雷麗竹
摘 要:隨著人們生活水平的提高,汽車正以驚人的發(fā)展速度改變著我們的出行方式。但汽車在給我們帶來便利的同時(shí),也帶來了新的問題,汽車尾氣的排放成為大氣污染的主要來源。如何利用現(xiàn)代科技手段來降低汽車尾氣對(duì)空氣的污染逐漸成為汽車行業(yè)的新方向。
關(guān)鍵詞:汽車;尾氣排放;新技術(shù);環(huán)保
人類的生存與發(fā)展,經(jīng)過漫長(zhǎng)的奮斗歷程后嗎,在改造自然和發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面取得了輝煌的業(yè)績(jī),極大地提高了人們的生產(chǎn)生活水平。汽車作為現(xiàn)在最常用的代步工具,從上世紀(jì)末誕生以來,就以驚人的發(fā)展速度時(shí)刻改變著我們的出行方式。在這一百多年的歷史里汽車制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)主要的階段,從最初的生產(chǎn)效率極低的手工生產(chǎn)方式,到后期由福特公司最早提出的大批量生產(chǎn)方式,再到現(xiàn)在的精益化生產(chǎn)方式,汽車在給我們帶來便利的同時(shí)也帶來了新的問題——尾氣排放成為大氣污染的主要來源。
面對(duì)日趨嚴(yán)重的環(huán)境問題,可持續(xù)發(fā)展思想深入人心,發(fā)達(dá)國(guó)家正通過立法的、經(jīng)濟(jì)的、政策的、輿論的手段加強(qiáng)對(duì)制造業(yè)的環(huán)境監(jiān)督與安全保護(hù),對(duì)汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格。據(jù)環(huán)保部的調(diào)查顯示,汽車尾氣污染已成為城市污染的首要來源。在此背景下如何利用現(xiàn)代先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)來降低汽車尾氣的排放量成為汽車行業(yè)新的競(jìng)爭(zhēng)方向。
如今隨著制造業(yè)的高速發(fā)展,各種先進(jìn)制造技術(shù)為汽車行業(yè)的發(fā)展奠定很好的基礎(chǔ),越來越多的高新技術(shù)率先應(yīng)用到汽車行業(yè),使現(xiàn)在的車輛性能更加優(yōu)越而對(duì)環(huán)境的破壞越來越小。如何有效降低尾氣有害物質(zhì)的排放,一般從三方面考慮:
首先就是改變動(dòng)力來源的方式,汽車尾氣產(chǎn)生的根源是由汽油燃燒引起的,采用電力驅(qū)動(dòng)則不存在這種問題,所以電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。所謂的電動(dòng)汽車,即采用電機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輛,而電動(dòng)汽車的發(fā)展時(shí)間也可以追溯至19世紀(jì)30年代,顯然電動(dòng)汽車的歷史并不比內(nèi)燃機(jī)汽車短,但由于當(dāng)時(shí)的電池容量小、充電時(shí)間長(zhǎng)、行駛速度低等原因,電動(dòng)車沒有得以更好的發(fā)展。在如今,大容量蓄電池,快速充電技術(shù),甚至無線充電技術(shù)讓電動(dòng)車又有了很好的發(fā)展基礎(chǔ)。目前,如豐田普銳斯、特斯拉、雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)、寶馬i3等品牌均有很好的銷量。這兩年,隨著“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色發(fā)展”的提出國(guó)內(nèi)加大環(huán)境治理力度,更促進(jìn)了擁有自主知識(shí)品牌的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車的研發(fā),如比亞迪、北汽、眾泰等皆有電動(dòng)品牌汽車推出。在車型增加和強(qiáng)有力的政策支持下,越來越多的人將目光投向了電動(dòng)汽車,據(jù)統(tǒng)計(jì)2015年第四季度的全球電動(dòng)汽車?yán)塾?jì)銷售量已達(dá)100萬(wàn)輛,創(chuàng)造了新的記錄。我國(guó)鋰資源儲(chǔ)量達(dá)380多萬(wàn)噸,居世界第二,稀土儲(chǔ)量居世界第一,所以在電動(dòng)汽車的發(fā)展上有很好的基礎(chǔ)。
目前我國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用最為廣泛的是混合動(dòng)力汽車,在很多城市的交通系統(tǒng)中我們都可以看到混合動(dòng)力公交車的身影。混合動(dòng)力汽車同時(shí)搭載了兩套動(dòng)力源,即傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和純電動(dòng)力源,控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況作出判斷選取動(dòng)力來源,使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳的工作狀態(tài),從而在保證動(dòng)力的前提下,實(shí)現(xiàn)最低的油耗,減少環(huán)境污染。混合動(dòng)力汽車的相關(guān)技術(shù)已基本發(fā)展成熟,在一系列新技術(shù)的推動(dòng)下形成了油-電、電-氣等多種不同的混合動(dòng)力方式,使動(dòng)力系統(tǒng)平穩(wěn)過渡和轉(zhuǎn)型。
改變汽車動(dòng)力來源雖是降低油耗最直接的方式,但內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)大的動(dòng)力優(yōu)勢(shì)決定了今后汽車的主流形態(tài)仍然是以燃油為主。如何既兼顧動(dòng)力性又能減少污染物的排放,工程師們費(fèi)盡心思,于是盡量降低發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間就成為一個(gè)新的研究方向,最終智能啟停技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。所謂智能啟停技術(shù),即車輛臨時(shí)停車系統(tǒng)自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)。在車輛擁堵路段或路邊短暫停留時(shí),駕駛員踩下制動(dòng)踏板,停車摘擋。行車電腦ECU將自動(dòng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否空轉(zhuǎn)處于空擋狀態(tài),車輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示是否為零等條件并作出判斷,滿足這些條件發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作時(shí)間減少,油耗降低,以此來實(shí)現(xiàn)節(jié)油減排的目的。如今大容量蓄電池,大扭矩高頻次起動(dòng)機(jī)的出現(xiàn),讓智能啟停技術(shù)應(yīng)用在更多的車型上,在十萬(wàn)左右的家用緊湊型汽車上,智能啟停已成為標(biāo)準(zhǔn)配置。
發(fā)動(dòng)機(jī)停缸技術(shù)也是近些年比較受關(guān)注的一項(xiàng)車輛節(jié)能減排的技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)停缸技術(shù)也稱為可變排量技術(shù),是在車輛進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)之后,通過區(qū)分負(fù)荷運(yùn)行狀況,從而決定是否停止部分氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)。在車輛處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)停止部分氣缸工作的途徑主要有三種:一是停止對(duì)部分氣缸的燃油供應(yīng),即斷油;二是斷油同時(shí)斷氣,即停止這部分氣缸的氣門運(yùn)動(dòng);三是斷油并將產(chǎn)生的廢氣排入不工作氣缸。部分氣缸停止工作,從而加重正常運(yùn)行氣缸的負(fù)荷,使其處于中高負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)油耗工作區(qū),從而達(dá)到降低發(fā)動(dòng)機(jī)整體油耗,減少排放的目的。但發(fā)動(dòng)機(jī)停缸技術(shù)仍面臨著一定的問題,目前這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)的V8和V6發(fā)動(dòng)機(jī)上,對(duì)于直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用相對(duì)較少。但隨著科技的發(fā)展,已經(jīng)有一些汽車品牌(例如大眾汽車)開始嘗試將這項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用在直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)上,相信在不久的將來發(fā)動(dòng)機(jī)停缸技術(shù)也會(huì)成為各類家用汽車的標(biāo)配。
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,經(jīng)濟(jì)的快速提升,人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來越高,汽車的存在擴(kuò)大了人們的生活半徑,增添了人們的生活色彩,但同時(shí)帶來的環(huán)境污染也應(yīng)該越來越受到人們的重視,保護(hù)環(huán)境已是刻不容緩的問題。相信新科技在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)改變我們對(duì)傳統(tǒng)汽車的看法,也會(huì)讓我們的出行更加的綠色環(huán)保。
科技創(chuàng)新與應(yīng)用2016年33期