汽车节油技术汽车节油技术

汽车节油技术

随着能源的日渐紧张和对环境保护的日益迫切，节能工作更加深入；同时，由于工业生产上经济效益需求的提高，作为降低作业成本的直接有效措施，节能工作也应更前进一步。尤其对我国这样一个发展中的大国来说，如何有效地利用和节约资源，使之更好地适应国民经济持续、快速、健康发展的需要，已成为我国一项重要的战略问题。目前，节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用，并朝着多元化的趋势发展。

一、节油技术的分类与实施

1．优化设计燃烧系统

内燃机技术的发展在很大程度上与燃烧技术的发展密切相关。燃烧室结构是影响燃烧过程的主要因素，它涉及到活塞顶和缸盖的形状，火花塞的位置，进、排气门的尺寸和数量，以及进气口的设计等一系列问题。设计者对燃烧室形状、燃烧室布置以及喷射系统进行了优化设计，具体目标是：

a)在全部工况下都能实现快速、稳定、连续的燃烧；

b)在油门全开时有高的容积效率；

c)由燃烧室壁传走的热量损失少；

d)排放污染物低；

e)抗爆燃性能好。

2．采用电子点火系统

一些现代新型汽油机已越来越多地采用优化的电子点火系统，代替了传统的分电器，最佳点火角可以根据发动机工作范围及一些附加要求(如排放、爆燃界限或驾驶性能等)计算出来，以实现点火提前角的多维优化调节。

燃烧稀混合气是改善火花点火式汽油机燃油经济性，降低CO排放量，特别是使NOx排放符合法规要求的另一有效途径，同时也能放宽所用汽油的种类。但使用稀混合气会降低火焰传播速度，因此，要对传统的结构进行改进，以使混合气加速燃烧。目前主要采取的措施有：高能点火系统、空气喷射燃烧系统、火焰喷射燃烧系统以及分层燃烧等。

3．优化供油系统

现代内燃机向着提高比功率、改善燃油经济性和符合环境保护法规的方向发

展，使供油系统有了以下几种发展趋势：

a)采用增压技术。这样不仅能提高发动机升功率，还能降低燃油消耗和有害排放物。

b)改善燃油经济性。为达到这一目的，车用柴油机越来越多地采用直喷燃烧系统，并要求较高的喷油压力和喷油率。

c)精确控制喷油过程参数。随着电控技术在供油系统中的广泛应用，实现了内燃机在每个工况点上对喷油过程参数(喷油定时、喷油率、持续时间)的控制，从而达到了最低油耗，控制了排放污染和噪声污染，使供油系统达到最佳化。 4．降低机械损失

汽车的机械损失主要包括运动部件摩擦损失和驱动功率损失，这两大类损失约占总机械损失的90％以上，为此，汽车设计者在降低运动副的摩擦系数和提高传动效率方面做了许多工作，即主要通过减少活塞组、曲轴与连杆、配气机构、传动系统、各驱动装置的机械损失来实现。另外，使用时在润滑油中添加各种减摩剂，也可使各运动副摩擦系数降低。目前使用的减摩剂主要有二硫化钼、石墨和有机钼、有机硼、GRT、YGC节能减摩剂等，还有一些摩擦改进剂，如磷酸脂、硫磷酸钼、油酸环氧脂等。

5．采用新材料

为适应汽车轻量化的要求，轻金属和非金属材料在汽车制造上的使用量逐年增长，特别是轿车发动机更甚，这样可有效地改善车厢布置，缩小汽车外形尺寸。目前，在汽车制造上主要使用了一些高强度低合金钢、铝合金、镁合金、塑料、陶瓷以及一些纤维强化材料。随着新材料、新工艺的不断发展，一些汽车已开始用铝和其它轻质材料制造保险杠、车厢、车架纵梁、飞轮壳、油箱等，从而使汽车的有效负载能力有了大幅度的提高。资料表明，车重减轻10％，油耗可减少8％-9％，在同样的加速性能下，单位燃油的行驶里程可延长10％左右。

6．改善车厢的空气动力性能

通常汽车速度越快，空气阻力也越大，从而消耗在克服空气阻力上的功率也就越多。在一般车速行驶时，发动机功率的20％—30％消耗于空气阻力。所以，无论是对轿车，还是对载货汽车来说，都应在车体设计上尽可能地减少空气阻力，主要采取的办法是：

a)设计合理的车身外形。对发动机、前保险杠、水箱、翼子板、挡风玻璃、车门、车身、车尾形状进行空气动力学优化设计，使整车综合性能达到最佳。 b)加装导流装置。通常在车身上加装导流板、导风罩等，目前还在一些小轿车上加装了防止因空气浮力而引起汽车牵引力不足的压风板，在大型货车上使用了装在牵引车项上的导风板及装在牵引车与半挂车之间的导风罩等。

7．减少滚动阻力

发动机输出功率的约30％-40％用于克服轮胎的滚动阻力，在平整路面上，轮胎的滚动阻力由轮胎空气阻力、轮胎变形阻力、轮胎与路面间的滑动阻力三部分组成，其中变形阻力占滚动阻力总值的90％以上。目前广泛采用了子午线轮胎，它的滚动阻力系数要比一般斜交线轮胎低25％—30％左右，而且其弹性好，运动阻力小，在使用中节油效果明显。为了更大范围地减少滚动阻力，轮胎正朝着高气压比、无内胎化方面发展，并取得了一些积极的进展。

8．广泛使用汽车诊断与检测技术

现代技术特别是微电子技术极大地促进了汽车诊断与检测技术的发展，实践证明，如能及时地借助诊断设备对汽车状态进行诊断，使汽车技术状况经常保持良好，对于节约能源、环境保护和交通安全具有重要意义。

用现代方法对汽车诊断时，可以在不解体整车的情况下，用专用仪器设备检测出汽车相关总成和机构的参数、曲线或波形，为进一步分析、判断汽车状况提供原始数据，然后再通过计算机进一步对这些数据进行分析、判断、贮存、处理，从而对汽车技术状况作出正确的结论。可以说，检测控制自动化、数据处理自动化是汽车诊断与检测技术的发展方向。

资料表明，如能定期诊断汽车废气，并及时对汽车排放加以限制，可使被查汽车油耗降低5％左右；相反，点火系如在有故障的情况下工作，则油耗最大可超过标准的80％左右。

9．汽车柴油机化

通常柴油机的热效率要比汽油机高许多，如能广泛地使用柴油机，将会节约大量燃料。柴油机的优点还在于它可以使用纯度比较低、价格比汽油便宜的柴油作燃料。据统计，将汽油机转换为柴油机，每升燃料的行程里程平均可增加35％，同样质量和功率相同的柴油机与汽油机相比，油耗下降15％-25％。因此，各汽