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汽車新技術(shù)第一章概述
概述
§1汽車工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀§2我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展§3節(jié)能、環(huán)保及安全§4汽車技術(shù)的發(fā)展§1汽車工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀
汽車工業(yè)的發(fā)展分為四個(gè)時(shí)期:
1、誕生時(shí)期(1886—1900年)
1886年,戴姆勒一號(hào)車為世界上第一輛汽車,后置發(fā)動(dòng)機(jī),后輪驅(qū)動(dòng),后輪比前輪大一倍,利用轉(zhuǎn)向桿轉(zhuǎn)向,時(shí)速10Km左右。同一時(shí)間,Benz與Dailmler成立了奔馳—戴姆勒汽車公司。后又相繼出現(xiàn)了一批汽車制造公司,美國(guó)的福特,英國(guó)的羅爾斯,法國(guó)的雪鐵龍,意大利的菲亞特deng.到1900年,世界上共有8個(gè)國(guó)家生產(chǎn)汽車,共有1萬(wàn)多輛汽車。生產(chǎn)方式是手工生產(chǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)功率僅有1—2馬力,只能乘坐2—3人,并且設(shè)有門窗,車蓬等。這個(gè)時(shí)候的汽車只是供紳士貴族娛樂(lè)的工具。
世界汽車發(fā)展回顧§1汽車工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀
2、汽車工業(yè)的創(chuàng)建期(1900—1920年)
這個(gè)時(shí)期,汽車的需求量增大,車速變快。美國(guó)的亨利—福特創(chuàng)立了流水線的生產(chǎn)方式,使生產(chǎn)效率大大提高,成本下降。到1920年,汽車保有量達(dá)200萬(wàn)輛。主意產(chǎn)品為小轎車?!?汽車工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀3、汽車產(chǎn)品的發(fā)展時(shí)期(1920—1950年)
這個(gè)時(shí)期里出現(xiàn)了第一次經(jīng)濟(jì)危機(jī),汽車產(chǎn)品出現(xiàn)了供大于求的情況,汽車工業(yè)不景氣,開始開發(fā)新產(chǎn)品。如:大客車,載重汽車,軍用車等。這期間,發(fā)展很快的通用汽車公司的發(fā)展超過(guò)了福特汽車公司。特別,1939年爆發(fā)了第二次世界大戰(zhàn),促進(jìn)了軍用車,越野汽車的發(fā)展。到1950年,汽車產(chǎn)品性能趨于完善,機(jī)構(gòu)趨于成熟,已經(jīng)成為系列。我們講的汽車的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是指50年代的汽車結(jié)構(gòu)?!?汽車工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀
4、汽車技術(shù)的進(jìn)步時(shí)期(1950—至今)
50年代出現(xiàn)了高速公路,促進(jìn)了汽車工業(yè)的再發(fā)展,且和其它學(xué)科緊密結(jié)合,如:電子學(xué)科,人體工效學(xué)科,非金屬材料等,并應(yīng)用于汽車技術(shù)中?!?汽車工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀幾個(gè)大的技術(shù)突破:
1轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī):經(jīng)濟(jì)性好,體積小,轉(zhuǎn)速高。
2根據(jù)柴油機(jī)的燃燒規(guī)律,采用了增壓技術(shù)。力求做到:污染少,質(zhì)量輕,噪聲小,從而出現(xiàn)了電子控制燃料供給系統(tǒng)。
3高速公路的發(fā)展,使的車速提高,促進(jìn)了汽車性能的提高,主要是安全性能的提高:制動(dòng)系統(tǒng)加制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置和電子防抱死系統(tǒng),防碰撞系統(tǒng),自動(dòng)調(diào)節(jié)懸架??諝鈩?dòng)力學(xué)的發(fā)展,促進(jìn)了車速的提高,空氣阻力的下降。電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用到汽車的設(shè)計(jì)和制造,CAD和CAM?!?汽車工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀
70年代,由于中東戰(zhàn)爭(zhēng),出現(xiàn)了石油危機(jī)。油價(jià)的上升,人們關(guān)心的是省油,價(jià)廉。日本的豐田汽車公司率先推出了省油型,小排量汽車,并占領(lǐng)了美國(guó)市場(chǎng),而且日本國(guó)汽車的年產(chǎn)量位居世界第一位,美國(guó)次之。并且,出現(xiàn)了代用燃料:甲醇,氫氣,天然氣,太陽(yáng)能,電動(dòng)汽車等。由于汽車中越來(lái)越多地引進(jìn)微處理機(jī),傳感器,調(diào)節(jié)袋,汽車結(jié)構(gòu)由單一的機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)—電—儀一體化系統(tǒng),并逐步具有人工智能。汽車正在向自動(dòng)化和智能化發(fā)展。
現(xiàn)代汽車工業(yè)的特點(diǎn)
汽車是相關(guān)學(xué)科、產(chǎn)業(yè)眾多,技術(shù)密集的產(chǎn)品汽車是高投入的產(chǎn)品
汽車是受法規(guī)限制最多、最嚴(yán)的產(chǎn)品限制法規(guī)包括排放、燃油消耗、噪聲、防火、安全等方面
車型及新技術(shù)日益增多
汽車是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)最激烈的產(chǎn)品
組織管理及經(jīng)營(yíng)方式的發(fā)展
汽車工業(yè)運(yùn)作的全球化矩陣管理方式
為了提高工作效率,降低成本,各大汽車公司很注意組織管理體制的改革,精簡(jiǎn)組織管理的層次,采用以產(chǎn)品系列為縱向、功能部門為橫向體系的矩陣式管理體制。
生產(chǎn)方式及生產(chǎn)規(guī)模的變化生產(chǎn)效率及汽車普及程度高
發(fā)達(dá)的汽車工業(yè)國(guó)家的汽車生產(chǎn)效率及普及程度是相當(dāng)高的
世界汽車工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)
生產(chǎn)的集中化及專業(yè)化
零部件生產(chǎn)的規(guī)模擴(kuò)大及國(guó)際化生產(chǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理及柔性化采用系統(tǒng)配套方式追求效率生產(chǎn)的集中化及專業(yè)化目前全世界汽車產(chǎn)量5400萬(wàn)輛/年,最大能力可達(dá)6000萬(wàn)輛/年,轎車銷量4000萬(wàn)輛/年。在發(fā)達(dá)國(guó)家中,大城市已是堵車成災(zāi),不得不紛紛采取限車措施,所以,車輛更新將成為轎車的主要市場(chǎng),轎車的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)更加劇烈。要想在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝,要靠開發(fā)新車型。在能源、環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格,城市交通堵塞日益嚴(yán)重的21世紀(jì),小型車將比大型車吃香。但在發(fā)達(dá)國(guó)家,開發(fā)費(fèi)用極高,動(dòng)輒以幾十億計(jì),大家真花不起這筆錢。于是出現(xiàn)了合資、收購(gòu)、兼并的重組浪潮。戴姆勒一克萊斯勒的聯(lián)合,也是大車專業(yè)公司戴姆勒一奔馳看中克萊斯勒的小車開發(fā)能力和小車傳統(tǒng)市場(chǎng),加以傳統(tǒng)的小車公司雷諾,握有一部分克萊斯勒公司的股權(quán)。戴姆勒一奔馳此舉有一箭雙雕之妙?!?我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展
在剛剛過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里,中國(guó)汽車工業(yè)從無(wú)到有、從小到大,走過(guò)頗不平凡的道路。
1951年,中國(guó)批準(zhǔn)設(shè)計(jì)了仿吉爾150,年產(chǎn)量三萬(wàn)。
1953年,中國(guó)第一汽車制造廠破土動(dòng)工興建,中國(guó)的汽車工業(yè)誕生了。1956年7月15日,第一輛汽車CA10開下裝配線。“解放”牌共生產(chǎn)了30多年,車型由CA10發(fā)展到CA10B、CA15、CA141。設(shè)計(jì)生產(chǎn)從剛開始的年產(chǎn)量3萬(wàn)。到1985年的年產(chǎn)量10萬(wàn),其中CA141達(dá)到了國(guó)外70年代的水平。§2我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展
1958年后,國(guó)家又相繼建立了很多汽車廠,如:南京汽車廠(代表車型NJ130),北京汽車廠(代表車型BJ130),濟(jì)南汽車廠(代表車型JN150),上海汽車廠(代表車型SH760)。這時(shí)中國(guó)的汽車工業(yè)處于仿制階段。
1965年到1981年,中國(guó)汽車工業(yè)處于閉門造車的階段。相繼出現(xiàn)了中國(guó)第二汽車制造廠,陜西汽車廠,四川汽車廠等。1975年7月1日,在湖北十堰的第二汽車制造廠,“東風(fēng)”系列的第一個(gè)基本車型—2·5噸越野車正式投產(chǎn)?!?我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展
1981年到現(xiàn)在,處于產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)期一汽,CA10B發(fā)展到CA141,全部37個(gè)系列品種。
1987年,國(guó)家批準(zhǔn)一汽成為我國(guó)三大轎車生產(chǎn)基地之一。
1984年1月15日,首家中外合資汽車企業(yè)———中美合資北京吉普汽車有限公司開業(yè),生產(chǎn)當(dāng)時(shí)的美國(guó)汽車公司切諾基XJ系列4輪驅(qū)動(dòng)越野車。整車企業(yè)較大規(guī)模地引入外資,標(biāo)志著中國(guó)汽車工業(yè)的全面開放。緊隨北京吉普之后的上海大眾、一汽—大眾、神龍、上海通用、廣州本田等轎車項(xiàng)目,南京依維柯、江鈴、慶鈴、金杯等輕型車項(xiàng)目的成功,使合資企業(yè)成為中國(guó)汽車工業(yè)的重要組成部分。
§2我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展1994年3月12日,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)中國(guó)第一部、到目前為止也是中國(guó)唯一一部產(chǎn)業(yè)政策—《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》。在20世紀(jì)的最后幾年時(shí)間里,德國(guó)大眾、日本本田、美國(guó)通用等跨國(guó)公司,通過(guò)在中國(guó)的合資企業(yè)大興銷售服務(wù)體系的建立與規(guī)范。
2000年,中國(guó)汽車產(chǎn)量預(yù)計(jì)首次超過(guò)200萬(wàn)輛。中國(guó)躋身世界汽車十強(qiáng)之列。汽車產(chǎn)量在1971年、1988年、1992年和2000年分別突破10萬(wàn)輛、50萬(wàn)輛、100萬(wàn)輛和200萬(wàn)輛。
2003年,中國(guó)汽車產(chǎn)量超過(guò)400萬(wàn)輛。
初創(chuàng)階段(1949—1965年)全面發(fā)展階段(1981年至今)成長(zhǎng)階段(1966—1980年)初創(chuàng)階段(1949—1965年)
初創(chuàng)階段的特征是:首先建成了中國(guó)第一汽車制造廠,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)汽車工業(yè)零的突破;接著建立了南京汽車制造廠、上海汽車制造廠、濟(jì)南汽車制造廠、北京汽車制造廠,形成了五個(gè)汽車生產(chǎn)基地。汽車工業(yè)的籌化
1949年,中華人民共和國(guó)成立后,就開始了建立我國(guó)汽車工業(yè)的籌化工作。
1949年l0月,在中央重工業(yè)部?jī)?nèi)設(shè)置了汽車工業(yè)籌備組。
1950年1月,毛澤東主席和周恩來(lái)總理率領(lǐng)中共中央代表團(tuán)訪問(wèn)前蘇聯(lián),商定前蘇聯(lián)幫助中國(guó)建設(shè)156項(xiàng)重點(diǎn)工程,其中包括建設(shè)一座現(xiàn)代化汽車廠
1952年秋,黨中央任命饒斌為第一汽車制造廠廠長(zhǎng)。1953年6月6日,毛主席簽發(fā)《中共中央關(guān)于力爭(zhēng)三年建設(shè)長(zhǎng)春汽車廠的指示》。第一汽車制造廠的建立1953年7月15日,在長(zhǎng)春孟家屯舉行了隆重的第一汽車制造廠建設(shè)奠基典禮。會(huì)上由李嵐清等六名青年優(yōu)秀共產(chǎn)黨員,將毛主席親筆題詞“第一汽車制造廠奠基紀(jì)念”漢白玉基石放在基座上,中國(guó)第一汽車制造廠的建設(shè)從此拉開了序幕,開始了我國(guó)汽車工業(yè)史上一場(chǎng)規(guī)模宏大的建設(shè)。第一汽車制造廠總體規(guī)劃項(xiàng)目共106項(xiàng),總投資6億元,第一期工程占地面積為150萬(wàn)m2。
1956年7月15日,第一批國(guó)產(chǎn)解放牌汽車(圖1-5,原型是原莫斯科斯大汽車制造生產(chǎn)的吉斯150型汽車)從總裝配線上駛出,這表明中國(guó)不能制造汽車的歷史從此結(jié)束,為中國(guó)汽車工業(yè)豎起了里程碑,圓了幾代人的汽車夢(mèng)。第一輛國(guó)產(chǎn)轎車東風(fēng)CA71型轎車
1957年5月,第一汽車制造廠按照原一機(jī)部通知開始設(shè)計(jì)轎車。1958年5月5日,第一汽車制造廠生產(chǎn)出第一輛東風(fēng)CA71型轎車(圖圖2-1-31),是中國(guó)人制造的第一輛轎車,邁出了中國(guó)人自制轎車的第一步。東風(fēng)轎車前端的發(fā)動(dòng)機(jī)罩上裝飾了一個(gè)金龍騰飛的車標(biāo)。1958年7月,第一汽車制造廠又試制出紅旗CA72型高級(jí)轎車(圖2-1-32)。發(fā)動(dòng)機(jī)為8缸、V形排列,功率為162kW/4000r/min,裝用自動(dòng)變速器。散熱器罩窗孔采用中國(guó)傳統(tǒng)的扇子造型,后燈采用大紅宮燈,發(fā)動(dòng)機(jī)罩上方標(biāo)志是三面紅旗。紅旗牌高級(jí)轎車是國(guó)產(chǎn)高級(jí)轎車的先驅(qū)。1963年8月,第一汽車制造廠建成小批量生產(chǎn)能力的轎車分廠,逐步形成具有批量生產(chǎn)能力的紅旗牌轎車生產(chǎn)基地。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品性能和質(zhì)量,第一汽車制造廠又試制出紅旗CA770型三排座高級(jí)轎車。1966年4月,首批20輛紅旗CA770型轎車送到北京,作為國(guó)家主要領(lǐng)導(dǎo)人乘坐用車。五個(gè)汽車生產(chǎn)基地的形成
至1966年,我國(guó)汽車工業(yè)已形成第一汽車制造廠、南京汽車制造廠、上海汽車制造廠、濟(jì)南汽車制造廠五個(gè)汽車生產(chǎn)基地,基本填補(bǔ)了汽車類型的空白。南京汽車制造廠1958年3月,在南京汽車制造廠誕生了第一輛躍進(jìn)NJl30型輕型載貨汽車(圖2-1-33,原型是前蘇聯(lián)高爾基莫托洛夫汽車制造廠生產(chǎn)的嘎斯51型汽車)。躍進(jìn)——與時(shí)代合拍的車名。躍進(jìn)NJl30型汽車投產(chǎn)后成為當(dāng)時(shí)我國(guó)輕型載貨汽車的主力車型。南京汽車制造廠的前身是一個(gè)隨軍槍炮修理廠,1947年3月27日誕生在硝煙彌漫的山東戰(zhàn)場(chǎng),南京解放后才在南京落戶,定名為中國(guó)人民解放軍第三汽車制造廠,后又更名為南京汽車制配廠和南京汽車制造廠。上海汽車制造廠20世紀(jì)五、六十年代,除了少量的紅旗轎車供中央領(lǐng)導(dǎo)和省部級(jí)領(lǐng)導(dǎo)使用外,迫切需要一種普及型轎車供公務(wù)用。上海因其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì),不失時(shí)機(jī)地開始向轎車進(jìn)軍。上海汽車制造廠解放前是一家汽車修配廠。1957年開始生產(chǎn)越野汽車,1958年生產(chǎn)上海SH58一1型三輪車。1958年9月,第一輛國(guó)產(chǎn)鳳凰牌轎車誕生,開創(chuàng)了上海制造轎車的歷史。1964年鳳凰牌轎車更名為上海SH760型轎車(圖2-1-34),該車一直到20世紀(jì)80年代上海桑塔納轎車生產(chǎn)才退出歷史舞臺(tái)。濟(jì)南汽車制造廠濟(jì)南汽車制造廠的前身是始建于1935年的一家汽車配件廠。1959年,濟(jì)南汽車制造廠參照了捷克生產(chǎn)的斯柯達(dá)706RT8t載貨汽車設(shè)計(jì)我國(guó)的重型載貨汽車。1960年4月,試制成功了黃河JNl50型重型載貨汽車(圖2-1-35)。從此,黃河汽車馳騁于祖國(guó)大地。黃河——母親河賦予的車名。北京汽車制造廠在中國(guó),提起吉普車自然地聯(lián)想到北京BJ212輕型越野汽車。其實(shí)吉普不是輕型越野汽車的別稱,吉普是美國(guó)克萊斯勒公司的一種越野汽車的商標(biāo)。在我國(guó)解放初期,我軍戰(zhàn)術(shù)指揮車除在戰(zhàn)爭(zhēng)期間繳獲的美式吉普車外,一直依靠前蘇聯(lián)提供的嘎斯69型越野汽車。20世紀(jì)60年代初,中蘇關(guān)系破裂,我國(guó)軍用指揮車失去了供應(yīng)貨源,于是中央軍委指示一定要盡快開發(fā)出部隊(duì)裝備用車。1961年,國(guó)防科委批準(zhǔn)了關(guān)于以北京汽車制造廠作為生產(chǎn)輕型越野汽車的基地。1961年,試制出第一輛北京BJ210型輕型越野汽車,經(jīng)過(guò)改進(jìn)試制,1963年3月定名為北京BJ210C型輕型越野汽車。1964—1966年,試制、鑒定定型北京BJ212型輕型越野汽車(圖2-1-36)。從此北京汽車制造廠成為我國(guó)輕型越野汽車的生產(chǎn)基地。成長(zhǎng)階段(1966—1980年)成長(zhǎng)階段的特征是:先后興建了第二汽車制造廠、四川汽車制造廠和陜西汽車制造廠三個(gè)主要生產(chǎn)軍用越野汽車的三線汽車制造廠;開發(fā)礦用自卸汽車和重型汽車;五個(gè)老汽車生產(chǎn)基地為包建、支援二汽、川汽、陜汽做出了巨大貢獻(xiàn),其自身也得到一定發(fā)展;地方積極建設(shè)汽車制造廠,汽車生產(chǎn)的分散局面已經(jīng)形成。第二汽車制造廠的建立1964年,第二汽車制造廠建設(shè)被列入第三個(gè)五年計(jì)劃。當(dāng)時(shí)由于備戰(zhàn),中央指示二汽要建在三線的群山之中。
1965年12月21日,成立了二汽籌備處,由饒斌、齊抗、李子政、張慶、陳祖濤五人組成領(lǐng)導(dǎo)小組,由饒斌、齊抗負(fù)責(zé)。跋山涉水,選二汽廠址歷時(shí)八年。早在1958年,準(zhǔn)備在湖南建設(shè)二汽,后來(lái)因鐵路建設(shè)改變計(jì)劃,1966年決定二汽建在湖北十堰的深山溝里。1967年4月1日,第二汽車制造廠舉行開工典禮大會(huì)。二汽興建期間正是“文化大革命”時(shí)期,后由于各種干擾不得不被迫停工。1969年9月,在國(guó)務(wù)院的領(lǐng)導(dǎo)下,扭轉(zhuǎn)了二汽建設(shè)停工的局面,步人大規(guī)模建設(shè)階段。1975年7月1日,建成第一個(gè)基本車型東風(fēng)EQ240型2.5t越野汽車生產(chǎn)基地。1978年7月15日,建成第二個(gè)基本車型東風(fēng)EQl40型5t載貨汽車生產(chǎn)基地。當(dāng)時(shí),二汽的建設(shè)規(guī)模是空前的。在建設(shè)的高峰時(shí)期,僅施工隊(duì)伍和輔助力量就達(dá)到5.5萬(wàn)人之多。1985年,經(jīng)國(guó)家驗(yàn)收委員會(huì)核定,二汽累計(jì)投資21.74億元,完成建筑面積289.1萬(wàn)m2。川汽和陜汽的建立
四川汽車制造廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)10t以上的重型軍用越野汽車,在中國(guó)汽車工業(yè)總公司的領(lǐng)導(dǎo)下,于1964年建廠工作全面展開。當(dāng)時(shí)邊研制開發(fā)產(chǎn)品,邊籌建工廠。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)幾輪的試制試驗(yàn)和改進(jìn),最后定型為紅巖261。按照三線選擇廠址的要求,幾經(jīng)周折,才將廠址選定在四川大足,靠近巴岳山麓。陜西汽車制造廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)5t軍用越野汽車,定型為延安sx250型。幾經(jīng)考察,廠址選在陜西省的岐山縣渭河南岸的麥里西溝,是名符其實(shí)的“靠山、隱蔽”的小山溝。從1965年選廠址開始,直到1978年3月14日原一機(jī)部正式批準(zhǔn)驗(yàn)收投產(chǎn)為止,歷時(shí)13年才建成。全面發(fā)展階段(1981年至今)1978年12月召開的黨的十一屆三中全會(huì)以后,確立了改革開放的路線,中國(guó)汽車工業(yè)也隨之揭開了新的一頁(yè)。這一階段的特征是:黨和政府提出要把汽車工業(yè)發(fā)展成為支柱產(chǎn)業(yè);在產(chǎn)量不斷提高的同時(shí),加快進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,形成比較完整的汽車產(chǎn)品系列;改變過(guò)去那種封閉發(fā)展模式,引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和資本;轎車工業(yè)迅猛發(fā)展,由此也拉開了汽車進(jìn)入家庭的序幕。發(fā)展汽車工業(yè)的政策陸續(xù)出臺(tái)
黨的十四大、八屆人大作出振興機(jī)械、汽車等產(chǎn)業(yè),使之成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的重大決策,確立了汽車工業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位。
1994年7月4日,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)發(fā)布了《汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》。這是我國(guó)汽車工業(yè)的一部政策性法規(guī),也是我國(guó)工業(yè)行業(yè)第一部出臺(tái)的政策性法規(guī)。這部法規(guī),闡明了政策目標(biāo)和發(fā)展重點(diǎn)、產(chǎn)品認(rèn)證和產(chǎn)業(yè)組織、產(chǎn)業(yè)技術(shù)等有關(guān)方面的規(guī)定。
《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃綱要》、《汽車工業(yè)“十五”規(guī)劃》明確提出了“十五”期間我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快1987年、1988年,生產(chǎn)時(shí)間最長(zhǎng)的三個(gè)載貨汽車?yán)袭a(chǎn)品換型,轉(zhuǎn)產(chǎn)新解放、新躍進(jìn)和新黃河。1989年6月23日,我國(guó)第一輛斯太爾重型載貨汽車在濟(jì)南汽車制造廠下線。原第二汽車制造廠在東風(fēng)EQl40型載貨汽車的基礎(chǔ)上,又生產(chǎn)出東風(fēng)EQl092型、東風(fēng)EOlll8型等新型載貨汽車。
20世紀(jì)80年代中、后期,隨著改革開放等一系列方針政策的貫徹執(zhí)行,使我國(guó)輕型載貨汽車工業(yè)得到了迅速發(fā)展。
2000年我國(guó)重、中、輕、微型載貨汽車產(chǎn)量在載貨汽車總產(chǎn)量的比重為10.7%、20.2%、51.1%、18.0%。20世紀(jì)80年代,我國(guó)初步形成微型汽車制造工業(yè),經(jīng)過(guò)“七五”、“八五”期間的技術(shù)改造,我國(guó)微型汽車已形成年產(chǎn)60萬(wàn)輛的生產(chǎn)能力,現(xiàn)已建成了長(zhǎng)安汽車(集團(tuán))有限責(zé)任公司、柳州微型汽車廠、昌河飛機(jī)工業(yè)公司、哈爾濱哈飛汽車制造有限公司、天津華利汽車公司五大微型汽車生產(chǎn)基地。
20世紀(jì)80年代以來(lái),客車需求驟增,客車生產(chǎn)廠隨之增多。城市間高速公路和旅游業(yè)的發(fā)展,高速客車、臥鋪客車、雙層客車、空調(diào)客車等產(chǎn)品紛紛投向市場(chǎng)。20世紀(jì)80年代初,國(guó)內(nèi)轎車工業(yè)幾乎空白,僅有供高層領(lǐng)導(dǎo)和迎賓用的紅旗牌高級(jí)轎車和供公務(wù)用的上海牌中級(jí)轎車,不足部分依賴進(jìn)口解決。1981~1990年10年間共進(jìn)口轎車共351042輛(含CKD散裝件),相當(dāng)于同期國(guó)產(chǎn)轎車165910輛的2.1倍,累計(jì)用外匯近30億美元。從1983年開始,國(guó)家有關(guān)部門對(duì)發(fā)展我國(guó)轎車工業(yè)進(jìn)行研討。1987年5月,中國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)在第二汽車制造廠召開,提出中國(guó)轎車的發(fā)展與普及和中國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略建議。1987年8月,國(guó)務(wù)院北戴河會(huì)議討論發(fā)展轎車工業(yè)問(wèn)題。確定建設(shè)一汽、二汽、上海3個(gè)轎車生產(chǎn)基地。經(jīng)過(guò)十多年的項(xiàng)目建設(shè),目前已形成上海大眾汽車有限公司、一汽大眾汽車有限公司、神龍汽車有限公司、天津汽車工業(yè)(集團(tuán))有限公司、北京汽車工業(yè)集團(tuán)總公司、廣州本田轎車有限公司、長(zhǎng)安汽車(集團(tuán))有限責(zé)任公司、一汽紅旗和上海通用等轎車生產(chǎn)廠。
在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),我國(guó)的汽車生產(chǎn)處于以中型載貨汽車為主,缺重少輕,轎車幾乎空白的局面。1997年以來(lái)這一問(wèn)題基本得到解決,汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨向合理。1990年到2000年,轎車、客車、載貨汽車產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比重分別從8.3%、25.1%和66.6%調(diào)整為29.2%、133.9%和36.9%,柴油汽車占總產(chǎn)量比重從14.9%上升到29.7%。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和資本取得積極進(jìn)展在我國(guó)汽車工業(yè)進(jìn)入全面發(fā)展階段后,開始對(duì)外開放,積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和資本。到1998年底,汽車行業(yè)已與20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的企業(yè)建立了600多家外商投資企業(yè)。外商投資總規(guī)模為210億美元,其中注冊(cè)資本為106億美元,外資實(shí)際到位45億美元。引進(jìn)了300多項(xiàng)整車和零部件技術(shù)。從而加大了汽車投資力度,促進(jìn)了技術(shù)水平和管理水平的提高。生產(chǎn)集中度有所提高改革開放以來(lái),我國(guó)汽車工業(yè)得到了較快的發(fā)展,形成了比較完整的汽車產(chǎn)品系列和生產(chǎn)布局,建成了第一汽車集團(tuán)、東風(fēng)汽車集團(tuán)、上海汽車工業(yè)(集團(tuán))公司等大型企業(yè)?!镀嚬I(yè)產(chǎn)業(yè)政策》頒布后,國(guó)家對(duì)汽車工業(yè)的扶持政策向重點(diǎn)骨干企業(yè)傾斜,80%以上的投資集中于13家骨干企業(yè),促進(jìn)了我國(guó)汽車工業(yè)組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,大企業(yè)對(duì)行業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)作用不斷加強(qiáng)。2000年,前13家骨干企業(yè)汽車生產(chǎn)集中度超過(guò)90%,其中一汽、東風(fēng)、上汽三家企業(yè)集團(tuán)汽車生產(chǎn)集中度達(dá)到44%,轎車生產(chǎn)集中度超過(guò)70%。我國(guó)汽車工業(yè)所要解決的問(wèn)題生產(chǎn)企業(yè)分散、規(guī)模太小對(duì)汽車工業(yè)的特點(diǎn)、復(fù)雜性及艱巨性認(rèn)識(shí)不足
零部件工業(yè)基礎(chǔ)薄弱產(chǎn)品性能、技術(shù)水平低引進(jìn)工作中的問(wèn)題自主開發(fā)產(chǎn)品的能力差
研究、開發(fā)的資金投入太少
引進(jìn)工作中的問(wèn)題共同開發(fā)及消化吸收不夠受控于外方,沒(méi)有自主權(quán)產(chǎn)品權(quán)及經(jīng)營(yíng)權(quán)為外方掌握
無(wú)法形成自主開發(fā)產(chǎn)品的能力自主開發(fā)產(chǎn)品的能力差開發(fā)產(chǎn)品的技術(shù)及手段落后
試驗(yàn)研究設(shè)備少而不全基礎(chǔ)及應(yīng)用研究都不夠高級(jí)人才及經(jīng)驗(yàn)不足
§3節(jié)能、環(huán)保及安全全世界關(guān)注的問(wèn)題在肯定汽車對(duì)世界貢獻(xiàn)的同時(shí),我們不能不注意到,汽車給人類社會(huì)帶來(lái)了嚴(yán)重公害。汽車對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染;汽車噪聲是城市的主要噪聲源;汽車可產(chǎn)生電磁波公害;汽車造成了大量交通事故;汽車消耗了大量石油資源;汽車保有量的增加使城市交通不暢。環(huán)境、能源、安全和暢通已成為汽車技術(shù)的四大課題。未來(lái)汽車的發(fā)展趨勢(shì)是:汽車質(zhì)量輕量化;汽車燃料多樣化;汽車能源電動(dòng)化;汽車控制電子化、智能化。能源問(wèn)題進(jìn)入21世紀(jì),環(huán)境與發(fā)展問(wèn)題受到國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注,石油資源的日益短缺以及燃燒油品對(duì)環(huán)境造成的污染已成為許多國(guó)家調(diào)整能源政策的出發(fā)點(diǎn)。環(huán)保問(wèn)題
目前,全世界有10億多城市人口的健康受到空氣污染的威脅;到2020年全世界死于空氣污染的人數(shù)將達(dá)到800萬(wàn);中國(guó)汽車保有量將在2005年達(dá)到3356萬(wàn)輛,2020年達(dá)到13103萬(wàn)輛;在我國(guó)11個(gè)最大城市中,空氣污染每年使5萬(wàn)人夭折,40萬(wàn)人感染上慢性支氣管炎。汽車給生活帶來(lái)的便利、為社會(huì)作出的貢獻(xiàn)有目共睹,但汽車給環(huán)境、給健康帶來(lái)的危害卻往往被忽略。在我國(guó)。數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的汽車。日復(fù)一日地污染著我們賴以生存的空氣,越來(lái)越多的城市人充當(dāng)著“吸塵器”的角色。據(jù)研究,在我國(guó)11個(gè)最大城市,空氣中的煙塵和細(xì)顆粒物每年使5萬(wàn)人夭折,40萬(wàn)人感染上慢性支氣管炎。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)。到2010年。我國(guó)許多大城市的汽車尾氣排放量將比現(xiàn)在增長(zhǎng)一倍。北京市在治理汽車尾氣上所下的功夫有目共睹,但隨著汽車數(shù)量的猛增,去年上半年汽車污染就已出現(xiàn)上升趨勢(shì);在廣州,汽車尾氣被市民評(píng)為“最不可忍受的污染物”;在鄭州,汽車尾氣成為空氣質(zhì)量大幅反彈的三大要素之一……
安全問(wèn)題雖然道路交通安全設(shè)施不斷加強(qiáng),交通法規(guī)不斷完善,監(jiān)管力度不斷加強(qiáng),但是車輛事故和因事故傷亡的人數(shù)不斷增加,所以人們?cè)絹?lái)越將自己乘車出行的安全性寄托在汽車本身的安全性能上。我國(guó)每年死亡人數(shù)約10萬(wàn)人左右,位居世界第一。發(fā)展計(jì)劃、競(jìng)爭(zhēng)與合作PNGV§4汽車技術(shù)的發(fā)展汽車設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展分為三個(gè)階段:
1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段
2以科學(xué)實(shí)驗(yàn),技術(shù)分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)階段
3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段
§4汽車技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段出現(xiàn)在70年代以后。
初級(jí)階段:電子計(jì)算機(jī)主要是協(xié)助技術(shù)人員進(jìn)行工程計(jì)算和技術(shù)分析。
半自動(dòng)和全自動(dòng)設(shè)計(jì)(CD)
半自動(dòng)化設(shè)計(jì)(CAD):將資料和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)給出數(shù)據(jù)或外形,通過(guò)人—機(jī)對(duì)話,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
全自動(dòng)設(shè)計(jì)(CD):計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出最優(yōu)結(jié)果。汽車性能的提高汽車速度
汽車加速性
汽車的能耗
汽車的空氣阻力系數(shù)
汽車的有害排放
高新技術(shù)、科技成果的應(yīng)用日益突出
現(xiàn)代汽車已不是過(guò)去單純的機(jī)械工程的體現(xiàn),而是要運(yùn)用諸如空氣動(dòng)力學(xué)、工程熱物理、電子學(xué)、控制論、模糊數(shù)學(xué)、人體工程學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的研究成果;運(yùn)用諸如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體、電子技術(shù)、激光、紅外線以及航空等高新技術(shù)及新材料。產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)日益先進(jìn).開發(fā)周期更短計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、工業(yè)設(shè)計(jì)、工程分析及制造,通常相應(yīng)地稱之為CAD、CAT、CAID、CAE及CAM。國(guó)外有些汽車公司將CAD、CAID、CAE及PIM概括為C3P。有時(shí)在運(yùn)用計(jì)算機(jī)計(jì)算、分析的過(guò)程中,可以更快地孕育出用常規(guī)方法難以產(chǎn)生的新技術(shù)
新產(chǎn)品虛擬技術(shù)的開發(fā)成功
在新產(chǎn)品開發(fā)中實(shí)施同步工程世界級(jí)的汽車公司在開發(fā)新產(chǎn)品中,對(duì)于結(jié)構(gòu)、性能變化較大的發(fā)動(dòng)機(jī)及底盤則提前開發(fā),同時(shí)進(jìn)行主機(jī)及零部件的設(shè)計(jì)、研制工作。
新技術(shù)不斷涌現(xiàn)在汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)及零部件方面,新的結(jié)構(gòu)、工作原理以及新的材料及工藝等新技術(shù)不斷涌現(xiàn),
汽車技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)及特點(diǎn)向效率更高、排氣更清潔甚至無(wú)污染的汽車發(fā)展。發(fā)展氣體燃料汽車、清潔代用燃料汽車、混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車、氫能汽車、太陽(yáng)能汽車等。開發(fā)新的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及動(dòng)力裝置。如性能更好的增壓、中冷直噴柴油機(jī),隔熱柴油機(jī),車用燃?xì)馔钙?,燃料電池及飛輪電池等。
汽車的電子化程度更高,并實(shí)行集中控制。未來(lái)的汽車可能從過(guò)去以機(jī)械裝置為主、電子設(shè)備為輔的狀態(tài),轉(zhuǎn)變成以集成電路、電子模塊為主,機(jī)械裝置為輔的電子化汽車。采用多種安全措施,實(shí)行自動(dòng)的集中控制,電腦輔助駕駛,使汽車向安全型及智能型發(fā),同時(shí)使用先進(jìn)的通訊、導(dǎo)航系統(tǒng),最大限度地避免車禍。汽車在各種道路上行駛時(shí),都能_際員感到舒適、安全、順利及駕駛的樂(lè)趣。
汽車將進(jìn)一步從結(jié)構(gòu)合理化、采用新型材料等方面減輕車身重量。
汽車各總成及零部件也都將圍繞上述總的發(fā)展趨勢(shì)向前發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、作用原理及功面都會(huì)有新的發(fā)展。汽車也將更多地采用輕質(zhì)的、可以回收的、對(duì)環(huán)境無(wú)害的新型材料。
汽車技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)當(dāng)代汽車技術(shù)的發(fā)展仍然圍繞著節(jié)能、環(huán)境保護(hù)及安全方面的主要要求進(jìn)行,當(dāng)然還要考慮行駛穩(wěn)定性、駕駛方便、舒適性、多種功能、個(gè)性化等方面的需要。向機(jī)電一體化、電子化及集中控制方面發(fā)展。在發(fā)動(dòng)機(jī)方面不僅是供油系統(tǒng)電子控制,而且進(jìn)、排氣系統(tǒng)、冷卻及增壓系統(tǒng)等都在實(shí)現(xiàn)電子控制、集中管理。汽車的轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)、懸架及制動(dòng)等方面也都向集中控制方面發(fā)展。
充分利用現(xiàn)代理論、航空航天技術(shù)、國(guó)防科技成果,以及高新技術(shù)。
進(jìn)一步將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到新技術(shù)的開發(fā),在計(jì)算分析過(guò)程中,孕育出一些新技術(shù)。
為了更好地解決新產(chǎn)品開發(fā)中互相制約的矛盾,需要運(yùn)用多種學(xué)科的理論及知識(shí),形成能綜合地解決問(wèn)題的新技術(shù)。
為了節(jié)省資金、人力,加快新技術(shù)開發(fā)的速度,一些重大研究課題更以生產(chǎn)企業(yè)、研究單位及高等學(xué)校合作、幾大公司合作及至國(guó)際合作的方式進(jìn)行。
汽車新技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及趨勢(shì)第二章代用燃料汽車
清潔燃料汽車氣體燃料汽車氫燃料和生物燃料汽車(一)清潔燃料汽車
基本概念中國(guó)清潔燃料面臨的挑戰(zhàn)
汽柴油組成與排放的關(guān)系
國(guó)外清潔燃料的變化趨勢(shì)及發(fā)展動(dòng)向我國(guó)車用汽油及柴油質(zhì)量現(xiàn)狀清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展方向清潔柴油生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展方向
車用清潔燃料的定義
美國(guó)清潔空氣條例(CAA)對(duì)車用清潔燃料的定義是:能使汽車排氣污染,低于常規(guī)汽油或柴油的燃料或能源對(duì)當(dāng)前的我國(guó)情況而言,能使汽車排氣達(dá)到我國(guó)于2000年1月1日頒布實(shí)施的汽車排放強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14761-1999,GB17691-1999和GB3847-1999的車用燃料,在中國(guó)范圍內(nèi)就應(yīng)被認(rèn)為是清潔燃料清潔燃料汽車的定義
凡使用車用清潔燃料,并證明其排放尾氣能達(dá)到在汽車行駛國(guó)家或地區(qū)法定的汽車排放限值的汽車,稱為清潔燃料汽車
車用清潔燃料
車用清潔燃料有:天然氣、液化石油氣、醇類和汽油的混合物,電(包括帶料凈化和重整系統(tǒng)的車用燃料電池),以及新配方汽油。煉油工業(yè)正面臨環(huán)保及汽車雙重壓力環(huán)境車用燃料汽車
中國(guó)加入WTO2008年在我國(guó)舉辦綠色奧運(yùn)汽車工業(yè)國(guó)際化、現(xiàn)代化汽車排放標(biāo)準(zhǔn)(歐II、歐III)執(zhí)行的時(shí)間表提前中國(guó)清潔燃料面臨的挑戰(zhàn)清潔燃料生產(chǎn)實(shí)施中
面臨的瓶頸問(wèn)題
改進(jìn)生產(chǎn)工藝所需的巨大投資清潔燃料價(jià)格同普通燃料的競(jìng)爭(zhēng)性政府的激勵(lì)機(jī)制我國(guó)大氣環(huán)境污染狀況大氣污染酸雨:SOx
溫室效應(yīng):CO2,CH4,NOx,臭氧層破壞:氟氯烴光化學(xué)煙霧:NOx,汽車尾氣SOx、NOx
、HC、顆粒物PM大氣污染物中機(jī)動(dòng)車排放分擔(dān)率(%)汽油組成對(duì)排放的影響
降低硫含量,可顯著減少SOx排放,有限度減少NOx、CO、HC和有毒物排放;降低芳烴含量,可明顯減少尾氣中有毒物質(zhì)排放;加入含氧化合物,可提高抗爆性,使燃燒完全,降低CO、HC排放,但對(duì)NOx、有毒物排放影響不顯著;降低烯烴,可明顯降低同臭氧結(jié)合傾向。柴油組成與排放的關(guān)系
隨著硫含量的增加,尾氣中的SOX增加隨著多環(huán)芳烴的增加,NOX和PM增加,而CO和HC下降隨著十六烷值的增加,CO和HC排放顯著下降,NOX排放略有下降,但PM增加硫含量對(duì)汽車排放的影響硫含量從450ppm降低至50ppm烯烴含量對(duì)汽車排放的影響烯烴含量從20%降低至5%芳烴含量對(duì)汽車排放的影響芳烴含量從45%降低至20%車用柴油十六烷值與排放關(guān)系車用柴油多環(huán)芳烴含量與排放關(guān)系控制途徑:汽車生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)生產(chǎn)使用清潔燃料提高汽車壓縮比電子噴射閉環(huán)控制催化轉(zhuǎn)換器汽油缸內(nèi)直接噴射PM捕集過(guò)濾器廢氣再循環(huán)控制機(jī)動(dòng)車尾氣排放
降低揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)排放減少毒性空氣污染物(Toxics)排放苯、1.3丁二烯、甲醛、乙醛、多環(huán)有機(jī)物
減少氮氧化物(NOX)的排放減少顆粒物(PM2.5、PM10)排放
提高尾氣催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率和使用壽命
清潔燃料的主要目標(biāo)清潔汽油的一般特性
盡可能低的苯含量
較低的蒸汽壓盡可能低的硫含量
較少的芳烴較少的烯烴較低的終餾點(diǎn)
添加含氧化合物足夠量的汽油清凈劑清潔車用柴油的一般特性
降低多環(huán)芳烴含量提高十六烷值盡可能低的硫含量
限制密度范圍較低的終餾點(diǎn)添加柴油清凈劑
國(guó)外車用汽油的發(fā)展趨勢(shì)
盡可能低的苯含量
較低的蒸汽壓盡可能低的硫含量較少的芳烴較少的烯烴較低的終餾點(diǎn)
添加含氧化合物足夠量的汽油清凈劑
降低多環(huán)芳烴含量提高十六烷值盡可能低的硫含量
限制密度范圍較低的終餾點(diǎn)添加柴油清凈劑
國(guó)外車用柴油的發(fā)展趨勢(shì)美國(guó)含氧汽油及新配方汽油1990.11美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)“空氣清凈法”修正案1992.11含氧汽油開始(含氧量<2.7wt%)1995.1新配方汽油簡(jiǎn)單模型1998.1復(fù)雜模型開始2000第二階段開始44個(gè)CO超標(biāo)地區(qū)9個(gè)臭氧超標(biāo)城市美國(guó)新配方汽油的市場(chǎng)份額含氧汽油新配方汽油
32%常規(guī)汽油國(guó)內(nèi)車用汽油質(zhì)量現(xiàn)狀硫含量高
集團(tuán)公司2000年平均硫含量為0.05%,最低0.01%,最高0.10%。烯烴含量高
集團(tuán)公司2000年90#汽油烯烴含量平均45.7%,最高為60%,最低為17%。
芳烴含量低
集團(tuán)公司汽油芳烴含量平均為15%左右,最高為35%,最低為6.5%。苯含量低,平均約為1%左右
II類汽油*
III類汽油*
我國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)**
苯含量,%
≤2.5
≤1.0
≤2.5
烯烴含量,%
≤20
≤10
≤35
芳烴含量,%
≤40
≤35
≤40
含氧化合物,%
≤2.7
≤2.0
≤2.7
硫含量,ppm
≤200
≤30
≤800
*《世界燃油規(guī)范》,美歐日汽車制造商協(xié)會(huì)建議的理想標(biāo)準(zhǔn)
**2000年7月1日起開始執(zhí)行
國(guó)內(nèi)外汽油標(biāo)準(zhǔn)的差別國(guó)內(nèi)外汽油與柴油組成烷基化+異構(gòu)化+醚化催化裂化重整34%~~33%~33%世界中國(guó)~80%
其它~20%催化裂化柴油世界主要是直餾柴油中國(guó)一部分來(lái)自催化裂化,一部分來(lái)自加氫精制汽油
降低催化裂化汽油中烯烴的技術(shù)降低汽油硫含量技術(shù)生產(chǎn)高辛烷值組分技術(shù)清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)
硫含量高
2000年集團(tuán)公司輕柴油硫含量平均為0.15%,最高達(dá)到0.5左右%。十六烷值呈下降趨勢(shì)
2000年集團(tuán)公司0#柴油的十六烷值為48左右
氧化安定性差
2000年集團(tuán)公司0#柴油實(shí)際膠質(zhì)平均35mg/100ml
芳烴及多環(huán)芳烴含量高
2000年集團(tuán)公司輕柴油芳烴含量平均為19.46%,多環(huán)芳烴含量平均為11.02%,最高為16.96%。國(guó)內(nèi)輕柴油質(zhì)量現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外柴油標(biāo)準(zhǔn)的差別柴油質(zhì)量提高途徑
影響我國(guó)輕柴油質(zhì)量的主要項(xiàng)目是硫含量、氧化安定性和十六烷值。
需要通過(guò)不同程度的加氫工藝來(lái)解決,如:加氫精制、加氫裂化、加氫脫芳、加氫改質(zhì)、加氫異構(gòu)等
柴油精制技術(shù)提高柴油十六烷值、降低柴油密度技術(shù)中壓加氫裂化技術(shù)生物脫硫技術(shù)柴油添加劑清潔柴油生產(chǎn)技術(shù)
符合中國(guó)原油特點(diǎn)和煉油生產(chǎn)之國(guó)情汽油、柴油盡可能低硫汽油烯烴與芳烴合適的比例提高汽油辛烷值提高柴油十六烷值提高柴油氧化安定性代用燃料的開發(fā)利用我國(guó)清潔燃料的發(fā)展方向代用燃料
目前使用最廣泛的代用燃料是壓縮天然氣(CNG),液化天然氣(LNG)和液化石油氣(LPG)。我國(guó)已制定了壓縮天然氣和液化石油氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。1、加強(qiáng)清潔燃料生產(chǎn)的總體規(guī)劃2、加大技術(shù)開發(fā)投資和建設(shè)投資3、加強(qiáng)環(huán)保、汽車和煉油三方協(xié)調(diào)、合作4、制訂適合我國(guó)國(guó)情的汽、柴油標(biāo)準(zhǔn)5、結(jié)合我國(guó)資源狀況制定代用燃料開發(fā)規(guī)劃總結(jié)(二)氣體燃料汽車一、天然氣和液化石油氣
1、天然氣和液化石油氣總概
2、壓縮天然氣汽車(CNGV)
3、液化石油氣汽車(LPGV)二、氫氣三、國(guó)內(nèi)氣體燃料汽車的發(fā)展情況天然氣和液化石油氣天然氣和液化石油氣總概壓縮天然氣汽車(CNGV)液化石油氣汽車(LPGV)天然氣和液化石油氣總概
汽車石油燃料面臨的挑戰(zhàn)氣體燃料主要是天然氣,包括液化石油氣,是繼煤和石油之后的第三大能源。隨著城市交通的不斷發(fā)展,汽車排放已成為當(dāng)今城市大氣的主要污染源。70年代以來(lái),人們逐漸認(rèn)識(shí)到使用氣體燃料(天然氣、液化石油氣和沼氣)具有低污染和清潔的特點(diǎn),從而加速了天然氣汽車的發(fā)展。特別是在交通密集的城市,推廣使用天然氣汽車,不僅可節(jié)約石油資源,降低燃料費(fèi)用,而且作為一種"清潔燃料",可大大降低城市污染。壓縮天然氣汽車(CNGV)
CNG汽車是采用已定型的汽油車,在保留原車供油系統(tǒng)的情況下,經(jīng)改裝增加一套使用壓縮天然氣的裝置。使改裝后的汽車既可使用天然氣又可使用天然氣又可使用汽油做燃料,成為壓縮天然氣—汽油兩用燃料系統(tǒng)的汽車。橇裝式L-CNG汽車加氣站液化石油氣汽車什么是LPG液化石油氣(LiquefiedPetroleumGas,簡(jiǎn)稱LPG)是以三個(gè)或四個(gè)碳原子的烴類(如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯)為主的混合物,常溫常壓下是無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)味的氣體,具有辛烷值高、抗爆性能好、熱值高、儲(chǔ)運(yùn)壓力低等優(yōu)點(diǎn),是一種性能優(yōu)良的汽車代用燃料。LPG應(yīng)用可能性分析表1列出了LPG與天然氣、汽油的一些物理性質(zhì)的比較情況。表2LPG車與汽油車的燃料經(jīng)濟(jì)性比較表1LPG與天然氣、汽油的物理性質(zhì)比較性質(zhì)液化石油氣丙烷丁烷天然氣(甲烷)汽油(90#)H/C原子比2.672.5042~2.30沸點(diǎn)/℃-42.1-0.5-161.530~90熱值/MJ·kg-145.7746.3950.0543.90辛烷值111.59513092著火溫度(常壓下)/℃466430537390~420火焰?zhèn)鞑ニ俣?cm·s-1383733.839~47火焰溫度/℃1970197519182197表2LPG車與汽油車的燃料經(jīng)濟(jì)性比較燃料2001年10月市場(chǎng)零售價(jià)元·t-1元·L-1
燃料消耗/L燃料消耗費(fèi)用/元節(jié)省燃料費(fèi)/元汽油3866.92.719.22525.00——LPG3272.71.8011.09919.985.02(1)大幅度減少?gòu)U氣的排放,有利于環(huán)境保護(hù)。
LPG和CNG是比汽油更“清潔”的燃料,但天然氣中未燃燒的甲烷等成分對(duì)大氣溫室效應(yīng)影響較大,需在內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)燒掉或選用新的催化劑加以處理。而LPG的蒸發(fā)溫度低,霧化性能好,更易于與空氣混合,且LPG的燃燒速度比汽油快8%~21%,即LPG能在與汽油相同的燃燒時(shí)間內(nèi)燃燒得更充分,因此LPG汽車排氣中的CO、HC、NOx等有害成分大為減少,沒(méi)有黑煙和積炭。(2)大幅度降低汽車的燃料費(fèi)用
LPG的熱值比汽油高約4%~5%,且從理論空燃比看,一定量的空氣匹配的LPG比汽油燃料消耗少約6%[1],所以燃用LPG的燃料費(fèi)用比燃用汽油要節(jié)省,對(duì)不同車型燃料費(fèi)節(jié)省不等,一般汽車燃用LPG比燃用汽油可節(jié)省燃料費(fèi)用5.0元/100km(如表2所示)。天然氣的熱值略高于汽油,但理論混合氣的熱值要比汽油低,隨著甲烷含量的增加,天然氣的熱值有所降低,因此,采用LPG作為車用燃料,可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。另外,天然氣的著火溫度為537℃,火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷枰^高的點(diǎn)火能量,汽油的著火溫度為390~420℃,火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤烨艺T導(dǎo)期較短,抗爆性較差,而LPG介于兩者之間,只要適當(dāng)調(diào)整點(diǎn)火提前角,即可獲得較好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性[2]。(3)延長(zhǎng)汽車使用壽命汽車使用汽油作為燃料稀釋了運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑油,運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑情況變差,加快了零部件的磨損。LPG主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等化合物,沸點(diǎn)低,揮發(fā)性好,在燃燒過(guò)程中不產(chǎn)生焦油、無(wú)積炭,且呈氣態(tài),潤(rùn)滑油不會(huì)被稀釋,更換時(shí)間為汽油車的3倍左右,且LPG汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音小,因而發(fā)動(dòng)機(jī)耐用,使用壽命為汽油車的3倍[1]。(4)改善汽車性能,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。LPG辛烷值高達(dá)100~110,比優(yōu)質(zhì)汽油高8%~16%,故抗爆性能好,LPG進(jìn)入空氣混合器之前為氣態(tài),與空氣混合均勻,燃燒充分,由于LPG的辛烷值高,所以可適當(dāng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,這對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率有明顯作用;而且LPG汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低速性能比汽油車好,尤其適用于車輛擁擠、人口密集的大城市使用。天然氣的主要成分是甲烷,甲烷的研究法辛烷值為130,具有高的抗震性能,兩者均優(yōu)于汽油的抗爆性,可用于高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī),有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率[3]。(5)低溫啟動(dòng)性好實(shí)驗(yàn)證明,在環(huán)境溫度-30℃時(shí),LPG汽車無(wú)須采取特別措施仍可順利啟動(dòng)。(6)安全性能可靠由汽油車改裝成的LPG汽車的鋼瓶上設(shè)有安全閥,其開啟壓力為2.55MPa,壓力過(guò)大時(shí)它自動(dòng)開啟放散。鋼瓶上還設(shè)有限流閥和緊急切斷閥,當(dāng)輸液管發(fā)生斷裂漏氣時(shí),限流閥短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷漏氣。發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作或發(fā)生意外時(shí),緊急切斷閥立即關(guān)閉以切斷液化氣。蒸發(fā)器是全密封組件,當(dāng)汽車熄火、停車時(shí),調(diào)壓閥自動(dòng)關(guān)閉燃料的供給。車用LPG系統(tǒng)設(shè)有安全保護(hù)裝置,不易泄露,LPG的比重是0.54,即使稍有泄露,在極短的時(shí)間內(nèi)空氣含量很難達(dá)到1.7%~9.7%的爆炸極限,而且自燃溫度為458~481℃,比汽油的220~260℃高,火焰?zhèn)鞑ニ俣容^低且誘導(dǎo)期較長(zhǎng),即使因意外事故碰撞亦不會(huì)爆炸燃燒。(7)緩解我國(guó)汽車燃料短缺的供需矛盾。我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段,交通運(yùn)輸事業(yè)迅猛發(fā)展,汽車數(shù)量以100萬(wàn)輛/年的速度遞增,對(duì)汽油資源需求量大幅度增加,以石化生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)品LPG作為汽車動(dòng)力燃料調(diào)整了動(dòng)力燃料能源結(jié)構(gòu),既緩解了汽油供應(yīng)緊張的問(wèn)題又滿足交通事業(yè)迅猛發(fā)展的需要。
(8)易于壓縮,攜帶方便。壓縮天然氣制造成本相對(duì)較高,其儲(chǔ)存容器的絕熱性(甲烷易蒸發(fā),沸點(diǎn)-162℃)是制約其發(fā)展的主要原因之一。而LPG可以液態(tài)攜帶,較為方便[4]。
LPG盡管在資源上不如天然氣豐富,安全性也稍遜于天然氣,但由于它易于攜帶,與傳統(tǒng)的液體燃料汽車更相通,而且將來(lái)隨著燃油稅的出臺(tái),零售汽油的“含稅價(jià)”會(huì)比現(xiàn)在高出很多,因而在兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的前提下,LPG汽車將得到率先發(fā)展。液化石油氣汽車(LPGV)LPG汽車按燃料供給系統(tǒng)的不同可分為三種:?jiǎn)稳剂希↙PG)汽車、兩用燃料(LPG和汽油)汽車及雙燃料(LPG和柴油)汽車。裝配液化石油氣的捷達(dá)轎車國(guó)內(nèi)氣體燃料汽車發(fā)展情況
中國(guó)氣體燃料汽車的發(fā)展初期是從燃?xì)鈽O豐富的油田和新疆、大慶等地興起的,接著汽車尾氣污染嚴(yán)重而又有資源的城市開始發(fā)展。當(dāng)中國(guó)氣體燃料汽車的市場(chǎng)開始達(dá)到一定的規(guī)模時(shí),必然要促進(jìn)和帶動(dòng)我國(guó)的汽車工業(yè)對(duì)它的關(guān)注和參與。例:一汽氣研所投放滬州市公交公司CAGl02N公交車10臺(tái)CNG客車,經(jīng)運(yùn)行試驗(yàn)良好;長(zhǎng)安勝利汽車公司LPG/汽油兩用燃料中巴將批量投放市場(chǎng);松花江LPG/汽油兩用微型車已上國(guó)家生產(chǎn)目錄;捷達(dá)、富康、夏利等一批LPG/汽油兩用燃料轎車,以及上汽集團(tuán)的鳳凰氫燃料電池轎車和清華大學(xué)的氫燃料車也都研制成功。但是應(yīng)看到,中國(guó)主機(jī)廠對(duì)燃?xì)馄嚢l(fā)展的研究還僅僅處于研究、試驗(yàn),試車的初級(jí)階段,與國(guó)外先進(jìn)的成熟的規(guī)模系列化對(duì)比還有相當(dāng)大的距離。但是這些汽車主機(jī)廠的參與對(duì)最終在我國(guó)發(fā)展氣體燃料汽車,實(shí)現(xiàn)適合我國(guó)國(guó)情的燃?xì)馄嚠a(chǎn)業(yè)將起到重要作用。(三)氫燃料汽車氫氣
氫是一種高效燃料,每公斤氫燃燒產(chǎn)生的能量為33.6kW.h,是汽油的2.8倍,而且氫氣燃燒具有著火界限寬,火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤旌忘c(diǎn)火能量低等特性,故氫汽車的總?cè)剂闲时绕蛙嚫?0%。另一方面,氫燃燒的產(chǎn)物主要是水和極少量氮氧化物,不會(huì)產(chǎn)生CO,CO2等含碳化物和硫化物。從能源和環(huán)境保護(hù)角度看,氫汽車將是今后城市和城市間理想的交通工具。氫氣是一種清潔的能源載體,以氫為燃料的燃料電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車是未來(lái)城市理想的交通工具。
Opel車內(nèi)部設(shè)計(jì)圖氫燃料電池
氫燃料電池汽車是利用氫氣在燃料電池中與氧氣發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電力,推動(dòng)汽車前進(jìn)。因此,其是電動(dòng)汽車的一種,而并非傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車。目前世界上結(jié)構(gòu)最緊湊、動(dòng)力強(qiáng)勁的新款燃料電池是通用汽車公司研究的。它的動(dòng)力密度達(dá)到每升1.75千瓦,創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。該電池組的體積為819×140×508毫米(58升),重量為82公斤,持續(xù)動(dòng)力輸出為102千瓦。該電池組還可應(yīng)付更高的峰值要求,在短時(shí)間內(nèi)提供高達(dá)129千瓦的電力。這個(gè)尺寸比一般的內(nèi)燃機(jī)還要小。
氫燃料電池氫燃料的優(yōu)點(diǎn)氫燃料電池車的爭(zhēng)奪氫燃料電池要克服的困難兩種氫提取方案推動(dòng)氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)化新技術(shù)為中國(guó)汽車提供機(jī)遇氫燃料的優(yōu)點(diǎn)可降低溫室效應(yīng)氣體排放保證能源安全和能源供應(yīng)的多樣性提高空氣質(zhì)量提高工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分散型的能源供應(yīng)有利于滿足發(fā)展中國(guó)家能源需求的增長(zhǎng)并降低因此而造成的污染氫燃料電池車的爭(zhēng)奪
通用汽車中國(guó)投資有限公司科學(xué)技術(shù)部經(jīng)理王子延認(rèn)為主要有三方面的因素促進(jìn)了氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展。能源安全問(wèn)題。目前石油已成為關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略資源。尋找石油的替代品也就成為擺在科學(xué)家面前的重要問(wèn)題,可以再生的氫因此進(jìn)入人們的視野。不久前,美國(guó)政府宣布投資12億美元用于氫燃料電池的研發(fā)。環(huán)保。盡管目前汽車環(huán)保技術(shù)已非常先進(jìn),但傳統(tǒng)能源排放產(chǎn)生的CO2問(wèn)題卻難以解決。而氫燃料只會(huì)產(chǎn)生水,可謂是“零排放的清潔能源”。汽車工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。通用公司CEO瓦格納曾表示,氫燃料電池可以把汽車從“污染耗能”的指責(zé)中根本地解脫出來(lái)。
氫燃料電池要克服的困難成本的問(wèn)題。由于要用到貴金屬鉑,因此成本居高不下。一般來(lái)說(shuō),僅燃料電池堆的成本就在每千瓦2000-5000美元左右。也就是說(shuō),要制造一個(gè)能功率為100千瓦的氫燃料電池組,就要20-50萬(wàn)美元,這顯然是非常不經(jīng)濟(jì)的。
氫的儲(chǔ)存問(wèn)題。由于氫常溫常壓下為氣態(tài),因此在車上如何攜帶氫也就成為一大難題。目前,常用的辦法是將氫加壓700公斤,變成液態(tài),用耐高壓的復(fù)合材料瓶?jī)?chǔ)存。
加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施缺乏,這是困擾氫燃料電池汽車真正商業(yè)化的一個(gè)大問(wèn)題。目前,通用就與殼牌合作,計(jì)劃建立12家加氫站試運(yùn)行。同時(shí),通用、豐田還提出在現(xiàn)有汽油中重整產(chǎn)生氫,而在每輛車上僅加一個(gè)小型汽油重整裝置的過(guò)渡辦法。兩種氫提取方案
氫燃料電池被稱為“零污染”電池,由氫和氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生能量,副產(chǎn)品只有水。目前,氫的來(lái)源一般是天然氣和沼氣。此外,可以通過(guò)電解水將氫和氧分離而提取氫。而電能則可以通過(guò)煤或核反應(yīng)堆發(fā)電來(lái)產(chǎn)生。目前,美國(guó)政府對(duì)于提取氫的能源來(lái)源存在兩個(gè)方案。一個(gè)方案是開發(fā)再生能源,如風(fēng)力和太陽(yáng)能;另一個(gè)方案是通過(guò)燃燒煤和核反應(yīng)堆等獲得能量。對(duì)于這兩種方案,美國(guó)國(guó)會(huì)存在爭(zhēng)論,目前仍無(wú)定論。不過(guò),歐洲對(duì)于以上兩個(gè)方案態(tài)度比較明確。目前歐盟出臺(tái)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),要求到2010年,22%的電能和12%的其他能源要來(lái)自于再生能源。而美國(guó)目前沒(méi)有這方面的規(guī)定。由于氫的提取需要消耗其他能源,因此,科學(xué)家指出,如果使用煤等碳?xì)淙剂蟻?lái)提取氫,則會(huì)排出導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體。美國(guó)麻省理工學(xué)院的最新研究表明,考慮到燃油效率和溫室氣體的排放,到2020年以前,燃料電池車不會(huì)比一輛柴油-電力混合動(dòng)力車要好。因?yàn)楝F(xiàn)在幾乎所有的氫燃料都來(lái)自于天然氣。采用風(fēng)力和太陽(yáng)能可以解決這一問(wèn)題,但目前成本太高。麻省理工學(xué)院能源與環(huán)境試驗(yàn)室研究員邁科姆·韋斯表示:“如果忽視氫燃料的制造和運(yùn)輸問(wèn)題而單純地談?wù)撊剂想姵剀嚕菀桩a(chǎn)生誤導(dǎo)作用?!?/p>
推動(dòng)氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)化首先是瞄準(zhǔn)合適的用戶群,瞄準(zhǔn)功率小、路線相對(duì)固定、行程較短、工況相對(duì)較為簡(jiǎn)單的旅游觀光車、高爾夫球車、車站機(jī)場(chǎng)行李拖車、機(jī)場(chǎng)擺渡車等,因其所需功率小,價(jià)格可使用戶接受;所需加氫站規(guī)模小、投資小、建站利用率高、車輛易維修、市場(chǎng)需求量較大,是燃料電池商業(yè)化應(yīng)用的最好切入點(diǎn)。其次還可從燃料電池新材料應(yīng)用及制作工藝上降低使用成本。產(chǎn)品價(jià)格高往往是由前期研發(fā)階段的高投入和后期生產(chǎn)制作使用的材料價(jià)格造成的。質(zhì)子交換膜和碳纖維紙等原材料價(jià)格非常高,如果加大生產(chǎn)規(guī)模,將會(huì)減少這部分原料的成本;催化劑現(xiàn)在是鉑金制成的,價(jià)格較貴,目前,技術(shù)人員正在研究使用一種替代材料用作催化劑;雙極板是石墨材料制成,經(jīng)研究,現(xiàn)在較過(guò)去3年降低了60%的成本,而且隨著技術(shù)進(jìn)步和批量生產(chǎn),還有降價(jià)空間。另外,由于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)里配套的零件沒(méi)有專門的廠家生產(chǎn),更沒(méi)有相應(yīng)的科研力量解決這種需求,這部分配件的價(jià)格也非常高。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的空氣泵在滿足燃料電池所需壓力的情況下,不能同時(shí)達(dá)到大流量的需求,而國(guó)外一臺(tái)空氣泵的價(jià)值就達(dá)20萬(wàn)―30萬(wàn)美元。因此,發(fā)展氫燃料電池必須從降低原材料價(jià)格入手。氫早已在工業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用,特別是在合成氨工業(yè)中,積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。目前經(jīng)濟(jì)上現(xiàn)實(shí)可行的制氫技術(shù)是由天然氣或煤轉(zhuǎn)化技術(shù)為基礎(chǔ)的。以天然氣為原料制氫,首先通過(guò)甲烷蒸汽重整,在相當(dāng)高的溫度下(約900℃)將天然氣轉(zhuǎn)化為CO和H2合成氣,將合成氣冷卻后經(jīng)過(guò)水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng),使合成氣中的CO轉(zhuǎn)化成CO2,并產(chǎn)生更多的氫氣,再采用變壓吸附工藝將氫氣從上述反應(yīng)所產(chǎn)生的CO2和H2混合氣體中分離出來(lái)。以煤為原料的制氫技術(shù)是以煤氣化技術(shù)為基礎(chǔ)的,并采用與天然氣制氫相類似的流程,將氫氣從CO2和H2混合氣體中分離出來(lái),剩下的CO2加以回收,并可加壓打入地下儲(chǔ)存。由于混合氣體中CO2的濃度很高,因此可以用較低成本實(shí)現(xiàn)二氧化碳的分離收集。從而,以煤氣化為基礎(chǔ)的制氫技術(shù)還可望實(shí)現(xiàn)二氧化碳近零排放的目標(biāo)。此外,氫的制取還可以由核能和可再生能源來(lái)獲得。世界各國(guó)氫動(dòng)力車發(fā)展概況氫燃料車發(fā)展案例米其林PSI(MICHELIN-PSI)氫動(dòng)力車馬自達(dá)RX-8氫氣轉(zhuǎn)子引擎車乙醇燃料汽車根據(jù)全球汽車燃料的發(fā)展趨勢(shì),今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)石油仍然是最主要的燃料。然而石油并不是取之不盡用之不竭的,同時(shí),其帶來(lái)的污染問(wèn)題也越來(lái)越引起人們的重視,這也需要我們不斷開發(fā)新的符合環(huán)保要求的汽車燃料。而醇類燃料以其高熱值、低污染和可再生的巨大優(yōu)勢(shì)成為汽車燃料的替代品引起人們的注意和推廣使用在愈來(lái)愈注重環(huán)保的現(xiàn)代社會(huì),酒精燃料作為一種清潔無(wú)污染燃料,是未來(lái)能源使用的發(fā)展趨勢(shì)之一。醇類燃料的性能乙醇的性質(zhì)與汽油相近,在汽油機(jī)上使用乙醇汽油(即汽油2乙醇混合燃料)技術(shù)已十分成熟,我國(guó)已經(jīng)在一些地區(qū)推廣使用,而乙醇燃料與柴油的理化性質(zhì)差別較大,乙醇與柴油的相溶性較差,在柴油機(jī)上使用柴油醇(即柴油2乙醇混合燃料)遇到的問(wèn)題也較多。
通過(guò)對(duì)乙醇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和乙醇柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)表明:①通過(guò)對(duì)混合燃料的理化性質(zhì)測(cè)試,混合燃料的表面張力、黏度有一定程度降低;沸點(diǎn)與乙醇接近;十六烷值會(huì)有所損失;加入少量助溶劑可以得到穩(wěn)定的混合燃料。②在相同的工況下,混合燃料的燃油消耗率會(huì)增加,主要是由于乙醇的熱值比柴油和汽油低。但發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率平均可以提高1%~2%。③混合燃料的含氧量提高,主要是由于乙醇的含氧量比汽油和柴油的含氧量大的多,這有助于促進(jìn)
隨著技術(shù)進(jìn)步,英國(guó)AAE技術(shù)公司、美國(guó)純能源公司等相繼開發(fā)出低成本添加劑,解決了柴油與乙醇的互溶性、潤(rùn)滑性、腐蝕性等問(wèn)題后,由于它不需要對(duì)柴油機(jī)做任何改動(dòng),因此使乙醇柴油混合燃料的大量應(yīng)用成為可能。酒精汽車在國(guó)外巴西為應(yīng)對(duì)上世紀(jì)70年代中期以來(lái)幾次世界石油危機(jī)的挑戰(zhàn),減少對(duì)石油進(jìn)口的依賴,巴西開始研發(fā)酒精燃料,充分利用本國(guó)的農(nóng)業(yè)資源,尤其是甘蔗種植的優(yōu)勢(shì),制定了以甘蔗為主要原料的酒精燃料發(fā)展計(jì)劃。經(jīng)過(guò)近30年的努力,巴西不僅成為酒精生產(chǎn)大國(guó),而且掌握了生產(chǎn)酒精燃料的成熟技術(shù)。目前,巴西全國(guó)使用乙醇汽油(汽油中添加一定比例的無(wú)水酒精)燃料的汽車達(dá)1550萬(wàn)輛,摩托車350萬(wàn)輛;完全用含水酒精作燃料的酒精汽車達(dá)220萬(wàn)輛。巴西已成為世界上唯一不供應(yīng)純汽油的國(guó)家,也是世界上以酒精為汽車燃料最為成功的國(guó)家之一加拿大近日,加拿大聯(lián)邦政府宣布,世界上第一個(gè)以植物纖維素乙醇為燃料的車隊(duì)在加拿大誕生。加拿大自然資源部部長(zhǎng)和Iogen公司總裁親自為聯(lián)邦車隊(duì)添加這種從小麥秸稈中提煉出來(lái)的乙醇燃料。
與其它乙醇燃料相比,纖維素乙醇來(lái)源于農(nóng)作物秸稈或木材廢料,而不是農(nóng)業(yè)食品。使用乙醇汽車可以大量減少溫室氣體的排放,使加拿大人有一個(gè)持續(xù)的未來(lái),
因?yàn)榧幽么蠼煌üぞ咚欧诺臏厥覛怏w占整個(gè)國(guó)家溫室氣體排放量的25%。而且,使用農(nóng)作物秸稈或木材廢料生產(chǎn)纖維素乙醇也為加拿大農(nóng)村開辟了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
作為可再生燃料大戰(zhàn)略的一部分,加拿大政府自上世紀(jì)80年代中期就開始資助乙醇研究和開發(fā),并自1992年起免除了乙醇燃料的聯(lián)邦政府稅。瑞典據(jù)瑞典《每日新聞》6月27日?qǐng)?bào)道,瑞典首都斯德哥爾摩交通部門已廣泛使用再生燃料為動(dòng)力的公共汽車,并在歐盟的支持下,開展一項(xiàng)將以酒精燃料為動(dòng)力的公共汽車推廣到歐洲其他大城市的項(xiàng)目。按照這個(gè)項(xiàng)目,今后兩年,西班牙、荷蘭、英國(guó)和意大利的一些城市將從斯德哥爾摩租借一部分以酒精燃料為動(dòng)力的公共汽車進(jìn)行試運(yùn)行。這種以酒精燃料為動(dòng)力的公共汽車已經(jīng)在斯德哥爾摩運(yùn)行了20多年,除了在剛使用時(shí)汽車會(huì)散發(fā)輕微氣味外,酒精燃料汽車對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何副作用。今天,斯德哥爾摩市內(nèi)的公共汽車已經(jīng)全部更換成酒精再生燃料驅(qū)動(dòng)的汽車。在歐盟決定全面推廣再生燃料的公共交通之際,斯德哥爾摩的酒精汽車成了最受關(guān)注的再生燃料節(jié)能交通工具。目前在斯德哥爾摩行駛的酒精汽車是以從巴西進(jìn)口的甘蔗中提煉的酒精做燃料的,價(jià)格比汽油便宜。歐盟許多國(guó)家已經(jīng)在考慮大規(guī)模開展酒精燃料的開發(fā)。例如,地中海沿岸國(guó)家可以開發(fā)葡萄籽、橄欖核,而北歐國(guó)家則以木材工業(yè)的殘余物為原料。酒精屬流質(zhì),可直接在普通汽油加油站操作,在世界許多國(guó)家,如巴西和美國(guó),成為發(fā)展最快的再生能源。酒精燃料汽車的益處降低能耗減少環(huán)境污染帶動(dòng)其它產(chǎn)業(yè)發(fā)展并更多的創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)推廣使用酒精燃料是保障國(guó)家能源安全,發(fā)展再生清潔能源的戰(zhàn)略選擇之一。它不僅能有效應(yīng)對(duì)未來(lái)世界性石油能源短缺,實(shí)現(xiàn)國(guó)家能源可持續(xù),而且可確保能源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。酒精汽車在國(guó)內(nèi)的發(fā)展
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和汽車保有量的增加,石油短缺問(wèn)題日益突出,大氣環(huán)境污染日益嚴(yán)重。乙醇作為最有前途的代用燃料之一,在全世界越來(lái)越受到重視,開展乙醇/柴油混和燃料的研究十分必要。國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局負(fù)責(zé)組織制定的《變性燃料乙醇》(GB18350—2100)和《車用乙醇汽油》(GB18351—2001)兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。變性燃料乙醇和車用乙醇汽油是我國(guó)即將推廣使用的汽車用燃料。變性燃料乙醇是以玉米、小麥等為原料,經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制得乙醇,脫水后再添加變性劑變性成為燃料乙醇。將一定量變性燃料乙醇加入不添加含氧化合物的液體烴中,再輔以改善使用性能的添加劑,便成為車用乙醇汽油。國(guó)家將全面推廣使用車用乙醇汽油,兩三年內(nèi)將占到市場(chǎng)份額的25%至30%“十五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃“清潔汽車關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)與示范應(yīng)用”項(xiàng)目中的“乙醇/柴油混和燃料汽車”課題通過(guò)了全國(guó)清潔汽車行動(dòng)協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室組織的驗(yàn)收。該課題由朝柴公司承擔(dān),吉林大學(xué)、天津大學(xué)參加。該課題解決了乙醇/柴油混和燃料的關(guān)鍵技術(shù),研制出滿足歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)限值的乙醇/柴油混和燃料發(fā)動(dòng)機(jī),完成了乙醇/柴油混和燃料汽車整車匹配,汽車的各項(xiàng)性能滿足使用要求。國(guó)內(nèi)推廣的措施盡管乙醇汽油有很多優(yōu)點(diǎn),但它在我國(guó)的推廣使用工作還存在一些技術(shù)性問(wèn)題需要我們?nèi)ソ鉀Q首先要解決乙醇汽油的儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題。由于乙醇汽油一旦遇水就會(huì)分層,影響使用,因而無(wú)法采用成本很低的管道輸送。國(guó)外燃料乙醇一直采用汽車、火車、輪船等價(jià)格較高的運(yùn)輸手段,并在調(diào)配中心將乙醇和汽油直接經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)量,加入專用的運(yùn)輸車輛時(shí)完成調(diào)和,送至加油站銷售。乙醇汽油的儲(chǔ)運(yùn)周期只有4—5天,因此必須改造、建設(shè)專供乙醇汽油使用的儲(chǔ)罐、槽車、調(diào)和與加油設(shè)施。二是乙醇汽油對(duì)使用的汽車帶來(lái)新要求。使用乙醇汽油后,汽車的油耗有所增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能有不同程度的下降。乙醇汽油對(duì)汽車油箱、化油器等部件的有色金屬、橡膠材料會(huì)產(chǎn)生不同程度的腐蝕。我國(guó)在用的汽車型號(hào)復(fù)雜,出廠年代跨度大,使用乙醇汽油帶來(lái)的問(wèn)題將更為突出。三是燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)需要降低成本。當(dāng)汽油價(jià)格高于乙醇價(jià)格時(shí),乙醇汽油的銷售困難不大,但是,如果乙醇價(jià)格高于汽油價(jià)格,推廣就很困難。國(guó)內(nèi)乙醇的價(jià)格長(zhǎng)期高于汽油,每噸在3200元左右?,F(xiàn)在是靠國(guó)家扶持、政府補(bǔ)貼,才使乙醇汽油的價(jià)格維持不變。但這不是長(zhǎng)久之計(jì)。因此,乙醇企業(yè)提高副產(chǎn)品的綜合利用水平,降低生產(chǎn)成本,是其持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。一些專家還建議,就中國(guó)實(shí)際情況而言,為使乙醇汽油盡快“唱主角”,保證市場(chǎng)秩序,還須在避免重復(fù)建設(shè)、增加配套設(shè)施和加快相關(guān)立法等方面作出努力第三章電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車
概述
電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
燃料電池電動(dòng)汽車蓄電池電動(dòng)汽車
混合動(dòng)力汽車
(一)概述電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車BatteryElectricvehicle¥純電動(dòng)汽車(BEV)由蓄電池供電,電機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛,可實(shí)現(xiàn)零排放,動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性等達(dá)到或接近普通內(nèi)燃汽車,續(xù)駛里程能滿足一般運(yùn)行要求,同時(shí)具有低噪聲、易維修、可利用低谷電以節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),是未來(lái)理想的交通運(yùn)輸工具。純電動(dòng)汽車技術(shù)基本成熟,但在動(dòng)力性能、續(xù)駛里程、制造成本和可靠性等方面還無(wú)法與內(nèi)燃機(jī)汽車相比。作為動(dòng)力源的各類型蓄電池(主要鎳鉻型、鉛酸型、鎳鋅型、鋰型、鈉鎳型、鈉硫型、鎳氫型等)不同程度地存在著成本高、壽命短、比能量低、比功率小、體積和重量大、充電時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。目前,還沒(méi)有一種電池全面適合電動(dòng)汽車,這使得蓄電池成為電動(dòng)汽車發(fā)展和普及的瓶頸。此外,必須解決的關(guān)鍵技術(shù)及配套裝置還有電機(jī)及其控制系統(tǒng)、充電站等。在美、日及歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家,純電動(dòng)汽車已開始進(jìn)入實(shí)用化階段。其中,美國(guó)的通用EV-1兩座轎車、通用S—10兩座皮卡、福特Ranga兩座皮卡,日本的豐田RAV—4五座轎車、本田Plus四座轎車、日產(chǎn)Lunnet五座轎車、大發(fā)Hi-et微型面包,法國(guó)研制的標(biāo)志—雪鐵龍P106四座轎車等都投入了商業(yè)運(yùn)行。進(jìn)入無(wú)馬車時(shí)代以后,電動(dòng)汽車就進(jìn)入了一個(gè)商業(yè)化的發(fā)展階段,此時(shí)的電動(dòng)汽車有輻條車輪、充氣輪胎、舒適的彈簧椅和豪華的車內(nèi)裝飾。到1912年,美國(guó)有34000輛電動(dòng)汽車注冊(cè)。1899--1916年期間,Baker電氣公司一直是美國(guó)最重要的電動(dòng)汽車制造廠之一。1901—1920年,英國(guó)倫敦電動(dòng)汽車公司生產(chǎn)了后輪輪轂電動(dòng)機(jī)式、后輪驅(qū)動(dòng)、斜輪轉(zhuǎn)向和充氣輪胎的電動(dòng)汽車。1907--1938年期間,底特律電氣公司生產(chǎn)的電動(dòng)汽車不僅具有無(wú)噪聲、清潔可靠的優(yōu)點(diǎn),而且最高時(shí)速達(dá)到40km/h,續(xù)駛里程為129km。1911年,美國(guó)工程師CharlesKettefing發(fā)明了啟動(dòng)機(jī),這促進(jìn)了內(nèi)燃機(jī)汽車的發(fā)展。內(nèi)燃機(jī)汽車后來(lái)居上在性能、機(jī)動(dòng)性、車輛重量等指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電動(dòng)汽車。而電動(dòng)汽車由于不適應(yīng)長(zhǎng)距離行駛,發(fā)展幾乎停滯。而福特的想法徹底結(jié)束了電動(dòng)汽車的生命,他大批量生產(chǎn)福特T型車,使其價(jià)格從1909年的850美元降到了1925年的260美元,因此加速了電動(dòng)汽車的消失。而燃油汽車的續(xù)駛里程是電動(dòng)汽車的2~3倍,且使用成本低,因而使得電動(dòng)汽車的制造商想占領(lǐng)一定的市場(chǎng)份額已不可能。電動(dòng)汽車國(guó)外發(fā)展情況近二十多年來(lái),西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家政府把電動(dòng)汽車的研究開發(fā)看作解決環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題的一種有效手段,在經(jīng)濟(jì)上給予大力支持。美國(guó)政府至今已出資數(shù)百億美元支持汽車廠商和相關(guān)廠商進(jìn)行電動(dòng)汽車技術(shù)的開發(fā)研究。1991年,美國(guó)三大汽車公司聯(lián)合成立了美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合體,投入了4.5億美元,其中政府撥款2.25億美元,共同開發(fā)鎳鎘、鎳氫、鋅空氣電池、燃科電池等各種高性能蓄電池。日、法、德等國(guó)各大公司也投入巨資研究開發(fā)高性能電池。電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)發(fā)展情況電動(dòng)汽車目前是世界的一個(gè)熱點(diǎn)課題,我國(guó)的86.3計(jì)劃中,把電動(dòng)汽車的攻關(guān)列為重大課題,高校中同濟(jì)大學(xué)、北京理工大學(xué)、吉林大學(xué)和部分院校得到了國(guó)家的重點(diǎn)支持,同濟(jì)大學(xué)已成功研制出燃料電池轎車“超越二號(hào)”,實(shí)驗(yàn)最高時(shí)速達(dá)118公里,從0加速到最高時(shí)速耗時(shí)24.8秒,續(xù)駛里程為168公里?!俺蕉?hào)”在參加了國(guó)際必比登清潔汽車挑戰(zhàn)賽,經(jīng)測(cè)試該車在污染排放、CO2排放、噪聲、蛇行和燃料經(jīng)濟(jì)性方面達(dá)到A級(jí)水平,并獲得5個(gè)單項(xiàng)技術(shù)獎(jiǎng),這標(biāo)志著中國(guó)燃料電池轎車技術(shù)水平已跨入世界先進(jìn)行列。國(guó)內(nèi)在電機(jī)、電池方面也作了大量的研究工作,并取得了一定的成果。(二)電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)
及工作原理電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車的組成包括電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心,也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。電動(dòng)汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同。
純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車系統(tǒng)可分為三個(gè)子系統(tǒng),即電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、主能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)。電力驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)由電控單元、功率轉(zhuǎn)
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