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1、汽车学院2007级汽车检测与维修专业学年论文汽车节能探讨引言人类进入21世纪后，“安全、节能、环保”的造车理念也已基本确立，汽车节能技术的研究也越来越受到人们的重视。随着汽车拥有量的与日俱增，目前面临着环境、能源、污染等诸多方面的问题，很多人把希望寄托于新能源技术。新结构、新材料 还在新利用上用心良苦。我国已变成石油进口国，所以节省燃油已成为一项重要产业政策。汽车工业“十五”规划中提出“在现有基础上，轿车和轻型同类产品平均百公里油耗指标降低5一10”，第2阶段的限值中燃料消耗量再减少10，保证下一个五年规划“比现有油耗降低15”我国乘用车燃料消耗量限值第一个强制性国家标准日前发布，于2005年
2、7月1日起正式实施秉承世纪“安全、节能、环保”的理念，也积极致力于汽车节能技术研究， 本文将从以下几方面提出一些汽车节能建议摘要：文章从电子技术应用、新结构、新材料、新能源、正确驾驶、妥善保养等方面较为深入地探讨了汽车节能的措施。关键词：汽车；节能；措施目录第一章 电子技术应用3第一节电子控制喷油装置3第二节汽油机点火和管理系统4第三节EGAs电子节气门技术4第二章 新结构5第三章 新材料5第四章 新能源6第五章 高效驾驶8第一节正确驾驶8第二节开车省油技巧8第六章 定期保养9第一节滤清器9第二节 底盘维护9第七章 几点建议10第一章 电子技术应用第一节电子控制喷油装置在现代汽车上，机械式或机
3、电混合式燃油喷射系统已趋于淘汰，电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。电子喷油装置可以自动地保证发动机始终工作在最佳状态，使其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气。经过实验并修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律、事先把这些客观规律编成程序存在微机的存储器中，当发动机工作时，根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，按预先编好的运算程序进行运算、然后和内存中的最佳工况的参数进行比较和判断再调整供油量。这样就能够使发动机一直处于最优工作条件下运行，从而使发动机的综合性能得到提高在传统的汽油发动机上采用化油器供油，由于化油器喉管处的真空度比
4、较低。特别是在低速、小负荷时更低，气流速度不高，这时燃油的雾化很差，有些油滴会沉积在发动机进气管壁上造成实际供给的混合气与使用工况的不一致，加速时供油滞后减速时回火放炮使发动机的动力性和经济性明显下降，同时排气中还会有大量不完全燃烧产物，对大气污染较严重。综上所述，传统的化油器不能满足现代汽车对发动机高经济性、低污染的要求，因此在汽车上开始采用电子控制喷油喷射装置。电子控制喷油喷射装置是用控制器（电子计算机）控制发动机所需要的燃油量控制器综合各种不同的传感器送来的信息作出判断控制喷嘴以一定的油压，正确、迅速地把燃料经喷嘴喷射到发动机进气管里，与吸入的空气混合后，进入发动机气缸供给发动机然烧。汽
5、车采用电子控制燃油喷射装置供油与采用传统化油器供油相比，有以下优点：l）能提高发动机的放大功率。因为燃油喷射式发动机的进气不必预热，可以吸入较冷的空气，而冷空气的密度较大，由于进气不受化油器喉管的限制，因此进气阻力小，充气效率高，故在提高压缩比的同时，可提高输出功率。2）耗油量低，经济性好电子控制燃油喷射装置可以十分精确地将混合气的空燃比控制在最佳值，并且汽油是在一定压力下喷出，因此燃油雾化品质好。而且进气管道可以设计得更合理（因进气管不受燃料雾化的限制），使混合气分配均匀所以燃油消耗量降低。3）减轻排气污染。电子控制燃油喷射装置与三元催化剂配合使用，可以有效地减少一氧化碳（ CO ）、氮的氧
6、化物(NOX）和未燃烧的碳氢化合物（HC）等有害气体。而且，当发动机减速到一定值（约120转分）时，切断燃料供给，完全排除了传统化油器减速时所无法消除的 HC 气体。4) 改善低温起动性。电子控制燃油喷射装置设有冷起动喷嘴可以改善起动性能。 目前世界上一些国家已在多种汽车上采用了这种装置，我国新生产的许多车辆上也都采用了这种装置。第二节汽油机点火和管理系统汽油机是电火花点燃混合气的点燃式发动机。火花的发生过去是依靠点火系统内的机械式白金断电器来完成的。断电器在高速运转下很容易磨损并烧蚀，从而使发动机出现失火，造成动力性下降。改用电磁式或霍尔式无触点的断电器便能彻底解决汽油机运转过程中动力下降的
7、燃油增加的难题，也大大减少了发动机的维修和保养工作。现代的高性能汽油机已经毫无例外地采用了电子控制的无触点点火系统。电子点火装置（ESA）它由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断，然后进行点火时刻的调节，这样可以节约燃料，减少空气污染。此外，新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等。一般认为，发动机电子控制装置的节能效果在15%以上，而效果更明显的则是在环境保护方面。 第三节EGAs电子节气门技术发动机控制系统主要是根据改变节气门位置，喷油时间，点火提前角来匹配因三元催化预热、怠速、排放控制，速度限制、动力限制、自
8、动变速箱换挡点、制动系统（牵引力控制，发动机制动）、空调，巡航控制等带来的扭矩的变化。司机踩油门踏板只是为控制系统提供踏板位置的信息，控制系统参考这个信号，并根据各种工况的需求包括燃油经济性，排放等等进行运算后，来确定节气门的开度位置。这样使动力匹配得以精确。电子油门的优点在于克服了原先在机械油门时，发动机控制系统只能对怠速和定速巡航进行控制的局限性，转而成为对发动机全工况进行控制，也就是说原先由于司机踩住了油门踏板，控制系统无法按照所接收到的扭矩信号控制节气门进行动力匹配，在使用了电子节气门后这种情况得到了改变电子油门取消了传统油门拉线，通过油门踏板传感器，微电脑对节气门进行控制，反应更灵敏
9、，控制更精确。这样可以使汽油机燃料经济性再提高一步。在发动机部分利用电子技术的内容还有：废气再循环（EGR）、怠速控制（ISC）、电动油泵、发电机输出、冷却风扇、发动机排量、节气门正时、二次空气喷射、发动机增压、油汽蒸发及系统自我诊断功能等，它们在不同的车型上都或多或少地被应用。第二章 新结构火花塞发动机的火花塞位于汽缸顶盖上。火花塞最外层为圆桶状钢质外壳，中心部分是一个电极。当高压电流通过电极时，产生向四周散射的电火花，点燃汽缸中的可燃混合气。气体猛烈膨胀推动活塞运动，产生机械能。由于电火花是向四周散射的，无法使汽缸中的可燃气体充分燃烧，影响了活塞的运动速度，形成不必要的油耗。通过改进火花塞
10、的部分结构，使绝大部分电火花径直射向汽缸深处的可燃混合体，使其更充分地燃烧，从而加快活塞的运动速度，降低油耗并减少了有害气体排放。日本本田汽车公司的iDsI智能双火花塞发动机在全程范围内实现速燃，使得在中低转速下扭矩达到了一个很高的水平，其峰值扭矩输出在2800rlIlin即可实现16Nm的输出。同时该技术的采用大大降低了爆震的可能性，使得高压缩比的汽油机成为了可能，从而提高了燃油经济性。电磁阀驱动系统宝马汽车公司的valvetro面c新型系统的特点在于它没有节气门，已经得到证明，影响车辆燃油经济性的几个因素之一就是节气门自身。在部分载荷和部分节气门开度的情况下，发动机总试图通过节气门口吸气，
11、这会消耗能量并且增加燃油消耗量。解决这一问题的方法是利用进气阀控制吸人汽缸内的空气量，从而避免了无谓的损失。由于没有节流板，加速完全由电子控制，即实现了所谓的“线驱动” (drivebywiIe)。增压器(T)废气涡轮增压技术是上世纪60年代后得到大量应用的技术，不仅可以大幅度提高发动机的功率输出，而且可以相应地减少燃油消耗。目前这一技术在柴油机上得到广泛应用。欧美的柴油机约95都采用废气涡轮增压。第三章 新材料利用铝或其他轻质金属来减轻汽车重量，同样可达到节省燃料的目的。人们把这种技术叫做汽车“快速减肥术”。镁一些先进轿车车型的较大零部件已开始应用镁压铸件。例如，本田公司的一种混合动力汽车的
12、油底壳就是镁压铸件，不仅技术性能完全达到设计要求，而且有利于发动机自身重量的降低。复合材料戴姆勒一克莱斯勒公司研制了一款ccv复合材料概念车，它采用一种几乎全塑的车身外壳，重量轻；材料中含有玻璃增强纤维，加强了刚度和硬度。工程陶瓷工程陶瓷主要用在发动机上面。工程陶瓷不是不堪一击的普通陶瓷，它具有良好的综合性能：高温强度高、耐磨性强、隔热性好、密度比低、弹性高。因此用它代替金属材料能大幅度提高热机效率，降低能源消耗，从而达到汽车轻量化效果。塑料常被用于装饰件及车身某些部件上。仪表板、分电器盖、电动汽油泵外壳、塑料覆盖件、把手等汽车塑料零件，除了要求有较高的加工质量外，还要求有较好的机械物理性能。
13、汽车工程师期待把塑料应用在整个车的外壳上，可以试想下，一辆塑料车该有多轻，又有多省油。戴姆勒一克莱斯勒公司研制了一款CCV （Composite Concept Vehicle)概念车，车身外壳几乎全部是塑料的。该车的车身材料含有玻璃增强纤维，用来加强车身的刚度和强度，还含有稳定剂，冲击延展剂，颜色添加剂等，ccv全塑车身是目前世界上最大的注塑件，要求模具精度高，成型表面平整，而且要控制住塑性材料的流动性，板块粘合要求绝对可靠，ccv解决了这些技术难题，它通过新结构，新技术，新工艺，开创了全塑车身的发展之路。稀土元素在汽车领域中拓宽了应用空间稀土元素现在已成为现代车用钢板的替代品。钢经过稀土元
14、素处理后，可以明显提高韧性和塑性，改善冲压性能。添加了稀土元素的钢材用于汽车的车轴、骨架梁等。另外，由于汽车电气化程度增加，电动调节座椅、电动后视镜、电动天窗、电动门窗、电理论分析和试验表明，车速过高或过低都不利于节省燃油，突然加速比平衡加速多消耗13燃油。工程陶瓷在发动机上的应用工程陶瓷也是一种受专家青睐的轻型材料。目前工程陶瓷主要用在发动机上面，它具有良好的综合性能：耐高温、强度大、耐磨性强、隔热性好、密度比低、命长等优点。因此用它代替金属材料能大幅度提高热机效率，降低能源消耗，从而达到节能、经济、汽车轻量化的效果。由此可见，未来在环保意识及能源耗用的压力下，更轻、更耐用、对环境污染更小、
15、节能、并可回收的材料是汽车选材的方向。随着科技的进步，质轻、环保、节能、经济型的汽车是时代发展的必然趋势。第四章 新能源能源问题越来越严峻，正是一个不争的事实。各种不同的节能的途径成效不一，但对于我们个人在讲，很关键的一点还是要树立节能意识，从自身做起。众多的节能途径中，大多是治标不治本，只能延缓能源耗尽那一天的到来。最根本的途径还是找到良好的替代燃料，如氢、太阳能、地热能、核能、生物质能等。好在我们能较早的意识到了能源问题，争取到了在新能源上可能有所突破的时间。甲醇甲醇是用煤和天然气生产的产品。其燃烧速度快，燃烧时无烟、无焰，Nox排放低，热值约为汽油的一半。全球的煤资源与石油相比要大的多，
16、按目前的能源消耗水平，至少还可以用几百年。因此，甲醇是最有发展前景的发动机燃料。目前在点燃式发动机上燃用甲醇是完全可以的，除燃油系统的个别密封件需要更换外，基本不需对原发动机进行改装。但在压燃式发动机应用仍然需要采用一些特殊技术。无论怎样甲醇作为燃料已经提供给人们一个光明的前景。天然气发动机天然气产自油气田和气田，在地球上的贮量很大。以天然气作燃料的发动机已有50多年的历史了，因此人类开发天然气发动机的技术已经相当成熟。天然气发动机最大的优点是污染物排放低；CO排放量是汽油机的115；HC是15；SO2是110；CO2是5。另外，天然气不稀释润滑油，从而可延长发动机的使用寿命，同时还可降低汽车
17、噪声。目前，世界上不少国家都已使用了天然气汽车。氢气发动机氢气可从电解水、煤的气化、天然气中制取。氢气是一种最清洁的燃料，燃烧产物主要是水，其次是在空气燃烧中形成的微量No。，对空气没有什么污染。以氢气为燃料的汽车发动机的研究经历了一个曲折发展的过程，研究工作从20世纪30年代就已开始，但进展不大。上世纪70年代的石油危机给各国重新敲响了警钟，氢气再次被人们所关注。目前，世界一些知名的大汽车公司都研制出了自己的氢气发动机。虽然推广应用氢气燃料发动机还需解决一系列技术问题，如找到氢气在汽车上安全有效的贮送方法；大量生产廉价氢的方法；解决氢燃料的供给系统等。从长远和发展的观点来看，氢气发动机最有前
18、途。水燃料发动机以水作燃料将不再被视为神话。目前，英国正在试制一种以水作燃料的发动机。这种水燃料发动机的工作原理是在发动机燃料管内装一铝制转子，并将铝线一端插人水中，另一端引向转子。当在铝线和转子间通电时，铝线在水中放电，使水分解成氢气和氧气，随后，气体进人燃烧室，气体燃烧后产生驱动力。第五章 高效驾驶第一节正确驾驶不要频繁起动发动机发动机起动(特别是在冬季低温起动)时，进人缸内的混合气很浓，此时气缸的温度相对较低，混合气不可能完全燃烧。另外，发动机频繁起动时各摩擦副润滑不良，磨损加剧，也间接增加了油耗。合理选用车速得了较大的刚度。不要频繁制动尽可能多利用汽车的惯性和减少不必要的刹车。驾驶时应
19、注意路障，以滑代刹，减少油耗。因为一次急停车和起步要多消耗35ll左右的汽油合理利用空调制冷系统当车速低于85krnh时，可视情况关闭空调制冷系统，打开车窗通风；但车速高于85klh时，则应充分利用空调制冷，不要打开车窗。因高速时开窗后增大风阻所消耗的燃油比空调制冷系统所消耗的燃油更多第二节开车省油技巧 法宝一：柔和起步 挂低挡起步，缓缓地踩下油门踏板，缓慢加速。让汽车达到一定挡位速度时，学会听着发动机的声音来逐步把挡位从低换到高。这可以减少发动机的升温时间，增加燃油的利用率。如果启动时轰大油门来提速，这样不但伤车也会大大增加耗油量。 法宝二：使用经济车速一般轿车的经济时速处在60Km/h80
20、Km/h之间。当汽车运行在经济时速时是最省油的。无论车速过高或过低对节油都不利。车速低时，活塞的运动速度低，燃烧不完全。车速高时，进气的速度增加导致进气阻力增加，这些都使耗油增加。 法宝三：轻抬油门 轻抬油门能省油。如果猛抬油门，则会使发动机转速突然降低而起到牵阻作用，抵消一部分行驶惯性，并使汽车产生“颤动”，而使耗油量增加。 法宝四：换挡及时 换挡要快而及时，特别在斜坡上行驶，换挡的时间越短，汽车的动力性就发挥得越好，就越能节省燃料。如果换挡不及时，并且手脚配合不好而空踩油门，那必然大大地增大油耗。 法宝五：减少使用制动 制动实质上是一种能量转化的过程，制动意味着能量的消耗。所以在通过交通路
21、口、下坡，都应提前抬起油门，如果车子性能好，也可以挂空挡溜车，使汽车自然减速达到“以滑代刹”的目的。 法宝六：保持跟车距离 如果道路拥塞，而前车又经常刹车，就应该和前车保持足够的跟车距离，这样可以既可以从容减速，有可以减少制动次数，以达到省油的目的。 法宝七：高挡行车省油 一般来说，尽可能使用高速挡行车，少用中间挡。 当然，也不要在高挡位拖档行驶。要学会听发动机的声音来换挡，并且要了解自己车的情况。当发动机要“发抖”前，就要把挡位降下来，让车速提上去再换回高挡。第六章 定期保养第一节滤清器 汽车发动机有空气、机油和燃油三种类型的滤清器，就是我们常说的“三滤”它们分别负责发动机进气系统、润滑系统
22、和燃烧系统中介质的过滤。能在节能方面发挥作用的主要是燃油滤清器，采用优质滤清器可以使发动机寿命延长1至3倍，节省机油90，最高能节省燃油5。传统的纸制滤清器和陶瓷滤清器由于所用材料的先天不足，使其功能受到限制。现在在市面上出现了采用新型复合材料的滤清器，它通过芯体所含的稀土元素，以缓释的机理使燃料催化助燃，改善油、气的燃烧品质，促进充分燃烧，保证发动机的功率，从而达到节能的作用。 空气滤清器堵塞，会使进气阻力增加，进气量减动雨刷等都需要应用到许多小型电机。现在一般轿车上已有十几个电机，高级轿车使用的小型电机更多。小型电机已成为不可缺少的汽车部件，追求小型、轻量、高功率是汽车电机的发展趋势。在汽
23、车电机改造中，高性能的磁性材料起到关键作用，一种稀土永磁材料是钐、钕混合稀土金属与钻、铁等金属组成的合金，用粉末冶金方式压型烧结，经磁场充磁后得到的磁性材料，它的磁性能比磁钢高出100多倍，使用稀土磁体可以减少电机重量和体积。不久的将来，稀土永磁电机将在汽车领域得到更广泛的应用。第二节 底盘维护底盘对节能有间接影响。如维护中因调整不当而造成制动发咬、轮毂轴承过紧会使行驶阻力增大、汽车加速时间延长，从而使发动机在浓混合气状态下工作的时间延长，燃油量增加。离合器打滑会影响动力的输出，离合器分离不彻底或同步器故障会使换档困难，这些也会间接使燃油量增加。底盘维护质量好坏也对汽车排放性能有一定的影响。如
24、制动调整不当而造成制动“发咬”、轮毂轴承“过紧”就会使行驶阻力过大，汽车的加速时问延长，从而使发动机在浓混合气状态下工作时间过长，排污量增加。又如离合器打滑会影响动力输出，离合器分离不彻底或变速器同步器故障等会引起换档困难，也会间接使尾气中有害物成分的增加。第七章 几点建议1.为维护油耗量限值法规的权威性，保证强制性油耗量标准实施的严肃性，加速实现汽车产品节能，有关主管部门应尽快向社会公布：a油耗量超过限值(第一阶段)的全部再生产车型，目录和名称。列出油耗量超标车型表“油老虎”车型表，以资警告、督促制造厂立即停产、停销尽快整改。提醒消费者不要购买和使用。b油耗量符合限值(第一阶段)的全部再生产
25、车型，目录和名称。列出油耗量达标车型表“节油”车型表，以资鼓励并引导终端消费者购买和使用。2.采取财税惩罚措施，推动油耗量限值标准第一阶段要求的实施。鞭策“超标”的“油老虎”生产企业加大降低油耗量的投入，迅速改变燃料消耗量超标的落后状况。在高油耗车型整改期间，企业不得生产、销售高油耗车型产品。同时作为对制造厂遵守节能法规自律性的考核。3.尽快出台对油耗量超标的在生产、在销售车型及生产企业的经济处罚条例和经济处罚措施的实施细则和办法。包括在第一阶段限值实施的近两年期间，政府强制高能耗车禁止生产和销售。依据油耗违规程度和销车数量处以罚款外，在立法条件完备后，还要追究有关责任人的责任。同时，向社会公
26、布全部再生产车的燃料消耗量状况及燃料经济性水平。通告对“油老虎”车型经济处罚结果。4.由行政、财税、科技、环保部门联合研究对节油车型及生产企业建立并实施经济激励制度。包括改革调整现行的车辆购置税，将改革调整后的税率同车辆油耗量水平和排放水平直接挂钩。刺激燃料消耗量更低、排放量更低的先进节能、环保车型的研发、生产和销售。鼓励和引导消费者购买和使用低油耗、低排放车型。5.密切跟踪国际油价变化，研究和完善燃油税改革方案。积极创造条件，推动燃油税法尽快出台。把开征燃油税造成的不良后果的影响程度减小到最小。以经济杠杆提高燃料经济性指标在车辆和发动机研发、设计和生产中的地位。鞭策和激励汽车产业加速实现产品
27、节能。6.加速发展柴油汽车在燃料经济性方面，无论乘用车还是商用车，柴油汽车具有明显的优越性。现代柴油汽车技术已经能实现即节能又环保。事实上，全球柴油轿车在轿车总量中所占份额逐年增长。据统计，2006年欧洲，柴油轿车所占比例已达到45%以上。我国同期这一份额还不足1%。相比之下，柴油乘用车在我国具有十分广阔的发展空间。从加速建设节约型汽车社会、保护环境角度出发，我国应大力倡导和推广节能、环保的现代柴油汽车(也包括乘用车)。加速实施汽车能源转型必将为推进实现产品节能、环保打开一个有效的突破口。7.对于油耗量已超过法规中第二阶段限值的进口汽车，尽管国内仍有需求，在同样满足使用要求的条件下，国内用户应
28、另选其他油耗(更低的)达标的先进车型。对于已进入原国家经贸委发布的车辆生产企业及产品公告和目录，但油耗量已超过法规中第一阶段限值的再生产车型，作者建议，按燃料消耗量生产一致性不合格判定和处理。8.建立有效的监督检查机制，保证节能法规和标准的实施。主管部门应象排放督察一样，采取有力的检查措施，有效控制燃料消耗量的生产一致性。例如，建立年度检查或季度检查乃至日常化抽查。确保在生产车油耗量的生产一致性。总之，实施燃料消耗量强制性标准，必须坚持执法监督与企业自律相结合，才能使我国汽车节能管理走上良性循环和健康发展的道路。推进我国汽车产品节能是目的，强化我国汽车产业管理是手段。强化管理是实现节能目标的有效和可靠的保证。参考文献：1 陈家瑞 汽车构造M 北京：人民变通出版社，20022 李松和 使用因素对车甩汽油机排放的影响J 车用发动机。2003(1)：50523 胡亚庄 简明汽车知识词典M 北京，北京理工大学出版社20014 姚春德汽车发动机技术的现在与未来M中国机电日报，2002 3 27- 12 -