汽车绿环保与清洁生产论文
国际能源署预测,到2030年全球石油消耗的57%发生在交通领域。另有数据表明,一辆车年均消耗油约为两吨,每年排出的二氧化碳大概为5000公斤,以及其他大量有害气体。数据表明,一辆12米长的公交车,按照一定的工作制正常行驶半年,要烧掉10吨柴油,即便是北京,完全达到国四和欧四的标放标准,每年也要产生34吨的二氧化碳,排放63公斤的一氧化碳,19公斤的碳氢化合物,147公斤的氮氧化合物和其他颗粒物。中国汽车保有量刚刚达到5000万辆,人均汽车拥有量仅为世界平均水平的三分之一,但其年耗油量却也接近全国成品油总量的60%,按目前的增长速度和油耗水平,我国汽车保有量到2020年将超过1.5亿辆,年耗油将突破2.5亿吨。巨大的市场需求与严峻的环境约束之间矛盾异常尖锐。
汽车企业作为碳排放与其他污染源的“主力军”,应该践行绿环保与清洁生产的理念,做一个对社会负责的企业。
那么车企应该怎样做到绿环保与清洁生产呢?
(一)在汽车发动机方面
1.提高发动机工作效率
例如宝马公司采用的一些技术:
高精度直喷系统
BMW创新的汽油直接喷射系统-- 高精度直喷,使燃烧过程更加高效,为发动机带来更高的性能并显著降低油耗。高精度直喷系统是BMW EfficientDynamics的组成部分,BMW EfficientDynamics是BMW的系列创新科技,致力于在提高性能的同时降低油耗与传统喷射系统相比,BMW高精度直喷系统需要的燃油非常少,并消除了由于燃油被喷射到燃烧室壁上而未燃烧所造成的浪费。得益于压电喷油器,燃油可于0.14毫秒内喷射,这使得单个燃烧过程中可引入多次燃油喷射。高性能和灵活的电子控制系统根据发动机动力要求、运行温度和汽缸压力调整定时和喷射油的定量。这确保燃烧被精确控制,在任何行驶状态下都能保证清洁和高效。运用该技术的车型:7系四门轿车,全新Z4敞蓬跑车。
发动机节能启停功能
一个节省燃油的妙诀:发动机节能启停功能每次在车辆停下时自动关闭发动机(例如碰到红灯时),踩下离合器后自动重启,从而降低了耗油量。原理很简单:如果发动机不运转,那么它就不能消耗燃油。在交通堵塞或遇到红灯时,发动机节能启停功能将自动关闭发动机。每当您挂空档并松开离合器以后,此功能就立刻启动。信息显示器上将通过“Start Stop”显示发动机已经关闭。只需重新挂上档,您的BMW即可重新启动:在您踩下离合器的瞬间,发动机立即启动,不会给您的驾驶造成任何耽搁。在坚持使用的情况下,发动机节能启停功能会有效降低耗油量和二氧化碳排放量。运用该技术的车型:3系双门轿跑车。
制动能量回收系统
充分利用每一瓦特:仅通过您的BMW在制动、滑行或减速时给蓄电池充电,制动能量回收系统即可改善燃油效率最多达3%,并确保发动机加速时拥有完全功率。制动能量回收系统由此增加了燃油效率,同时提高了驾驶动感。作为安全预防措施,制动能量回收系统监视蓄电池的充电水平,并在必要时--即使正在加速,也持续为蓄电池充电,以防止蓄电池完全放电。运用该技术的车型:7系四门轿车,X5。
汽油发动机电子控制系统(DME)
汽油发动机电子控制系统(DME)可以控制发动机运转的所有关键功能,可谓全面的发动机管理系统,确保最佳性能及最低的油耗和排放。通过管理发动机关键功能,汽油发动机电子控制系统(DME)确保最佳的可靠性和性能,以及最低的油耗和排放。它的传感器持续监控所有影响发动机运转的因素。随后,数据由一个微处理器评估,并转换成燃油喷射和点火系统的指令。BMW于1979年在BMW 732i中引入了世界上第一套汽油发动机电子控制系统。
2.寻发动机绿替代能源
现在的新能源形式主要有天然气、液化石油气、混合动力、纯电力、燃料电池、醇类燃料等。中外有别:我国主推镍氢、日欧侧重锂电、美国偏爱燃料电池。由于目前倾向于主流地位的混合动力、纯电动和燃料电池三种新能源汽车都是用电池作为动力燃料,因此从各个国家的扶持政策中可以看出其研发方向的侧重点各不相同。
日本:日本经济产业省所属“性能源与产业技术综合开发结构”2009年6月10日宣布,决定以京都大学为中心,设立产学研合作研发联盟,共同实施2009年度新项目“革新性蓄电池尖端科学基础研究专项”。日本政府计划 7 年内对此项目投入210亿日元,在2020年前将现行电动汽车一次充电续航距离提高三倍。
丰田:自1997年首款混合动力车型量产至今,包括雷克萨斯品牌在内,丰田在全球售出的混合动力车型超过236万辆。凯美瑞混合动力自06年上市至今在北美累计销售量达到17.3万台,是北美市场上销售最好的混合动力产品之一;2009年美国市场的月销量均保持在5000辆以上。
德国:作为国家电动移动战略大会的一部分,德国联邦政府最近确立的目标是,2020发动机启停技术年以前让德国大街上的电动汽车和插入式混合动力车达到100万辆。德国从今年起启动昂了一项 3.6亿欧元的车用锂电池开发计划,几乎所有德国汽车和能源巨头均携资加入。
美国:目前,全球混合动力车销量最大的国家为美国。奥巴马总统上任后,把插电式混合动力汽车作为刺激经济和拯救汽车业的一张王牌。为了推动美国成为电动燃料电池主要生产国,美国能源部(DOE)将拨快24亿美元补助企业相关技术开发,截止2009年5月底共有165家企业申请补助。
中国:在年初发布的振兴规划中提出电动汽车产销形成规模的重大战略目标,通过改造现有生产能力,形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新型汽车产业。去年6月,工信部出台新标准,以镍氢电池生产的混合动力乘用车被归类为成熟产品,允许全国范
围能销售使用。
比亚迪:作为中国电动汽车老大,她的迅速发展不容小视。2008年12月15日,全球首款比亚迪双模电动汽车F3DM上市,掀开了世界汽车工业发展的新篇章。从2003年比亚迪力主研发电动汽车,到全球首款双模电动汽车的上市,比亚迪只用了5年时间就实现了清洁能源汽车市场化的目标。2008年推出纯电动汽车比亚迪E6,搭载铁电池,续航力达300km,计划2010年上市
电动汽车在降低油耗和节约成本方面比其他动力技术更胜一筹,其他技术削减的耗油量为41%~56%,而电动汽车可以100%地降低耗油量。由于减少了化石燃料的使用,电动汽车的燃油经济性比普通内燃车有明显的提高,如一般混合动力车和外接充电式混合动力车能分别提高约21%和56%。若到2030年电动汽车能占到中国汽车总数的30%,那么将能节省7亿桶石油,为预计所需62亿桶石油总量的10%。
(二)使用节能轮胎
轮胎的阻力越大,燃油消耗就越高。使用阻力小的轮胎可以降低燃油消耗。每次车辆在道路
表面行驶时,轮胎的形状都会受到扭曲。视接触面和轮胎的气压而定,这种变形可能会消耗大量的能量,从而降低燃油效率。
宝马:BMW通过使用节能轮胎克服了这个问题:侧壁和轮胎面采用特殊的耐热、抗变形材料,有助于保持轮胎的形状,确保轮胎平滑地滚动。得益于创新的设计,节能轮胎实现了更平稳的驾乘、改善了燃油效率并降低了排放。
大众:新式轮胎,与传统的黑轮胎(Carbon Black)相比采用了 Silica技术(胎面配方中加入二氧化硅),降低了轮胎滚动阻力,提高了抓地力,提高了整车安全性,降低油耗。在市场热卖的PASSAT领驭,就采用了新型的绿轮胎。这类绿轮胎与传统的黑轮胎相比,降低了轮胎的滚动阻力,阻力小了,自然就省油。在使用这种轮胎之后,PASSAT领驭的油耗与老款帕萨特相比降低了4%左右,其中最大的降幅甚至达到8.2%。途安以及刚上市不久的斯柯达明锐也都采用了这种绿轮胎。
(三)控制原材料;考虑可循环、回收
随着居民汽车保有量的增加,势必报废的汽车会越来越多。如果不加以处理,会对环境造成
很大污染。车企对汽车的零部件熟悉,报废的汽车如果能够由车企回收并加以再利用,这样会大大节约资源,减少资源浪费。
例如:BMW早在研发和生产的最初阶段,就已考虑到车辆使用寿命终结时的情况,并为车辆中所使用的环保回收材质打下了基础。BMW确保无论在何处,不同的材料都可以轻松分离以实现有效回收,将对环境的影响降低到最低。材料回收将不同类型的材料分开 --例如玻璃、聚碳酸酯或铝--并对其处理成回收的原材料;这些原材料可用作能源资源或用于制造新产品,例如新车辆的车轮内罩是由回收的合成材料制成的。
上海大众:在产品的设计之初就考虑回收利用问题。2000年起,上海大众对产品车零件材料的可回收回用情况展开调研。便于今后旧车的回收与利用。目前,POLO劲情劲取、PASSAT领驭和途安新一代的回收再利用率高达80%。
(四)改进加工工艺
除了原材料和源头控制之外,在加工过程中也尽可能采用环保的加工工艺。例如:不含Cr(VI)的钝化,在安装柱内饰时,采用模内复合技术,而不是简单的使用胶水进行粘合(胶
水中含有大量苯类),通过优化油漆程序减少使用溶剂,在所有重要的焊装连接中采用激光焊接(无缝连接技术)。铝车轮无Cr(VI)表面预处理工艺;座椅采用的真皮全部经过特殊处理,皮质中有害物质含量大大降低;内饰件采用低压注塑工艺(避免含有溶剂的粘结胶);使用不含铅的离合器涂层。
(五)噪声控制
噪声是现代城市的主要污染之一,也是评价汽车环保性能的重要指标。通过改进消声装置,以及控制汽车振动等。上海大众建立了国内领先的试车场和满足ISO362i《室内车外加速噪声测试标准》的整车声学试验室,致力于降低车内噪声,执行和采用《GB/T18697-2002声学汽车车内噪声测量方法》,提供用户更舒适的驾驶空间。
(六)采用类似SPS的生产系统
围绕减少资源消耗、实行循环经济方式、实现可持续发展需建立符合精益生产理念的工厂管理系统。
上海大众:制造部打造上海大众全面生产系统(SVW Production System),简称SPS。以
推动精益生产理念和方法,推动生产过程和现场的优化工作,促进管理水平和执行力的提升。SPS系统包含的方法和工具可缩短交货周期、提高工作质量、降低产品成本。建立了一系列标准和规范,提高产品竞争能力和企业可持续发展能力的。
总之,要打造一个绿环保、清洁生产的汽车企业必须做到全程控制。从产品本身的打造来说,每一辆车都需要通过六大控制――材料控制、空气质量控制、工艺控制、节能控制、尾气控制、噪声控制,从产品设计、加工到使用各个环节实现了环保性能。与此同时,还要致力于生产制造的全程控制,即将汽车技术研发中的环境保护,以及能源节约、土壤保护、废水处理等汽车制造全过程环节中的能耗与污染问题纳入到控制范围内,形成了一张最周密的“全维环保网”,从而达到绿环保与清洁生产的要求。
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