小議汽車節(jié)能與環(huán)保技術

1、<p>　　小議汽車節(jié)能與環(huán)保技術</p><p>　　摘要：在汽車行業(yè)中，減少破壞環(huán)境的汽車的生產和使用是現在節(jié)能減排的當務之急，而相應的互補對策則是盡可能的開發(fā)綠色能源去補充動力能源，滿足工業(yè)發(fā)展和人民正常生活的使用和需要。本文主要對汽車節(jié)能環(huán)保技術進行了探討分析,可供同行參考。 </p><p>　　關鍵詞：汽車;環(huán)?？刂?節(jié)能技術 </p><p>

2、;　　中圖分類號：F407.471 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　隨著汽車保有量的增加, 汽車的尾氣污染已經成為大氣污染的元兇。因此世界各國紛紛出臺更加嚴厲的排放法規(guī), 而汽車生產商為了自身發(fā)展, 迎合消費者日益增加的環(huán)保意識, 也投入巨大的精力進行汽車環(huán)保方面的研究, 采用了許多新技術。從環(huán)保技術的分類來說, 可以分為在現有燃料(汽油/柴油) 汽車領域的技術和在利用新能源開發(fā)新汽車方面的技術

3、。 </p><p>　　1 從汽車生產設計開始建立環(huán)保理念 </p><p>　　可持續(xù)發(fā)展是人類經過大量實踐探索和深刻反思形成的突破性共識, 汽車設計也應遵循可持續(xù)發(fā)展的原則, 在產品開發(fā)階段對其整個生命周期予以評價, 最大限度地消除對制造和使用環(huán)境乃至生態(tài)環(huán)境的不利影響, 并對產品的可回收性、再生性以及不可回收時對環(huán)境所產生的影響予以充分考慮。 </p><p&g

4、t;　　1.1 汽車設計者應更新觀念樹立環(huán)保意識。汽車開發(fā)的傳統(tǒng)方法是以人的需要為中心, 無視后續(xù)的產品生產及使用過程中的資源污染和能源消耗以及對生態(tài)環(huán)境的影響。只有改變這種意識, 樹立新的觀念, 才能適應汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。 </p><p>　　1.2 汽車設計應選用利于環(huán)保的零部件及機器總成。( 1) 選用已經達到先進排放標準的發(fā)動機。目前,國內發(fā)動機制造技術與國際上差距較大。( 2) 選擇采用先進技

5、術的發(fā)動機, 例如選擇采用均質稀燃技術、進氣系統(tǒng)改進技術、復合渦流控制技術及點火系統(tǒng)改進技術的發(fā)動機。( 3) 選用已知對環(huán)境無污染的汽車零部件,并將其納入設計開發(fā)系統(tǒng), 使之成為設計基本原則。 </p><p>　　1.3 汽車生產企業(yè)應建立相關企業(yè)標準。汽車生產企業(yè)根據國家及國際先進標準積極制定達標計劃, 從設計源頭開始控制好汽車的環(huán)保指標。對于汽車排放的相關標準, 各汽車企業(yè)及消費者有很好的共識, 但是對于

6、設計的選材及加工過程的環(huán)保要求及相關標準尚無統(tǒng)一認識, 因此重點應考慮建立禁止(限制)用材料數據庫及標準, 使汽車設計者有的放矢。 </p><p>　　2 汽車工業(yè)制造過程的環(huán)?？刂?</p><p>　　汽車工業(yè)之所以成為一個支柱型產業(yè), 是因為其涉及到國民經濟尤其是制造業(yè)的各個領域, 例如電子、鋼鐵、機械、化工、石油等等。正因如此, 汽車工業(yè)的采購與配套需求也成為其他行業(yè)迅速發(fā)展的重

7、要動力。本文所談的制造過程也就不僅是指汽車本身的加工及裝配過程, 還應包括配套產品的各生產環(huán)節(jié)。 </p><p>　　2.1 汽車制造過程 </p><p>　　眾所周知, 汽車制造過程主要包括四大工藝過程,即鍛壓工藝、鑄造工藝、焊接工藝和涂裝工藝, 另外機加工工藝也是主要的制造手段之一。諸如此類的工藝過程均包含有因加熱而產生的燃料排放污染, 因工藝介質產生的排放污染, 因使用非環(huán)保溶劑

8、作為稀釋劑而造成的空氣污染等等, 應采取相應措施進行控制。 </p><p>　　( 1) 使用清潔燃料(例如天然氣)作為鍛、鑄工藝過程的熱源, 或采取電熱等手段不失為利于環(huán)保的上策; ( 2) 在工藝介質方面盡可能減少對人體、環(huán)境及土地有害的物質的使用也是非常重要的措施之一; ( 3)上述工藝過程中值得一提的是涂裝工藝, 因其歷史悠久正成為汽車防銹、防腐及外觀美化的重要工藝手段,但確實存在著油漆材料的更新?lián)Q代問

9、題。目前, 涂裝材料仍以溶劑型為主, 其揮發(fā)性較強, 尤其是苯類溶劑對人體有副作用。為此, 國際、國內的涂料生產行業(yè)正在為汽車工業(yè)開發(fā)更新一代的水性涂料, 其在車身及車架底漆工藝中的使用正在逐漸擴大。汽車生產企業(yè)的技術改造和技術進步是改變非環(huán)保工藝過程的必要手段, 只有增強企業(yè)的技術改造和技術進步能力, 才能使其步入良性循環(huán), 實現企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 </p><p>　　2.2 零部件制造過程作 </p&

10、gt;<p>　　汽車制造企業(yè)40%以上的零部件均為外部采購,因此僅控制汽車企業(yè)本身制造過程的環(huán)保指數是很難達到整體要求的, 這就要求汽車零部件制造商加入到環(huán)境保護行列中來。零部件工業(yè)應積極采用對環(huán)境友好的加工工藝, 選擇對環(huán)境友好的材料, 并為汽車工業(yè)盡可能多地提供新材料、新技術的信息, 與汽車工業(yè)共同發(fā)展。無論是汽車制造還是零部件制造, 減少噪聲、振動、化學介質、電輻射等的損害, 都是降低污染的重要措施。有理由相信,

11、這些措施將被越來越多的人接受并付諸實施。 </p><p><b>　　3 汽車節(jié)能技術 </b></p><p>　　汽車節(jié)能主要是在汽車發(fā)動機方面下功夫, 主要是利用電子控制技術實現其理想的工作狀態(tài), 如燃油電子控制噴射技術、稀薄燃燒技術、優(yōu)化設計燃燒系統(tǒng)、閉環(huán)控制技術等。當前, 汽車節(jié)能不僅是節(jié)省資源, 也旨在減少對環(huán)境的污染, 因為汽車減少了燃料消耗, 也就減

12、少了CO2的排放。 </p><p>　　3.1 汽油機的燃油電子控制噴射技術 </p><p>　　汽油機燃油電子控制噴射系統(tǒng)不論在任何環(huán)境條件和發(fā)動機處于何種工況下都能精確地控制混合氣的濃度，使汽油得到完全充分的燃燒。這大大降低了廢氣中有害成分的含量，還使發(fā)動機具有優(yōu)良的燃燒經濟性?？蓪┯?、點火、溫度等進行集中控制，使發(fā)動機工作性能提高，發(fā)動機輸出功率增加，燃料消耗量降低。還可以使發(fā)

13、動機經常處于穩(wěn)定運轉狀態(tài)，在各種工況下都能使汽車根據駕駛員的要求正常行駛。此外，由于汽油機燃油電子控制噴射系統(tǒng)不存在喉管，進氣阻力小，不易產生氣阻，向各缸分配汽油均勻等優(yōu)點。 </p><p>　　3.2 稀薄燃燒技術 </p><p>　　稀薄燃燒技術具有許多優(yōu)點，在燃油經濟性方面，稀燃發(fā)動機空燃比大，燃燒循環(huán)更接近定容循環(huán)，因此其熱效率較高，燃油經濟性好。由于稀燃混合氣燃燒溫度低，燃燒

14、產物的離解損失減小，并且降低了與氣缸壁面的傳熱，也使熱效率得以提高。稀燃發(fā)動機一般不受到高負荷時的爆燃極限的限制，可以采用較高壓縮比，這也有利于熱效率的提高。當采用稀薄混合氣燃量加小了泵吸損失，這對火花塞點火發(fā)動機部分負荷經濟性的改善是很明顯的，同時也可以采用變質調節(jié)，不用節(jié)氣門或是小節(jié)流，這樣會大大減小泵吸損失，特別有利于改進發(fā)動機部分負荷性能。對發(fā)動機排放方面，隨著空燃比的增加，由于采用稀的混合氣使燃燒溫度降低，NOx 的排放明顯減

15、少，同時燃燒產物中的氧成分有利于HC 和CO 的氧化，因此，HC 和CO 的排放也減小，然而，隨著空燃比增加到一定程度，由于燃燒速度的降低可能會使燃燒不完全，HC 的排放會迅速增加。如果能合理地設計緊湊的燃燒室，并組織好空氣運動使燃燒在短時間內完成，那么三種排放都可以大大減少。 </p><p>　　3.3 優(yōu)化設計燃燒系統(tǒng) </p><p>　　設計者對燃燒室的布置位置、燃燒室的形狀以及

16、噴射系統(tǒng)進行優(yōu)化，具體涉及到火花塞的安裝位置、缸蓋和活塞頂的形狀以及進排氣門的數量和尺寸等一系列問題，以此來改善燃燒情況。 </p><p>　　3.4 閉環(huán)控制技術 </p><p>　　電噴發(fā)動機閉環(huán)控制系統(tǒng)是ECU（計算機）、傳感器以及燃油量控制裝置之間的一個關系，由于能保證發(fā)動機在理想空燃比附近的工況運行，所以車輛動力性很好，還能省油。 </p><p>　

17、　4 積極推廣應用替代能源實現環(huán)保 </p><p>　　一方面從節(jié)能角度考慮, 尋找石油枯竭之后汽車的代用燃料; 另一方面從環(huán)保的角度考慮, 尋找排放更干凈的燃料。目前經研究并在一定范圍得到推廣應用的替代能源主要有天然氣、甲醇、氫氣、電力等。 </p><p><b>　　4.1天然氣 </b></p><p>　　用天然氣作為汽車燃料已有幾

18、十年的歷史。早期是在天然氣的產地用以代替汽油, 用在公交客車上, 采用常壓或低壓供氣, 在車頂背一個大氣袋, 如我國四川在20 世紀60 年代就已應用, 在新西蘭、俄羅斯等國也早已應用?，F在因天然氣汽車的排放比較干凈, 與汽油車相比, 排氣中的HC 和CO 都可大幅度降低, 經調整空燃比也可使NOX 的排放量降低, 所以從環(huán)保的觀點出發(fā), 天然氣汽車目前得到了比較好的應用。 </p><p><b>　

19、　4.2甲醇 </b></p><p>　　甲醇在常溫下為液體, 作為汽車燃料容易使用。甲醇目前多由天然氣和煤制取, 但也可以通過生物制取,有著豐富的資源。作為汽車燃料, 因甲醇分子(CH3OH)本身含氧, 有利于燃燒, 燃燒時不冒黑煙, 不產生高分子烴, 因此微粒排放物少。排氣中HC 的含量少, CO 的含量與汽油機差不多,NOX 的排量可以減少。從排放角度看, 它是一種比較好的替代燃料。 <

20、/p><p><b>　　4.3氫氣 </b></p><p>　　使用氫氣作為汽車燃料, 從排放的角度看是最理想的, 排出的絕大部分是水蒸氣, 有害氣體幾乎為零, 可能只有少量的NOX。氫氣也許是今后最有前途的汽車燃料。氫氣作為汽車能源有兩種方式: 一種是直接作為燃料燃燒; 另一種是以氫制成燃料電池, 利用產生的電能驅動汽車。但目前有些關鍵技術問題還沒有解決, 制約了它

21、的應用。主要問題是氫氣安全的高效儲藏和運輸方式。目前研究的一種方式是液態(tài)氫儲罐; 另一方式是儲氫合金。儲罐需要真空絕熱, 以保證安全, 成本非常高。利用儲氫合金吸附氫氣, 使用時加熱釋放氫, 但儲氫合金體積和重量都比較大。各發(fā)達國家都在加緊研究氫氣汽車, 有的已有實驗車在進行道路試驗, 德國已完成了氫氣汽車的安全性試驗。氫氣汽車的基礎研究一旦獲得突破, 作為汽車最理想的燃料, 氫氣燃料的應用會迅速推廣。 </p><

22、p><b>　　4.4電動汽車 </b></p><p>　　電動汽車并不是新的發(fā)明, 其實以前各國大城市中的有軌和無軌電車就是電動車。后因有軌和無軌電車靈活機動性差等原因, 紛紛淘汰。但近些年來, 隨著汽車數量的增多, 汽車污染日益嚴重, 人們覺得對這種無污染的電車需要重新認識, 有些國家有恢復的趨勢; 也有些將這種電車保留下來, 還有發(fā)展的趨勢。 </p><p

23、>　　本文所說的電動汽車是指自帶電源, 由電動機驅動, 沒有軌道和空架電線的汽車。為解決汽車的污染問題, 電動汽車是目前世界各國汽車技術界研究的熱門題目。有人說電動汽車是綠色汽車, 是零污染汽車, 但也有人持不同意見, 認為充電供給電動汽車的電能是由發(fā)電廠生產的, 而發(fā)電廠生產電能已經造成了污染。所以認為電動汽車不能稱為零污染汽車。這無疑是對的, 但發(fā)電廠一般都遠離繁華城區(qū), 因此不會對繁華城區(qū)造成污染。另外, 如果發(fā)電廠不是火力

24、發(fā)電廠, 而是水力發(fā)電廠, 那么生產電能的過程不會對環(huán)境造成污染。 </p><p><b>　　5 結束語 </b></p><p>　　汽車環(huán)保問題與土地沙漠化、空氣污染、淡水資源短缺、臭氧層破壞以及溫室效應等地球問題已經被大眾所重視。我們只有一個地球, 我們同在一片藍天下,保護好這個地球是各個國家、各個民族及各個行業(yè)共同的責任和愿望, 汽車工業(yè)環(huán)保水平的提高,