车辆工程与环境保护的关系

车辆工程与环境保护的关系车辆工程与环境保护的关系 车辆二班徐天铭车辆二班徐天铭 20100410224 目前科学界在关于新世纪的科学展望中提到了两个最重要的领 域 一是生物 二是能源 做为一名车辆专业学生 我认为 新世 纪中 环保低碳的混合动力汽车将会得到大力发展 新的世纪 能 源将接近枯竭 如果这时候 仅为了眼前的利益而大肆破坏环境无 异于 一举两失 所以 车辆的前途必然是节能且减排 目前政府很是重视节能减排 节能减排是一个系统工程 主要 包含节能和减排两个重要方面 这两个方面相辅相成 缺一不可 其中节能是指减少能源浪费 减排是指降低废气排放 一般说来 节能是我们当前工作应抓住的重点 但同时也不能忽视减排工作 要做到两手并抓 有所侧重 首先 我们应把节能放在首位 在各 个领域开展节能降耗工作 这两项是目前政府机关能源消耗的大户 抓住重点 认真做好这两项工作 节能工作就能取得事半功倍的效 果 其次 我们也不能放弃减排工作 在抓好节能的同时 也要把 减排的目标落到实处 我国已经批准并加入了限制温室气体排放的 京都议定书 保护自然环境 减少废气排放已经是大势所趋 人 为地把节能和减排割裂开来 我认为这样不利于节能减排工作的开 展 我们要用系统的 全面的观点处理好节能和减排之间的关系 这样才能推进节能减排工作全面健康发展 在我国作为能耗大户 发展动力是必要的 没有动力就没有 进步 而汽车动力是工业生产的重要一部分 因此汽车行业的节 能减排一直是各国政府高度关注的焦点问题之一 当前全球资源 充足 利用技术成熟的汽车替代能源当属气体燃料 但是气体燃 料在汽车上的利用 有时也会因为技术的缺陷而引发污染环境的 问题 2009 年 10 月 中国广州市人大代表对广州市 LPG 公交 车的环保性提出了质疑 并由此引发了一系列的论证与反论证 在这一事件中有一件引发争议的核心零部件与节能减排有着密切 和直接的联系 便是气体燃料向动力能量的转化地 气体发动 机 当前使用单气体燃料作为能力源的发动机 主要有 LNG 液化天然气 发动机 CNG 压缩天然气 发动机和 LPG 液 化石油气 发动机三种 气体发动机与同排量的柴油机相比 动 力性相当 环保优势明显 更容易达到国 IV 国 V 排放 且当 前生产技术趋于成熟 生产工艺设备与柴油机可通用 在油气价 差保持的前提下 燃料经济性显著 不过气体发动机也有一定的 缺陷 比如续驶里程短 燃料加注时间长 加气站的建设投资太 大等 既然环保优势明显 为何广州市会出现 LPG 公交车污染事 件的争议呢 其实 2009 年 10 月事件发生时很多专家已经给出 了解答 称问题在于引发争议的 不对等测试 没有可比性 就好 像 快报废的名车肯定比不过新出厂的低档车 而对比香港 LPG 巴士的良好运营情况可以发现 原装 LPG 公交车和改装 LPG 公 交车的排放量差别明显 这或许才是广州 LPG 公交污染事件的 真正原因 而目前我国公交行业应用气体燃料清洁动力已取得显著成效 北京 上海 广东 四川 重庆 海南 甘肃等许多城市公交 公司在发展环保节能型气体城市客车上已经迈出了坚实的基础 随着我国 西气东输 管网的建成与投入使用 国外气源供应日渐 稳定增大 气体燃料客车也迎来了发展高峰期 近年来国内各大 盛事的举办 都离不开气体燃料清洁能源客车的身影 从 2008 年奥运会 到 2010 年广州亚运和上海世博 都已经或者即将出 现气体清洁能源燃料大客车的参与 国内外主流的发动机厂家正是看到这一形势 纷纷推出环保 节能技术的客车气体发动机 如玉柴近年研发上市的 YC6M Y C6L YC6G 和 YC4F 等九大系列环保发动机 上柴 2009 年主 推的天然气发动机 国际知名的发动机厂商如康明斯 依维柯和 戴姆勒 克莱斯勒等也在不遗余力地大力研发和推广气体发动机 等 可以说 配载气体发动机的大客车已经成为各大城市必不可 少的一份子 并越来越有成为城市公交客车主流的趋势 我国 20 世纪 50 年代开始发展低压天然气汽车 80 年代中 后期改革开放之后 气体燃料汽车开发应用的步伐加快 国内大 型发动机厂和汽车厂如玉柴 上柴 潍柴 东风和解放等厂家相 继推出了各自的气体发动机产品在市场上推广应用 1988 年我 国从澳大利亚 新西兰 加拿大等国引进 CNG 加气站的全套设 施 改装汽车部件及高压气瓶 分别建站于南充 大庆等地 开 启了 CNG 汽车发展的新时代 相对于 LNG 发动机 CNG 发动机和 LPG 发动机的技术成 熟程度 经济成本等都更现实 目前 CNG 发动机已经广泛应用 其第三代电控喷射 CNG 的技术 采用高压喷射 通过节气门传 感器 气体流量传感器 转速传感器 水温传感器 进气温度传 感器 压力传感器和氧传感器等经过中央处理单元来控制点火 空燃比等 更先进的 LNG 缸内直喷技术目前已得到小批试用 动力性 经济性和排放俱佳 但开发难度较大 费用昂贵 成本 也高 国内尚未开始研制 与传统柴油机相比 气体发动机取消了原柴油机的燃油喷射 系统相关的零部件 增加了蒸发调压器 LPG 发动机 减压器 CNG 发动机 等供给气体燃料的相关零部件 传统柴油机是 压燃式发动机 而气体发动机由于受燃料特性限制 抗爆振性能 采用的是与汽油机一样的点燃方式 在取消了喷油器后 将 原缸盖上的喷油器孔改为了火花塞孔 在取消了油泵后 在原油 泵安装位置装上了一个点火传动装置 通过点火正时传感器获得 发动机的点火正时信号 增加了以点火模块 点火线圈及火花塞 等零件组成的点火系统 气体发动机的控制系统多采用电控 与机械式柴油机相比 各工况点的空燃比 点火提前角 增压压力都实现了更精确更科 学的控制 为满足这些控制要求 增加了相应的 MAP MAT ECT 点火正时以及氧浓度等传感器 由于我国能源战略结构的调整 未来将有更多的气体燃料资 源通过进口为国内使用 目前在国内正在实施 LNG 加气系统的 城市有北京 乌鲁木齐 长沙等 约有近百辆 LNG 单一燃料公 交示范车辆正在运营 CNG 车则已在四川 重庆 北京 西安 内蒙 等地推广 LPG 环保节能型气体城市客车也在北京 上海 广东 四川 重庆 海南 甘肃等许多城市的公交系统已 经试行 在国外 LPG 被用作轻型车辆燃料已有许多年 气体发动机的电控系统和传统柴油机电控系统有所不同 其 增压 后处理均有特殊要求 且将先进的电子控制燃料喷射技术 应用于气体发动机 以便根据发动机的温度 负荷 转速等关键 参数对气体燃料的供给 混合气浓度 点火正时等进行精确控制 以提高发动机的功率和降低排气污染 空燃比控制在电子控制 燃料喷射发动机的应用效果非常好 它通过监控发动机排放状态 实时调节空燃比 并通过高能 精确点火等自动协调优化方式实 现最佳的经济性和排放性 而从成本来看 气体发动机电控系统 成本竟还稍低于柴油机电控系统 因此深入开发电控系统的潜力 十分巨大 未来必将有更好的发展 由于欧 IV 排放法规 不仅要求限制天然气发动机非甲烷碳 氢 NMHC 的排放 而且还要求控制总碳氢排放 THC 但先进 的氧化型后处理技术如何成功地运用于气体发动机也是关键的技 术之一 具有很大研究价值 广州市 LPG 公交车污染一事有关 专家也指出与其尾气后处理系统有关 当前国内气体燃料客车的基础设施和相关零部件产业尚不完 善 用户对气体发动机电控技术也还感觉到神秘 并对国产电控 气体发动机持怀疑的态度 以北京 上海为代表的发达城市 主 要还是采用进口的气体发动机 近年来 国产气体发动机不仅在 配套的功率范围上实现了拓宽 而且在配套领域也有突破 运行 过程中的故障报修率也大大降低 以上柴 玉柴 潍柴等为代表 的国内发动机厂不断研制出新技术和新机型 代表了中国内燃机 行业的技术实力 也代表了中国未来动力的发展方向 此外 气体燃料大客车的发展对于降低排气污染 节约石油 资源有着重要的意义 我国较为丰富的天然气和液化石油气资源 也为气体燃料大客车的推广应用提供了有力的能源保障 且气体 燃料的使用成本相对于日渐上扬的油价明显具有竞争力 应该为 更多客车用户所接受 气体发动机是 21 世纪的一种新型 绿色 动力 未来城市必将由于它的出现而面貌焕然 高效率 低污染 的气体发动机的开发与生产 将是中国乃至世界的客车行业未来 共同努力的方向 以上介绍的是汽车发动机在节能方面的先进成果 气体发动 机 目前还有混合发动机 油电混合发动机等等形式 都是在努 力地进行着节