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1、.:.;建立我国乘用车燃料经济性规范体系及相关制度我国汽车燃料经济性规范法规和政策研讨金约夫 中国汽车研讨中心规范室一、概述中国的人均石油资源程度极低,人口占世界总人口的21%,而石油资源只占世界总量的3%。石油产量只占世界总量的5%。2000年,中国石油的耗费总量到达2.1亿吨,是位列美国8.9亿吨和日本2.5亿吨之后的第三大石油消费国。根据国家开展和改革委员会的预测,到2020年,进口石油将占石油需求的50%以上。继续增长的石油消费所带来的石油进口将严重要挟中国的能源平安,并妨碍中国经济的继续开展。到2021、2020、2030年时,中国的机动车燃料耗费量需求将到达1.3亿吨、2.3亿吨和

2、3.7亿吨,分别是当年全国石油总需求的43%、57%和87%。不断增长的石油进口量意味着中国将越来越依赖于其他石油出口国。从历年的石油进口来源看,中东地域是中国石油的主要来源,从1995年的45%上升到2000年的54%。动荡的中东局势给中国带来的是:石油供应的不稳定和价钱的大幅浮动。近中期中国的石油需求分析美国能源部分析资料汇总200520212021最低最高最低最高最低最高需 求2.532.673.053.213.713.95供应才干1.601.701.701.801.801.90缺 口0.900.971.351.411.912.05世界各国为处理能源平安,开展了大量的根底研讨任务,目前各

3、国采用的主要对策有:实施有效的汽车燃料经济性规范法规;实施汽车燃料耗费量限值规范;实施汽车燃料耗费量申报和公布制度;实施汽车燃料耗费量标识制度;为减少汽车燃料耗费量实施相应的辅助措施;我国政府组织进展的任务:2001年开场,国家经济贸易委员会以行业200186号文会同原国家计委、环保总局、国家质监总局、税务总局、财政部等6部委组成了指点委员会,责成中国汽车技术研讨中心担任,成立了中国汽车燃料经济性规范和政策研讨工程任务组,开展汽车燃料经济性规范和政策研讨。二、该项研讨分为以下几项进展:汽车燃效标识制度;汽车燃料经济性申报和公布制度鼓励政策建议;汽车燃料耗费量限值规范和实验方法。实施汽车燃料耗费

4、量申报和公布制度实施燃料耗费量的申报和公布制度,可以提高汽车制造业整体对燃料耗费量的认识,为消费者购买高能源效率车辆提供一个参考根据。这种做法是国际上通常的做法,同时也是我国向法制化管理汽车燃料耗费量的过渡。施燃料耗费量的申报和公布制度多数国家是和汽车产品的型式认证结合进展。美国有它独特的方法。从国外对汽车产品实施“燃料耗费量要求的情况看,所具有的普遍特征是有较完好的法律体系保证,有非常明确的实施对象和范围,充分思索了目的基准值设定将会带来的影响,以及思索到制造商在实施“燃料耗费量要求前该当预备的事项等内容,并分阶段实施。汽车燃料耗费量申报和公布制度是许多国家对汽车产品实施的一项减少汽车燃油耗

5、费量的有效的管理制度。实施燃料耗费量的申报制度,可以提高汽车制造业整体对燃料耗费量的认识,公布制度为消费者购买高能源效率车辆提供一个参考根据,并可促进他们的节能认识的提高。美国和日本都是基于法律、法规来制定和实施申报和公布制度的。美国的汽车燃料经济性申报和公布制度;日本的申报和公布制度;欧盟的申报和公布制度;汽车燃料耗费量标识制度能效标识的定义:能源效率标识(以下简称“能效标识)是粘贴在用能产品上的一种标签,主要用来阐明用能产品能效程度的高低,或注明产品的能源效率或能源耗费量,或标出产品的能源效率等级等信息,以便在消费者购买产品时,向消费者提供必要的信息。标签上同时还能够包括对用能产品重要特性

6、的阐明及其他信息。标识可以是自愿性的,也可是强迫性的,普通由政府担任组织实施。经过对国外所运用的各种标识进展了充分的研讨,提出了我国该当实施的汽车能效标识的详细要求和方式。标识的研讨内容还有:标识的目的和作用;标识的种类和性能;能效标识与能效规范的关系;标识的内容;部分国家汽车油耗标识信息比较;三、汽车燃料耗费量鼓励和辅助政策建议实施汽车燃料经济性限值规范,在国外都配套有不同的技术政策和辅助政策,如美国的CAFE惩罚性税收,和对消费者征收的惩罚性油老虎税等。对于汽车燃料经济性,国际上采取鼓励和辅助政策的目的是为了到达整体上的汽车燃料经济性的提高,普遍采用的对车辆燃料经济性的鼓励和辅助政策的手段

7、普通有三种:经济的手段;经过减免税费,鼓励高燃效汽车的快速开展,提高市场占有率;给予高燃效汽车经济上的补偿,如:购车补助、贷款优惠,低息和降息等;辅助措施,经过政府的补助引导消费的做法,如:对于购置混合动力汽车的补助;添加新的税种,强化对汽车燃料经济性提高的力度;美国的油老虎税Gas Guzzler Tax强迫的手段;对到达燃料经济性性能要求的车辆,准予上牌和上路;对车辆到达下阶段燃料耗费量限值规范,提出时间要求;对达不到燃料耗费量限值规范要求的车辆,即使交纳了惩罚性税收,也不能无限期的销售。给与一定的宽限期,限期达标;对于国家机关或政府部门有义务购置和运用高燃效的车辆;对于汽车消费企业有义务

8、消费和销售符合燃料经济性性能规范要求的车辆;对于用户有义务购置和运用到达燃料经济性性能规范要求的车辆;规范法规的手段。规范燃料经济性的评价和实验方法;经过出台燃料经济性性能规范限值,提高车辆的燃料经济性;适时地公布燃料经济性性能规范的制定方案,给与企业预备期;采用国际通行的“申报与公布制度,规范对汽车产品的燃料经济性的管理,并经过该制度的实施,逐渐建立我国的汽车燃料经济性评价体系;其他研讨还有:手段地确定和运用;提出我国汽车提高燃料经济性政策的原那么;鼓励政策建议;惩罚政策建议;金融和辅助政策应向用户和企业都受害方向倾斜;关于M1类汽车燃料耗费量实验方法和限值的研讨采用一致的实验方法,对汽车产

9、品进展燃料经济性的评价,是非常重要的。思索目前我国的情况和参照国际通常运用的方法,提出和。实验方法: 轻型汽车燃料耗费量实验方法GB/T 19233-2003欧I和欧II的实验运转循环。GB/T 19233-2003轻型汽车燃料耗费量实验方法;参照采用ECE R101/02全部技术内容;适用范围:以点燃式发动机或压燃式发动机为动力,最大设计车速大于或等于50km/h的M1类车辆,也适用于最大设计总质量不超越3.5t的M2类和N1类车辆;在进展GB 18352.1或GB 18352.2排放丈量时,用碳平衡法计算得到燃料耗费量;GB/T 19233 实验运转循环欧和欧: 2021年能够实施的实验运

10、转循环欧和欧的实验运转循环: GB/T 12545.1-2001乘用车燃料耗费量实验方法;实验内容 :模拟城市工况循环燃料耗费量实验;90km/h等速行驶燃料耗费量实验;120km/h等速行驶燃料耗费量实验; GB/T 12545.1-2001简称为三合一实验方法。GB/T 12545.1 实验运转循环: 乘用车限值规范适用范围:以点燃式发动机或压燃式发动机为动力,最大设计车速大于或等于50km/h,最大设计总质量不超越3 500kg的M1类车辆;制定根据和原那么:以普查、统计、申报和分析国产乘用车燃油耗程度为根底确定限值;根据我国实践情况确定评价体系;提出分阶段的燃料耗费量限值;放宽微型车的

11、限值;思索特殊构造车辆的限值;对在消费车推迟执行;限值规范的编制过程:进展了“评价体系、“国产乘用车普查、“普查结果统计分析、“燃料经济性数据申报和“技术措施效果和本钱分析等前期任务;在普查、统计、申报和分析国产乘用车燃油耗程度的根底上,2003年4月1日提出限值第一方案;在征求主要消费企业意见的根底上,提出第二方案;在广泛听取起草任务组各单位意见的根底上,6月20日提出第三方案;进展国外程度统计和分析,并与限值进展比较;限值的程度:第一阶段相当于2002年平均程度,符合率约50%,保证十五规划平均燃油耗降低5%-10%的要求;第二阶段加严10%,保证十一五规划平均燃油耗比现有程度降低15%左

12、右的要求;燃料耗费量限值与国外SUV程度的比较:SUV车辆的特殊性,要求对这类车辆给予不同的限值。为此课题组对美国市场的SUV进展了分析研讨,结果如下:汽柴油消费与汽车工业开展相关性研讨张国生 中石化经济技术研讨院节能与环保是永久的研讨课题,随着人们对环境污染与能源耗费的进一步关注,各国政府都是在制定排放法规的同时,积极研讨推出能源法规。而且,在能源法规中重点是控制燃油经济性,以便促进车辆更新换代,到达节油和环保的双重目的。第一章 节油与汽车工业一、我国节约汽车燃料的重要性和必要性石油资源是不可再生的能源和原资料,合理利用石油资源、正确引导消费和提高能源效率具有重要意义。随着国民经济的开展,尤

13、其是汽车工业的开展,对汽油和柴油的需求量不断增大。据统计,目前,我国民用车辆的社会汽车保有量已到达2000万辆左右。每年车辆和机具要耗费1.15亿吨汽油和柴油,相应全年车辆和机具含有有毒物质的尾气排放量要高达7700万吨。这两个数据与兴隆国家相比,单位燃油耗费我们是美国的2.5倍,单位车辆尾气排放的有毒物质我们也是美国的3.0倍,如此大的资源耗费和有毒物质的排放量,随着人们对环境维护和节能认识的加强,越来越引起人们的注重,人们迫切的需求降低车用燃料的耗费和减少对环境的污染。汽车工业开展速度很快,每年保有量以10%以上的速度在增长,轿车消费的速度到达1520%。而且,在国外兴隆国家轿车保有量普通

14、占汽车车总数的70%以上,我国仅为30%左右,轿车开展空间很大。由于车辆的快速增长,汽柴油需求量也呈现较大的增长速度,从1995年到2002年,汽柴油需求量从7700万吨,增长到12400万吨,增长率到达7.04%。普通汽柴油要占到原油加工量的50%以上。原油加工量从1995年的1.49亿吨,增长到2000年的约2.2亿吨,增长率到达8.11%。高速增长的石油需求给石油开采和炼制工业带来压力,国内原油资源缺乏,90年代以来,原油产量年均增长仅为250多万吨左右,2002年总产量到达1.67亿吨。仅满足需求量的76%左右,缺口都是由进口原油处理。我国原油资源缺乏,从1993年以来就从原油出口国转

15、变为原油净进口国,目前进口原油资源曾经添加到7000万吨左右,随着国民经济的开展,资源短缺的矛盾日益突出,原油资源对我国经济开展影响很大,长久观念来看,应加大节约油品的力度,开展替代能源特别是可再生资源,以减少对石油资源的依赖性是非常重要和必要的。二、我国汽柴油消费和消费现状一汽柴油消费与消费2002年原油加工才干为2.895亿吨,加工量到达约2.20亿吨,其中汽、柴产量到达11988万吨。从2001年消费和消费比较来看,我国废品油产量构造现状的特点之一是汽油略有过剩,柴油根本平衡。届时我国汽车保有量为1803和1950万辆,我国全社会汽柴产品消费和消费以及汽车保有量情况详见表1-2-1。二

16、国内原油供应与需求我国石油资源紧张,目前,国内消费量仅有16700万吨/年,曾经不能满足国民经济开展对油品的需求。2002年中国原油总供应量为22920,其中国内原油产量16700万吨,进口原油6941万吨,原油出口量为721万吨。思索原油库存变化后,2002年中国原油表观消费量为21896万吨,中国原油供应与消费情况详见表1-2-2,中国原油近年进口量详见表1-2-3。表1-2-1 汽柴产品消费和消费以及汽车保有量 万吨/年、万辆/年产品2001年2002年汽油产量41254319柴油产量74057669产量合计1153011988社会消费量合计1174512414汽车保有量18031950

17、资料来源:为行业消费统计年报;中国石油石化产业经济研讨年度报告表1-2-2 中国原油供应与消费 万吨年份国内产量进口量出口量总供应量表观消费量2001年16380602575521650215812002年1670069417212292021896资料来源:国家经贸委,中国海关统计表1-2-3 中国原油近年进口量 万吨年份199719981999200020012002原油进口354727323661702760266941资料来源:中国海关统计三、我国汽车工业开展及对汽柴油供应和需求趋势的估计我国汽车工业开展迅速,曾经提早三年完成了“十五规划提出的到2005年中国汽车产量到达290万辆的目

18、的,2002年全国累计消费各类汽车325万辆,汽车消费构成中添加较快的是轿车和载重车;农用车在此期间内也有较大幅度开展,2002年农用车销售量已达约250万辆。汽车工业的开展,拉动汽柴油产品的快速增长,根据调查我国未来汽车保有量数量详见表1-2-4估计汽、柴油的需求预测详见表1-2-5。表1-2-4 汽车保有量的估计汽车规划2005年2021年汽车保有总量2198235531003315表1-2-5 我国未来汽、柴油的需求预测 单位:万吨年份种类引荐值2005汽油42604350柴油829084602021汽油5800柴油12900第二章 环保对汽车工业和油品的要求汽车排放是大气的重要污染源之

19、一,为减少汽车尾气中有害物的排放, 兴隆国家普遍采取了机内净化改良发动机设计、改善熄灭条件减少污染物生成和机外净化汽车安装尾气转化器等一系列措施,使得汽车尾气呵斥的大气污染情况有所减轻。进而又开发了清洁燃料的消费,清洁汽油、柴油在兴隆国家和某些新兴工业化国家得到了较快的推行运用。二十世纪的后30年,各国政府都纷纷制定日益严厉的汽车排放规范、燃料规格规范以控制各种有毒有害物的排放。一、有害排放物的生成与控制及其各国排放法规内燃机在熄灭过程中产生有害成分主要为:一氧化碳CO,碳氢化合物HC,氮氧化物NOx,硫氧化物SOx和其它化合物及微粒等。这些污染物主要不完全熄灭和不适宜的燃料。不清洁的燃料产生

20、的污染物一定较高,所以各国都在研讨清洁燃料的消费问题,控制污染物的源头是当前的一种趋势,主要控制油品中的硫含量、苯含量、烯烃和芳烃等,并且适当增氧来改善熄灭条件。再者,就是改良发动机设计,防止不完全熄灭。并且添加了尾气后处置措施添加了三效催化转化器,用催化剂催化氧化或催化复原以处置污染物,减少对环境的污染影响。在世界上排放法规主要有三个体系,即美国、日本和欧洲体系,我国目前是参照欧洲法规制定了排放规范。美国法规:是1966年诞生于加利福利亚州,用7个工况组成一个完全的测试循环,并于1968年被美国联邦政府采用为联邦排放法规。欧洲法规:它是由假设干等加速、等减速、等速和怠速工况组成。1970年制

21、定了模拟市内道路行使的城市工况city cycle;1992年添加了反映城郊高速公路行驶情况的城郊工况EUDC,extra urban driving cycle。日本法规:日本1968年实施“大气污染防治法,1973年采用10种工况测试循环热启动。1992年起改用10.15工况测试循环。美国、欧洲和日本排放法规对比:从最高车速和平均车速来看,欧洲最高,日本最低。从总行驶间隔 和总循环时间看,日本最短。从循环方式来看,欧洲和日本工况由一系列等加减速和等速工况组成,相对简单,而美国的FTP-75工况最复杂,速度变化大,操作困难。美国、欧洲和日本排放法规对比(详见表2-1-1)。表2-1-1 美国

22、、欧洲和日本排放法规对比测试循环美国FTP-75欧洲ECE-15+EUDC日本10.15工况总行驶间隔 , km17.9114.16平均车速 , km/h31.732.522.7最高车速 , km/h91.2120(90)70总循环时间 , 国排放法规:1984年4月1日开场实施排放法规GB38423844 83,仅规定了单一简单工况的排放限值,1989年公布了轻型车排放规范GB11641-89及其测试方法GB11642-89。排放规范根本参照欧洲20世纪70年代末至80年代中的ECE15-03法规,只是HC限值略宽松。1999年3月10日公布并于2000年1月1日开

23、场实施GB14761-1999法规,2001年4月开场实施GB18352.1-2001(是GB14761的修订及替代)。北京市1999年1月实施了相当欧洲I类法规的地方规范DB11/105-98,并于2003年7月1日提早一年实施相当欧洲II类法规的GB18352.2-2001。从污染物治理进程上看,美国到达欧规范用了10年,又继续了10年到达欧规范;欧洲欧规范用了16年,继续了4年到达欧规范;我国欧规范用了10年,方案继续了4年到达欧规范。目前,美国和欧洲排放规范根本一致,都在欧规范上,欧洲排放规范详见表2-1-2。表2-1-2 欧洲排放规范法规称号车型COHCNOxHC+NOxPM实施日期

24、(g/km)(g/km)(g/km)(g/km)(g/km)欧洲I号汽油车2.72 0.97 0.14方式认证1992.7.1柴油车8一致性认证992.12.31欧洲II号汽油车2.20.5方式认证1996.1.1非直喷柴油车10.70.08一致性认证1997.1.1直喷柴油车10.90.1欧洲III号汽油车5方式认证2000.1.1柴油车0.640.50.560.05一致性认证2001.1.1欧洲IV号汽油车10.10.080.025方式认证2005.1.1柴油车一致性认证2006.1.1轻型车排放进程详见图2-1-1。汽车排放已被

25、视为重要的污染源之一,兴隆国家为此加强对汽车污染的治理。目前,欧洲、美国正在实施真正意义上的低污染排放规范,即欧III排放规范或美国Ticr规范。他们在前一阶段的根底上,削减了一半的污染排放量。到2004年左右,还将对排放限值再减低一半,到达超低污染排放要求。这就要求进一步提高汽车排放控制技术和改善燃油质量,要求开发更新的排放控制安装和排放测试安装。二、我国实施严厉的汽车排放规范和对油品的要求目前,中国汽车技术研讨中心正在组织专家对欧洲排放新法规进展研讨,并与德国群众汽车公司协作,经过分析欧III排放新法规对排放测试设备的新技术要求,提出排放认证实验室建立方案。同时,在分析国外为满足新排放法规

26、的要求所采取的各种技术改良措施根底上,提出我国汽车发动机排放控制技术道路建议意见,为政府决策提供技术支持。2000年,我国就开场实施严厉的汽车排放规范,要求汽油车必需配备电喷发动机和三效催化转化器;柴油机必需配备增压器和改良喷油泵;国家四部委局结合发布了低污染排放小汽车减征消费税的管理方法。原国家经贸委发布的提出,从2003年1月1日起,车用汽油质量要全部到达国家新规范,即硫含量不大于0.08,烯烃不大于35,轻柴油质量也要全部到达国家新规范,即硫含量不大于0.2,氧化安定性、总不溶物不大于每百毫升2.5毫克,十六烷值不小于45。根据世界各国的汽柴油质量开展历程和趋势,汽柴油质量开展的主要特征

27、为:1、对汽柴油质量规范只进展运用要求的控制2、对汽油进展限铅控制,要求采用无铅汽油3、要求降低汽油中的硫和苯含量和降低柴油中的硫含量4、进一步降低柴油中的硫含量和汽油中的硫、苯、芳烃和烯烃含量。应该指出:目前世界上许多国家的汽柴油质量规范正在向更高的环保、节能型程度开展,节能与环保曾经是全球化热点和焦点问题。为了满足节能与环保的迫切要求,消费清洁燃料曾经成为炼油工业的重要义务。第三章 节能、发动机、环保和油品的关系一、国内外节油形状对比随着各国对环境污染与能源耗费的进一步关注,不少国家在制定排放法规的同时,又推出了能源法规。 比如美国联邦出台的能源法规:规定了汽车燃油经济性要求,1975年为

28、每加仑行驶13英里,1981年提升为25.2英里,如今提升为27.5英里,使得汽车工业的产生宏大技术提高,燃料耗费大幅度降低。另根据专家分析:在汽车部分节能主要三个方面,其中有40%是车重下降,20%是选用了子午线轮胎,40%是发动机性能的改良。在其他部分对油耗影响的要素也是很多,如车况、路况、驾驶习惯、行驶限制条件、燃料质量等都会对油耗呵斥很大影响。在我国汽车构造中是缺轻少重,油耗较高的中型卡车占的比重较大,虽然近年来汽车工业以超乎寻常的速度开展,高紧缩比的汽车越来越多,但在近2000万辆汽车保有量中80%还是紧缩比较低的在用车,不论哪类车辆油耗都远远高于国外兴隆国家。在“十五汽车工业规划中

29、,强调了提高燃油经济性和发动机技术的提高。规划使轿车的百公里平均油耗从70年代末的14升下降为目前的7升。提高汽车燃油经济性,2005年力争使各种车型的百公里油耗平均降低10%,其中,轿车和轻型车降低510%,中重型汽车降低1015%。在燃油供应上以汽油为例进展节油潜力的分析:我国汽油供应的构成中,卡车用汽油占48.4%,轿车及微型车用汽油占24.7%,摩托车用汽油占8.9%,其它汽油发动机用汽油占4.4%。在汽油耗费中卡车用汽油的数量最大,紧缩比最低,国外普通这种吨位车均被柴油取代。由于我国汽油车的中型卡车比例太大,卡车油耗普通是轿车油耗的23倍,所以油耗很高。在油品的质量上普通用RON90

30、汽油,轿车普通紧缩比都大于8.0,均采用RON93号以上汽油,我国汽油构成中RON90号汽油比例占80%左右。综上所述,假设我国汽车构成中汽油中型卡车向柴油型转化、开展轿车及微型车;柴油车向轻、重型车开展,其节油潜力很大。二、发动机技术提高对节油的影响从1986年以来,车用汽油机发生了很大的变化。熄灭室优化设计、多气门、可变机构、电控燃油放射、稀薄熄灭、分层熄灭和缸内直接放射等技术的成熟运用,不但使汽油机的动力性、经济性、排放性得到提高,而且也缓解了对汽油辛烷值的要求即由于汽油机本身机械辛烷值的提高,在紧缩比提高时并未过于依赖汽油辛烷值的提高。据专家分析:发动机技术提高中,采用稀薄熄灭方式可以

31、提高汽油机的指示热效率,降低NOx排放。另外,稀燃发动机普通不受爆震极限的限制,可采用高紧缩比,提高车辆的动力性。1984年,日本本田汽车公司初次推出稀薄熄灭发动机,其空燃比为22:1,可大幅度降低油耗,同时可有效降低CO、HC排放。三菱公司开发了垂直涡流分层熄灭系统,用在4气门汽油机上。这种发动机的稀燃极限空燃比可达23:1以上,同时NOx排放减少。与实际空燃比加三元催化器的发动机相比,经济性提高12%。缸内直喷技术的运用:直喷式汽油机能随发动机工况变化,快速准确地控制空燃比和喷油时间,到达需求的缸内混合气浓度。由于把燃油直接放射到气缸内及采用先进的电控技术,可在稀薄混合情况下熄灭,因此可大

32、大降低油耗,可降低油耗约68%,使功率提高20%30%。从以上分析可以看出: 发动机熄灭室优化设计、多气门、可变机构、电控燃油放射、稀薄熄灭、分层熄灭和缸内直接放射等技术的成熟运用,以及ECU电子控制系统的采用,大大提高了汽油机的动力性、经济性其排放性也得到改观。三、环保与清洁燃料汽柴油熄灭最大的危害是汽车尾气排放的有害污染物,而且,汽 、柴油的组成对尾气排放的有害污染物的浓度有一定影响。欧美等兴隆国家对此项任务做过深化研讨,如美国的AQIRP工程和欧洲的EPEFE方案等。经过研讨普遍以为 :汽油中的苯、芳烃、烯烃含量,蒸汽压和硫含量都对环境有一定影响,危害人类的身体安康,需求加以控制。而氧可

33、以减少汽车尾气中CO和未熄灭烃类的量,对有毒物质总量的影响也很显著,所以需求添加汽油中的氧含量。苯主要重整汽油,苯类大多损害人的中枢神经,呵斥神经系统妨碍。苯被摄入人体后,危及血液及造血器官,开展严重时,有出血病症或感染败血症。苯在生物体内能逐渐氧化生成苯酚等,诱发肝功能异常,使骨髓停顿生长,可发生再生妨碍性贫血。居住区大气中苯的最高允许浓度为2.4mg/m3。因此要限制汽油中的苯含量,以减少汽车尾气中苯对大气的污染。芳烃主要重整汽油和催化汽油,在不完全熄灭时可生成多环芳烃,而多环芳烃是致癌物质。另外,芳烃在光反响作用下产生臭氧,而空气中臭氧浓度为0.4mg/m3时,即可刺激粘液膜,促使中枢神

34、经系统紊乱,引起支气管和肺组织的病变。臭氧被以为是一种突变性、致癌性和致畸胎性物质。因此要限制汽油中的芳烃含量,以减少汽车尾气中芳烃对大气的污染。烯烃大约88%催化汽油,在光反响作用下产生臭氧,尤其是1,3丁二烯的活性最强,汽车尾气中大量的烯烃存在有能够使人类患癌症的几率增大,所以汽油中的烯烃含量要加以限制。降低汽油的蒸汽压,就可减少挥发性有机化合物的含量,从而减少臭氧的生成和轻烃挥发带来的环境污染。降低汽油的硫含量,就可减少SOx的量,从而减少对人类的危害。汽油中的氧主要醚和醇类物质,醚和醇类物质可以减少汽车尾气中CO和未熄灭烃类以及有毒物质的总量,提高汽油辛烷值,是优质的汽油组份。但是,氧

35、含量也不宜过高,过高容易产生氮氧化物,也影响环境。柴油中主要是硫和芳烃以及颗粒物污染。由于环保和节能的需求,各国都在控制污染源头,提倡消费清洁燃料。第四章 清洁燃料的消费为了满足节油与环保的要求,石油石化行业也在积极采取措施,抓紧炼厂的改造和调整,开展新技术力求消费出更清洁的燃料。一、 国内外汽、柴油质量的开展趋势 从世界兴隆国家近30年来的开展阅历,汽油大都阅历了含铅、含硫普通汽油阶段、无铅汽油和清洁燃料阶段;柴油也是从不控制硫含量、芳烃含量到限制硫含量阶段和清洁汽柴油阶段。每一个阶段都伴随着汽车发动机的提高、电子控制系统的采用和燃料油品精制程度的提高,车辆的燃油经济性不断提高。为理处理尾气

36、排放问题,兴隆国家普遍采取了机内净化和机外净化等一系列措施,使得汽车尾气呵斥的大气污染情况有所减轻。但是,油品组成和质量对节油和环保的影响有很大影响也是不能忽视的。美、欧洲、日本汽车制造商协会1998年结合建议世界燃料规范代表了油质量量提高的思绪与方向详见表4-1-1和表4-1-2。油质量量的开展思绪主要是控制硫、苯含量,大幅度降低芳烃和烯烃含量,减少馏分范围和提高抗爆级别。表4-1-1 汽油主要规范等 级我国新规范RON 91/95/9891/95/9891/95/98MON 82/85/8882/85/8882/85/88硫 ppm 100020030800铅 g/l 0.013不可觉察不

37、可觉察氧 % 苯 v%, 52.512.5芳烃 v%, 50403540烯烃 v%, 201035终馏点 215195195表4-1-2 柴油主要规范等 级我国新规范十六烷值 48535540十六烷值指数 465054馏程 95% 370355340干点 365350密度 kg/m3820-860820-850820-840粘度 mm2/s402.0-4.52.0-4.02.0-4.0硫含量 ppm 5000300302000芳烃 V% 总和 2510限制 多环 51二、我国消费清洁燃料技术的程度和未来开展清洁燃料的根本概念:应该是可以提供有效动力,比普通燃料更具有低排放污染

38、的燃料。因此,控制油品中污染物硫、苯、芳烃、烯烃和有机挥发物等的含量是消费清洁燃料最根本的义务。目前,我国曾经拥有了消费清洁燃料的主要消费技术,并且还在开发一些具有世界领先程度的技术。一我国石油炼制特点在我国石油燃料消费中,二次加工安装是以重油催化裂化安装为主的构造特点,反映在汽油构成上,催化裂化汽油比例较大普通企业要占到80%以上,其它组分如重整汽油、烷基化油、异构化油等比例比较少。这样一个汽油构造特点,是汽油组分中硫、烯烃含量都比较高。对于柴油处理硫含量和十六烷值偏低是主要矛盾。为此,实行清洁汽油消费的技术,主要集中一是降低现有FCC汽油中烯烃含量和硫含量;二是添加重整、烷基化和其它醚化产

39、品等高辛烷值汽油组分的产量和建立异构化安装。对于实行清洁柴油消费的技术,主要集中在加大加氢精制安装和加氢裂化安装的建立。二清洁汽油消费的技术1、催化裂化技术 催化裂化安装是消费汽油的主要安装,汽油的改质是实现清洁汽油关键的一步,我国催化裂化掺炼渣油的比例太大,所以汽油烯烃含量比较高。汽油的硫含量的控制可以采用前加氢原料预精制和后加氢产品后精制方法来处理。目前拥有的技术有蜡油加氢处置、FCC汽油选择性加氢精制等技术。对于汽油的烯烃控制,主要许多改良的催化工艺如:FDFCC灵敏催化工艺、MGD多产柴油工艺和MIP催化工艺等;在裂化催化剂的改良上:采用最大量消费异构烷烃的裂化催化剂、降烯烃催化剂等。

40、还有催化汽油后处置技术。同时也开发一些相关的催化助剂,其中包括:高效辛烷值助剂,减少FCC汽油硫含量助剂,提高FCC汽油诱导期的助剂等。这些都有助于汽油质量的改良与提高。 普通来讲:降烯烃的方法和作用中,催化剂奉献占三分之一,催化工艺过程优化的奉献占三分之二,加强工艺过程的研讨是非常重要的,应引起大家的注重。2、催化重整技术 汽柴油都是调和产品,高质量油品组分的消费非常重要。重整汽油是汽油的重要组分之一,是高辛烷值汽油调和组分。由于我国原油资源的限制中、重质资源多,相对重整原料少。而且,在经济上开宽馏分重整消费汽油不如开窄馏分消费芳烃划算,所以,重整安装规模偏小,总消费才干偏低。在重整原料的开

41、发上,应发明条件,引入一些轻质原油或将二次加工的适宜重整的原料进展精制后进重整是必要的。在重整技术方面的开展主要有:低压组合床重整工艺、延续重整工艺以及改良的半再生重整工艺,也相继开发胜利了许多高性能催化剂。3、烷基化技术 我国共有14套HF酸烷基化和硫酸法烷基化安装,主要存在环保、质量和效益问题,开工率还较低,开发固体酸催化剂成为烷基化技术开展趋势。国内实验曾经有利一定根底,对固体酸烷基化催化剂上焦炭前置物分子构造和物化性质进展了研讨,找到了烷基化催化剂再生方法;延续进展多次再生证明了其有效性,从而为该项技术中试放大奠定了根底。4、C5C6烷烃异构化技术 国内烷烃异构化工业安装不多,需求开展

42、。国内曾经完成大量研讨任务,包括异构化催化剂实验室制备的反复性实验研讨、异构化工艺条件初步研讨和催化剂再生性能实验。在260条件下,完成了1300小时寿命实验,C5和C6烷烃异构化率已到达国外同类剂相当程度,需求进一步实现工业化。5、轻汽油深度醚化技术 已研讨开发出活性与树脂剂相当的沸石型催化剂,进展了工艺研讨,确定了催化蒸馏和醚化反响的工艺条件。调合汽油的烯烃含量减少、辛烷值添加、氧含量添加。将继续汽油C5C7烯烃深度醚化实验研讨,研讨顺应于宽馏分醚化的催化剂,继续工艺条件调查及催化剂评价实验,确定催化剂配方及工艺。在醚化异构化组合工艺技术开发上,研制开发了具有良好异构活性及再生性能的分子筛

43、催化剂,并进展了烯烃骨架异构化工艺条件实验研讨。该实验阐明,采用组合工艺醚化物的收率较单独醚化工艺有较大幅度提高。6、新型高效的汽油添加剂碳酸二甲酯运用技术研讨、 第四代汽油清净剂的开发、LPG精制技术等都进展深度研讨。三清洁柴油的消费技术 我国二次加工的柴油数量大,其硫含量高和十六烷值低是当前主要矛盾,对于芳烃的控制目前还有放在重点上,开发胜利的技术主要有:1、柴油加氢精制技术,新开发运用的RN-10 加氢精制催化剂,可运用于消费低硫柴油,性能处于世界领先程度。2、中压加氢改质技术已处于世界先进展列,已在多套工业安装上实现工业运用,采用中压加氢改质技术,可以得到低硫、低芳、高十六烷值优质柴油

44、。3、重质油中压和高压加氢裂化技术,以重质油为原料消费高芳潜重整料、低硫柴油和低BMCI值油。4、以高硫直馏柴油和高硫、高氮、高芳烃催化柴油为原料的柴油中低压条件下深度脱硫、脱芳技术。此外还在开发提高柴油质量的非加氢技术的研讨。5、柴油添加剂运用和开发,正在开发的有:含流动改良剂的多功能柴油添加剂、柴油清净剂和十六烷值改良剂。多功能柴油添加剂,经过合成与复配手段,能明显改善柴油低温流动性、清净分散性、稳定性、降低柴油汽车尾气排放。经过合成与复配的柴油清净剂,对喷嘴清洗效果明显,可控制堆积物产生,柴油氧化平安性未受影响,防锈才干提高。 十六烷值改良剂对提高十六烷值有很大作用。总之,为了实现环境的

45、愉快、清洁这一目的,需求汽车工业和炼油工业的共同努力。 第五章 结论与建议根据以上情况,我们以为有几条意见可供油品规格制定和立法研讨中参考。1、石油资源是不可再生的能源和原资料,合理利用石油资源、正确引导消费和提高能源效率具有重要意义,国家应该进一步研讨和出台一些鼓励节油、节能政策。2、随着对环境污染与能源耗费的进一步关注,在制定排放法规的同时,应该积极研讨推出能源法规,在能源法规中应重点是控制燃油经济性,以便促进车辆更新换代,到达节油和环保的双重目的。3、汽车排放是空气重要的污染源之一,汽车尾气排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物,美国、欧洲、日本都严厉进展了限制。我国强调加强环保认识、严

46、厉尾气排放规范利国利民,石油炼制单位应加强油品的杂质处置,合理调整汽油、柴油组分,提供优质油品。4、消费清洁燃料对国家对民众都有益处,但是对于企业要添加很大的投入,呵斥一定的效益损失。国家也应该进一步研讨和出台一些鼓励消费和运用清洁燃料政策和思索企业效益补贴措施。我国机动车燃料经济性程度及节油潜力高海洋 中国汽车技术研讨中心摘要:本文引见了我国机动车燃料经济性的现状,并与国外现状进展了比较。分析研讨了在采用普通曾经成熟的先进技术之后,油耗能够降低的幅度。一、前言目前,我国能源消费已居世界第二位。近十年来我国国民经济按年均9.7%的速度增长,原油消费量按年均5.77%的速度添加,而全国原油产量自

47、1996年突破1.5亿吨以后,已延续几年彷徨在1.6亿吨左右。这种石油供求矛盾使我国自1993年成为石油净进口国以来,进口量逐年增大,尤其是“九五期间,石油净进口量从1996年的1348.5万吨添加到1999年的2858万吨,2000年净进口量超越6000万吨,2001年到达7千万吨,2002年到达了将近8千万吨。2000年汽车耗费汽油约3千万吨,柴油2千万吨,接近于一切原油提炼的汽、柴油的一半。目前,我国汽车拥有量在飞速增长,有人预测,到2021年我国汽车保有量将添加到52105451万辆,是如今的2.5倍左右。由于我国的能源大量依托进口,在当前这样的国际情势下,要坚持这样高的增长率,必需提

48、高汽车的燃料经济性。否那么,一旦国际石油供应紧张,汽车工业将遭到极大的要挟。提高汽车的燃料经济性,将允许在有限的石油供应条件下,提高汽车的保有量,使汽车工业的昌盛景象得以延续。所以,提高汽车的燃料经济性不仅是保证国家能源平安的需求,也是汽车行业可继续开展的需求。我国机动车燃料经济性现状我国机动车的保有量的构成图1表示我国各种类型机动车的构成。由于收入程度的影响,农用车和摩托车的保有量超越了其它种的车辆。注:这里乘用车指总量不大于3.5吨的载客汽车。各类机动车的燃料经济性水平乘用车的燃料经济性程度。 新的轻型车油耗实验方法是按照与排放实验一样的实验循环进展的,该实验循环等同采用欧洲的循环,模拟汽

49、车的实践行驶方式,得出的油耗数据比较接近实践。以以下图表的数据是轻型汽车按照欧洲II排放规范测试的工况法油耗。图2阐明,与欧洲的车型相比,我国多数汽车的燃油经济性有一定的差距。但是,也有一些车辆的油耗程度与欧洲相当,这是由于我国许多新开发的车辆技术与国外同步,所以汽车的油耗程度也比较接近。同样,在一样分量下,我国乘用车的分车型油耗比美国差一些。但是美国汽车偏于大的分量。中国汽车技术研讨中心作过研讨,美国如今的油耗规范对于轿车的公司销售量加权平均油耗规范是27.5mile/gallon大体相当于我国实验方法下的10.0km/L,而我国1999年全国轿车的销售量加权平均为11.4km/L,我国汽车

50、平均燃油经济性好于美国规范,缘由主要是我国汽车的排量小、车辆的尺寸小,并非是一切车辆都技术先进的缘由。表1是不同分量段下一切车型油耗数据平均非销售量加权平均的比较,可以看到在各个分量段,我国汽车的油耗明显高于欧美汽车,差距范围在9-16%之间,差距最大的车型是整车整备质量1000kg以下的微型汽车。表1 我国当前车型平均与欧美2000年车型平均相比整车整备质量平均油耗L/100km我国与欧美平均的差别欧洲美国中国1000kg以下6.16.587.55-16%1001-1300kg7.028.468.51-9%1301-1700kg8.8510.6810.86-10%1700kg以上11.711

51、3.3113.75-9%总平均-11%注:此表数据仅为同一分量段内的一切车型的平均值非销售量加权比较,只需有限意义。二、其它类车辆燃料经济性程度一大中型客车 我国如今是客车消费的大国,我国的客车制造程度参差不齐。合资企业消费的大型奢华客车普通采用国际进口的先进程度发动机和变速器等主要总成,燃油经济性比较好,可以以为曾经根本具有当今世界的先进程度。也有一些奢华客车采用了国产的发动机,这些发动机具有上个世纪80年代前后世界程度,发动机外特性最低油耗与国外如今程度比较差38。普通的城市客车采用的发动机和变速器等主要总成程度较差,其中发动机的外特性最低油耗率就比世界先进程度差715。假设再思索到这些车

52、辆在变速器等总成上与先进程度的差别,油耗的差别将更大。大中型客车的油耗采用等速百公里油耗表示,而各种型号车辆公布的最经济油耗对应车速也不见得一样,所以整车油耗不容易作比较。载货汽车货车的情况与客车根本相当。由于我国载货汽车存在“大标小以及人为超载的景象,更不容易将整车的油耗与国外程度相比较。我国重型载货汽车目前采用的发动机大部分具有80年代前后世界程度,这些发动机燃油经济性程度与国外当前先进程度相差只需38%左右。而中型载货汽车采用的发动机技术程度比较低,其外特性最低油耗率比世界先进程度差517。我国还有少量中型载货汽车采用汽油发动机,而国外卡车曾经根本上不运用汽油机。汽油机要比柴油机油耗高1

53、/3左右。二农用车 农用车普通采用单缸柴油机,也有少量的四轮农用车采用多缸机,目前这些发动机的外特性最低油耗率比国外类似产品高610%。笔者对部分农用车的调查阐明,三轮农用车的百公里油耗大约为45L/km,年行驶里程大约为10000km。三摩托车我国是摩托车消费大国,但摩托车单车燃油经济性程度却不先进。以以下图表中油耗的数据是各车型经济车速等速百公里油耗。 表2 我国摩托车油耗与日本比较双方均选择250ml以下排量的摩托车排量日本(L/100km)我国(L/100km)相差小于50ml1.721.85-7.0%51-1001.91.91-0.5%大于1002.072.25-8.0%总平均-5.

54、2%显然,我国摩托车的燃油经济性程度比日本摩托车有大约5.2%的差距。同时阐明我国摩托车也存在经过技术上改良以降低油耗的余地。我国机动车在燃料经济性方面的技术程度表3 我国乘用车与欧美汽车性能/技术程度的差别大致描画整车整备质量平均(kg)平均排量(L)平均最大功率(kw)变速器描画单位排量对应的整车整备质量平均kg/L单缸气门数中国11871.5672.623%自动(A4 A3)76%手动(M4 M5)1CVT76140%多气门60% 2气门欧洲2.1959%自动(A4 A5)40%手动(M5 M6)1%CVT76%多气门24% 2气门美国14722.914570%自动(A4 A5)30%手

55、动(M5 M6)55870%多气门30% 2气门注:由于统计数据的限制,上表仅供参考。四我国乘用车的技术程度详细的表现:发动机方面:微型汽车上采用的大多是二十年前引进的机型改良的,维持单缸2气门的技术程度;1.01.6L的车型,大约有一半采用了一些先进的技术,例如多气门技术,但也有一半车型的技术较差,燃油经济性不好;排量大于1.6L的车型中,大部分新引进的车型技术含量较高,许多采用了多气门、可变气门正时技术,但一些老车型却依然运用20年前引进的发动机构造。另外我国乘用车普通采用排量较小的发动机。变速器方面:我国许多微型汽车实践上采用的是只需4个前进档的手动变速器或3个前进档的自动变速器,大致比

56、国外汽车少一个前进档,呵斥燃油经济性较差;国外有些车型曾经采用6档手动变速器或5档自动变速器,而我国很少。其它方面:我国乘用车的分量比较低,有利于节能;大中型客车和载货汽车的技术程度发动机:我国目前实行的是欧I规范,而欧洲在2000年就开场实行欧II规范,所以我国发动机的程度也有许多差距,例如如今国外多采用电控高压放射技术,而我国仍却没有。虽然技术改良主要是针对排放,但采用了新技术后燃油经济性也会改善,而且提高经济性本身也是一个目的。我国机动车燃料经济性提高的潜力1、在机动车上采用先进技术是提高汽车燃料经济性的主要手段提高新车的燃料经济性是节约能源的根本 机动车一旦出厂成为在用车,再改造起来就

57、非常困难,所以为了改善燃油经济性而改造汽车的能够性很小,一是技术上要破坏原有的设计,带来驾驶性能或排放方面的问题,另一方面,经济上往往也不合算。制造高能效的机动车是根本的出路。新技术是主要的手段 要提高新车的燃料经济性,根本的方法就是采用先进的技术。例如多气门技术,可以大大提高发动机的充气效率,减少泵气损失,从而提高燃料经济性。2、提高汽车燃料经济性的新技术 1发动机技术多气门技术多气门技术可以大大提高发动机的充气效率,减少泵气损失,从而提高燃料经济大约35。可变气门正时技术 可以根据发动机的任务情况自动调理气门开启时辰,减少泵气损失,提高燃油经济性13。提高紧缩比技术 提高发动机紧缩比,提高

58、熄灭效率,是改善燃油经济性的的主要措施。采用直喷技术直接放射柴油机要比非直喷式柴油机熄灭效率高,油耗要降低10左右。柴油机又比汽油机节省大约2030的燃料。汽油机上采用直接放射技术,会节省大约1020的燃料。停缸节油的技术 当发动机运转在较低的负荷时,停顿部分气缸的任务,从而提高任务气缸的负荷率,到达节省燃料的目的。减少摩擦损失 例如采用磙子摇臂,可以减少摩擦,提高燃料经济性。发动机附件效率的提高进气增压和发动机分量减轻 2传动系技术添加档位数 添加档位,就意味着可以使发动机有更多的时机任务在高效率区域,从而提高燃油经济性。CVT技术 CVT变速器就是能延续变速的变速器,即无级变速器,它有能够

59、使发动机有更多的时机任务在最正确的区域,从而提高汽车的燃料经济性。优化自动变速器的换档逻辑 3动力总成的良好匹配 4行驶系统运用更好的轮胎 5采用轻质资料,降低汽车分量 6采用电动转向五乘用车油耗降低的潜力表4总结了可以提高燃油经济性的各种新技术的效能以及导致的零售价的添加。数据来源于:美国国家科学院NRC的研讨报告,国内外其它研讨文献与报告。表4 新技术对燃油经济性的影响及其本钱燃油效率提高(%)零售价添加¥最低最高低高1 发动机技术1.1 提高发动机机械效率1.1.1 减少泵气进排气损失 多气门、顶置凸轮258201120 可变气门正时352801120 可变气门升程和正时 5105601

60、680 进气门节流无节气门*3617003300 无凸轮轴进气*510230045001.1.2 减少发动机磨擦损失 其它部件如轴承、油封等13280600 滚子挺柱摇臂2260600 低摩擦光滑剂1160901.1.3 减少附件功率损耗126509001.2发动机任务过程优化 提高紧缩比+50100 停缸节油适用大排量发动机369002000 可变紧缩比*26170040001.3 其它发动机技术 发动机增压和尺寸减小5730004500 直接放射汽油机*102036004600 直接放射柴油机*2035450060002 传动系技术 4到5速自动变速器235601200

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