汽車的節(jié)能措施研究畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（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(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 交通運(yùn)輸 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2011年6月19日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　受石油危機(jī)的影響，汽車節(jié)能工作受到了世界各國(guó)的重視，同時(shí)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(shù)狀況

3、、汽車的使用與維護(hù)條件、道路及交通狀況等。</p><p>　　本文從國(guó)內(nèi)外汽車能源消耗現(xiàn)狀和特點(diǎn)入手，闡述了汽車節(jié)能的重要意義。汽車本身的結(jié)構(gòu)和性能對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性有著直接影響，通過(guò)分析已有實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果,得到汽車節(jié)能的措施。</p><p>　　汽車節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)汽車節(jié)能起了重要的作用，本文對(duì)汽車替代能源和新能源汽車做了較多介紹。車輛的維護(hù)水平將直接影響汽車的性能和運(yùn)動(dòng)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(guān)鍵詞：節(jié)能措施，能耗現(xiàn)狀，燃油經(jīng)濟(jì)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(guó)能源利用現(xiàn)狀和特點(diǎn)1</p><p>　　1.1.2 國(guó)外能源消耗現(xiàn)狀及特點(diǎn)2</p><p>　　1.2 論文的研究意義4</p><p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀4<

13、/p><p>　　1.3.2 國(guó)內(nèi)研究狀況5</p><p>　　1.4 論文的研究?jī)?nèi)容與方法6</p><p>　　2 汽車性能與燃料經(jīng)濟(jì)性關(guān)系8</p><p>　　2.1汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)8</p><p>　　2.2 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)方法9</p><p>　　2.2.1

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

15、　　2.3.2 傳動(dòng)系15</p><p>　　2.3.3 汽車質(zhì)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(shù)17</p><p>　　3.1 汽車替代燃料17</p><p>　　3.2 電動(dòng)

16、汽車20</p><p>　　3.2.1 純電動(dòng)汽車20</p><p>　　3.2.2 燃料電池汽車24</p><p>　　3.2.3 混合動(dòng)力汽車26</p><p>　　4 汽車駕駛維護(hù)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(hù)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(duì)策32</p><p><b>　　總結(jié)34</b></p

18、><p><b>　　致謝35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)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(zhì)基礎(chǔ)，隨著各國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和人民生活水平的提高，整個(gè)世界的人均耗能量和總的耗能量在不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)代文明標(biāo)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(chǔ)量和產(chǎn)量計(jì)算，我國(guó)的石油探明總儲(chǔ)量為33億噸，僅可開采22．6年。我國(guó)人均石油占有量世界水平的僅為1／l0。</p><p>　　我國(guó)是僅次于美國(guó)的世界第二大石油消耗國(guó)。由于在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi), 汽車能源仍將以石油為主, 不斷

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

21、能源利用現(xiàn)狀和特點(diǎn)</p><p>　　(1)首先從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)占能源消費(fèi)總量的比重呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。2009年全國(guó)一次能源生產(chǎn)總量27.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長(zhǎng)5.2%，增幅比上年回落0.4個(gè)百分點(diǎn)；能源消費(fèi)總量30.66億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長(zhǎng)5.2%，增幅提高1.3個(gè)百分點(diǎn)。 </p><p>　?。?）我國(guó)已經(jīng)

22、進(jìn)入快速機(jī)動(dòng)化的階段，2001—2006年全國(guó)民用汽車擁有量由1802.04萬(wàn)輛增加到3690.40萬(wàn)輛，其中私人汽車由770.78萬(wàn)輛增加到2333.32萬(wàn)輛，且在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，仍然保持這種增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。</p><p>　　表1-2 中國(guó)主要年份民用汽車擁有量統(tǒng)計(jì)(1995-2009)單位:萬(wàn)輛</p><p>　　數(shù)據(jù)來(lái)源：根據(jù)歷年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒整理而得</p><

23、;p>　　(3)在能源消費(fèi)增長(zhǎng)速度上，如表1-3所示，中國(guó)2009年的主要能源消費(fèi)增長(zhǎng)率十分高，其中石油、天然氣、煤和水電的消費(fèi)增長(zhǎng)率分別為4%、19%、8%、11%，是世界相關(guān)種類能源消費(fèi)增長(zhǎng)率的3.88、6.47、1.77、6.3倍。由此可見，中國(guó)對(duì)能源需求的增長(zhǎng)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(guó)主要能源消費(fèi)增長(zhǎng)率</p><p>

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

25、里油耗，我國(guó)比國(guó)外均要高很多。</p><p>　　1.1.2 國(guó)外能源消耗現(xiàn)狀及特點(diǎn)</p><p>　　事實(shí)證明,石油作為汽車燃料雖已有近百年的歷史, 但至今仍沒(méi)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(yàn)階段。全世界至今已探明可開采的石油貯量大約為1.5萬(wàn)億桶, 近年來(lái)每年的開采量約為30億噸, 如果沒(méi)有新的石油資源勘探出來(lái), 現(xiàn)有的石油貯

26、量?jī)H可用30年左右 。</p><p>　　圖1-1 石油探明儲(chǔ)量 （單位：萬(wàn)億桶） 來(lái)自BP 世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒 2010</p><p>　　從能源結(jié)構(gòu)上看，石油是目前世界上消耗最多的能源，這是由于發(fā)達(dá)國(guó)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(guò)4 億輛, 年產(chǎn)量已達(dá)8000萬(wàn)輛。盡管汽車工業(yè)的

27、競(jìng)爭(zhēng)十分激烈, 各國(guó)的汽車產(chǎn)量增減不一。</p><p>　　圖1-2 世界年度石油消費(fèi) </p><p>　　美國(guó)是全世界汽車保有量最多的國(guó)家，2008年底達(dá)到2 .46億輛，龐大的保有量也使得美國(guó)車用能源的消耗量非常巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)車用石油的消耗量大約占到了石油總消耗量的70％。分析認(rèn)為，這與美國(guó)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(guó)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(fèi)量基本在2．4—2．5億噸左右，消費(fèi)水平總體平穩(wěn)，2007年占世界石油消費(fèi)總量的4．8％。日本的石油和天然氣資源極度貧乏，資源儲(chǔ)量未列入世界能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，產(chǎn)量分別占全國(guó)需求量的0．2％和4％，其余全部需要進(jìn)口。</p><p>　　1

29、.2 論文的研究意義</p><p>　　與其他國(guó)家相比，中國(guó)的汽車數(shù)量相對(duì)來(lái)說(shuō)還算是比較少的（美國(guó)1999年的年產(chǎn)量已達(dá)900萬(wàn)輛），汽車行業(yè)在增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)在增長(zhǎng)，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(shì)。握國(guó)汽車普及率低，自有技術(shù)研發(fā)剛剛起步，我們可以借鑒美國(guó)、歐洲節(jié)能的經(jīng)驗(yàn)，避開“先污染，后治理”的發(fā)展道路。一方面要學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，另一方面要結(jié)合實(shí)際

30、進(jìn)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(jì)算，按機(jī)動(dòng)車保有量8500萬(wàn)輛（2010年底的數(shù)據(jù)），少開一天車能節(jié)省石油43000萬(wàn)升！</p><p>　　因此，通過(guò)開展汽車使用節(jié)能的研究，總結(jié)了我國(guó)汽車使用節(jié)能的考慮重點(diǎn)因素，提出了可操作性強(qiáng)的措施建議，可為政府部門、能源機(jī)構(gòu)以及相關(guān)行

31、業(yè)管理部門進(jìn)行決策提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)緩解我國(guó)能源問(wèn)題、促進(jìn)汽車與社會(huì)的和諧發(fā)展具有積極意義，對(duì)我國(guó)的整體節(jié)能工作具有十分重要的意義。</p><p>　　1．3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　由于能源緊張，各國(guó)相繼出臺(tái)了汽車油耗標(biāo)準(zhǔn)和投入大量資金開展了汽車節(jié)能工作。　美國(guó)是世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)，對(duì)購(gòu)買汽油－

32、電力混合動(dòng)力汽車的消費(fèi)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(guó)政府積極鼓勵(lì)居民和企業(yè)節(jié)約能源。2002年起，德國(guó)開始對(duì)汽油、低硫柴油和電力消費(fèi)征收新的生態(tài)稅。英國(guó)政府僅在1980年就提供了200萬(wàn)英鎊用于研制電動(dòng)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(guó)能源法規(guī)的制定，有力地推動(dòng)了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，各種節(jié)能新技術(shù)、新裝置、新材料、新車型應(yīng)運(yùn)而生。諸如汽油直接噴射

33、、閉缸節(jié)油、分層進(jìn)氣、稀燃技術(shù)、高能點(diǎn)火、汽車導(dǎo)流罩、子午線輪胎等，都是節(jié)能技術(shù)研究帶來(lái)的典型產(chǎn)物。</p><p>　　美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家都在潛心致力于燃料電池汽車的研究，除國(guó)內(nèi)的燃料電池開發(fā)計(jì)劃外，美國(guó)通用與日本豐田、美國(guó)國(guó)際燃料電池公司與日本東芝、德國(guó)奔馳與西門子、法國(guó)雷諾與意大利De Nora公司等紛紛組成強(qiáng)大的跨國(guó)聯(lián)盟，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，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(dòng)力汽車以來(lái)，各大汽車企業(yè)紛紛推出混合動(dòng)力汽車產(chǎn)品，如本田Insight、通用Saturn VUE、福特Escape等。隨著技術(shù)的成熟和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，成本大幅下降。1999～2008年，美國(guó)市場(chǎng)共銷售19種混合動(dòng)力乘用車，總銷量達(dá)132萬(wàn)輛。</p><p>　　混合動(dòng)力商用車也取得了快速發(fā)展，已開發(fā)了混合動(dòng)力公交車、市政用車和軍車等。尤其是，美國(guó)在混合動(dòng)力公交客車的開發(fā)和應(yīng)用上

35、取得了一定的成果，日前已有多個(gè)車型在運(yùn)行。德國(guó)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(dòng)力商用車。</p><p>　　隨著20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)的到來(lái)，國(guó)外對(duì)汽車使用節(jié)能的研究日益深入，世界各國(guó)競(jìng)相開展以ITS為應(yīng)用背景的交通控制研究，并達(dá)到了前所未有的高潮。</p><p>　　1.3.2 國(guó)內(nèi)研究狀況</p><p>　　與國(guó)外相比，國(guó)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(dòng)機(jī)的稀燃技術(shù)、增壓技術(shù)、閉缸技術(shù)、電子控制技術(shù)、分層燃燒技術(shù) 、可變氣門正時(shí)技術(shù)、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(yīng)用，隨著汽車進(jìn)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(dòng)力汽車技術(shù)具有非常突出的節(jié)能效果，技術(shù)相對(duì)成熟，而且在國(guó)際上已經(jīng)實(shí)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(huì)上第一次得到廣泛應(yīng)用

37、：上汽集團(tuán)已獨(dú)立完成底盤和車身的適應(yīng)性開發(fā)，“零排放”的新上海牌轎車最高時(shí)速達(dá)到每小時(shí)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?jī)?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(zhǎng)的需求之間的矛盾的方法。本論文主要從汽車技術(shù)層面

38、、使用維護(hù)層面和交通管理層面對(duì)汽車的節(jié)能策略進(jìn)行研究。</p><p>　　從汽車技術(shù)層面看，車的發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)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(guān)系分析和汽車燃料經(jīng)濟(jì)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(huì)差別較大。改善交通條件包括改進(jìn)交通信號(hào)，縮短車輛在路上的等待時(shí)間等，可以降低車輛運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗。文章結(jié)構(gòu)如圖1-4</p

39、><p>　　圖1-4 論文結(jié)構(gòu)框架</p><p>　　研究方法：通過(guò)大學(xué)階段已學(xué)過(guò)的課程，結(jié)合國(guó)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(shí)習(xí)和實(shí)踐中得到的新思路新應(yīng)用加以總結(jié)，從而得出自己的一些觀點(diǎn)。</p><p>　　2 汽車性能與燃料經(jīng)濟(jì)性關(guān)系</p><p>　　汽車燃油經(jīng)濟(jì)性：（1）指汽車以最少的

40、燃油消耗完成單位運(yùn)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(dòng)力性的條件下，以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟(jì)行駛的能力。</p><p>　　汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的好壞直接決定了對(duì)能源的利用效率。汽車的自身結(jié)構(gòu)性能又對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性有重要的影響。</p><p>　　2.1汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)</p><p><b>　　常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)</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(guó)都制定了不同的循環(huán)行駛試驗(yàn)工況。循環(huán)工況規(guī)定了車速-時(shí)間行駛規(guī)范，如換檔時(shí)刻、加速時(shí)刻、制動(dòng)時(shí)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(jì)性試驗(yàn)方法</p><p>　　2.2.1 不控制的路上試驗(yàn)</p><p>　　只對(duì)被測(cè)汽車的維護(hù)、調(diào)整范圍、所用燃料、潤(rùn)滑油的規(guī)格等技術(shù)狀況有明確規(guī)定，而對(duì)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(yàn)方法。 </p><p>　　表2-1

43、 影響汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的使用因素</p><p>　　2.2.2 控制的道路試驗(yàn)</p><p>　　按規(guī)定保證汽車的技術(shù)狀況、按需要維持某些使用因素不變的條件下進(jìn)行。在專用試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)規(guī)范中往往對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)中的交通情況、駕駛習(xí)慣以及氣溫、風(fēng)、雪等并無(wú)規(guī)定。</p><p>　

44、　2.2.3 道路循環(huán)試驗(yàn)</p><p>　　主要有等速百公里油耗試驗(yàn)和怠速油耗試驗(yàn)。在一定程度上反映了實(shí)際行駛工況，且數(shù)據(jù)重復(fù)性好，使用儀器簡(jiǎn)單，耗時(shí)少，成本低。</p><p>　　(1）直接檔全油門加速油耗試驗(yàn)</p><p>　　通常被間接用于檢驗(yàn)汽車的技術(shù)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?yàn)r青路面上進(jìn)行，

45、測(cè)試路長(zhǎng)度500m。在一定的氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、風(fēng)速范圍內(nèi)，試驗(yàn)汽車的技術(shù)狀況應(yīng)正常，充分預(yù)熱（熱發(fā)動(dòng)機(jī)，主要傳動(dòng)部件潤(rùn)滑油溫達(dá)到要求）進(jìn)行。</p><p>　　(2）多工況燃料測(cè)試循環(huán)試驗(yàn)</p><p>　　歐共體、日本、美國(guó)以及我國(guó)等都根據(jù)本國(guó)情況，制定了相應(yīng)循環(huán)行駛試驗(yàn)工況來(lái)模擬汽車的實(shí)際運(yùn)行工況，并以百公里油耗量作為相應(yīng)車型的燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 （GB/T12545-2001）

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

47、t;p>　　圖2-2 中國(guó)商用車六工況測(cè)試循環(huán)圖</p><p>　　2.2.4 室內(nèi)試驗(yàn)</p><p>　　在汽車底盤測(cè)功機(jī)上按試驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行?？梢酝瑫r(shí)進(jìn)行廢氣污染測(cè)量。與其它方法相比，由于用汽車底盤測(cè)功器測(cè)量油耗的重復(fù)性好，能反映實(shí)際行駛時(shí)復(fù)雜的交通情況，能采用多種測(cè)量油耗方法，還能同時(shí)進(jìn)行廢氣污染的測(cè)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(yàn)</p><p>　　2.3汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的影響因素</p><p>　　對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響因素可分為汽車本身結(jié)構(gòu)性能、汽車使用、燃料差異等幾類，這里主要討論汽車結(jié)構(gòu)與燃油經(jīng)濟(jì)性，我們通過(guò)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>　　（2-2） </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(dòng)機(jī)、汽車外形、輪胎、汽車的技術(shù)情況與汽車油耗有關(guān)。</p><p><b>　　

50、2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)</b></p><p><b>　?。?）發(fā)動(dòng)機(jī)類型</b></p><p>　　柴油機(jī)的熱效率比汽油機(jī)高，特別是在部分負(fù)荷工作時(shí)，柴油機(jī)的有效燃油消耗率較低，這一點(diǎn)對(duì)車用發(fā)動(dòng)機(jī)尤為有利，因?yàn)檐囉冒l(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在部分負(fù)荷下工作。所以應(yīng)盡量采用較省油的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。清潔柴油動(dòng)力經(jīng)過(guò)十幾年發(fā)展，別是新一代高壓共軌技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)使得現(xiàn)代柴油機(jī)更具

51、經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　有數(shù)據(jù)顯示，與同排量的汽油機(jī)相比，柴油車可實(shí)現(xiàn)節(jié)油30%、減少二氧化碳排放25%，而動(dòng)力卻可以提升30～50%。據(jù)測(cè)算，如果至2015年柴油乘用車車市場(chǎng)份額能達(dá)到30%，則一年省油近300萬(wàn)噸。</p><p>　　(2) 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率</p><p>　　負(fù)荷特性：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的有效比燃油消耗量隨負(fù)荷的變化關(guān)系。圖2

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

53、0～60%，只等于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的20%左右。因此，為提高汽車使用中發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率，提高汽車的燃經(jīng)濟(jì)性，在保證汽車動(dòng)力性足夠的前提下，不宜選用過(guò)大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，或通過(guò)拖掛運(yùn)輸來(lái)提高使用中負(fù)荷率。</p><p><b>　　(3)充氣效率</b></p><p>　　充氣效率是指在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣行程時(shí)，實(shí)際進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮氣體(空氣或可燃混合氣)的質(zhì)量m 與在進(jìn)氣行程進(jìn)口

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

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

56、、氣門與氣門座。其中氣門座處的流動(dòng)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(jìn)氣門直徑，增加節(jié)氣門的數(shù)目，采用多進(jìn)氣門、排氣門，從而降低進(jìn)氣損失。</p><p>　　(2)減小排氣系統(tǒng)的阻力</p><p>　　使進(jìn)、排氣門同步啟閉，以增大進(jìn)排氣流通面積；并在進(jìn)、排氣道裝置分配閥對(duì)進(jìn)排氣起分配作用，使排氣從進(jìn)、排氣道通過(guò)排氣歧管排出，而使進(jìn)氣從進(jìn)氣歧管通過(guò)進(jìn)

57、、排氣道進(jìn)入氣缸。</p><p>　　(3)合理的選擇配氣相位</p><p>　　配氣相位對(duì)充氣效率有較大影響，通過(guò)對(duì)凸輪軸的控制，進(jìn)氣門可以實(shí)現(xiàn)延遲，或者提前打開。通過(guò)進(jìn)氣凸輪軸延遲調(diào)節(jié)，使進(jìn)氣門延遲打開，氣門的重疊角度減小甚至完全沒(méi)有重疊，參見圖2-5</p><p>　　通過(guò)進(jìn)氣凸輪軸延遲調(diào)節(jié)，使進(jìn)氣門延遲打開，氣門的重疊角度減小甚至完全沒(méi)有重疊，在發(fā)動(dòng)機(jī)

58、低速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下（n<2000r/min），可以使流經(jīng)進(jìn)氣門進(jìn)入進(jìn)氣歧管的已燃燒的廢氣維持在很低的水平。在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下，油氣混合氣中殘留的廢氣較少，可以提高燃燒過(guò)程的效率，增強(qiáng)怠速的穩(wěn)定性，從而降低怠速，更進(jìn)一步減少油耗。在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（n>5200r/min）下，凸輪軸相位也被延遲。推遲進(jìn)氣門的關(guān)閉時(shí)刻，可以提高氣缸進(jìn)氣量。這種增壓效果，是因?yàn)樾迈r空氣流經(jīng)進(jìn)氣門速度很高，活塞的運(yùn)動(dòng)方向已經(jīng)發(fā)生了改變，向上運(yùn)動(dòng)并開始?jí)嚎s

59、氣體，但進(jìn)氣仍在進(jìn)行。基于此，在活塞達(dá)到下死點(diǎn)之后較長(zhǎng)時(shí)間才關(guān)閉進(jìn)氣門。 </p><p>　　圖2-5 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)相位圖</p><p>　　(4)減小對(duì)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(jī)進(jìn)、排氣管分別置于缸蓋兩側(cè)等措施有利于減小對(duì)新鮮充氣量的加熱，具有節(jié)能效果。</p><p>　　

60、(5)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比</p><p>　　汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比一般在7～10之間，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)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(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性根據(jù)等容加熱理論循壞，汽油機(jī)的熱效率為</p><p>　　（2-4）

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(dāng)壓縮比ε提高時(shí)，熱效率增加，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性提高，發(fā)動(dòng)機(jī)油耗率降低。試驗(yàn)表明，在ε=7.5～9.5范圍內(nèi)，壓縮比每提高一個(gè)單位，油耗可以下降4％以上。下表2-3是壓縮比與發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系</p

62、><p>　　表2-3 壓縮比與發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系</p><p>　　汽油機(jī)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(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和效率無(wú)明顯效果，而且會(huì)增加排氣中NOX污染物的濃度。另外，提高壓縮比，需要相應(yīng)汽油辛烷值，使得汽油煉制成本提高。</p><p><b>　　2.3.2 傳動(dòng)系</b><

63、/p><p>　　汽車的傳動(dòng)系的性能和參數(shù)對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有重要影響。</p><p>　　(1)主減速器的傳動(dòng)比 傳動(dòng)系的傳動(dòng)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(jì)性。但是，汽車上許多物體都有一個(gè)“臨界點(diǎn)”問(wèn)題，過(guò)頭就會(huì)走向反面。主減速器比也是一樣，過(guò)小就會(huì)使最高檔的動(dòng)力性過(guò)低，反而會(huì)使汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性變壞，因此一般設(shè)計(jì)減速器

64、傳動(dòng)比都有一個(gè)范圍，使得掛直接檔時(shí)仍有較大的后備功率用于加速或上小坡。</p><p>　　(2)傳動(dòng)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(shí)降低0．2%～1．5％，低溫時(shí)降低0．4%～2．5％。在齒輪油中應(yīng)用摩擦改良劑，燃油消耗的實(shí)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(xué)措施特別采用最佳潤(rùn)滑劑的一種改善機(jī)械效率的方法來(lái)達(dá)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(dòng)機(jī)增加了處于經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行的機(jī)會(huì)，有利于提高燃油經(jīng)濟(jì)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(wú)極變速，保證在任何條件下具有使發(fā)動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)工況下工作的可能性。</p><p>　　2.3.3 汽車質(zhì)量</p><p>　　汽車輕量化是節(jié)能和減少CO2排放的利器。德國(guó)海德堡責(zé)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(jì)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(zhì)量，降低整車重量，達(dá)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(duì)燃油經(jīng)濟(jì)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(guò)減少汽車的迎風(fēng)面積和空氣阻力系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),一般而言迎風(fēng)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(jì)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(duì)減少燃油消耗起到很大作用。一般來(lái)說(shuō),車輛高速行駛中,最大的阻力就來(lái)自空氣。因此風(fēng)阻系數(shù)哪怕是0.01的降低油耗也會(huì)帶來(lái)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(lái),它的形狀、排布不過(guò)是簡(jiǎn)單的直線與弧線的組合,事實(shí)上這里邊蘊(yùn)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(dòng)阻力等性能。因此,輪胎也能影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱性和安全性。</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定一輛轎車以 100km/h速度行駛時(shí)，消耗于

69、克服輪胎滾動(dòng)阻力的燃油消耗約占汽車總油耗的 20% ，載重汽車則更高達(dá)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(dòng)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(dòng)阻力26%，節(jié)油3%～8%。</p><p>　　綜上所述，可以看出汽車的結(jié)構(gòu)性能與節(jié)能措施的獲得密切相關(guān)，下表2-4是密西根大學(xué)通過(guò)實(shí)際數(shù)得出的改進(jìn)汽車結(jié)構(gòu)與燃油經(jīng)濟(jì)性的結(jié)論</p><p>

70、　　表2-4 改進(jìn)汽車結(jié)構(gòu)與燃油經(jīng)濟(jì)性關(guān)系</p><p><b>　　3 汽車節(jié)能新技術(shù)</b></p><p>　　3.1 汽車替代燃料</p><p>　　燃料質(zhì)量的好壞直接影響汽車的正常使用和燃料經(jīng)濟(jì)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(jià)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(zhì)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(wú)排煙，光化學(xué)反應(yīng)低，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲低。而且容易與空氣混合, 排污較低, 所以是當(dāng)前世界上公認(rèn)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(guó)的普遍重視, 我國(guó)天然氣發(fā)展較早, 但由于天然氣的壓縮技術(shù)問(wèn)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(dá)120。天然氣有辛烷值高、抗爆性好的優(yōu)勢(shì)。而且天然氣大都以氣態(tài)進(jìn)入氣缸，對(duì)氣缸壁沖刷小，對(duì)潤(rùn)滑油污染輕，減輕磨損。混合氣濃度易滿足工況的要求，使發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作，這也是節(jié)約燃料的一個(gè)因素。2002年底世界主要國(guó)家天然氣汽車統(tǒng)計(jì)如表3-1。</p><p>　　表3-1 世界主要國(guó)家天然氣汽車統(tǒng)計(jì)<

73、/p><p><b>　　(2)氫 </b></p><p>　　氫能是一種二次能源，它是通過(guò)一定方法從一次能源中提取出來(lái)的。作為能源，氫能具有以下特點(diǎn)：原料來(lái)源于水，儲(chǔ)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(jī)械能與其它能量形式進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，具有廣泛的應(yīng)用開發(fā)潛質(zhì)價(jià)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(shè)備取代現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)，因?yàn)槭遣捎玫臍淙剂希云囋谶\(yùn)行過(guò)程中不會(huì)排放二氧化碳、不排放碳?xì)浠衔镆约拔⒚壮叽绲奈⒘＃慌欧潘?，是地道的“零排放”汽車。目前的氫燃料電池車在最高時(shí)速、續(xù)航里程、加注時(shí)間等方面都已經(jīng)達(dá)到或已經(jīng)超過(guò)了現(xiàn)有傳統(tǒng)汽車的指標(biāo)，加之氫燃料的環(huán)保型、來(lái)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(lái)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(jī)上應(yīng)用要遠(yuǎn)遜于在汽油機(jī)上的應(yīng)用，其主要原因是柴油與乙醇不能互溶。乙醇的熱值相當(dāng)于汽油的60.9%，相當(dāng)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(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)汽車和加油站都進(jìn)行改動(dòng)。從排放的角度來(lái)看，與汽油機(jī)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(yùn)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(guó)和 日本都已制成以甲醇為燃 料的汽車。我國(guó)也 已決定,要在汽車上逐步推廣 甲 醇 的 應(yīng)用。甲醇作為車用內(nèi)燃機(jī)的燃料,可以單獨(dú)使用 ,也可以與汽油混合使用。以甲醇為燃料,發(fā)動(dòng)機(jī)不需做大的變動(dòng)。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?xì)饣瘽摕岽?，可?jié)省油耗，無(wú)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(lái)制造生物柴油。據(jù)美國(guó)全國(guó)生物柴油理事會(huì)統(tǒng)計(jì) ,年美國(guó)人把用過(guò)的動(dòng)植物油與甲醇混合 生產(chǎn)出 1600萬(wàn)加侖的生物柴油。但資源并不豐富的動(dòng)植物油將嚴(yán)重制約甲醉轉(zhuǎn)生物柴油。</p><p><b>　?。?）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(wú)色 ,幾乎無(wú)臭 ,無(wú)毒,不致癌 ,腐蝕性小 ,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。它的十六烷值較高 ,適合在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用。對(duì)柴油機(jī)來(lái)說(shuō),燃料的自燃溫度和低溫流動(dòng)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(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)。它汽化潛熱大,約是柴油的兩倍 ,蒸發(fā)降低混合氣溫度 ,進(jìn)一步降低 排放。因此 適用于高

80、速柴油機(jī)使用，提高轉(zhuǎn)速可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和減小質(zhì)量 。</p><p><b>　　（6）太陽(yáng)能</b></p><p>　　近年來(lái),對(duì)太陽(yáng)能的利用呼聲很高,其原因是太陽(yáng)能取之不盡。有的國(guó)家曾試制成以太陽(yáng)能電池為動(dòng)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(yáng)能在汽車上的應(yīng)用僅停留在試驗(yàn)階段。</p><p>

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

82、天駕駛蓄電池作動(dòng)力的電動(dòng)車行駛 公里上下班 費(fèi)用僅相當(dāng)于使用 美分 加侖汽油的開支,經(jīng)濟(jì)效益非常好。除此之外 ,研究結(jié)果還表明 即使用煤發(fā)電為電動(dòng)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(guò)燃燒把燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。大多數(shù)發(fā)電技術(shù)一般都是通過(guò)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(guò)某種燃料(通常為氫)和大氣氧的電化學(xué)氧化、 還原反應(yīng)直接產(chǎn)生電能。</p><p>　　燃料電池最大優(yōu)點(diǎn)是工作效率高。 內(nèi)燃機(jī)在理想條件下也只有35%左右。而燃料電池是化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能, 通常理論效率達(dá)到80%以上, 為內(nèi)燃機(jī)效率的2～3 倍。</p><p>　　燃料電池燃料來(lái)源較多?？梢灾苯邮褂锰烊粴夂蜌錃獾瓤扇?xì)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(guò)特殊的裝置轉(zhuǎn)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(shí)發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)是氫氣和氧氣化合成水, 反應(yīng)產(chǎn)物是干凈的水, 對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何的污染。因此, 氫燃料電池被稱為 “綠色發(fā)電機(jī)”。</p><p><b>　　3.2 電動(dòng)汽車</b></p><

85、p>　　電動(dòng)汽車由于污染小、噪聲低，屬于綠色環(huán)保汽車，受到許多國(guó)家的高度重視。工作原理蓄電池——電流——電力調(diào)節(jié)器——電動(dòng)機(jī)——?jiǎng)恿鲃?dòng)系統(tǒng)——驅(qū)動(dòng)汽車行駛。</p><p>　　電動(dòng)汽車的組成包括：電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)，電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。<

86、;/p><p>　　電動(dòng)汽車包括：混合動(dòng)力汽車(HEV)、純電動(dòng)汽車(EV)、燃料電池汽車(FCEV)等</p><p>　　3.2.1 純電動(dòng)汽車</p><p>　　純電動(dòng)汽車顧名思義就是采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車，大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。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(yuǎn)離人口密集的城市，對(duì)人類傷害較少，而且電廠是固定不動(dòng)的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。</p><p>　　由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等，解除人們對(duì)石油資源日見枯竭的擔(dān)心。電動(dòng)汽車還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電，使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)

88、效益。有關(guān)研究表明，同樣的原油經(jīng)過(guò)粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動(dòng)汽車，其能量利用效率比經(jīng)過(guò)精煉變?yōu)槠停俳?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)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(diǎn)，使電動(dòng)汽車的研究和應(yīng)用成為汽車工業(yè)的一個(gè)“熱點(diǎn)”。　　</p><p>　　優(yōu)缺點(diǎn):技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。目前蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少，還因電動(dòng)車的電池較貴，又沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購(gòu)買價(jià)格較貴

89、，至于使用成本，有些使用價(jià)格比汽車貴，有些價(jià)格僅為汽車的1／3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格。</p><p>　　表3-2 我國(guó)部分已經(jīng)上市或者正在示范運(yùn)行的純電動(dòng)汽車車型</p><p>　　蓄電池的功率決定了電動(dòng)汽車的加速和爬坡性能，蓄電池的質(zhì)量和體積在一定范圍內(nèi)影響著整個(gè)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(jí)電容器，其中鉛酸電池、

90、超級(jí)電容器大多以輔助動(dòng)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(dòng)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(jià)格便宜；它能滿足電動(dòng)汽車爬坡和加速能力，但是比能量低，所占的質(zhì)量和體積太大，只是儲(chǔ)能效果不太理想，且一

91、次充電行駛里程較短；另一個(gè)是使用壽命短，使用成本過(guò)高。</p><p>　　圖3-2 鉛酸蓄電池內(nèi)部結(jié)構(gòu) </p><p><b>　?。?）鎳氫蓄電池</b></p><p>　　鎳氫蓄電池屬于堿性電池，無(wú)記憶效應(yīng)，可快速充電，循環(huán)使用壽命較長(zhǎng)，是鉛酸蓄電池的2倍多，可達(dá)到2000多次，但價(jià)格為鉛酸蓄電池的4-5倍，鎳氫電池在充電過(guò)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(gòu)置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢(shì)，因此其長(zhǎng)期的實(shí)際使用成本并不高。這種蓄電池裝在幾種電動(dòng)汽車上試用。估計(jì)隨著鎳氫蓄電池技術(shù)的發(fā)展，循環(huán)使用壽命可超過(guò)2000次，電池的遠(yuǎn)景價(jià)格可降低。國(guó)內(nèi)已開發(fā)出55A·h和100A·h 單元電池，比能量達(dá)65 W·h/kg，功率密度大于800W/kg的鎳氫蓄電池。 </p

93、><p><b>　　（3）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(xué)特性十分活潑的金屬，而且資源較豐富，價(jià)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(dú)特的物理和電化學(xué)性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。其突出的特點(diǎn)是：重量輕、儲(chǔ)能大、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)、使用壽命長(zhǎng)。，鋰電池比能量的理論值為570wh/

94、kg,但它目前實(shí)際達(dá)到的比能量為150wh/kg,循環(huán)使用壽命為1200次，充電時(shí)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(shí)它是一種真正的綠色環(huán)保電池，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，是目前最佳的能應(yīng)用到電動(dòng)車上的電池。我國(guó)從二十世紀(jì)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(jìn)展，研制出了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋰離子電池。鋰電池中，磷酸鐵鋰電池的儲(chǔ)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(chǔ)能比鉛酸電池要高很多，所以較有發(fā)展優(yōu)勢(shì)。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(xiǎn)性更高。所以現(xiàn)在各國(guó)對(duì)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>　?。?）鎳鎘電池</b></p><p>　　鎳鎘電池的應(yīng)用廣泛程度僅次于鉛酸蓄電池，其比能量可達(dá)55W·

96、h/kg，比功率超過(guò)190W/kg。可快速充電，循環(huán)使用壽命較長(zhǎng)，是鉛酸蓄電池的兩倍多，可達(dá)到2000多次，但價(jià)格為鉛酸蓄電池的4～5倍。它的初期購(gòu)置成本雖高，但由于其在能量和使用壽命方面的優(yōu)勢(shì)，因此其長(zhǎng)期的實(shí)際使用成本并不高。缺點(diǎn)是有“記憶效應(yīng)”，容易因?yàn)槌浞烹姴涣级鴮?dǎo)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(yīng)”，應(yīng)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(diǎn)：一個(gè)是比能量高。其理論比能量為760W·h/kg，實(shí)際已大于100W·h/kg，是鉛酸電池的3～4倍；另一個(gè)是可大電流、高功率放電。其放電電流密度一般可達(dá)200～300mA/mm2,并瞬時(shí)間可放出其3倍的固有能量；再一個(gè)是充放電效率高。由于采

98、用固體電解質(zhì)，所以沒(méi)有通常采用液體電解質(zhì)二次電池的那種自放電及副反應(yīng)，充放電電流效率幾乎100％。鈉硫電池缺點(diǎn)，主要其工作溫度在300～350℃，所以，電池工作時(shí)需要一定的加熱保溫。而高溫腐蝕嚴(yán)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(shù)，可有效地解決這一問(wèn)題。也有性能穩(wěn)定性及使用安全性不太理想等問(wèn)題。在80～90年代，國(guó)外重點(diǎn)發(fā)展鈉硫電池作為固定場(chǎng)合下（如電站儲(chǔ)能）應(yīng)用，并越來(lái)越顯示其優(yōu)越性。這方面日本企業(yè)進(jìn)展最為顯著。作為

99、近期普遍看好的電動(dòng)汽車蓄電池，已被美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合體(USMABC)列為中期發(fā)展的電動(dòng)汽車蓄電池，德國(guó)ABB公司生產(chǎn)的B240K型鈉硫蓄電池，其質(zhì)量為17.5kg，蓄電量19.2Kw·h；比能量達(dá)109W·h/kg，循環(huán)使用壽命1200次，裝車試驗(yàn)時(shí)最好的一輛無(wú)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(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。其電池的能量是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過(guò)燃燒，直接變成電能獲得。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無(wú)污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。</p><p><b>　　（1）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(zhì)的類型可分為：堿性氫氧燃料電池、質(zhì)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(zhì)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>　　（2）燃料電池的工作原理</p><p>　　燃料電池的工作原理并

102、不復(fù)雜, 以氫- 氧燃料電池為例, 假如電解質(zhì)是酸, 則</p><p>　　正極(氧化電極)反應(yīng)為: + +4e- →2</p><p>　　負(fù)極(燃燒電極)反應(yīng)為: 2→4 + 4e-</p><p>　　總反應(yīng): 2+ →2</p><p>　　在這個(gè)過(guò)程中, 燃料的化學(xué)能被直接轉(zhuǎn)換成電能。 氫氣和氧氣源源不斷地送入, 反應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)

103、行, 于是在電池內(nèi)就產(chǎn)生了持續(xù)的電流。單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車輛使用的要求。</p><p><b>　　(3)優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　　與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　　1)不經(jīng)過(guò)熱機(jī)的燃燒過(guò)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(jī)油泄露帶來(lái)的水污染。 </p><p>　　3)燃料電池按電化學(xué)原理工作，運(yùn)動(dòng)部件很少，因此工作時(shí)噪聲很低</p><p>　　4)提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。 </p><p>　　5)提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率。 </p><p>　　6)堿性燃料電池和磷酸燃料電池的運(yùn)行均證明燃料電池的運(yùn)行高度可靠，可作為

105、各種應(yīng)急電源和不間斷電源使用。</p><p>　　近幾年來(lái)，燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得了重大的進(jìn)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(jì)劃在2004年以前將燃料電池汽車投向市場(chǎng)。目前，燃料電池轎車的樣車正在進(jìn)行試驗(yàn)，以燃料電池為動(dòng)力的運(yùn)輸大客車在北美的幾個(gè)城市中正在進(jìn)行示范項(xiàng)目。在開發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術(shù)性挑戰(zhàn)，如燃料電池組的一體化，提高商業(yè)化電動(dòng)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(jìn)步。我國(guó)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(dòng)下, 中國(guó)燃料電池的研究曾呈現(xiàn)出第一次高潮。我國(guó)在燃料電池汽車應(yīng)用也取得很多成果，下表是我國(guó)部分燃料電池車。</p><p>　　表3-4 我國(guó)部分已經(jīng)上市或者正在示范運(yùn)行的燃料電池電動(dòng)汽車車型</p>&

107、lt;p>　　3.2.3 混合動(dòng)力汽車</p><p>　　混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)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(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，混合動(dòng)力車輛的主流都是汽油混合動(dòng)力，而國(guó)際市場(chǎng)上柴油混合動(dòng)力車型發(fā)展也很快。 </p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)： </b><

108、/p><p>　　(1)采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時(shí)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(jī)功率不足時(shí)，由電池來(lái)補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機(jī)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?yàn)橛辛穗姵兀?可以十分方便地回收制動(dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。 </p><

109、;p>　　(3)在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“零”排放。 </p><p>　　(4)有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)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(guò)充、過(guò)放，延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本。 <

110、/p><p>　　缺點(diǎn)：長(zhǎng)距離高速行駛基本不能省油。</p><p>　　4 汽車駕駛維護(hù)與節(jié)能</p><p>　　4.1 汽車駕駛節(jié)能</p><p>　　由前說(shuō)述,提高燃油經(jīng)濟(jì)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(shù)無(wú)疑是提高汽車經(jīng)濟(jì)性的有效解決辦法,從車主的角度,良好的駕車習(xí)慣可以很大程度上提高燃油經(jīng)濟(jì)性。參考他人經(jīng)驗(yàn),