汽车工业环保节能设计的应用

1引言

进入21世纪以来，社会经济的快速发展带动了汽车工业的进步。汽车正在渐渐进入千家万户，改善了人们的生活。但是汽车数目的增加对于能源的需求以及环境的危害成为重要的问题。怎样改善这些问题，让汽车工业走上可持续发展的道路，让汽车成为优质的交通工具继续传承，是当代汽车工业环保节能设计应用的重要课题。

2汽车工业节能环保设计应用措施研究

2.1普通电控发动机节能减排技术

2.1.1氧传感器对喷油量的闭环控制

发动机电控单元（ECU）通过安装在排气管道上的氧传感器对尾气中氧的浓度进行检测，并根据此信号来判断此前喷油量是多还是少，从而使发动机的空燃比（空气的质量/燃油的质量）始终控制在一个狭小的、接近理想的区域内（燃油完全燃烧的理想空燃比为14.7：1），从而可能实现燃油的完全燃烧（三元催化转化），不但减少了燃油的消耗，提高了发动机的动力性和经济性，而且减少了汽车排放中的有害物质，提高了排放质量。

2.1.2爆震传感器

对点火提前角的精确控制增大点火提前角既可减少燃料消耗又能提高汽车的动力性，但是过大的点火提前角会导致爆燃，使发动机工作不稳定。因此，应将点火提前角控制在一个“最大”而又不至于使发动机发生爆燃的合适提前角度上。电控发动机的电控单元主要利用安装在缸体上的爆震传感器检测出的爆燃强度信号，来使发动机始终工作在爆燃的边缘。这样就既能防止发动机爆燃的发生，又能有效地提高发动机的动力性和经济性，起到节能的目的。

2.1.3EGR废气再循环控制系统

NOx是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成的，所以发动机排出的NOx量主要与气缸内的燃烧温度有关，气缸内燃烧温度越高，排出的NOx量就越多。EGR控制系统就是将适量的废气重新引入气缸内再次燃烧，从而降低气缸内的燃烧温度，从而减少了NOx的排放量。

2.1.4汽油蒸汽排放控制（EVAP系统）

汽油有极强的蒸发性，为防止油箱内的汽油蒸气的挥发，造成空气污染和燃料浪费，设计了EVAP系统。油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐，在车辆工作时，利用真空等把碳罐内的汽油送入进气歧管，与正常混合气混合后进入发动机燃烧，使燃油得到充分利用。2.1.5涡轮增压技术涡轮增压就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩。在相同排量的条件下，装上涡轮增压的发动机与未装增压的发动机的最大功率相比可以增加40%甚至更高。这也就意味着同样一台的发动机（排量不变）在经过增压之后能够产生更大的功率，但是耗油量却未有增加，从而有效地提高燃油经济性和降低尾气排放。

2.2发动机机内净化

2.2.1汽、柴油机电控燃油喷射系统

电控燃油喷射系统采用微电子技术来监测发动机运行情况，然后把这些信息传递给控制单元分析与计算，完成燃油在不同情况下适量、适时喷入气缸，进而改进燃油经济性，降低排放的污染物。根据分析可以知道，利用电控燃油喷射系统的发动机跟利用传统点火系统的发动机相比较，功率能够提升5~10%，然而能源消耗可以减少5~15%，对于限制污染物的排放也具备良好的效果。

2.2.2稀燃技术

为了提升燃油的经济性，改进排放，稀薄燃烧技术被引进到发动机系统当中，稀薄燃烧可以使得氮氧化物的排放量显著减少，与此同时，比较高的空气比值能够降低排放物当中一氧化碳与碳氢化合物的比重，这也可以实现减少个两种有害气体排放的目的。为了可以使得发动机在高空燃比的情况下不失火，一定要具备三种重要技术的支持，即高能点火技术、分层燃烧技术以及提升压缩比。稀燃技术虽然比不上缸内直喷系统先进，但是低廉的价格使得稀燃技术仍然具备广阔的市场。

2.3工业设计方法的应用

节能环保汽车的影响可以利用两种方法得到。一种是利用理论书籍以及网络来查找节能环保汽车的行业发展历程，品牌特征，技术发展过程，市场营销方案，其中包含生产物流、市场运作以及售后服务等等；收集环保节能汽车技术方面的资料，包含汽车车身、节能方式、内饰、环保、发动机等反面的专题。而是利用访谈改领域的设计师与专家，材料工程师以及具备十年以上驾驶年限的司机等，不断改进创建的因素框架。在创建因素框架过程当中，在访谈材料工程师、电气工程师、结构工程师、设计师等后，创建了如图1所示的环保节能因素框架结构。

2.4努力寻找新的替代能源，发展节能环保车

近年来，新能源电动汽车技术有了突飞猛进的发展。油电混合动力技术已经进入产业化，锂动力电池技术取得了重大突破，车用燃料电池技术不断进步。汽车企业需要懂点发展小型电动轿车的产业化。小型电动轿车迎合了电动汽车自身的发展规律以及我国的基本国情，我国具备丰富的稀土资源、镁资源以及锂资源，能够给电动汽车的重要构件原材料带来资源保障。并且我国的电动摩托车、电动自行车等轻型电动车的技术经验与发展过程可以给电动汽车工业的发展奠定良好的基础。油电混合动力汽车现在虽然已经生产，但是市场前景并不好。跟传统的燃油汽车相比较，油电混合汽车具备良好的能耗优势。油电混合动力汽车工业的发展最主要的问题就是降低投入成本，这也是需要汽车企业亟待解决的难题，尤其是一定要降低电机驱动系统、电子控制系统以及动力电池等的成本。这样一来混合动力车的销售量才会提升，才可能真正意义上给节能与减排做贡献。在研发锂动力电池上，锂离子电池具备容量大、性能好、能量密度高、无记忆性等优势，已经得到了众多车企的广泛认可，是当前车用电池的工业化热点。

3结语

综上所述，汽车产业的环保节能是一项回收期长、社会公益性强、投入巨大的工作，仅仅依靠汽车企业本身的力量是非常难以完成的，这需要全社会的整体参与。我们要从国情出发，创建节约型的消费观念，一起营造消费环保节能汽车的良好氛围。同时汽车企业要努力引进与研发新技术、努力探索汽车新能源动力，从源头上降低能耗，避免环境污染情况的恶化。要努力宣传节能环保汽车在环保与能耗等方面的优势。新能源汽车是一种新生事物，其发展的过程需要经过艰苦的探索，需要不断创新与改善，消费者在购买使用新能源汽车的时候，有责任把汽车出现的情况真实的反馈给汽车生产厂家，方便车企能够尽早改进，让新能源汽车得到很好的推广，其实促进汽车工业的环保与节能。

作者:隆中天 单位:湖北省襄阳市第五中学

参考文献:

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[2]畅成伟.节能减排汽车驾驶技术探讨[J].河南科技，2014（6）.

[3]辛明华，赵春明，范京.插电式混合动力汽车动力系统总体设计[J].汽车工程师，2010（10）.