适感。
(3)卷收器
卷收器的作用是储存织带和锁止织带拉出，它是安全带系统中最复杂的机械件，如图3-12所示。卷收器与织带的一端相连，由内部的预紧弹簧来提供收紧织带的力矩，从而实现了安全带机械式自动调整长度的功能。无须自己手动来调整安全带的长度。

3.预紧式安全带
预紧式安全带也称预缩式安全带。这种安全带的特点是在汽车发生碰撞事故的一瞬间，乘员尚未向前移动时，它会首先拉紧织带，立即将乘员紧紧地绑在座椅上，然后锁止织带防止乘员身体前倾，有效保护乘员的安全。预紧式安全带中起主要作用的卷收器与普通安全带不同，除了普通卷收器的收放织带功能外，当车速发生急剧变化时，其还能够在0.1s内加强对乘员的约束力，因此它还有控制装置和预拉紧装置。
4.安全带的新技术
(1)预收紧装置和拉力限制器。理想的安全带作用过程是：首先，及时收紧，在事故发生的第一时刻毫不犹豫地把人“按”在座椅上。其次，适度放松，待冲击力峰值过去，或人已能受到气囊的保护时，即适当放松安全带，避免因拉力过大而使人肋骨受伤。为实现这一过程，先进的安全带都带有预收紧装置和拉力限制器，分别负责瞬间绷紧安全带和冲击力峰值过后放松安全带。
(2)充气式安全带。充气式安全带是一种在发生突发事件时，胸、肩部织带会充满气体的安全带，如图3-13所示。其结构是将织带与人体的接触段设为充气段，充气段的一端有一个类似气囊中气体发生器的电子式充气装置。当车辆发生碰撞时，车辆的电子控制单元(ECU) 会进行撞车严重度判别， 若撞车严重度达到设计要求， ECU会发出指令， 即点火电流，使预拉紧装置与充气装置先后作用，对乘员起到更好的保护作用。
(二)安全气囊
安全气囊一般安装在车内前方(正副驾驶位)、侧方(车内前排和后排)和车顶三个方向，如图3-14所示。在装有安全气囊系统的容器外部都印有Supplemental Restraint System(SRS)或AIRBAG的字样。气囊的 作用是减轻汽车碰撞后，乘员因惯性发生二次碰撞时的伤害程度。


1.安全气囊的原理及结构
安全气囊主要是为了防止汽车碰撞时车内乘员和车内部件间发生碰撞而造成的伤害，它通常是作为安全带的辅助安全装置出现，两者共同作用，减轻人体所受冲击力，最终达到减轻乘员伤害程度的效果。
常用的汽车安全气囊系统由碰撞传感器、控制模块(ECU) 、气体发生器及气囊等组成。安全气囊传感器一般也称碰撞传感器，主要用于检测碰撞时的加速度变化，并将碰撞信号传给气囊电脑，作为气囊电脑的触发信号。控制模块(ECU) 对传感器发送的速度变化(或加速度) 信息进行分析判断，如果所测的加速度、速度变化量或其他指标超过预定值(即真正发生了碰撞)，则控制模块向气体发生器发出点火命令。大多数气囊控制模块(ECU)都安装在车身中部靠近挡把的位置。气体发生器可在较短的时间内(30ms左右)产生大量的气体充满气囊。目前气体发生器主要有压缩气体式、烟火式和混合式(压缩气体式和烟火式相结合)三种类型。
2.二级安全气囊
较新型的安全气囊加入了可分级充气或释放压力的装置，以防止碰撞后气囊全部充气，爆发力过大对人体产生伤害。分级点爆装置，即气体发生器分两级点爆，第一级产生约40%的气体容积，远低于最大压力，对人头部移动产生缓冲作用，第二级点爆产生剩余气体，并且达到最大压力。分级释放压力方式就是在气囊袋上开有泄压孔或可调节压力的孔，一开始压力达到设定极限，便能瞬时释放压力，以避免对乘客造成过大伤害。
3.气囊起爆条件
安全气囊的打开需要合适的速度和碰撞角度。从理论上讲，只有车辆的正前方左、右约60°夹角的位置撞击在固定的物体上，速度高于30km/h，安全气囊才可能打开。这里所说的速度不是我们通常意义上所理解的车速，而是在试验室中车辆相对刚性固定障碍物碰撞的速度，实际碰撞中汽车的速度要等效于这个试验速度，气囊才能打开。
(三)翻滚保护装置
敞篷汽车，如软顶敞篷汽车、护栏汽车，在发生碰撞交通事故时缺少一个像封闭汽车那样的起到保护和支撑作用的车顶结构。因此，车辆翻滚时对没有系安全带的乘员会从侧风窗玻璃甩出并翻滚，而系安全带的乘员，其臂、头部、上身可能从车身内探出并受伤害。为避免乘员受到伤害，除依靠安全带和安全气囊外，还需要在软顶敞篷轿车上常附加一个可升起的翻滚保护弓架或可升高的头部保护套，如图3-15所示。翻滚保护系统有一个释放弹射装置，能将翻滚保护弓架或头部保护套在0.25s的时间内向上弹起，弹射距离最高可达265mm，之后会被牢牢锁住，可配合加强型前风挡边框保护所有乘员的安全。
 
第三节  危险化学品罐车介质和罐车结构
罐车是车体呈罐形的运输车辆，用来装运各种液体、液化气体和粉末状货物等，这些货物包括汽油、原油、各种黏油、植物油、液氨、酒精、水、各种酸碱类液体、水泥氧化铅粉等。公路运输罐车按用途可以分为油罐车、汽罐车、液罐车、粉罐车、水泥搅拌罐车、加油罐车等。由于危险化学品常以低温液体、液化气体的形式从生产地或供应站运往使用地点，因此本节主要介绍公路气体罐车的介质和罐车结构。
一、罐车介质
罐车内充装的介质是液化气体或低温液体，对罐车的技术要求应随所装液体的性质而定。因此，了解掌握气体的性质是操作罐车的基础，而气体分类也是构成罐车分类的基础。
(一)气体分类标准
根据压缩气体的物理状态和临界温度来进行分类，按其化学性质、燃烧性、毒性、腐蚀性进行分组， 按FT SC编码标示每种气体的基本特性，以此作为分类依据，构成系统的综合分类。
气体的FT SC编码是按燃烧性、毒性、状态和腐蚀性的英文词组取首字母简称而来。FT SC编码由四位数字按顺序组成， 直接标示了每种气体的基本特性。
1.燃烧性
根据燃烧的潜在危险性，分为不燃、助燃(氧化性)、可燃、自燃、强氧化性、分解或聚合六个类型(0~5)。
2.毒性
根据接触毒性的途径和毒性大小，按急性毒性吸入1h，半数致死量浓度LC so分为无毒、毒、剧毒三个等级(1~3) 。
3.状态
根据瓶内充装气体的状态和在20℃环境温度时瓶内压力的大小分为六个类型(1~6)。
4.腐蚀性
根据气体不同的腐蚀性，分为无腐蚀、酸性腐蚀，即氢卤酸腐蚀、非氢卤酸腐蚀、碱性腐蚀四个类型(0~3)。CC-H按我国气体行业的习惯，气体可分为单一气体和混合气体。
(二)罐车介质种类
1.单一气体
《GB/T16163-2012瓶装气体分类》以临界温度为基准，将瓶装气体分为三大类：压缩气体和低温液化气体、液化气体(含高压液化气体和低压液化气体)、溶解气体。
(1)压缩气体和低温液化气体。临界温度低于等于-50℃的气体为压缩气体。该组气体在通常充装和温度下储运时为气体。但经过低温处理，使之低于临界温度，就成为低温液化永久气体，简称低温液体，其储运的设备都须有绝热层。
压缩气体和低温液化气体一般可按以下三组分类：
A组：不燃无毒和不燃有毒气体，如氮、氩、氦等(不燃无毒)；三氟化硼(不燃有毒)。
B组：可燃无毒和可燃有毒气体，如氢、重氢、甲烷(易燃无毒)；一氧化碳(易燃有毒)。
C组：低温液化气体(深冷型)，如氢、氩、氧、天然气。
(2)液化气体。
①高压液化气体：临界温度为-50℃~65℃的气体。该组气体在充装时为液态。在允许的工作温度下储运时，气体在瓶内的状态会随着环境温度的变化而变化，即低于或等于临界温度时，罐内介质为气液两态共存，高于临界温度时为气态。
高压液化气体一般可按以下三组分类：
A组：不燃无毒和不燃有毒气体，如二氧化碳(CO2，)、三氟甲烷(CHF3， ) 、六氟乙烷(C2 F6 ) 等为不燃无毒气体； 氯化氢(HCl) 为不燃有毒气体。
B组：可燃无毒和自燃有毒气体，如乙烷(C2H6)、乙烯(CH2，)等为可燃无毒气体；磷烷(磷化氢，PH3，)为自燃有毒气体。
C组：易分解或聚合的可燃气体，如氟乙烯(C2H3F)、乙硼烷(B2H6)。
②低压液化气体：临界温度大于65℃的气体。该组气体在充装、储运时，罐内气体为气液两相共存状态(主要是液态)，液体密度随环境温度而变。
低压液化气体一般可按以下四组分类：
A组：不燃无毒和不燃有毒气体，如二氯氟甲烷(R-21)、氯二氟甲烷(R-22)、二氯二氟甲烷(R-12)、二氯四氟乙烷(R-114)等为不燃无毒气体； 二氧化硫(SO， ) 、碳酰二氯(光气， CO Cl₂， ) 、硫酰氟(SO₂ F₂) 等为不燃有毒气体。
B组：可燃无毒和可燃有毒气体， 如丙烷(C₃H₈) 、丙烯(C₃ H₆， ) 、正丁烷(C4H10)、二甲醚(C₂H₆O)等为可燃无毒气体；氨(NH，)、乙胺(C2H，NH，)、甲胺(CH，NH，)等为可燃有毒(或剧毒)气体。
C组：易分解或聚合的可燃气体，如环氧乙烷(C₂H₄O)是易分解且有毒气体；氯乙烯(C₂H₃Cl)、氯三氟乙烯(C₂F₃Cl)等是易聚合有毒气体。
(3)溶解气体。易分解或聚合的可燃气体。目前我国的只有一种A组，即溶解乙炔。由于其基本是以钢瓶装运，故不在本节所包含的范畴。
2.混合气体
混合气体包括自然合成和人工制成的混合气体(二元或多元混合气体)。
混合气体的种类较多， 本节只介绍液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG) 。
1.     液化石油气是从油气田或在石油炼制过程中所取得的一部分碳氢化合，如丙烷(C₃H₈)、丙烯(C₃H₆。)、丁烷(C₄H₁₀)、丁烯(C₄H₈)等。主要成分的碳原子数为3个和4个。
液化天然气是一种在液态状态下的无色流体，其主要组分为甲烷，组分中可能含有少量的乙烷、丙烷、氮和通常存在于天然气中的其他组分。
二、罐车结构
(一)罐车的类型及特点
罐车，顾名思义由车和储液罐构成。其结构形式与特点，都是由车和储液罐这两大部分的特征来决定的。
按充装的介质类型，罐车可分为液化气体罐车、低温液体罐车。
1.汽车罐车
汽车罐车按罐体形式可分为裸式罐车、保温层或绝热层罐车。裸式罐车，设计温度为-20℃~50℃，也称为常温罐车；保温层或绝热层罐车，也称为低温罐车。
汽车罐车按车与储液罐的连接形式还可分为固定式汽车罐车、半挂式汽车罐车。
(1)常温汽车罐车。常称为液化气体罐车，按车与储液罐的连接形式，分为固定式常温汽车罐车(如图3-16所示)、半挂式常温汽车罐车(如图3-17所示)。


 常温汽车罐车， 按运输的介质， 分为液化石油气(LPG) 、液氨、液氯、丙烯、环氧乙烷等常温汽车罐车。
①固定式常温汽车罐车。固定式常温汽车罐车，通常是指储液罐永久地牢牢固定在载重汽车的底盘梁上，一般都采用螺栓连接结构使储液罐与汽车底盘成为一个整体，它具有坚固、牢固、美观、稳定、安全等特性，其外形结构如图3-18所示。

固定式常温汽车罐车，由于是专车(指汽车底盘)专用，所以在设计与制造中，可以根据汽车底盘的技术特点(如载重量、车梁长度、轴距、重心位置和外形尺寸等)进行整体设计。附件和有关装置能够得到比较合理的安排，外形也比较协调美观。更主要的是由于罐体直接落在大梁上，可以大大降低重心高度；具有较高的运行稳定性，提高了安全行驶速度。
固定式常温汽车罐车的设计根据中华人民共和国原劳动部《液化气体汽车罐车安全监察规程》及《液化气体运输车》等国家有关技术标准，在保持原车型主要技术性能的前提下对底架与管路系统作了修改。为防止罐车在装卸过程中由于管道破坏造成事故，在管路系统上还增设了紧急切断装置，如图3-19所示。当管路系统发生事故时，可用手摇泵上的卸压阀或设在罐车尾部的卸压阀卸掉油路压力将紧急切断阀关闭。

用于汽车罐车的液位检测仪的种类很多，有拉杆式液位计、浮球式液位计和旋转管式液位计等。这类液位计与普通储罐上使用的玻璃板液位计相比，具有计量准确、安全可靠和不易损坏等优点，适用于汽车罐车的液位计量。
②半挂式常温汽车罐车。半挂式常温汽车罐车将罐体固定在拖挂式汽车底架上，它比较充分地利用了汽车承载能力及拖挂性能，又不受底架尺寸的限制，因而具有装载能力大、稳定性能好的优点，其外形结构如图3-20所示。

半挂式常温汽车罐车由于其运载结构特点所定，能充分利用汽车的牵引性能，可以用功率相对小的汽车来牵引载重量较大的拖挂车，并能充分地利用汽车的剩余功率。根据汽车理论，拖挂运输不但能提高牵引车的利用率，更重要的是大大提高了运载量，降低了燃料消耗量，运输成本能显著下降。当然，拖挂车由于其对道路的通过性要求高，所以不是任何地方都可能采用的。
(2)低温汽车罐车。低温汽车罐车，按车与储液罐的连接形式，分为固定式低温汽车罐车(如图3-21所示)、半挂式低温汽车罐车(如图3-22所示)。低温汽车罐车的储液罐一般做成圆筒形，容积通常为4~30m³。少数可到200m。目前由于受公路运输最大运载量的限制，液氧、液氮车的容积一般只能到25m³左右。容量较小的储液罐可直接装在汽车的车架上，即为固定式低温汽车罐车；容量较大的储液罐则制成专门的半挂车，即为半挂式低温汽车罐车。

①固定式低温汽车罐车。高真空绝热固定式低温汽车罐车由汽车底盘、车载低温液体储罐及附件等构成，如图3-23所示。低温液体储罐由罐体、安全附件、管路系统和操作箱组成。整车外形尺寸为9650mmx2500mmx3325mm(长×宽×高) ， 整车后双桥两侧挡泥板上设置了自增压汽化器和工具箱，工具箱内存放装卸液用金属软管。整车两侧设置安全防护栏杆，同时在储罐前部左侧设置灭火器支架，车后部设置安全防护装置，兼作操作踏板，在大梁尾部配导静电拖地带。
②半挂式低温汽车罐车。高真空多层绝热半挂式低温汽车罐车如图3-24所示，主要由罐体、阀门仪表箱、增压器、输液管和车架等组成。




罐体由内胆和外套两大部件组成。内胆材质为低碳或超低碳不锈钢，外套材质为容器专用钢板。内胆封头的一侧设有吸附室，外筒上部设有防爆装置，夹层为高真空多层绝热材料。
阀门仪表箱为箱式结构，设置在罐体外套封头的一侧(汽车尾部)，内装设压力表、液位计、安全阀、放空阀、增压阀、液体进出口阀及真空检测和封结阀等。
增压器为翅片管式结构，安装在阀门仪表箱底或车体的左侧，排放液体时作内升压之用。
按储罐绝热形式，低温汽车罐车分为堆积绝热、高真空绝热、真空粉末(纤维)绝热和高真空多层绝热(含多屏绝热)低温汽车罐车。
从理论上分析，临界温度大于50℃的气体用罐车运输时，罐体都需要包覆保温层；在广义上，这类罐车都是低温液体罐车。但每种绝热方式的原理、性能和优缺点又各不相同，具体见表3-3。因此，针对运输介质的品种不同，要选择不同的保冷形式。选择的原则是绝热可靠，施工工艺简单。例如，液态乙烯、液态二氧化碳可用聚氨酯发泡、真空玻璃纤维包扎、真空粉末绝热；液氧、液氮、液氩使用真空粉末或高真空多层绝热；液化天然气使用真空纤维绝热；液氢、液氦使用高真空多层绝热。

2.罐式集装箱
罐式集装箱，具有装卸方便、灵活、可运、可储存的特点，可以方便地利用汽车、火车和船舶等运输工具，实现公路、铁路和水路(含海洋与内河运输)等的联合运输，使货物快速便捷地运送给用户，在国际贸易中的需求也不断增加。
罐式集装箱也同汽车罐车一样，分为常温、低温罐式集装箱两种，如图3-25、图3-26所示。

(二)罐车的基本要求
罐车与其他受压设备一样，对设计与制造的要求也必须是结构先进、经济合理、安全可靠、经久耐用且美观大方。罐车主要是由罐体、安全附件和运输车辆(汽车底盘或铁路底架)组成。它不仅是一个移动式压力容器设备，而且大都是一部完整的车辆。所以设计和制造一部性能良好的罐车，首先必须符合《移动式压力容器安全技术监察规程》的要求，同时又要符合公路和铁路运输，乃至水路运输(含海洋与内河运输)等有关规定和要求。
1.安全可靠
罐车充装和运输的介质绝大部分是易燃、易爆以及有毒的，其在工作温度下都具有一定的压力。这就要求罐车的储液罐能够经受储存介质在储存和运输过程中可能出现的最高压力，在最高工作压力下罐车罐体不得有破裂或变形，也就是说，要有足够的强度和刚度。同时，罐体以及各连接部位要密封可靠，只有这样，才能满足罐车的安全要求。
罐车罐体的安全可靠性，除设计与制造的罐体应具备足够的强度和刚度外，主要靠在罐体上配置的各种必要的安全附件来保证。例如，为预防超压，要求有安全阀来保证泄压；为防止超载，要有液面计或流量计来控制充装介质的容积或重量；为保证运行的安全，汽车底盘具有足够的稳定性，且连接部位要有足够的坚固性，以预防车辆部分与罐体部分开或发生翻车事故。
对低温罐车，为保证正常的储运时间，内外罐之间须保持一定的真空度。
2.经济合理
任何设备都要讲经济性，罐车同样要考虑经济价值。不过它的经济性，是建立在安全性的基础之上的。当然，安全性也有一定的限度，对于罐车来讲，不可能要求它在任何情况下都不发生问题。我们只能力求保证罐体在正常运输时可能出现的最高压力下安全可靠。否则，罐车将毫无经济价值。
罐车的经济性还体现在罐体的设计上，主要是罐体和安全附件的自重要尽可能减轻，要求在设计罐体时要以最少的用料、最小的壁厚，获得最大的充装容积。目前，罐体材料一般多用强度级别较高的低合金钢(我国多用16MnR钢， 国外所用材料强度级别更高) 。这样可以尽可能地减小罐体的壁厚，又保证具有良好的焊接性能，能够经受运输过程中的振动与冲击力。
3.经久耐用
若用户较多，则罐车几乎每天都要进行装卸作业，有时甚至一天就进行几次作业。其使用的方便、性能的可靠和耐用的程度，都是罐车设计与制造的一个主要指标。
由于罐车经常进行装卸运输，所以对其各种安全装置，如液面计、安全阀、紧急切断装置等要求便于操作、便于观察。各种阀门既要保证开关灵活，还要求严格密封不漏，而且要能够经久耐用，才能保证运输作业经常持久地进行。罐车罐体是一个密封性能要求特别高的压力容器，其充装介质不允许与空气混合，所以在罐体泄漏时不能进行开罐止漏，这就要求各安全附件、操作阀门、管路等必须经常处于良好状态。罐车的使用是否方便，各种操作装置是否能经久耐用(耐磨损、耐腐蚀)，也直接关系到罐车使用的安全。有不少事故就是由于操作部分的不方便或不能耐磨损和耐腐蚀而造成的。
4.外形美观
罐车是一种运输的特种车辆，经常在市内街道或城市之间的公路、铁路上行驶，其外形是否美观，与其他车辆、建筑物、景物是否协调，是设计和制造时必须考虑的因素。国外的气体罐车，从外形到色泽等方面都非常讲究，国内的罐车，也已逐步淘汰了那些外形差、没有设计感的车辆。
5.方便检修
为了保证罐车的使用安全，必须对罐体、车辆和附件进行经常或定期的维护检修。根据《压力容器安全技术监察规程》《液化气体汽车罐车安全监察规程》《液化气体铁路罐车安全管理规程》《国际铁路危险货物运输规则》《国际海运危险货物规则》《国际集装箱安全公约》等要求，罐车除必须加强日常的维护保养工作外，必须每年进行一次内外表面检查，安全阀调试及各种安全附件的检查；定期进行全面检查和各项性能测定，每6年至少进行一次耐压试验。因此，方便检修也是罐车设计制造中必须重视的一项基本要求。
6.行驶稳定
罐车的行驶稳定也是罐车安全可靠的重要指标，一般对罐车要求尽量做到保持汽车底盘原有的特性，如牵引性能、制动性能、稳定性能、操作性能、燃料经济性能、通过性能等，特别重要的是稳定性能。上述性能的任何改变，都会影响到罐车的安全性能和经济价值。
除此之外，还要求罐车的成本较低，零部件的标准化和通用化程度高等。总之，对罐车的结构设计与制造，其要求是多方面的，要综合考虑，才能设计和制造出具有一定水平的安全可靠的气体罐车。
(三)罐车的主要部件及其作用
罐车要进行正常运输及装卸作业，并确保安全可靠，必须具备各种基本部件和安全附件，简述如下。
1.汽车罐车的主要部件及其作用
(1)底盘。底盘是罐车的承载和行驶部分。底盘的技术性能，如牵引和载重能力、制动转变性能、轴距以及重心位置等，都直接关系和影响罐车的安全性与经济性。一辆性能良好的罐车，不仅是指罐体或安全附件的性能好坏，其中也包括汽车底盘的性能。
(2)罐体。罐体是罐车上用来储存液体的容器。能够在规定的介质压力和介质温度下安全工作。在罐车上都应设置安全阀、液面计和紧急切断阀门，才能保证槽车安全、可靠和正常地进行装卸运输作业。罐体设有液相和气相进出口，并配置操作阀门。常温罐车的罐体通常还开设入孔，以便制造人员和检修人员出入。罐体内部一般还设置防波浪隔板，用来减轻运行时液体介质对罐体的冲击，增加罐车运行的稳定性。
在大型槽车的罐体上，还应增设排污孔或排污阀接孔。
(3)安全阀。安全阀是设置在罐车罐体上最重要的安全附件。其主要作用是当罐内介质超压时自动泄压。
罐车储罐在正常的气温下运输时，其介质的饱和蒸气压不会超过安全阀的开启压力，因安全阀的起跳压力一般在使用过程中调整为罐体最高工作压力的1~1.1倍，所以在罐体不超温、不超压、不超装的情况下安全阀是严密关闭的。当罐体的工作温度因长时间暴晒或火灾等原因急剧上升，而使罐内的压力超过开启压力时，安全阀便自动起跳，储存的介质便迅速气化逸出，罐体压力下降。当压力降至设计压力以下便自动回座关阀，以此来排除罐体异常超压危险，保证罐车的安全。
罐车应选用内装式安全阀，其目的是避免罐车在运输过程中对安全阀的外部造成机械损伤(因安全阀超高而发生碰断)。但更重要的一点是要求用全启形式，使安全阀在异常的情况下有足够的起跳高度(开启高度与阀座喉部直径之比应小于1/4)，节流作用小，从而保证足够的排放面积，并保证在危险情况下(如火灾等)，能使罐内压力下降，避免发生爆炸事故。
(4)液面计。液面计是罐车罐体上的又一重要安全装置，它用来观察与控制罐车充装液体的量(容积或重量)。
罐车罐体是一个密闭容器，不通过液面指示装置用肉眼是不可能观察到罐内液体量变化的。确定罐内充装液体的量，是确保罐车安全操作的需要。
罐车罐体在充装时是绝不允许充满全部容积的，必须留出液体膨胀所需的空间，否则会因温升、液体膨胀力过大而产生破裂。所以，罐车在充装时必须严格控制充装量，其方法可以用称重法或流量计等控制，也可以用液面计进行直接观测。因此，要求罐车上必须设有一套灵敏、可靠并具有足够的精度和牢固结构的液面计(不得使用玻璃板式液面计)。
(5)装卸阀门。要使罐车进行正常的装卸作业，灵敏、可靠的装卸阀门是必不可少的。装卸阀门是指液相和气相进出阀门。对部分液化气体，只有在装卸过程保持好罐车罐体与固定储罐之间的压力平衡，才能控制装卸工作以最低的压差进行作业，节省装卸动力，提高装卸速度，所以要在罐车罐体与地面储罐之间装气相平衡管路。罐车的气相装卸阀门就是为连接气相管路而设置的。
(6)紧急切断阀。紧急切断阀是罐车必不可少的安全附件，它设置在罐体下部的气相管和液相管口处，其主要作用如下：
①当罐车的装卸球阀发生故障，泄漏已无法控制时，可用紧急切断阀进行关闭止漏。
②装卸作业过程中，当发生火灾或装卸管道破裂等其他意外事故，操作人员又无法靠近操作去关闭装卸阀门时，可以通过远控操作，关闭紧急切断阀，以制止继续泄漏。
③紧急切断阀的操作装置还装有易熔断关闭装置。卸液时如果发生大面积的火灾，操作人员已无法靠近罐车去采取任何措施关闭阀门止漏时，熔断关闭装置中的易熔合金会因火焰烘烤而熔化(要求熔融温度为70℃±5℃)，从而自动关闭紧急切断阀制止泄漏。
④罐车在运输过程中，如果发生管道和阀门的严重损坏(如撞击或翻车等意外事故)，瞬间大量液体外流，操作人员来不及或者无法控制时，紧急切断阀内的过流关闭装置，在高速液流的作用下，能自动关闭阀门止漏。
(7)其他附件。罐车其他附件如压力表、温度计、装卸管、消除静电装置、灭火器材和液泵等，也都是罐车所不可缺少的部件，这里不再详细介绍。
2.罐式集装箱的主要部件及其作用
罐式集装箱主要分为框架和罐体两部分
(1)框架。罐式集装箱要承受运输过程中的惯性力，还要承受吊卸过程中重力作用，因此框架结构的安全与否至关重要。通常罐式集装箱框架结构为带底部鞍座的框架结构，这种结构比较成熟，安全性高，但框架材料质量大。因此，有些罐式集装箱将罐体本身作为梁的一部分，从而使框架结构轻便，并具有安全高效和储存容量大的优点，此种框架结构如图3-27所示。

(2)罐体。为减少罐体在运输过程中承受液体的冲击振动，常在罐体内部设置2块防波板。根据《国际海运危险货物规则》的要求，罐体不允许有液面以下开口，因此所有开口接管均集中布置在罐顶，并设置了保护装置。罐底部设置了集液槽，卸料管伸入槽内，保证物料能够排净，温度计安装在封头处。罐式集装箱设置的管口如下：
①液相口：设置在容器顶部，为液体物料的装卸口。通过液相管连通到罐体底部的集液槽。液相口应设有紧急切断装置，紧急切断装置应包括紧急切断阀、截止阀及盲封装置，紧急切断阀应具备过流、限温及远距离控制功能。
②气相口：设置在容器顶部，为气相物料进、出口兼作氮封口。气相口应设有紧急切断装置，紧急切断装置应包括紧急切断阀，截止阀及盲封装置，紧急切断阀应具备过流、限温及远距离控制功能。
③备用口：设置在容器顶部，并应装设球阀及盲封装置。
④温度计口：装设在罐体后封头下部(M20×1.5)。
⑤液位计口：设置在罐体顶部，并在液位计附近设置液位高度与体积对照表。
⑥安全阀口：设在罐体顶中部。按《国际海运危险货物规则》的要求，应采用内置式安全阀与前置爆破片串联形式，在安全阀与爆破片之间的气相空间应设置平衡压力表。当罐箱完全卷入火灾时，其减压装置排出能力应将罐内的压力限制在不高于排放压力的120%以下。安全阀的开启压力按《压力容器安全技术监察规程》的要求取1.05倍的设计压力，即1.05MPa， 爆破片的设计爆破压力按《国际海运危险货物规则》的要求取1.1倍的安全阀开启压力， 即1.26MPa(绝压) 。
⑦设备压力表口：设置在罐体顶部，用以测量储存介质压力，压力表精度等级1.5， 量程为-0.1~2.5MPa。
⑧平衡压力表：设置在罐体顶部，用以测量安全阀与爆破片之间气体压力，应确保安全阀与爆破片之间无压力，精度等级1.5，量程为-0.1~2.5MPa。
⑨人孔：选用人孔规格为DN500mm。为减轻罐箱的整体质量，人孔盖选用了带法兰凸形封头结构。
所有阀件、管路系统及紧固件材料均为奥氏体不锈钢。所有垫片、密封件材料均为聚四氟乙烯。
三、典型危险化学品罐车结构
(一)液化石油气汽车罐车类型及结构
液化石油气汽车罐车是用于运输液化石油气的特种车辆，罐体的设计压力为1.8~2.2MPa， 设计温度为50℃， 目前国内使用的主要有液化石油气半挂式汽车罐车和液化石油气固定式汽车罐车两种。如图3-28、图3-29所示。

按照功能来划分，液化石油气汽车罐车主要包括底盘、罐体、装卸系统与安全附件四个部分。
罐体上有人孔、装卸管路、安全阀、液位计、梯子和平台等，部分罐内设有防波隔板。罐体下部焊有固定装置，用固定卡、螺栓或拉杆等与车身固定牢靠，防止移位。
装卸系统主要包括液相和气相的进出口阀门及管路，如图3-30所示。

安全附件主要包括紧急切断阀、消除静电装置、安全泄放装置、液位计、压力表、温度计等。
紧急切断阀常用的有液压式、机械式两种，如图3-31所示。液化石油气汽车罐车上配用的紧急切断阀，一般为液压式紧急切断阀。液压式紧急切断阀由紧急切断阀手摇泵、控制管路组成。装卸罐车时，用手摇泵加压，通过液压油路传递压力，将紧急切断阀开启。当事故发生时，通过手摇泵关闭紧急切断阀，或开启设在车尾部的泄压阀来关闭紧急切断阀。

当液化石油气从管口、喷嘴或破损处高速喷出时易产生静电。据试验，液化石油气喷出时产生的静电电压最高可达数千伏。为了及时消除静电，汽车罐车在其罐体尾部和阀门箱内均设有接地线，与罐体、管路相通，可将静电导入大地。在装卸作业及处置事故时，接地线必须与装卸柱地线相接，或插入现场地面。如图3-32所示。

液化石油气汽车罐车上的液位计是用来观察与控制罐车充装液体量(容积或重量)的装置，一般设于罐车尾部，常用的有螺旋式、浮筒式、滑管式，如图3-33所示。当罐车倾翻角度大于30°时，液位计会失灵，即无法根据其判断液位。

液化石油气汽车罐车上的安全泄放装置，由安全阀与爆破片串联组合并与罐体气相相通，设置在罐体上方。安全阀有凸起式和下凹式两种，如图3-34所示。因为结构轻便紧凑、灵敏度较高以及对振动敏感性小等优点，目前罐车一般选用下凹式弹簧安全阀。

压力表和温度计均位于汽车罐车一侧下端的阀门箱内，便于在装卸车时进行观察。压力表是为了测量罐内介质压力而设的装置，如果压力表不准或失灵，罐车极易发生事故。在事故处置过程中，处置人员要根据压力表来确定罐体内部受压状态，以采取必要的应对措施。
温度计是用来监测罐内介质温度的装置。在事故处置过程中，温度的控制有时比压力更加严格。因为液化石油气的体积膨胀系数是同温度水的10~16倍，当温度升高到罐体设计安全系数值时，安全阀会频繁跳起。压力表和温度计如图3-35所示。

(二)压缩天然气汽车罐车类型及结构
压缩天然气(CNG) 汽车罐车， 如CNG长管拖车主要由半挂车、框架、大容积无缝钢瓶、前端安全舱、后端操作舱五大部分组成。CNG长管拖车的燃料分为两种：一种为柴油， 另一种为压缩天然气。CNG长管拖车如图3-36所示。

CNG长管拖车的安全附件包括：安全阀、爆破片、压力表、液面计、温度计、紧急切断装置、管接头、人孔、管道阀门、导静电装置等。如图3-37所示。

(三)液化天然气汽车罐车类型及结构
液化天然气(LNG) 汽车罐车的液罐通过U形副梁固定在汽车底盘上，增压蒸发器置于车的右侧，管路控制系统集中布置在后操作箱内。液罐为真空粉末绝热卧式夹套容器，双层结构，由内胆和外壳套合而成。如图3-38、图3-39所示。

LNG罐车的管路操作系统集中设置在罐体后部的操作舱内， 由液位计、紧急切断阀、低温截止阀、安全保险装置及管路导管、阻火器等组成。
罐车管路上装有安全阀、爆破片双联保险装置，当安全阀被冻死不能正常工作时，压力将持续升高，使爆破片起爆而排气泄压，爆破片起第二道保险作用。罐车前部和后操作箱内分别设置紧急切断阀，当罐车附近发生突发性事故时，可迅速关闭紧急切断阀，将罐车移至安全地点。如图3-40所示。