当前,汽车节能的新技术、新材料、新产品的研制和开发,已取得较大突破。为把能源消耗降下来,世界各国都制定了具体的科技发展规划。美国提出到2004年大小轿车的百公里油耗均值要达到现在油耗均值的1/3。欧洲各国的目标是:到2005年大小轿车百公里油耗均值:柴油机不超过3升,汽油机不超过4升。日本也在攻关。这就说明:节能技术是汽车工业发展的重中之重。
为实现把现在的燃油效率提高3倍的目标,一些大的汽车工业国家采取的主要措施有:
一、采用燃料电池,将燃料直接转变为电能
所谓燃料电池就是使燃料直接转变成电能, 不经过燃烧或者不是直接燃烧的电池。现在研究得比较成功的燃料电池是氢燃料电池。它是从各种燃料中提取出氢气,将氢气离子化,使其带电,然后再充入空气, 让氢离子跟氧离子结合生成水,在氢离子跟氧离子的结合过程中,两个电极上便有电流通过。这种氢燃料电池就是燃料氢供应过程中发生化学作用时便发电, 跟那种先储存电然后再放电的储能电池不同。以前氢气的储运是一个难题,现在可利用活性碳的吸附性,将氢气吸附在一个容器里,用泵使其通过一个催化装置释放出来;另一种方法就是将甲醇、甲烷等富氢化
合物泵到催化装置, 催化装置再将其分解成碳和氢气, 并将氢气输送到燃料电池。我国西南贵金属研究院已经研制出甲醇汽车。现在丰田公司、奔驰公司研制的氢燃料电池已到试用阶段,这种电池能的转化效率可达到75%, 但价格上还稍微偏高。
二、采用混合型动力,使汽车始终保持最经济合理的运行状态
所谓混合型动力, 就是一个发动机后面附带一个电瓶,发动机输出的功率不能满足动力需要时,就由电瓶供电补充;而当发动机输出的功有剩余时,又转化成电能储存在电瓶中。混合型动力可使整车始终保持最佳经济的运行,虽发动机本身热效率不很大,但它可使能量消耗大大降低。这种车型已投放市场。
三、大幅度减轻汽车总重量,减少汽车阻力
试验表明:在风阻、滚动阻力不变时,其重量每减轻100公斤,汽车百公里耗油便会下降0.6~0.7升,美国要求,在保持现有车身体积不变的情况下,要使汽车重量减轻40%,因而对汽车材料提出了更高的要求。奥迪、丰田、福特等汽车公司都在制造铝车身,车身铝化已成为发展的趋势。钢板车身面临着如何保持原有钢板强度不变的情况下,降低钢板重量的新课题。用碳纤维
材料制造的车身也非常轻,但这种材料回收利用还较难,故没得到推广应用。总之,减轻重量,发展新材料已成为新课题。
四、改善现有发动机、传动系性能,提高热效率
汽车节能产品现有汽油发动机的有效热效率为25%~30%,而柴油发动机的有效热效率为30%~45%。要想提高热效率,提得很高是非常困难的,只有从柴油机入手,于是科技人员设计了1升的柴油机。在这台柴油机上利用EGR废气再循环技术实行增压增容技术;同时实现排气的催化净化。这样发动机的热效率便会得到提高,这种提高发动机热效率的方法世界各国都在采用。而日本汽车科研人员认为现有汽油机还有潜力可挖,他们正在研究开发一种缸内直喷、稀薄燃烧的发动机,它的有效热效率将比现在汽油机提高30%左右。这种发动机将很快投放市场。
五、将制动时消耗的能量再回收利用
汽车制动时会产生很大的热量,如果让这种能量白白地散失,那就太可惜了,如何将这种能量有效地储存起来,在行车时又加以利用,是汽车节能技术的又一举措,于是一种新型的机械式储能器诞生了。这种机械式储能器就是在汽车上装一个飞轮,制动时,将飞轮与有关装置相连,由
于飞轮质量很大,在旋转惯性力的作用下,当汽车减速下来的同时, 飞轮却高速地旋转起来。飞轮的动能一方面可通过传动装置与车轮直接相连,带动汽车起步,另一方面可将飞轮与发动机相连,将动能转换成电能储存起来。另外也可以利用液压的储能器来回收刹车时的能量,现在一般能将刹车时产生的能量回收60%~70%左右。总之,刹车时的能量不但要达到刹车的目的,还要实现储存能量用于其它的目的。
总之,节能技术的研究和开发,不仅降低能源消耗,而且也减少了废气排放,减少环境污染,同时也显著地提高汽车的性能。只有增强能源、环境意识,提高节能技术,才能适应当今世界汽车发展的潮流,把汽车产品推向广阔的市场。
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