汽車的節(jié)能措施研究畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計（論 文）</p><p>　　題目：汽車的節(jié)能措施研究</p><p>　　院 別： 汽車與交通學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 交通運輸 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2011年6月19日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　受石油危機的影響，汽車節(jié)能工作受到了世界各國的重視，同時汽車節(jié)能的研究也為汽車工業(yè)的發(fā)展指明了方向。影響汽車節(jié)能因素很多，如汽車的性能和技術狀況

3、、汽車的使用與維護條件、道路及交通狀況等。</p><p>　　本文從國內(nèi)外汽車能源消耗現(xiàn)狀和特點入手，闡述了汽車節(jié)能的重要意義。汽車本身的結構和性能對燃油經(jīng)濟性有著直接影響，通過分析已有實驗的數(shù)據(jù)結果,得到汽車節(jié)能的措施。</p><p>　　汽車節(jié)能新技術的應用對汽車節(jié)能起了重要的作用，本文對汽車替代能源和新能源汽車做了較多介紹。車輛的維護水平將直接影響汽車的性能和運動阻力，合理駕駛將

4、減少車輛的耗油量。 合理的道路規(guī)劃與管理可以減少交通擁堵，也為汽車節(jié)能提供了較大的空間。</p><p>　　關鍵詞：節(jié)能措施，能耗現(xiàn)狀，燃油經(jīng)濟性，汽車新能源</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Influenced by oil crisis, automobile energy saving has

5、received highly attention from countries all over the world. And the research of automobile saving approach will point out the development direction for automobile industry. There are many factors affecting auto energy s

6、aving, such as the car's performance and technical status, use and maintenance condition, roads and traffic, etc. </p><p>　　This article take energy consumption status and characteristics of automobile i

7、n domestic and abroad as the breakthrough point to expounds the important significance of automobile saving .The structure and properties of the car itself will have a direct impact on fuel economy. So we get auto saving

8、 measures through the analysis of the existing experimental results.</p><p>　　New auto energy saving approach play an important role for car energy-saving, this paper make an introduction of car alternative

9、energy and new energy vehicle. Vehicles maintenance level will directly influence the performance and the driving resistance .Reasonable driving will reduce vehicle's fuel consumption. Reasonable transportation plann

10、ing and management will also reduce congestion, and leave a larger space for auto saving provides</p><p>　　Keywords: energy saving approach, energy consumption status, fuel economy, new auto energy</p>

11、;<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要Ⅰ</b></p><p>　　ABSTRACTⅡ</p><p><b>　　目錄1</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p>

12、<p>　　1.1 研究的背景1</p><p>　　1.1.1 我國能源利用現(xiàn)狀和特點1</p><p>　　1.1.2 國外能源消耗現(xiàn)狀及特點2</p><p>　　1.2 論文的研究意義4</p><p>　　1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3.1 國外研究現(xiàn)狀4<

13、/p><p>　　1.3.2 國內(nèi)研究狀況5</p><p>　　1.4 論文的研究內(nèi)容與方法6</p><p>　　2 汽車性能與燃料經(jīng)濟性關系8</p><p>　　2.1汽車燃料經(jīng)濟性的評價指標8</p><p>　　2.2 汽車燃料經(jīng)濟性試驗方法9</p><p>　　2.2.1

14、不控制的路上試驗9</p><p>　　2.2.2 控制的道路試驗9</p><p>　　2.2.3 道路循環(huán)試驗9</p><p>　　2.2.4 室內(nèi)試驗10</p><p>　　2.3 汽車燃油經(jīng)濟性的影響因素11</p><p>　　2.3.1 發(fā)動機11</p><p>

15、　　2.3.2 傳動系15</p><p>　　2.3.3 汽車質量15</p><p>　　2.3.4 汽車外形15</p><p>　　2.3.5 輪胎16</p><p>　　3 汽車節(jié)能新技術17</p><p>　　3.1 汽車替代燃料17</p><p>　　3.2 電動

16、汽車20</p><p>　　3.2.1 純電動汽車20</p><p>　　3.2.2 燃料電池汽車24</p><p>　　3.2.3 混合動力汽車26</p><p>　　4 汽車駕駛維護與節(jié)能27</p><p>　　4.1 汽車駕駛節(jié)能27</p><p>　　4.2 汽車

17、的保養(yǎng)與維護29</p><p>　　5 道路和交通管理與汽車節(jié)能31</p><p>　　5.1 道路與交通方面現(xiàn)狀31</p><p>　　5.2 道路管理的節(jié)能政策31</p><p>　　5.2 道路管理的節(jié)能對策32</p><p><b>　　總結34</b></p

18、><p><b>　　致謝35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1．1 研究的背景</b></p><p>　　能源是人類賴以生存和

19、發(fā)展的物質基礎，隨著各國的經(jīng)濟進步和人民生活水平的提高，整個世界的人均耗能量和總的耗能量在不斷增長，現(xiàn)代文明標志之一的汽車一刻也離不開石油。但地球上的能源畢竟有限，按1994年的探明可采儲量和產(chǎn)量計算，我國的石油探明總儲量為33億噸，僅可開采22．6年。我國人均石油占有量世界水平的僅為1／l0。</p><p>　　我國是僅次于美國的世界第二大石油消耗國。由于在相當長的一段時期內(nèi), 汽車能源仍將以石油為主, 不斷

20、增長的能源需求以及帶來的污染和溫室效應, 已經(jīng)成為制約汽車工業(yè)發(fā)展的瓶頸。中國石油進口變化如表1-1</p><p>　　表1-1 中國進口石油依賴程度</p><p>　　根據(jù)國家統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù)，2009年我國原油進口總量為2.0379億噸，原油對外依存度達到52%，都創(chuàng)造了歷史新高，石油安全再度成為人們所關注的焦點。</p><p>　　1．1．1 我國

21、能源利用現(xiàn)狀和特點</p><p>　　(1)首先從能源消費結構來看，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國一次能源消費結構占能源消費總量的比重呈現(xiàn)逐年上升趨勢。2009年全國一次能源生產(chǎn)總量27.5億噸標準煤，比上年增長5.2%，增幅比上年回落0.4個百分點；能源消費總量30.66億噸標準煤，增長5.2%，增幅提高1.3個百分點。 </p><p>　?。?）我國已經(jīng)

22、進入快速機動化的階段，2001—2006年全國民用汽車擁有量由1802.04萬輛增加到3690.40萬輛，其中私人汽車由770.78萬輛增加到2333.32萬輛，且在未來相當長的時期內(nèi)，仍然保持這種增長態(tài)勢。</p><p>　　表1-2 中國主要年份民用汽車擁有量統(tǒng)計(1995-2009)單位:萬輛</p><p>　　數(shù)據(jù)來源：根據(jù)歷年中國統(tǒng)計年鑒整理而得</p><

23、;p>　　(3)在能源消費增長速度上，如表1-3所示，中國2009年的主要能源消費增長率十分高，其中石油、天然氣、煤和水電的消費增長率分別為4%、19%、8%、11%，是世界相關種類能源消費增長率的3.88、6.47、1.77、6.3倍。由此可見，中國對能源需求的增長速度比世界平均水平要高很多。</p><p>　　表1-3 2009年世界與中國主要能源消費增長率</p><p>

24、　　(4)從能源利用的角度看，我國能源利用效率較低。美國汽車年均耗油量1．9噸／輛，日本汽車年均耗油量1．069噸／輛，法國汽車年均耗油量1．2l 6噸／輛，中國汽車年均耗油量2．443噸／輛(不計入農(nóng)用車和摩托車)，比美國、法國和日本分別高出3 1．6％、108．3％和l 33．6％。從百公里油耗來看，法國 2004年和2005年分別進一步降至7升和6．94升，而我國汽車目前平均油耗為9．5升。由此可見，無論是單車年均耗油量，還是百公

25、里油耗，我國比國外均要高很多。</p><p>　　1.1.2 國外能源消耗現(xiàn)狀及特點</p><p>　　事實證明,石油作為汽車燃料雖已有近百年的歷史, 但至今仍沒有任何一種燃料可以取代它。盡管全世界都在探索汽車的代用燃料和新能源,但目前大都仍處于試驗階段。全世界至今已探明可開采的石油貯量大約為1.5萬億桶, 近年來每年的開采量約為30億噸, 如果沒有新的石油資源勘探出來, 現(xiàn)有的石油貯

26、量僅可用30年左右 。</p><p>　　圖1-1 石油探明儲量 （單位：萬億桶） 來自BP 世界能源統(tǒng)計年鑒 2010</p><p>　　從能源結構上看，石油是目前世界上消耗最多的能源，這是由于發(fā)達國家工業(yè)發(fā)展很快，石油消耗量很大，致使石油消耗比例增加，目前,汽車耗油約占石油總消耗量的20%-40%?，F(xiàn)在, 全世界的汽車保有量已超過4 億輛, 年產(chǎn)量已達8000萬輛。盡管汽車工業(yè)的

27、競爭十分激烈, 各國的汽車產(chǎn)量增減不一。</p><p>　　圖1-2 世界年度石油消費 </p><p>　　美國是全世界汽車保有量最多的國家，2008年底達到2 .46億輛，龐大的保有量也使得美國車用能源的消耗量非常巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計，美國車用石油的消耗量大約占到了石油總消耗量的70％。分析認為，這與美國的大車文化密不可分，大排量車的石油消耗量是最大的

28、。但是，隨著能源與環(huán)境壓力的日益增加，美國的用車文化也在發(fā)生改變，小排量車和新能源汽車保有量一直在穩(wěn)步上升。</p><p>　　近幾年，日本的年均石油消費量基本在2．4—2．5億噸左右，消費水平總體平穩(wěn)，2007年占世界石油消費總量的4．8％。日本的石油和天然氣資源極度貧乏，資源儲量未列入世界能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，產(chǎn)量分別占全國需求量的0．2％和4％，其余全部需要進口。</p><p>　　1

29、.2 論文的研究意義</p><p>　　與其他國家相比，中國的汽車數(shù)量相對來說還算是比較少的（美國1999年的年產(chǎn)量已達900萬輛），汽車行業(yè)在增長，經(jīng)濟在增長，暗示我們節(jié)約能源的空間和潛力也很大。</p><p>　　(1)后發(fā)優(yōu)勢。握國汽車普及率低，自有技術研發(fā)剛剛起步，我們可以借鑒美國、歐洲節(jié)能的經(jīng)驗，避開“先污染，后治理”的發(fā)展道路。一方面要學習國外的先進技術，另一方面要結合實際

30、進行自主開發(fā)。</p><p>　　(2)節(jié)約空間大。數(shù)據(jù)顯示，駕駛一輛排量為1.6升的轎車，每天行駛里程在50公里左右，以百公里10升的平均油耗計算，按機動車保有量8500萬輛（2010年底的數(shù)據(jù)），少開一天車能節(jié)省石油43000萬升！</p><p>　　因此，通過開展汽車使用節(jié)能的研究，總結了我國汽車使用節(jié)能的考慮重點因素，提出了可操作性強的措施建議，可為政府部門、能源機構以及相關行

31、業(yè)管理部門進行決策提供科學依據(jù)，對緩解我國能源問題、促進汽車與社會的和諧發(fā)展具有積極意義，對我國的整體節(jié)能工作具有十分重要的意義。</p><p>　　1．3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　由于能源緊張，各國相繼出臺了汽車油耗標準和投入大量資金開展了汽車節(jié)能工作?！∶绹鞘澜缟献畲蟮哪茉聪M國和進口國，對購買汽油－

32、電力混合動力汽車的消費者和在住宅中使用節(jié)能玻璃、節(jié)能電器的居民減免稅收。德國政府積極鼓勵居民和企業(yè)節(jié)約能源。2002年起，德國開始對汽油、低硫柴油和電力消費征收新的生態(tài)稅。英國政府僅在1980年就提供了200萬英鎊用于研制電動汽車及蓄電池。并大力發(fā)展公共交通事業(yè)，減少開車次數(shù)。</p><p>　　由于各國能源法規(guī)的制定，有力地推動了節(jié)能技術的發(fā)展，各種節(jié)能新技術、新裝置、新材料、新車型應運而生。諸如汽油直接噴射

33、、閉缸節(jié)油、分層進氣、稀燃技術、高能點火、汽車導流罩、子午線輪胎等，都是節(jié)能技術研究帶來的典型產(chǎn)物。</p><p>　　美、日、歐等發(fā)達國家都在潛心致力于燃料電池汽車的研究，除國內(nèi)的燃料電池開發(fā)計劃外，美國通用與日本豐田、美國國際燃料電池公司與日本東芝、德國奔馳與西門子、法國雷諾與意大利De Nora公司等紛紛組成強大的跨國聯(lián)盟，優(yōu)勢互補，聯(lián)合開發(fā)并推出了一系列的燃料電池汽車。  1997 年

34、豐田首先在日本推出Prius混合動力汽車以來，各大汽車企業(yè)紛紛推出混合動力汽車產(chǎn)品，如本田Insight、通用Saturn VUE、福特Escape等。隨著技術的成熟和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，成本大幅下降。1999～2008年，美國市場共銷售19種混合動力乘用車，總銷量達132萬輛。</p><p>　　混合動力商用車也取得了快速發(fā)展，已開發(fā)了混合動力公交車、市政用車和軍車等。尤其是，美國在混合動力公交客車的開發(fā)和應用上

35、取得了一定的成果，日前已有多個車型在運行。德國奔馳和曼、瑞典沃爾沃和波蘭索拉麗斯等相繼開發(fā)了混合動力商用車。</p><p>　　隨著20世紀90年代和21世紀的到來，國外對汽車使用節(jié)能的研究日益深入，世界各國競相開展以ITS為應用背景的交通控制研究，并達到了前所未有的高潮。</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)研究狀況</p><p>　　與國外相比，國內(nèi)在汽車使

36、用節(jié)能方面的研究起步較晚，但目前發(fā)動機的稀燃技術、增壓技術、閉缸技術、電子控制技術、分層燃燒技術 、可變氣門正時技術、轎車和輕型汽車柴油化及整車輕量化都不同程度在現(xiàn)代汽車上得到應用，隨著汽車進入家庭的步伐加快，轎車和輕型車等燃油消耗非?？捎^。</p><p>　　混合動力汽車技術具有非常突出的節(jié)能效果，技術相對成熟，而且在國際上已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。上海牌燃料電池轎車（圖1-3）在上海世博會上第一次得到廣泛應用

37、：上汽集團已獨立完成底盤和車身的適應性開發(fā)，“零排放”的新上海牌轎車最高時速達到每小時150公里，可持續(xù)行駛319公里。</p><p>　　圖1-3 上海牌燃料電池轎車</p><p>　　1．4 論文的研究內(nèi)容與方法</p><p>　　在提倡“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略下，汽車節(jié)能措施是一種有效的解決能源緊張與汽車日益增長的需求之間的矛盾的方法。本論文主要從汽車技術層面

38、、使用維護層面和交通管理層面對汽車的節(jié)能策略進行研究。</p><p>　　從汽車技術層面看，車的發(fā)動機、傳動系、整車性能也直接影響燃料的利用情況，因此本文從車輛性能與節(jié)能關系分析和汽車燃料經(jīng)濟性的影響因素分析中能得到節(jié)能的一些方法。另外，同樣性能的車，不同駕駛員使用，燃料消耗情況會差別較大。改善交通條件包括改進交通信號，縮短車輛在路上的等待時間等，可以降低車輛運行過程中的能源消耗。文章結構如圖1-4</p

39、><p>　　圖1-4 論文結構框架</p><p>　　研究方法：通過大學階段已學過的課程，結合國內(nèi)外汽車節(jié)能方面的政策法規(guī)，并參閱在汽車節(jié)能方面較新的教材及研究成果。并把實習和實踐中得到的新思路新應用加以總結，從而得出自己的一些觀點。</p><p>　　2 汽車性能與燃料經(jīng)濟性關系</p><p>　　汽車燃油經(jīng)濟性：（1）指汽車以最少的

40、燃油消耗完成單位運輸工作量的能力，它是汽車使用的主要性能之一；（2）在保證動力性的條件下，以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟行駛的能力。</p><p>　　汽車燃油經(jīng)濟性的好壞直接決定了對能源的利用效率。汽車的自身結構性能又對燃油經(jīng)濟性有重要的影響。</p><p>　　2.1汽車燃料經(jīng)濟性的評價指標</p><p><b>　　常用的評價指標</b>

41、</p><p>　?。?）等速行駛百公里燃油消耗量：指汽車在一定載荷（轎車半載、貨車滿載）下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量；</p><p>　?。?）工況行駛百公里燃油消耗量：各國都制定了不同的循環(huán)行駛試驗工況。循環(huán)工況規(guī)定了車速-時間行駛規(guī)范，如換檔時刻、加速時刻、制動時刻以及行駛的速度和加速度數(shù)值等。</p><p>　　圖2-1

42、汽車等速行駛百公里燃油消耗量曲線</p><p>　　2.2 汽車燃料經(jīng)濟性試驗方法</p><p>　　2.2.1 不控制的路上試驗</p><p>　　只對被測汽車的維護、調整范圍、所用燃料、潤滑油的規(guī)格等技術狀況有明確規(guī)定，而對其它各方面使用因素（如表2-1所列）都不加控制的路上試驗方法。 </p><p>　　表2-1

43、 影響汽車燃料經(jīng)濟性的使用因素</p><p>　　2.2.2 控制的道路試驗</p><p>　　按規(guī)定保證汽車的技術狀況、按需要維持某些使用因素不變的條件下進行。在專用試驗場進行試驗。試驗規(guī)范中往往對實驗路線有較明確的規(guī)定，如一般路面、惡劣路面、山區(qū)路面各指哪些路段、包括多少公里等；而對實驗中的交通情況、駕駛習慣以及氣溫、風、雪等并無規(guī)定。</p><p>　

44、　2.2.3 道路循環(huán)試驗</p><p>　　主要有等速百公里油耗試驗和怠速油耗試驗。在一定程度上反映了實際行駛工況，且數(shù)據(jù)重復性好，使用儀器簡單，耗時少，成本低。</p><p>　　(1）直接檔全油門加速油耗試驗</p><p>　　通常被間接用于檢驗汽車的技術狀況。要求在平整、干燥、清潔、縱向坡度不大于0.3%（最好不大于0.1%）的混凝土或瀝青路面上進行，

45、測試路長度500m。在一定的氣溫、氣壓、相對濕度、風速范圍內(nèi)，試驗汽車的技術狀況應正常，充分預熱（熱發(fā)動機，主要傳動部件潤滑油溫達到要求）進行。</p><p>　　(2）多工況燃料測試循環(huán)試驗</p><p>　　歐共體、日本、美國以及我國等都根據(jù)本國情況，制定了相應循環(huán)行駛試驗工況來模擬汽車的實際運行工況，并以百公里油耗量作為相應車型的燃油經(jīng)濟性指標。 （GB/T12545-2001）

46、：轎車及總質量小于3.5t的載貨汽車（不包括微型載貨汽車）試驗循環(huán)(25工況)；總質量在3.5～14t的載貨汽車及公路客車試驗循環(huán)（六工況）；總質量大于14t的載貨汽車試驗循環(huán)（ 六工況）；城市客車（包括城市鉸接客車）試驗循環(huán)（ 四工況）。 </p>&l

47、t;p>　　圖2-2 中國商用車六工況測試循環(huán)圖</p><p>　　2.2.4 室內(nèi)試驗</p><p>　　在汽車底盤測功機上按試驗規(guī)范進行?？梢酝瑫r進行廢氣污染測量。與其它方法相比，由于用汽車底盤測功器測量油耗的重復性好，能反映實際行駛時復雜的交通情況，能采用多種測量油耗方法，還能同時進行廢氣污染的測量，所以這種方法日益受到重視。</p><p>　　圖

48、2-3 汽車室內(nèi)試驗</p><p>　　2.3汽車燃油經(jīng)濟性的影響因素</p><p>　　對燃油經(jīng)濟性的影響因素可分為汽車本身結構性能、汽車使用、燃料差異等幾類，這里主要討論汽車結構與燃油經(jīng)濟性，我們通過汽車燃油消耗方程式分析影響其的主要因素。汽車等速百公里燃料消耗量： </p><p><b>　?。?-1）</b></p&g

49、t;<p><b>　　或 </b></p><p>　?。?-2） </p><p>　　式中， F 為行駛阻力，為油耗率，C為常數(shù).與F 、成正比，T與成反比。從上兩式所涉及的參數(shù)，我們可以看出發(fā)動機、汽車外形、輪胎、汽車的技術情況與汽車油耗有關。</p><p><b>　　

50、2.3.1 發(fā)動機</b></p><p><b>　?。?）發(fā)動機類型</b></p><p>　　柴油機的熱效率比汽油機高，特別是在部分負荷工作時，柴油機的有效燃油消耗率較低，這一點對車用發(fā)動機尤為有利，因為車用發(fā)動機經(jīng)常在部分負荷下工作。所以應盡量采用較省油的柴油發(fā)動機。清潔柴油動力經(jīng)過十幾年發(fā)展，別是新一代高壓共軌技術的應用，已經(jīng)使得現(xiàn)代柴油機更具

51、經(jīng)濟性。</p><p>　　有數(shù)據(jù)顯示，與同排量的汽油機相比，柴油車可實現(xiàn)節(jié)油30%、減少二氧化碳排放25%，而動力卻可以提升30～50%。據(jù)測算，如果至2015年柴油乘用車車市場份額能達到30%，則一年省油近300萬噸。</p><p>　　(2) 發(fā)動機負荷率</p><p>　　負荷特性：當發(fā)動機轉速一定時，經(jīng)濟性指標的有效比燃油消耗量隨負荷的變化關系。圖2

52、-4是不同負荷率與有效燃油消耗率的關系曲線</p><p>　　圖2-4 不同負荷率與有效燃油消耗率的曲線</p><p>　　再如BJ212在 n=2000轉/分時的不同負荷率的油耗率如下表</p><p>　　表2-2 BJ212負荷率與消耗率關系</p><p>　　試驗表明：一般汽車在平路上以常用速度行駛，只能利用到轉速最大功率的5

53、0～60%，只等于發(fā)動機最大功率的20%左右。因此，為提高汽車使用中發(fā)動機的負荷率，提高汽車的燃經(jīng)濟性，在保證汽車動力性足夠的前提下，不宜選用過大功率的發(fā)動機，或通過拖掛運輸來提高使用中負荷率。</p><p><b>　　(3)充氣效率</b></p><p>　　充氣效率是指在發(fā)動機進氣行程時，實際進入氣缸內(nèi)的新鮮氣體(空氣或可燃混合氣)的質量m 與在進氣行程進口

54、狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的氣體質量m。的比值，即 </p><p>　?。?-3） </p><p>　　當保持混合氣濃度一定時，允許進入氣缸的燃料量

55、就增加，在同樣燃燒條件下，發(fā)動機發(fā)出的功率增大。另一種情況下，當燃料供給量一定，充氣效率提高，使混合氣的濃度變稀，即過量空氣系數(shù)口適當增大，使燃燒時供氧充分，改善燃燒條件，有利于經(jīng)濟性能的提高。</p><p>　　要提高充氣效率，可通過以下幾種方法：</p><p>　　(1)減少進氣系統(tǒng)的阻力</p><p>　　發(fā)動機進氣系統(tǒng)包括空氣濾清器、空氣流量計、進氣道

56、、氣門與氣門座。其中氣門座處的流動截面積最小，截面變化大，氣流損失大，為了減少此損失，可采取以下措施：增大進氣門直徑，增加節(jié)氣門的數(shù)目，采用多進氣門、排氣門，從而降低進氣損失。</p><p>　　(2)減小排氣系統(tǒng)的阻力</p><p>　　使進、排氣門同步啟閉，以增大進排氣流通面積；并在進、排氣道裝置分配閥對進排氣起分配作用，使排氣從進、排氣道通過排氣歧管排出，而使進氣從進氣歧管通過進

57、、排氣道進入氣缸。</p><p>　　(3)合理的選擇配氣相位</p><p>　　配氣相位對充氣效率有較大影響，通過對凸輪軸的控制，進氣門可以實現(xiàn)延遲，或者提前打開。通過進氣凸輪軸延遲調節(jié)，使進氣門延遲打開，氣門的重疊角度減小甚至完全沒有重疊，參見圖2-5</p><p>　　通過進氣凸輪軸延遲調節(jié)，使進氣門延遲打開，氣門的重疊角度減小甚至完全沒有重疊，在發(fā)動機

58、低速運轉情況下（n<2000r/min），可以使流經(jīng)進氣門進入進氣歧管的已燃燒的廢氣維持在很低的水平。在發(fā)動機低轉速下，油氣混合氣中殘留的廢氣較少，可以提高燃燒過程的效率，增強怠速的穩(wěn)定性，從而降低怠速，更進一步減少油耗。在較高的發(fā)動機轉速（n>5200r/min）下，凸輪軸相位也被延遲。推遲進氣門的關閉時刻，可以提高氣缸進氣量。這種增壓效果，是因為新鮮空氣流經(jīng)進氣門速度很高，活塞的運動方向已經(jīng)發(fā)生了改變，向上運動并開始壓縮

59、氣體，但進氣仍在進行?；诖耍诨钊_到下死點之后較長時間才關閉進氣門。 </p><p>　　圖2-5 發(fā)動機進排氣系統(tǒng)相位圖</p><p>　　(4)減小對新鮮充氣量的加熱</p><p>　　能降低活塞、氣門等熱區(qū)零件的溫度，柴油機進、排氣管分別置于缸蓋兩側等措施有利于減小對新鮮充氣量的加熱，具有節(jié)能效果。</p><p>　　

60、(5)發(fā)動機的壓縮比</p><p>　　汽油發(fā)動機的壓縮比一般在7～10之間，柴油發(fā)動機的壓縮比一般在16～22間。隨著壓縮比的提高，氣缸內(nèi)混合氣壓終了時的溫度和壓力也升高，減少了不完全燃燒和傳熱損失。提高了壓縮比，可以提高發(fā)動機經(jīng)濟性根據(jù)等容加熱理論循壞，汽油機的熱效率為</p><p>　?。?-4）

61、 </p><p>　　式中，ε-壓縮比；K-絕熱指數(shù)，單原子氣體k=1.6，雙原子氣體k=1.4，三原子氣體k=1.3。</p><p>　　顯然，當壓縮比ε提高時，熱效率增加，發(fā)動機動力性提高，發(fā)動機油耗率降低。試驗表明，在ε=7.5～9.5范圍內(nèi)，壓縮比每提高一個單位，油耗可以下降4％以上。下表2-3是壓縮比與發(fā)動機經(jīng)濟性的關系</p

62、><p>　　表2-3 壓縮比與發(fā)動機經(jīng)濟性的關系</p><p>　　汽油機壓縮比的提高主要受爆震和NOX污染物排放的限制。壓縮比提高到一定程度后，不僅對提高發(fā)動機的功率和效率無明顯效果，而且會增加排氣中NOX污染物的濃度。另外，提高壓縮比，需要相應汽油辛烷值，使得汽油煉制成本提高。</p><p><b>　　2.3.2 傳動系</b><

63、/p><p>　　汽車的傳動系的性能和參數(shù)對汽車的燃油經(jīng)濟性有重要影響。</p><p>　　(1)主減速器的傳動比 傳動系的傳動比包括變速器各檔速比和主減速器比，在良好的道路上行駛選用小速比的主減速器可提高汽車的燃油經(jīng)濟性。但是，汽車上許多物體都有一個“臨界點”問題，過頭就會走向反面。主減速器比也是一樣，過小就會使最高檔的動力性過低，反而會使汽車的燃油經(jīng)濟性變壞，因此一般設計減速器

64、傳動比都有一個范圍，使得掛直接檔時仍有較大的后備功率用于加速或上小坡。</p><p>　　(2)傳動效率 按SAE粘度梯度降低齒輪油粘度．將可使燃油消耗在高溫時降低0．2%～1．5％，低溫時降低0．4%～2．5％。在齒輪油中應用摩擦改良劑，燃油消耗的實際降低在1．0%～6．0％之間。由于汽車存在高的比例的能量消耗的損失．所以必須研究用摩擦學措施特別采用最佳潤滑劑的一種改善機械效率的方法來達到能量的最好的利用。&

65、lt;/p><p>　　(3)擋位數(shù) 變速器檔位越多，不但汽車換檔平順，而且使發(fā)動機增加了處于經(jīng)濟工況下運行的機會，有利于提高燃油經(jīng)濟性。因此現(xiàn)代汽車都趨向于5檔或以上變速器，或者采用無極變速，保證在任何條件下具有使發(fā)動機在最經(jīng)濟工況下工作的可能性。</p><p>　　2.3.3 汽車質量</p><p>　　汽車輕量化是節(jié)能和減少CO2排放的利器。德國海德堡責任有

66、限公司能源與環(huán)境研究所發(fā)表的汽車減重與節(jié)油經(jīng)濟性數(shù)據(jù)表明；乘用車每減重10%可以降低油耗5~6%。另外，汽車輕量化在安全方面也能發(fā)揮積極作用，還有利于提升汽車的行駛性能。多使用鋁合金或其他輕型材料，減輕汽車零部件質量，降低整車重量，達到節(jié)省燃料的目的。</p><p>　　2.3.4 汽車外形 </p><p>　　由于現(xiàn)代汽車速度的增高,汽車的造型對燃油經(jīng)濟性也有重要影響,車速越快影響越

67、大。合理的汽車外形可有效地減少空氣阻力，減小空氣阻力主要是通過減少汽車的迎風面積和空氣阻力系數(shù)來實現(xiàn),一般而言迎風面積取決于汽車的體積,空氣阻力取決于車身造型。為此,汽車車身緊湊化和流線型是提高燃油經(jīng)濟性的途徑。目前許多轎車的空氣阻力系數(shù)在0.28～0.3左右,對減少燃油消耗起到很大作用。一般來說,車輛高速行駛中,最大的阻力就來自空氣。因此風阻系數(shù)哪怕是0.01的降低油耗也會帶來很大的不同。 </p><p>&

68、lt;b>　　2.3.5 輪胎</b></p><p>　　胎面上的花紋是輪胎與路面直接接觸的唯一部位,從表面上看起來,它的形狀、排布不過是簡單的直線與弧線的組合,事實上這里邊蘊藏著輪胎科技的精華,直接影響著輪胎的抓地力和胎噪、滾動阻力等性能。因此,輪胎也能影響汽車的燃油經(jīng)濟性、操縱性和安全性。</p><p>　　根據(jù)實驗測定一輛轎車以 100km/h速度行駛時，消耗于

69、克服輪胎滾動阻力的燃油消耗約占汽車總油耗的 20% ，載重汽車則更高達30%。綠色輪胎是指在輪胎的配方中采用新型原料從而降低輪胎的滾動阻力減小消耗。與同規(guī)格的子午線輪胎相比 ，綠色輪胎一般可降低滾動阻力26%，節(jié)油3%～8%。</p><p>　　綜上所述，可以看出汽車的結構性能與節(jié)能措施的獲得密切相關，下表2-4是密西根大學通過實際數(shù)得出的改進汽車結構與燃油經(jīng)濟性的結論</p><p>

70、　　表2-4 改進汽車結構與燃油經(jīng)濟性關系</p><p><b>　　3 汽車節(jié)能新技術</b></p><p>　　3.1 汽車替代燃料</p><p>　　燃料質量的好壞直接影響汽車的正常使用和燃料經(jīng)濟性。汽油和柴油仍然是汽車的主要能源，但隨著石油資源枯竭和油價上漲，新能源也在被不斷被開發(fā)和利用。已知可用的替代能源有如下一些：</p

71、><p><b>　　(1)天然氣</b></p><p>　　由于天然氣經(jīng)凈化處理后有害物質的含量比液體燃料低得多, 天然氣汽車可降低40%的HC排放，無排煙，光化學反應低，發(fā)動機噪聲低。而且容易與空氣混合, 排污較低, 所以是當前世界上公認的 “清潔燃料” 。天然氣以其豐富的自然資源和低排放性能受到各國的普遍重視, 我國天然氣發(fā)展較早, 但由于天然氣的壓縮技術問題,

72、制約了天然氣汽車的發(fā)展。</p><p>　　天然氣的辛烷值比汽油高，其RON和MON高達120。天然氣有辛烷值高、抗爆性好的優(yōu)勢。而且天然氣大都以氣態(tài)進入氣缸，對氣缸壁沖刷小，對潤滑油污染輕，減輕磨損?；旌蠚鉂舛纫诐M足工況的要求，使發(fā)動機穩(wěn)定工作，這也是節(jié)約燃料的一個因素。2002年底世界主要國家天然氣汽車統(tǒng)計如表3-1。</p><p>　　表3-1 世界主要國家天然氣汽車統(tǒng)計<

73、/p><p><b>　　(2)氫 </b></p><p>　　氫能是一種二次能源，它是通過一定方法從一次能源中提取出來的。作為能源，氫能具有以下特點：原料來源于水，儲量豐富，用之不竭；燃燒產(chǎn)物也是水，不產(chǎn)生溫室氣體，易于與電能、熱能。機械能與其它能量形式進行相互轉換，具有廣泛的應用開發(fā)潛質價值。</p><p>　　氫能燃料電池近幾年發(fā)展迅猛，

74、用氫燃料電池發(fā)電設備取代現(xiàn)有的內(nèi)燃機，因為是采用的氫燃料，所以汽車在運行過程中不會排放二氧化碳、不排放碳氫化合物以及微米尺寸的微粒，只排放水汽，是地道的“零排放”汽車。目前的氫燃料電池車在最高時速、續(xù)航里程、加注時間等方面都已經(jīng)達到或已經(jīng)超過了現(xiàn)有傳統(tǒng)汽車的指標，加之氫燃料的環(huán)保型、來源多樣性與可靠性，氫燃料電池汽車已經(jīng)成為人們追求的終極新能源汽車。 </p><p><b>　　(3)乙醇</b

75、></p><p>　　乙醇和汽油都含氧，因此在汽油中添加一定比例的乙醇后，不僅能部分替代汽油，還可以改善燃燒，降低有害排放。乙醇通常來自富糖、富淀粉或富纖維的植物，乙醇的成本比汽油高。乙醇的密度略大于汽油，而低于柴油。</p><p>　　但目前乙醇在柴油機上應用要遠遜于在汽油機上的應用，其主要原因是柴油與乙醇不能互溶。乙醇的熱值相當于汽油的60.9%，相當于柴油的62.8%。由于

76、乙醇的熱值較低，所以使用乙醇燃料，會使發(fā)動機力性受損。但是，如果使用E85，即汽油中混有85%的燃料乙醇，則需要對汽車和加油站都進行改動。從排放的角度來看，與汽油機相比，乙醇燃料汽車的CO和NOX排放要低很多。</p><p><b>　　(4)甲醇</b></p><p>　　甲醇是一種易燃液體，有良好的燃燒性能，辛烷值高，抗爆性性能好，貯存運輸方便，因此被人們視為

77、一種很有前途的替代汽車燃料。甲醇可從煤、焦炭、天然氣及木屑中提煉,是一種很有發(fā)展前途的代用燃料。美國和 日本都已制成以甲醇為燃 料的汽車。我國也 已決定,要在汽車上逐步推廣 甲 醇 的 應用。甲醇作為車用內(nèi)燃機的燃料,可以單獨使用 ,也可以與汽油混合使用。以甲醇為燃料,發(fā)動機不需做大的變動。甲醇作燃料有3種形式：一是用于生產(chǎn)甲基叔丁基醚(MTBE)作汽油添加劑；二是與汽油混合摻燒；三是純甲醇作汽車燃料。MTBE是目前甲醇作燃料的主要使用

78、形式。甲醇氣化潛熱大，可節(jié)省油耗，無需在混合燃料中增加添加劑，減少了排氣中的污染物。</p><p>　　甲醇還被不少人用來制造生物柴油。據(jù)美國全國生物柴油理事會統(tǒng)計 ,年美國人把用過的動植物油與甲醇混合 生產(chǎn)出 1600萬加侖的生物柴油。但資源并不豐富的動植物油將嚴重制約甲醉轉生物柴油。</p><p><b>　　（5）二甲醚</b></p><

79、;p>　　二甲醚常溫常壓下為氣體,在中等壓力下為液體。液體二甲醚看似水 ,無色 ,幾乎無臭 ,無毒,不致癌 ,腐蝕性小 ,對環(huán)境無污染。它的十六烷值較高 ,適合在壓燃式發(fā)動機上應用。對柴油機來說,燃料的自燃溫度和低溫流動性最為重要。十六烷值高的燃料 ,其自燃溫度低二甲醚的自燃溫度比柴油低 ，在缸內(nèi)迅速與空氣混合,滯燃期短 ,有利于發(fā)動機的冷啟動。它汽化潛熱大,約是柴油的兩倍 ,蒸發(fā)降低混合氣溫度 ,進一步降低 排放。因此 適用于高

80、速柴油機使用，提高轉速可以提高發(fā)動機功率和減小質量 。</p><p><b>　?。?）太陽能</b></p><p>　　近年來,對太陽能的利用呼聲很高,其原因是太陽能取之不盡。有的國家曾試制成以太陽能電池為動力的汽車（圖3-1）,但因效率低、成本高以及很難保證能源的持續(xù)穩(wěn)定等原 因,使太陽能在汽車上的應用僅停留在試驗階段。</p><p>

81、;　　圖3-1 太陽能汽車</p><p><b>　　(7)蓄電池</b></p><p>　　近年來 美國、日本等國家的汽車行業(yè)把越來越多的注意力放在電力汽車的研發(fā)上。電力汽車因其無污染、無噪音而 日益受到部分消費者的青睞。年 月豐田汽車公司宣布 ,未來公司的發(fā)展戰(zhàn)略之一 是把重點從油電混合型動力車向可直接充電的蓄電池動力車方面轉移。有專家經(jīng)過研究得出數(shù)據(jù)顯示 每

82、天駕駛蓄電池作動力的電動車行駛 公里上下班 費用僅相當于使用 美分 加侖汽油的開支,經(jīng)濟效益非常好。除此之外 ,研究結果還表明 即使用煤發(fā)電為電動車提供電力 ,也比汽車燒汽油環(huán)保得多。</p><p><b>　　（8）燃料電池</b></p><p>　　燃料電池是一種不經(jīng)過燃燒把燃料的化學能直接轉換成電能的裝置。大多數(shù)發(fā)電技術一般都是通過某種燃料和空氣在高溫下燃燒

83、生成的熱產(chǎn)生能量, 而燃料電池則是通過某種燃料(通常為氫)和大氣氧的電化學氧化、 還原反應直接產(chǎn)生電能。</p><p>　　燃料電池最大優(yōu)點是工作效率高。 內(nèi)燃機在理想條件下也只有35%左右。而燃料電池是化學能直接轉化為電能, 通常理論效率達到80%以上, 為內(nèi)燃機效率的2～3 倍。</p><p>　　燃料電池燃料來源較多?？梢灾苯邮褂锰烊粴夂蜌錃獾瓤扇細怏w作為燃料, 也可以將甲醇、

84、乙醇等液體燃料或煤炭等固體燃料通過特殊的裝置轉化成一氧化碳和氫氣, 作為燃料電池的原料氣。 或直接使用甲醇等液體作為原料。其中, 以氫氣作原料氣的燃料電池是最理想的燃料電池。它工作時發(fā)生的電化學反應是氫氣和氧氣化合成水, 反應產(chǎn)物是干凈的水, 對環(huán)境沒有任何的污染。因此, 氫燃料電池被稱為 “綠色發(fā)電機”。</p><p><b>　　3.2 電動汽車</b></p><

85、p>　　電動汽車由于污染小、噪聲低，屬于綠色環(huán)保汽車，受到許多國家的高度重視。工作原理蓄電池——電流——電力調節(jié)器——電動機——動力傳動系統(tǒng)——驅動汽車行駛。</p><p>　　電動汽車的組成包括：電力驅動及控制系統(tǒng)、驅動力傳動等機械系統(tǒng)、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機汽車的最大不同點，電力驅動及控制系統(tǒng)由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。<

86、;/p><p>　　電動汽車包括：混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(EV)、燃料電池汽車(FCEV)等</p><p>　　3.2.1 純電動汽車</p><p>　　純電動汽車顧名思義就是采用電力驅動的汽車，大部分車輛直接采用電機驅動，有一部分車輛把電動機裝在發(fā)動機艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子，其難點在于電力儲存技術。本身不排放污染大氣的有害氣體，

87、即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其它污染物也顯著減少，由于電廠大多建于遠離人口密集的城市，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關技術。</p><p>　　由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力、風力、光、熱等，解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電，使發(fā)電設備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟

88、效益。有關研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠?，再?jīng)汽油機驅動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，正是這些優(yōu)點，使電動汽車的研究和應用成為汽車工業(yè)的一個“熱點”。　　</p><p>　　優(yōu)缺點:技術相對簡單成熟，只要有電力供應的地方都能夠充電。目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟規(guī)模，故購買價格較貴

89、，至于使用成本，有些使用價格比汽車貴，有些價格僅為汽車的1／3，這主要取決于電池的壽命及當?shù)氐挠汀㈦妰r格。</p><p>　　表3-2 我國部分已經(jīng)上市或者正在示范運行的純電動汽車車型</p><p>　　蓄電池的功率決定了電動汽車的加速和爬坡性能，蓄電池的質量和體積在一定范圍內(nèi)影響著整個系統(tǒng)的效率.蓄電池種類主要包括鋰離子電池、鎳氫電池、燃料電池、鉛酸電池、超級電容器，其中鉛酸電池、

90、超級電容器大多以輔助動力源的形式出現(xiàn)。 </p><p><b>　　（1）鉛酸蓄電池</b></p><p>　　鉛酸蓄電池是最廣泛使用的電池，循環(huán)壽命約600～1500次。它也是成熟的電動汽車蓄電池，鉛酸電池的安全性能最好，很少出現(xiàn)爆炸、著火等現(xiàn)象，原材料易得、價格便宜；它能滿足電動汽車爬坡和加速能力，但是比能量低，所占的質量和體積太大，只是儲能效果不太理想，且一

91、次充電行駛里程較短；另一個是使用壽命短，使用成本過高。</p><p>　　圖3-2 鉛酸蓄電池內(nèi)部結構 </p><p><b>　　（2）鎳氫蓄電池</b></p><p>　　鎳氫蓄電池屬于堿性電池，無記憶效應，可快速充電，循環(huán)使用壽命較長，是鉛酸蓄電池的2倍多，可達到2000多次，但價格為鉛酸蓄電池的4-5倍，鎳氫電池在充電過程中

92、產(chǎn)生的氫氣容易發(fā)生爆炸，且使用中要做好回收工作，以免重金屬鎘造成環(huán)境污染。它的初期購置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢，因此其長期的實際使用成本并不高。這種蓄電池裝在幾種電動汽車上試用。估計隨著鎳氫蓄電池技術的發(fā)展，循環(huán)使用壽命可超過2000次，電池的遠景價格可降低。國內(nèi)已開發(fā)出55A·h和100A·h 單元電池，比能量達65 W·h/kg，功率密度大于800W/kg的鎳氫蓄電池。 </p

93、><p><b>　?。?）鋰離子電池</b></p><p>　　到了2000年前后，人們研制成功了鋰電池。鋰是最輕、化學特性十分活潑的金屬，而且資源較豐富，價格也不很貴。鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池，其獨特的物理和電化學性能，具有廣泛的應用前景。其突出的特點是：重量輕、儲能大、無污染、無記憶效應、使用壽命長。，鋰電池比能量的理論值為570wh/

94、kg,但它目前實際達到的比能量為150wh/kg,循環(huán)使用壽命為1200次，充電時間2-4h。在同體積重量情況下，鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍，是鎳鎘電池的4倍,開發(fā)前景非常光明。同時它是一種真正的綠色環(huán)保電池，不會對環(huán)境造成污染，是目前最佳的能應用到電動車上的電池。我國從二十世紀九十年代開始開發(fā)和利用鋰離子電池，至今已取得突破性進展，研制出了完全擁有自主知識產(chǎn)權的鋰離子電池。鋰電池中，磷酸鐵鋰電池的儲能效果比鈷酸鋰電池和錳酸鋰

95、電池的效果差一些，但是它的安全性能最好，儲能比鉛酸電池要高很多，所以較有發(fā)展優(yōu)勢。但是由于它含有的鋰離子活躍在金屬層表面，在空氣中容易出現(xiàn)自燃、爆炸等情況，危險性更高。所以現(xiàn)在各國對鋰電池的研發(fā)主要是控制它的安全性和穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　（4）鎳鎘電池</b></p><p>　　鎳鎘電池的應用廣泛程度僅次于鉛酸蓄電池，其比能量可達55W·

96、h/kg，比功率超過190W/kg?？煽焖俪潆姡h(huán)使用壽命較長，是鉛酸蓄電池的兩倍多，可達到2000多次，但價格為鉛酸蓄電池的4～5倍。它的初期購置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢，因此其長期的實際使用成本并不高。缺點是有“記憶效應”，容易因為充放電不良而導致電池可用容量減小。須在使用十次左右后，作一次完全充放電，如果已經(jīng)有了“記憶效應”，應連續(xù)作3～5次完全充放電，以釋放記憶。另外鎘有毒，使用中要注意做好回收工作，以免鎘

97、造成環(huán)境污染。 </p><p><b>　?。?）鈉硫蓄電池</b></p><p>　　鈉硫電池的優(yōu)點：一個是比能量高。其理論比能量為760W·h/kg，實際已大于100W·h/kg，是鉛酸電池的3～4倍；另一個是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達200～300mA/mm2,并瞬時間可放出其3倍的固有能量；再一個是充放電效率高。由于采

98、用固體電解質，所以沒有通常采用液體電解質二次電池的那種自放電及副反應，充放電電流效率幾乎100％。鈉硫電池缺點，主要其工作溫度在300～350℃，所以，電池工作時需要一定的加熱保溫。而高溫腐蝕嚴重，電池壽命較短?，F(xiàn)在已有采用高性能的真空絕熱保溫技術，可有效地解決這一問題。也有性能穩(wěn)定性及使用安全性不太理想等問題。在80～90年代，國外重點發(fā)展鈉硫電池作為固定場合下（如電站儲能）應用，并越來越顯示其優(yōu)越性。這方面日本企業(yè)進展最為顯著。作為

99、近期普遍看好的電動汽車蓄電池，已被美國先進電池聯(lián)合體(USMABC)列為中期發(fā)展的電動汽車蓄電池，德國ABB公司生產(chǎn)的B240K型鈉硫蓄電池，其質量為17.5kg，蓄電量19.2Kw·h；比能量達109W·h/kg，循環(huán)使用壽命1200次，裝車試驗時最好的一輛無故障地行駛了2300km。</p><p>　　3.2.2 燃料電池汽車</p><p>　　燃料電池汽車是指

100、以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產(chǎn)生電流，依靠電機驅動的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能獲得。燃料電池的化學反應過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換效率比內(nèi)燃機要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。</p><p><b>　?。?）種類</b></p><

101、p>　　目前正在開發(fā)的商用燃料電池依據(jù)電解質的類型可分為：堿性氫氧燃料電池、質子交換膜燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池。直接以甲醇為燃料的質子交換膜燃料電池通常稱為直接甲醇燃料電池，如表3-3。</p><p>　　表3-3 商用燃料電池分類</p><p>　?。?）燃料電池的工作原理</p><p>　　燃料電池的工作原理并

102、不復雜, 以氫- 氧燃料電池為例, 假如電解質是酸, 則</p><p>　　正極(氧化電極)反應為: + +4e- →2</p><p>　　負極(燃燒電極)反應為: 2→4 + 4e-</p><p>　　總反應: 2+ →2</p><p>　　在這個過程中, 燃料的化學能被直接轉換成電能。 氫氣和氧氣源源不斷地送入, 反應連續(xù)不斷地進

103、行, 于是在電池內(nèi)就產(chǎn)生了持續(xù)的電流。單個的燃料電池必須結合成燃料電池組，以便獲得必需的動力，滿足車輛使用的要求。</p><p><b>　　(3)優(yōu)點</b></p><p>　　與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點： </p><p>　　1)不經(jīng)過熱機的燃燒過程，所以它幾乎不排放氮和硫的氧化物，而且降低了溫室氣體的排放。 </

104、p><p>　　2)減少了機油泄露帶來的水污染。 </p><p>　　3)燃料電池按電化學原理工作，運動部件很少，因此工作時噪聲很低</p><p>　　4)提高了燃油經(jīng)濟性。 </p><p>　　5)提高了發(fā)動機燃燒效率。 </p><p>　　6)堿性燃料電池和磷酸燃料電池的運行均證明燃料電池的運行高度可靠，可作為

105、各種應急電源和不間斷電源使用。</p><p>　　近幾年來，燃料電池技術已經(jīng)取得了重大的進展。世界著名汽車制造廠，如戴姆勒－克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司已經(jīng)宣布，計劃在2004年以前將燃料電池汽車投向市場。目前，燃料電池轎車的樣車正在進行試驗，以燃料電池為動力的運輸大客車在北美的幾個城市中正在進行示范項目。在開發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術性挑戰(zhàn)，如燃料電池組的一體化，提高商業(yè)化電動汽車燃料處理器和輔助部

106、汽車制造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力，并已取得了顯著的進步。我國的燃料電池研究始于1958 年, 原電子工業(yè)部天津電源研究所最早開展了MCFC 的研究。70 年代在航天事業(yè)的推動下, 中國燃料電池的研究曾呈現(xiàn)出第一次高潮。我國在燃料電池汽車應用也取得很多成果，下表是我國部分燃料電池車。</p><p>　　表3-4 我國部分已經(jīng)上市或者正在示范運行的燃料電池電動汽車車型</p>&

107、lt;p>　　3.2.3 混合動力汽車</p><p>　　混合動力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時配以電動機/發(fā)動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。目前國內(nèi)市場上，混合動力車輛的主流都是汽油混合動力，而國際市場上柴油混合動力車型發(fā)展也很快。 </p><p><b>　　優(yōu)點： </b><

108、/p><p>　　(1)采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機功率不足時，由電池來補充；負荷少時，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。 </p><p>　　(2)因為有了電池， 可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。 </p><

109、;p>　　(3)在繁華市區(qū)，可關停內(nèi)燃機，由電池單獨驅動，實現(xiàn)“零”排放。 </p><p>　　(4)有了內(nèi)燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。 </p><p>　　(5)可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。 </p><p>　　(6)可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。 <

110、/p><p>　　缺點：長距離高速行駛基本不能省油。</p><p>　　4 汽車駕駛維護與節(jié)能</p><p>　　4.1 汽車駕駛節(jié)能</p><p>　　由前說述,提高燃油經(jīng)濟性的措施決不僅僅如此,從汽車制造上的層面上,不斷追求新技術無疑是提高汽車經(jīng)濟性的有效解決辦法,從車主的角度,良好的駕車習慣可以很大程度上提高燃油經(jīng)濟性。參考他人經(jīng)驗,