节能第二次课

1、汽车节能技术汽车节能技术1automobile energy density technology第二节第二节 节油的途径节油的途径 政策与法规政策与法规 （汽车燃油经济性政策）在汽车保有量较多的国家，汽车消耗的石油占石油消耗总量的比重很高。以美国为代表的各汽车工业国充分注意到了降低汽车油耗的重要性，制定了各具特色的汽车油耗标准。当前，降低汽车油耗还有另外一个重要意义，汽车油耗下降，c02排放就随着降低，这对于各工业化国家满足京都议定书所要求的降低温室气体排放的指标很有益处。 美国的燃油经济性政策美国的燃油经济性政策 美国在1975年为应对阿拉伯石油禁运，国会通过了能源节约法(energy p

2、olicy conservation act)，在该法案中，提出了要提高车辆效率，并对小轿车和轻型卡车建立了公司平均燃油经济性(cafe，corporate average fuel economy)标准。该法案的短期目标是在1985年，将汽车燃油经济性提高一倍，也就是将汽车油耗降为原来油耗的一半。1975年以来执行的cafe标准，使美国小轿车的平均燃油经济性几乎翻倍，轻型卡车的燃油经济性也提高了50。燃油经济性标准使美国每年节省550亿加仑(1加仑37853l)的燃油，如果没有cafe，美国的co2排放每年将增加10。可以说公司平均燃油经济性标准为美国节约石油资源立下了汗马功劳。 中国这几年

3、来，汽车保有量持续快速增加，汽车所消耗的石油量在石油总消耗量中所占的比例不断上升，面对复杂而紧张的国际能源形势，提高中国汽车的燃油经济性，减少对进口石油的依赖性也是中国的当务之急，为了改善能源安全形势，中国也制定了相应的汽车油耗标准。 中国汽车行业首个油耗强制性国家标准乘用车燃料消耗量限值(gb19578-2004)于2004年10月28日出台，第一阶段实施起始日为2005年7月1日，第二阶段实施起始日为2008年1月1日，届时没有达到标准的车辆将被禁止生产和销售。 新标准的实施有望减少因为汽车保有量日益增加而能效较低所带来的能源浪费。2003年，中国车用燃油消耗达到7000万吨，相当于全年石

4、油消费量的1/3，实施这个标准后，现有的油耗水平将降低5%至10%。 “油耗标识”新规 中国工业和信息化部颁布了轻型汽车燃料消耗量标示管理规定，从2010年1月1日起，所有在国内销售的国产或进口、最大设计总质量在3500公斤以下的乘用车和轻型商用车，都已在销售时粘贴“油耗标识”，并标注由国家指定检测机构按照统一的国家标准测定的市区、市郊、综合三种工况的燃料消耗量。 结构上和技术上的节油措施结构上和技术上的节油措施 汽车节能的核心是提升发动机技术，提高发动机能量使用效率，减少无效消耗，以提高燃油的经济性。通过发动机匹配标定技术、废气再循环技术、可变增压器等新技术等，燃油经济性提高的“潜力”很大。

5、 其次是改善燃油品质、使用润滑油添加剂，减少发动机及机械部件磨损造成的能量消耗，延长动力系统机械寿命。据了解，目前我国已有合成纳米离子润滑油产品。 促进汽车节能环保的途径还有：优化车用动力系统配置；运用新材料和新结构，使汽车的“体重”变轻；采用环保材料，如利用纳米材料、防紫外线高性能塑料等；汽车燃料多元化，例如压缩天然气、氢燃料、合成燃料、液化石油气、醇醚燃料，为汽油和柴油“减负”。汽车节能汽车节能改进传统发动机结构改进传统发动机结构适当提高压缩比适当提高压缩比改进进排气系统改进进排气系统改进供油系改进供油系改进点火系（汽油机）改进点火系（汽油机）改进燃油系统改进燃油系统采用增压技术采用增压技

6、术减少机械损失减少机械损失采用电子控制采用电子控制采用代用燃料采用代用燃料研制高效发动机（直喷式柴油机等）研制高效发动机（直喷式柴油机等）提高传动效率提高传动效率降低空气阻力降低空气阻力降低行驶阻力降低行驶阻力轻量化轻量化合理匹配发动机与汽车传动系统合理匹配发动机与汽车传动系统合理选择汽车传动比合理选择汽车传动比减轻汽车自重减轻汽车自重使用经济车速使用经济车速条用子午线轮胎条用子午线轮胎合理选择车身造型合理选择车身造型汽车的正确维护与使用汽车的正确维护与使用正确的驾驭技术正确的驾驭技术科学的车辆调度科学的车辆调度合理选用燃油、润滑油合理选用燃油、润滑油合理使用轮胎合理使用轮胎合理的汽车维护合理

7、的汽车维护 影响汽车经济性的四大因素：影响汽车经济性的四大因素： 1.1.汽车发动机的技术水平汽车发动机的技术水平 汽车发动机技术时至今日，已经发展到了一个非常成熟的阶段，日本的汽车公司在这方面保持领先，尤其是发动机的经济性方面的研究。但是，由于压缩比方面的问题，汽油机的燃烧效率远不如柴油机，由于节能方面的巨大压力，柴油机在乘用车上的应用也将是以后节油技术研究的一个重要内容和趋势。 由于石油的不可再生性，目前汽车制造商在动力总成方面的研究已经超越了以油为能源的范畴，比如混合动力汽车，燃料电池汽车等相关技术都已经接近商用水平。另外，天然气汽车、乙醇汽车也已经越来越多地出现在人们的视野中。 2 2

8、、汽车本身的质量、汽车本身的质量 汽车车身质量研究是未来汽车设计的一个发展方向，即车身轻量化的研究。这方面的研究主要涉及材料科学和机械结构分析尤其是车体有限元方面。目前汽车车身轻量化研究还尚未进入大规模应用阶段，不过已经取了很大的进展。 wiesmann素以手工打造跑车出名，而且专门以bmw的底盘与动力系统为基础，重新设计制造具备后现代古典风格的限量手工跑车出名。 其装备的4.8l v8引擎，由bmw公司供应，最大马力高达367hp，并且搭配6速手动变速器，0-60mph的加速时间只需4.5秒，最大车速达到174mph。其车身采用碳纤维强化复合材料，车重只有2,756磅 3 3、汽车车身的风阻

9、系数、汽车车身的风阻系数 汽车的风阻系数方面的研究是伴随着汽车极速的不断提高而逐渐被人们重视起来的。德国的保时捷汽车公司拥有目前世界上汽车行业最好的空气动力学实验室。这方面的研究重点在于尽量降低汽车行驶过程中的空气阻力。 戴姆勒克莱斯勒的梅赛德斯奔驰的概念车“bionic car”，通过采用cd值为0.19的流线型车身，以及利用生物材料减轻重量，燃效比同类市售车提高了20。 流体流过物体表面任一点的切线方向，即代表流场中该点的流动方向。流场中线条越密的区域，表示流速越大。当流体流经物体表面，流线很平顺时，各层之间层次分明，互不影响，我们称这种流动为层流。 若因流体的粘性或物体表面粗糙，流线会逐

10、渐出现小的扰动，尽管平均流速仍未受影响，但看起来流线在跳动，层次不分明。这种流动称为紊流。 4 4、驾驶习惯与技术、驾驶习惯与技术 良好的驾驶习惯对节油影响也很大。如果起步大脚油门，随后紧急制动，电喷车的空挡滑行，都对节油不利。 电喷车的行车电脑中都会存储“减速断油”的程序，比如车辆以3000转/分高速运转，在司机突然松开油门，车速降低，发动机转速下降的情况下，行车电脑会控制喷油嘴做出“减速断油”的动作，此时缸体内没有燃油喷射和燃油燃烧。这样的情况相当于“让车辆带着发动机转动”，当发动机转速降到1200-1500转/分(不同车型的具体转速不同)时，喷油恢复正常。 5.5.正确的技术保养与调整正

11、确的技术保养与调整 首先对发动机要保持良好的技术状况。对供油系进行保养与检查，防止漏油等；要及时清除燃烧室、活塞、进气管上的胶质与积碳；要保持发动机冷却系的正常温度；保持汽缸的正常压力。在汽车底盘方面，要加强对各总成的保养与调整，以保持适当的滑行能力，减少燃油消耗。 车用乙醇车用乙醇 燃料乙醇作为石油的替代品和再生能源，不仅对解决粮食深加工转化，稳定粮价和农民收入，减少环境污染、保持生态平衡等诸多方面具有十分重要的意义，而且还能创造许多新的就业机会。因此，推广使用燃料乙醇必将成为中国可持续发展的一项长期战略。 第三节第三节 世界车用能源的发展趋势世界车用能源的发展趋势 1 1、以石油为基础的化

12、石类燃料、以石油为基础的化石类燃料 世界能源消费结构趋向优质化，但地区差异仍然很大 自19世纪70年代的产业革命以来，化石燃料的消费量急剧增长。初期主要是以煤炭为主，进入20世纪以后，特别是第二次世界大战以来，石油和天然气的生产与消费持续上升，石油于20世纪60年代首次超过煤炭，跃居一次能源的主导地位。虽然20世纪70年代世界经历了两次石油危机，但世界石油消费量却没有丝毫减少的趋势。 此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气的比例上升。同时，核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用，形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源结构格局。到2003年底，化石能源仍是世界

13、的主要能源，在世界一次能源供应中约占87.7%，其中，石油占37.3%、煤炭占26.5%、天然气占23.9%。非化石能源和可再生能源虽然增长很快，但仍保持较低的比例，约为12.3%。 未来世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化方向发展。 1. 多元化 世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代，现在正在向以天然气为主转变，同时，水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加，在某些地区，燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来，在发展常规能源的同时，新

14、能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中，风电要达到4000万千瓦，水电要达到1.05亿千瓦。 2. 清洁化 随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展。洁净煤技术（如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术）、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家，如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电，它们认为核电就是高效、清洁的能源，能够解决温室气体的排放问题。 3. 高效化 世界能源加工和消费的效率差别较大，能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步，未来世界能源利用效率将日趋

15、提高，能源强度将逐步降低。例如，以1997年美元不变价计，1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元，2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元，预计2010年为0.2759吨油当量/千美元，2025年为0.2375吨油当量/千美元。 但是，世界各地区能源强度差异较大，例如，2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元，20012025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.33.2倍，可见世界的节能潜力巨大。 4、 氢能源 当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所

16、以必须寻找新的能源。 氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢，水是取之不尽，用之不竭的原料，又十分低廉，地球的表面水量丰富，储量很大。氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1kg氢燃烧产生的热量相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭的发热量。但是在实际的应用中氢的存储与运输，以及利用太阳能分解水制取氢，一直是制约氢能发展的问题。 目前，氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式火箭发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油

17、，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。 目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究，至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。 发展氢能源，将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步。 中国现有的技术主要是燃料电池的开发应用。但是目前还在前期的试车阶段，还没有到批量生产的程度。日本丰田公司，他们现在燃料电池型汽车已经实现了量产，而且他们，已经实现了从亏损到赢利的跨越。燃料电池在日本已经市场化，中国在汽车行业发展要比一些发达国家迟一些。 进入21世纪，全世界都在寻找新的车用动力能源。由于燃料电池车具有安静、高效和零排放等优点，而且它可以达到和普通内燃机汽车相同的续驶能力，所以燃料电池车成为了未来汽车的发展趋势。有数据预测，到2011年，车用燃料电池的市场规模将达到