環(huán)保綠色節(jié)能汽車的研究

種慶洋?解嘯陽?李賽

摘 要：燃油汽車發(fā)展到今天，已面臨”環(huán)境污染”與”能源危機”的雙重壓力。降低油耗并尋求新的替代能源，以及開發(fā)低污染或零污染的綠色汽車（又稱環(huán)保汽車、清潔汽車），已成為當(dāng)今世界汽車工業(yè)尤其是我國汽車工業(yè)發(fā)展的主題。何謂綠色汽車？不同時期、不同國家或地區(qū)有不同的定義。一般是指能夠滿足本國家或地區(qū)下一個階段排放法規(guī)要求的目標(biāo)值的車輛。比如，歐洲乘用車早在2001年就已開始實施歐Ⅲ法規(guī)，而我國乘用車要到2007年才開始實施歐Ⅲ，故對于我國目前來說，歐洲在用的乘用車就是綠色汽車。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；綠色；汽車

柴油機因熱效率高和能量使用合理而成為當(dāng)今最受歡迎的內(nèi)燃發(fā)動機。然而，由于不能使用汽油型三元催化劑，而導(dǎo)致其排出的NOx和顆粒排放物比汽油機要高許多。近幾年柴油機汽車的大量出現(xiàn)引起了”社會問題”，尤其是它排出的黑煙和顆粒物（直徑2.5μm左右）被認為對人體有較大毒害，必需消除。但是，用現(xiàn)有技術(shù)不可能大幅度降低NOx排放，因此，需要開發(fā)新的技術(shù)。此外，要減少汽車廢氣排放，加快技術(shù)開發(fā)和健全燃料供應(yīng)體系從而促進先進清潔能源車和低排放車的廣泛應(yīng)用是同等重要的。具體說來，美、歐和日本等發(fā)達國家和地區(qū)為了達到2010年前后實施的汽車超低排放法規(guī)限值，目前及未來一定時期主要考慮研發(fā)并應(yīng)用以下技術(shù)：

第一，開發(fā)超高性能催化劑。對柴油機而言，有必要開發(fā)能與汽油機的清潔率相似的催化劑，尤其是開發(fā)捕捉器、過濾器這樣的裝置來消除對人體健康有危害性的顆粒物質(zhì)。同時，有必要在發(fā)動機啟動后立即降低排放，這需要開發(fā)低溫活化催化劑。為了盡快推出柴油機催化劑和在5年內(nèi)將催化劑的活化時間降至現(xiàn)值的二分之一，還要很多技術(shù)難題等待攻克。由于這種催化劑的開發(fā)需要基礎(chǔ)研究，故國外工業(yè)界和院校、研究所領(lǐng)域的廣泛合作現(xiàn)正在加緊進行。

第二，燃料的改良。為了開發(fā)高性能的催化劑，有必要把燃料中的硫含量（會大大降低催化劑的耐用性）降到接近零。到2010年，必須達到批量生產(chǎn)超低硫含量輕油或部分采用合成燃料。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，現(xiàn)國外汽車企業(yè)、院校、政府和石油工業(yè)之間正加緊合作，確定燃料標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格；同時跨國間的密切合作也在加緊進行。

第三，繼續(xù)改進發(fā)動機燃燒控制技術(shù)。迄今為止，在發(fā)達國家，私營部門已開始改進發(fā)動機燃燒控制系統(tǒng)。過去，國外大學(xué)實驗室已經(jīng)完成這方面高水平的研究工作，但汽車企業(yè)對這一領(lǐng)域的介入不多。由于控制技術(shù)中需要應(yīng)用尖端處理器，因此，現(xiàn)國外高等院校與研究所正在繼續(xù)深入進行研究，企業(yè)則積極配合。

當(dāng)汽車不能再使用時，作為ELV由用戶交給經(jīng)銷商或維修站，然后用處理機（如切碎機）拆卸并銷毀。有用的部件、含鐵和非鐵質(zhì)金屬等被回收再利用，剩余的作為碎屑被處理掉。因此，促進ELV回收對有效利用資源非常重要。另外，因ELV中存在危及環(huán)境的材料（如：鉛和其它重金屬），故需防止它們在處理時釋放出有毒物。美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)早在上世紀(jì)90年代就提出，采取ELV回收措施爭取2010年前后使ELF的回收率達到90%以上；近年又提出在2025年前后實現(xiàn)ELV的回收率100%。為了實現(xiàn)這些目標(biāo)，在汽車設(shè)計階段就考慮回收辦法是必須的，同時還應(yīng)引入有效處理和加工技術(shù)的新理念。目前及未來一定時期，國外主要考慮研發(fā)并應(yīng)用以下ELV的回收和再利用技術(shù)：

第一，開發(fā)簡易回收技術(shù)。為了使樹脂和玻璃易于分離，必須盡早開發(fā)出有助于分離的零件。目前，部分玻璃已開始作為原材料供再利用，顯然還有進一步提高利用率的潛力。到2010年，除了熱塑性材料，樹脂也應(yīng)具備回收能力；為了去除金屬雜質(zhì)，要盡早進行簡易分類設(shè)計；繼續(xù)研究切碎屑的分揀和融化分離技術(shù)；防止金屬和樹脂衰變技術(shù)對實現(xiàn)相同材料的重復(fù)再利用很重要，必須逐步加以改進開發(fā)。另外，通過再聚合反應(yīng)把樹脂恢復(fù)成原料的研究正在試驗階段，這是未來回收的基礎(chǔ)。由于不同的回收技術(shù)領(lǐng)域，如防止退化技術(shù)和樹脂再聚合反應(yīng)等，均需要基礎(chǔ)研究，故不僅企業(yè)要付出努力，還應(yīng)該借助院校和科研所的研究力量。

第二，開發(fā)再利用技術(shù)。促進這方面的工作需要再利用零件的供應(yīng)和質(zhì)量保證，所以目前已同時進行產(chǎn)品壽命檢驗技術(shù)的研發(fā)，理想狀態(tài)是材料和零件本身具備自診斷特性。此外，還必須付出艱苦的努力，加快開發(fā)盡可能長效的或者具有自恢復(fù)能力的零件。

第三，建立社會回收系統(tǒng)。盡可能讓一些與汽車相關(guān)的工業(yè)介入EVL回收工作，只有把回收作為社會系統(tǒng)的一部分來發(fā)展才能提高EVL實際回收效率。因此，國外在回收技術(shù)開發(fā)上普遍贏得政府的支持，而不是單靠汽車工業(yè)和企業(yè)的單方努力。此外，熱回收同樣需要聯(lián)合技術(shù)開發(fā)以實現(xiàn)汽車發(fā)動機的高效、低排放燃燒和確保相應(yīng)法規(guī)的實施。

隨著國外噪聲法規(guī)的日趨嚴(yán)格，對汽車噪聲已采取了一系列控制措施。然而，發(fā)動機缸體、活塞敲擊以及冷卻和進氣系統(tǒng)等均有進一步改進的潛力。美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)為了達到2010年實施的汽車噪聲法規(guī)要求，目前及未來5年，主要考慮研發(fā)并應(yīng)用以下降噪技術(shù)：

第一，一些大型汽車上已安裝了發(fā)動機罩蓋和底殼，這些裝置的應(yīng)用領(lǐng)域正不斷擴大并同時開發(fā)其它抑制裝置。此外，進一步改進輪胎花紋和輪胎結(jié)構(gòu)以減少輪胎噪聲；為了降低動力噪聲，更重要的未來技術(shù)是降低排氣系統(tǒng)表面輻射噪聲和提高激光消聲能力。

第二，控制道路環(huán)境。如：采用雙層防水路面；在高速公路兩側(cè)建高隔聲壁。更為先進的隔聲壁和交叉路口加建隔聲壁均可進一步降低噪聲級。

通過以上汽車和道路基礎(chǔ)設(shè)施上的噪聲控制，行駛中的汽車噪聲可望在未來3～5年內(nèi)降低2～3分貝甚至更多。

環(huán)境保護已是當(dāng)今時代的主話題，一個國家在環(huán)境保護和公共交通事業(yè)的發(fā)展程度也是其綜合國力強弱的體現(xiàn)，汽車作為一個節(jié)能減排的重點項目來拉動國家經(jīng)濟增長和增加國際民生。但汽車的節(jié)能減排并不是一朝一夕就可完成的，既要有汽車企業(yè)的自身努力，又要有政府的政策支持，更需要全民環(huán)保意識的不斷提高。我們作為當(dāng)代大學(xué)生必須緊跟時代主題，學(xué)習(xí)并推動我國的節(jié)能環(huán)保事業(yè)。

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