汽車工業環保節能設計的應用探究

隆中天（湖北省襄陽市第五中學，湖北襄陽441000）

汽車工業環保節能設計的應用探究

隆中天（湖北省襄陽市第五中學，湖北襄陽441000）

自從改革開放以來，汽車工業得到了快速的發展，取得了令人矚目的輝煌成績，給我國社會經濟的快速發展做出了非常重要的貢獻，但是與此同時也產生了一系列的問題。現如今，汽車行業的環境污染情況非常嚴重，汽車尾氣排放已經成為了大氣污染的主要來源。隨著我國汽車工業的快速發展，汽車保有量的快速增加，環境污染將會越來越嚴重，并且急劇減少的石油資源以及巨大的資源消耗也會存在巨大的矛盾，所以，積極帶動汽車工業環保節能設計的應用研究迫在眉睫。

汽車工業；環保節能設計；應用研究

1 引言

進入21世紀以來，社會經濟的快速發展帶動了汽車工業的進步。汽車正在漸漸進入千家萬戶，改善了人們的生活。但是汽車數目的增加對于能源的需求以及環境的危害成為重要的問題。怎樣改善這些問題，讓汽車工業走上可持續發展的道路，讓汽車成為優質的交通工具繼續傳承，是當代汽車工業環保節能設計應用的重要課題。

2 汽車工業節能環保設計應用措施研究

2.1 普通電控發動機節能減排技術

2.1.1 氧傳感器對噴油量的閉環控制

發動機電控單元（ECU）通過安裝在排氣管道上的氧傳感器對尾氣中氧的濃度進行檢測，并根據此信號來判斷此前噴油量是多還是少，從而使發動機的空燃比（空氣的質量/燃油的質量）始終控制在一個狹小的、接近理想的區域內（燃油完全燃燒的理想空燃比為14.7：1），從而可能實現燃油的完全燃燒（三元催化轉化），不但減少了燃油的消耗，提高了發動機的動力性和經濟性，而且減少了汽車排放中的有害物質，提高了排放質量。

2.1.2 爆震傳感器

對點火提前角的精確控制增大點火提前角既可減少燃料消耗又能提高汽車的動力性，但是過大的點火提前角會導致爆燃，使發動機工作不穩定。因此，應將點火提前角控制在一個“最大”而又不至于使發動機發生爆燃的合適提前角度上。電控發動機的電控單元主要利用安裝在缸體上的爆震傳感器檢測出的爆燃強度信號，來使發動機始終工作在爆燃的邊緣。這樣就既能防止發動機爆燃的發生，又能有效地提高發動機的動力性和經濟性，起到節能的目的。

2.1.3 EGR廢氣再循環控制系統

NOx是空氣中的氮氣與氧氣在高溫、高壓條件下形成的，所以發動機排出的NOx量主要與氣缸內的燃燒溫度有關，氣缸內燃燒溫度越高，排出的NOx量就越多。EGR控制系統就是將適量的廢氣重新引入氣缸內再次燃燒，從而降低氣缸內的燃燒溫度，從而減少了NOx的排放量。

2.1.4 汽油蒸汽排放控制（EVAP系統）

汽油有極強的蒸發性，為防止油箱內的汽油蒸氣的揮發，造成空氣污染和燃料浪費，設計了EVAP系統。油箱的燃油蒸氣通過單向閥進入活性碳罐，在車輛工作時，利用真空等把碳罐內的汽油送入進氣歧管，與正常混合氣混合后進入發動機燃燒，使燃油得到充分利用。

2.1.5 渦輪增壓技術

渦輪增壓就是提高發動機進氣量，從而提高發動機的功率和扭矩。在相同排量的條件下，裝上渦輪增壓的發動機與未裝增壓的發動機的最大功率相比可以增加40%甚至更高。這也就意味著同樣一臺的發動機（排量不變）在經過增壓之后能夠產生更大的功率，但是耗油量卻未有增加，從而有效地提高燃油經濟性和降低尾氣排放。

2.2 發動機機內凈化

2.2.1 汽、柴油機電控燃油噴射系統

電控燃油噴射系統采用微電子技術來監測發動機運行情況，然后把這些信息傳遞給控制單元分析與計算，完成燃油在不同情況下適量、適時噴入氣缸，進而改進燃油經濟性，降低排放的污染物。根據分析可以知道，利用電控燃油噴射系統的發動機跟利用傳統點火系統的發動機相比較，功率能夠提升5～10%，然而能源消耗可以減少5～15%，對于限制污染物的排放也具備良好的效果。

2.2.2 稀燃技術

為了提升燃油的經濟性，改進排放，稀薄燃燒技術被引進到發動機系統當中，稀薄燃燒可以使得氮氧化物的排放量顯著減少，與此同時，比較高的空氣比值能夠降低排放物當中一氧化碳與碳氫化合物的比重，這也可以實現減少個兩種有害氣體排放的目的。為了可以使得發動機在高空燃比的情況下不失火，一定要具備三種重要技術的支持，即高能點火技術、分層燃燒技術以及提升壓縮比。稀燃技術雖然比不上缸內直噴系統先進，但是低廉的價格使得稀燃技術仍然具備廣闊的市場。

2.3 工業設計方法的應用

節能環保汽車的影響可以利用兩種方法得到。一種是利用理論書籍以及網絡來查找節能環保汽車的行業發展歷程，品牌特征，技術發展過程，市場營銷方案，其中包含生產物流、市場運作以及售后服務等等；收集環保節能汽車技術方面的資料，包含汽車車身、節能方式、內飾、環保、發動機等反面的專題。而是利用訪談改領域的設計師與專家，材料工程師以及具備十年以上駕駛年限的司機等，不斷改進創建的因素框架。在創建因素框架過程當中，在訪談材料工程師、電氣工程師、結構工程師、設計師等后，創建了如圖1所示的環保節能因素框架結構。

圖1 節能環保因素框架圖

2.4 努力尋找新的替代能源，發展節能環保車

近年來，新能源電動汽車技術有了突飛猛進的發展。油電混合動力技術已經進入產業化，鋰動力電池技術取得了重大突破，車用燃料電池技術不斷進步。汽車企業需要懂點發展小型電動轎車的產業化。小型電動轎車迎合了電動汽車自身的發展規律以及我國的基本國情，我國具備豐富的稀土資源、鎂資源以及鋰資源，能夠給電動汽車的重要構件原材料帶來資源保障。并且我國的電動摩托車、電動自行車等輕型電動車的技術經驗與發展過程可以給電動汽車工業的發展奠定良好的基礎。油電混合動力汽車現在雖然已經生產，但是市場前景并不好。跟傳統的燃油汽車相比較，油電混合汽車具備良好的能耗優勢。油電混合動力汽車工業的發展最主要的問題就是降低投入成本，這也是需要汽車企業亟待解決的難題，尤其是一定要降低電機驅動系統、電子控制系統以及動力電池等的成本。這樣一來混合動力車的銷售量才會提升，才可能真正意義上給節能與減排做貢獻。在研發鋰動力電池上，鋰離子電池具備容量大、性能好、能量密度高、無記憶性等優勢，已經得到了眾多車企的廣泛認可，是當前車用電池的工業化熱點。

3 結語

綜上所述，汽車產業的環保節能是一項回收期長、社會公益性強、投入巨大的工作，僅僅依靠汽車企業本身的力量是非常難以完成的，這需要全社會的整體參與。我們要從國情出發，創建節約型的消費觀念，一起營造消費環保節能汽車的良好氛圍。同時汽車企業要努力引進與研發新技術、努力探索汽車新能源動力，從源頭上降低能耗，避免環境污染情況的惡化。要努力宣傳節能環保汽車在環保與能耗等方面的優勢。新能源汽車是一種新生事物，其發展的過程需要經過艱苦的探索，需要不斷創新與改善，消費者在購買使用新能源汽車的時候，有責任把汽車出現的情況真實的反饋給汽車生產廠家，方便車企能夠盡早改進，讓新能源汽車得到很好的推廣，其實促進汽車工業的環保與節能。

[1]張希良，等.中國新能源汽車產業發展現狀與展望[J].環境保護，2013（10）.

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U462

A

2095-2066（2016）32-0272-02

2016-11-2

隆中天（1997-），男，高中生。