1、汽车节能环保对汽车发展的影响摘要从目前探明的石油资源测算，世界上可供开采的石油仅有数十年，石油资源将面临枯竭。如何降低汽车的能源消耗，节约宝贵的石油资源，发展节能技术减轻汽车重量成为必经之路。而从长远的观点来看，汽车用能必须换代，找出新能源，争取寻求可靠代用燃料的时间是当务之急。面对不断上涨的石油价格，各个国家不堪重负，正在努力开发广泛利用新的节能技术，应用新材料降低汽车重量使其轻量化，同时也在采用开发出气体燃料、醇类燃料、烃类燃料、植物染料等作为石油的替代燃料，而电能作为世界公认的未来汽车的可靠用能，早在 20 世纪后期就得到了研究和发展，出现了电动汽车、燃料电动汽车、混合动力电动汽车等，并
2、且有关技术正在不断的进步和完善。关键词：节能 轻量化 替代技术。AbstractThe proved oil resources from the current estimates, the world of oil for mining decades, only oil resources will run out. How to reduce the energy consumption of the car, save precious oil resources, develop the energy conservation technology reduce car weigh
3、t become the only road. And in the long run, automobile use will have to find new energy, plants, for looking for reliable alternative fuel of time is a priority. Facing rising oil prices, each country unbearable heavy burden and struggling to develop extensive use of new energy saving technology, t
4、he application of new materials reduced car weight make its lightweight, and also in the developed gas fuel, alcohol fuels, hydrocarbon fuels, plant dyestuff etc, as the alternative fuel oil, and power as the world recognized as the future of the car with reliable, early in the 20 th century later g
5、ot research and development, the emerging electric vehicles, fuel electric vehicles and hybrid electric cars, and the technology is of continuous progress and perfect. Keywords: energy saving lightweight alternative technology 目录摘要 .1Abstract.2引言 .3第一章汽车节能技术的概述 .41.1 汽车节能概述 .41.2 汽车节能政策 .41.3 汽车节能技术
6、现状与发展 .4第二章汽车节能技术的战略研究 .62.1 发动机节能原理 .62.2 汽油机电控喷射系统 .72.3 稀燃技术 .72.3.1 着火极限问题和解决措施 .72.3.2 分层燃烧技术 .82.3.3 稀薄燃烧控制 .92.4 直喷汽油机 .112.5 电控直喷柴油机 .112.6 发动机增压 .12第三章汽车燃料经济性评定指标及试验方法 .153.1 节油效果的评价指标 .153.2 汽车燃料经济性 .153.3 汽车燃料经济性的评价指标 .153.4 影响燃油经济性的因素 .16第四章 新型燃料和能源汽车节能技术分析 .174.1 天然气汽车 .174.1.1 天然气发动机的燃
7、料经济性 .174.1.2 天然气车（NGV） .174.2 氢气燃料汽车 .18总结 .20参考文献 .21致谢 .21引言随着汽车产业的飞速发展,汽车的数量不断增加,环境问题成为世界观注的主题,节能减排成为汽车厂商竟争的热点。新能源的开发成为现代汽车发展的需要，也是衡量汽车产业的一大标准。燃料是汽车的血液，没有燃料汽车将无法正常行驶，面对现在燃油供应日益紧张，需要通过节能技术来改变常规然料燃烧的不足随着能源日益紧缺，除了寻找新的替代能源外，当前最重要的是怎样解决汽车节能的问题，从目前汽车技术发展状况来说，此方面已经有了很大的突破，例如：混合动力汽车技术、高效汽油机（柴油机）技术、废气涡轮增
8、压技术.根据现代汽车发展的需要，我们在燃料方面要解决汽车燃料燃烧利用问题，要解决燃料燃烧的问题，就要了解一些与此相关的设备，例如：涡轮增压技术、机械增压技术、电控直喷技术.，改善一些相关铺助设施的建设例如：公路与交通设施的合理配套、车型及油品按需生产配置、运营的合理.面对目前存在的问题,我们要解决这几方面的难题: 怎样解决柴油燃烧的不平顺，使用柴油代替汽油，降低尾气对环境的污染。 怎样保证产品质量，按照规范使用和维护机器。 怎样改变汽油机燃烧方式以提高能量转换效率。 怎样改进供油系统，提高燃油效率。 怎样改进点火系统，提高汽油机运转平稳性，减少发动机附件磨损。 怎样合理使用配件，进行相应改装。
9、根据以上问题，解决燃料就要了解等技术发展状况：1第一章汽车节能技术的概述1.1汽车节能概述近年来，随着我国汽车工业发展迅速，汽车保有量逐年迅速增加，但其使用的燃料几乎全为石油，发动机燃料的供应将更加紧张。因此，各国都在采取各种措施降低汽车的燃料消耗率和致力于代用燃料和新能源的开发研究工作，以减轻对石油资源的过分依赖。我国经济发展迅速，能源需求量急剧增长，供求缺口较大。如不采取积极有效的措施，到 2020 年，我国对是有的依存度将达到 62%左右。因此，发展节能技术汽车轻量化和使用代用燃料是解决我国石油资源短缺，缓解石油供求矛盾，保障国家经济安全和长远发展的重大战略措施。汽 车 节 能 技 术
10、【 automobile conservation technology】 是 用 于 改 进 汽 车能 源 消 耗 的 技 术 。1.2汽车节能政策早在上个世纪 70 年代，汽车节油工作就受到了世界各国的普遍重视，许多国家都把节油作为一项国策。相继制定了一系列的能源法规，有力地推动了节能技术的发展，各种节能新技术、新装置、新材料、新车型应运而生。例如：闭缸节油、稀燃技术、汽车导流罩、子午线轮胎等，都是节能技术研究带来的典型产物。同时，加紧了汽车优化技术的应用，以减轻汽车的整备质量，开发新型发动机，利用新能源，加快了汽车能源动力多元化的发展。我国的能源工作的总方针是节约与开发并举、把节约放在首
11、位的能源发展战略。1986 年我国第一部节约能源的管理办法节约能源管理暂行条例由国务院颁布。1998 年，国务院又颁布了中华人民共和国节约能源法，把我国节能工作纳入了法制化的轨道。2007 年 10 月 28 日，全国人大常委会第三十次会议表决通过了节约能源法修订草案，自 2008 年 4 月 1 日起施行新的节约能源法。新的节约能源法为我国科学发展再添法律利器，将有助于解决当前我国经济发展与能源资源及环境之间日益尖锐的矛盾。1.3汽车节能技术现状与发展 中国的最终石油可采资源量即使按 160 亿吨计，只占全球的 3.9；人均2拥有石油最终可采资源量和产量只有世界人均水平的 1/5 左右。而且
12、，可采资源约有 3/5 有待探明。中国的原油生产主要集中在东部地区，占全国产量的2/3。但其主力油田已进入高含水、高采出程度和高采油速度的“三高”阶段。特别是大庆油田原油产量连续 27 年超过 5 000 多万吨，2002 年在 5 013.1 万吨的产量水平上画了句号，计划今后将逐年递减。西部和海上原油产量这几年呈快速增长态势，但原油产量只占全国的 1/5；海上原油产量只占全国的 1/8。我国石油消费增长速度明显高于原油产量增长速度，供需缺口越来越大。石油净进口量十年增加了 7 倍多。预计 2008 年石油净进口量将突破 11 000 万吨，进口依存度达到 45以上。目前，我国石油利用效率明
13、显偏低。据统计，现在每千美元国内生产总值的石油消耗，中国为 0.26 吨，是日本的 3.3 倍，美国的2 倍，印度的 1.2 倍，这说明中国提高油气利用效率、降低石油消耗的潜力十分可观。在目前的世界石油市场，汽车及其他的各类发动机消耗的石油占绝大多数，而且汽车会排放出有害气体污染环境，因此汽车节油及减排是一个很热门的领域。但是，无论使用多么先进的节油技术，石油都属于不可再生资源。因此发展替代石油产品，才是未来动力机械燃料的出路。现在发展的主要替代技术有以下几种（1）甲醇替代石油 甲醇是一种易燃易挥发的无色透明液体，具有与现实使用的液体燃料极为相近的燃料性能，燃值高，抗爆性好。其生产原料很广泛，
14、产品的运输，储存，分装加注和使用，与目前市场上所供应的内燃机用汽油和柴油燃料特点极为相似。同时甲醇还可以作为燃料电池的重要原料。（2）乙醇替代石油乙醇俗称酒精，它是以玉米，小麦，薯类及秸秆为原料制成。将乙醇脱水加入适当变形剂，然后和一定比例的汽油进行混合，就是清洁燃料车用乙醇汽油。经检测，与普通汽油相比，汽车使用乙醇汽油后，CO 排放量降低 60%以上。 （3）天然气替代石油 天然气热值高，一般在 9 000 大卡/立方米以上。能源效率高，一般燃煤电厂的能源利用率不超过 38%而天然气发电效率可达 52.5%以上。近几年世界液化3天然气消费增长 5.7%，远高于原油，核能，而全球煤炭消费为负增
15、长。天然气用途也越来越广。 （4）其他，如等离子无油点火、燃油乳化、燃油添加剂等节油技术。第二章汽车节能技术的战略研究2.1 发动机节能原理发动机循环热效率是衡量发动机燃油经济性的重要参数之一，根据热力学定律可以推导出汽油机、低速柴油机、和高速柴油机的理想循环热效率分别为：汽油机定容加热（奥托）循环的热效率：= （2-1）tv1k低速柴油机定压加热(狄塞尔)循环的热效率： （2-)1(ktp2）高速柴油机混合加热循环的热效率：（2-)1()(1kkt3）式中： - 压缩比； - 绝热指数； - 压力升高比；- 预胀比。从以上三种理想循环的热效率公式可知，要提高发动机的热效率，应尽量提高压缩比
16、和绝热指数 。实际发动机循环受到各种损失和因素的影响：工质具有不同的成分、比热、分指数和不同的高温分解特性等，因此直接影响发动机工作过程的组织和热效率：由于换气损失、传热损失、时间损失、燃烧损失、涡流和节流损失、泄露4损失、机械损失等不可避免损失的存在，发动机实际热效率远远小于理想循环的热效率。提高发动机的热效率，关键是组织好进、排气过程、喷油过程、燃油过程，减少各种损失。主要措施有：提高压缩比，稀燃技术，直喷技术，增压、中冷技术，可变进气技术，改善进排气过程，改善混合气在汽缸中的流动方式，改进点火配置提高点火能量，优化燃烧过程，电控喷射技术，高压共轨技术，绝热发动机技术等。2.2 汽油机电控
17、喷射系统由于化油器式汽油机具有许多先天性的难以控制和改进的缺点，现在已经被汽油喷射系统所代替。化油器和汽油喷射系统有同一个设计目标：在任何工况下都应向发动机提供最佳的空气燃油混合气。电控喷射系统可以根据工况非常精确的控制发动机空燃比，保证动力系优良的运转性能，减少燃料消耗。汽油喷射系统也经历了长期发展过程，从单点喷射（SFI）到多点喷射(MPI),从机械控制喷射到机电控制喷射到电子控制喷射，从连续喷射到间隔喷射到顺序喷射，从节气门喷射到进气门前喷射到缸内直接喷射。随着汽油喷射系统的发展，发动机管理系统也由原来的喷射系统和点火系统分别控制发展到由同一控制单元集中控制，随着电子节气门的出现，对于进
18、气量控制也不再由驾驶员直接操纵节气门开度，而是由发动机管理系统来对进气系统和进气量进行控制。2.3 稀燃技术从发动机的燃烧理论知道，混合气过量空气系数 1.1 时，发动机具有较好的燃油经济性，但是目前汽油机大量采用的带有三元催化废气净化的电控喷射系统，必须严格保持 1，故此限制了油耗进一步降低。采用稀燃技术可以在 远大于 1 的条件下保证发动机正常运转，不仅能提高燃油经济性，而且具有较好的排放性能。2.3.1着火极限问题和解决措施由于受到着火极限的限制，过浓或过稀的混合气在压缩行程终了时，不能点燃，无法着火。在一般条件下，当过量空气系数 1.4 时，过稀的混合气便达到了着火极限，相当于空然比
19、A/F20.58。5稀 薄 燃 烧 技 术 发 动 机 的 空 然 比 可 以 高 达 50100， 远 远 大 于 着 火 极 限 。 为 保证 顺 利 点 火 所 采 取 的 措 施 主 要 有 加 强 雾 化 、 组 织 一 定 的 气 流 运 动 、 改 进 点 火 系 统和 采 用 分 层 燃 烧 技 术 。加强雾化，可以使燃油的颗粒细化，油粒均匀分布，增加蒸发气化面积以增大燃烧率.用螺旋进气道、切向进气道产生绕气缸中心线的进气涡流，或组织绕其旋转轴线平行于曲轴的翻滚气流，或通过活塞顶的燃烧室形状组织挤流，可以加快燃烧室内气流速度。改进点火系统，包括提高点火能量，优化点火位置，增加点
20、火持续时间，以及提高点火区域的温度等，可以促使发动机燃料的完全燃烧，提高燃油的经济性。2.3.2分层燃烧技术在燃烧时的火焰中心，即火花塞附件的可燃混合气浓度，对着火有直接的影响，在 A/F 为 1213.5 偏浓的范围内，最适宜点火，即着火性最好。但是一旦已经形成火焰，则由于其高温和涡流的作用，燃烧室中其余区域的混合气即使很稀，也能点燃、传播火焰并继续燃烧。所以在火花塞附件的混合气浓一点，其余的混合气稀一点，这就是分层燃烧原理。相对而言，浓度基本不变的，则叫均质燃烧。通过分层燃烧，可以大幅度提高 A/F 值，大多数稀燃发动机都采用分层燃烧方式。实际上，一般在中小负荷工况时采用分层燃烧，在大负荷采用弱分层燃烧。所谓弱分层是指混合气浓度差值较小，这样有助于防止燃烧时产生黑烟和熄火的倾向。分层燃烧的稀燃特点，主要有单室式和双室式：1）单室式 单室式主要利用喷油喷油嘴所形成的旋转气流，火花塞、喷油器与燃烧室的匹配，以及供油方式和热量处理等各种方式进行分层燃烧，如图2.1。喷油嘴在火花塞 9 附近造成较浓的混合气。并且由箭头 6 方向的气流扰动，产生较好的效果。该装置的 A/F 值可达 100。
