汽车与环境保护

汽车与环境保护

1汽车的未来

现今的汽车，已非简单的代步工具，已成为集无线电科技、多媒体、电脑、GPS全球定位系统等多种新技术于一身的结合体。

未来数十年，电池电动车、混合电动车和燃料电池电动车市场份额将以稳定的速度增长，而燃油汽车的市场份额将会逐渐减少，各汽车厂商不得不去追赶“绿色汽车”的时髦，未来的汽车时代将是属于绿色环保汽车的时代。

据美国《汽车新闻》等杂志对目前每年生产5000万辆左右汽车的统计，预测国际市场汽车结构将出现以下十大特点：

(1)柴油机被更多的轿车所采用。柴油机技术的发展，特别是小型高速直喷式柴油机技术日趋完善，使这种较汽油机更为经济、排放更低的轿车受到更多人的喜爱。

(2)汽油机技术发展标志之一是电控燃油喷射发动机将取代化油器发动机。以后生产的汽油机汽车必须装备电控燃油喷射系统。

(3)电动汽车将进入实用阶段。随着低价格、高能量和长寿命新型电池的研究发展，以及人们对环保的强烈呼声，电动汽车将在各大城市成为一种代步工具。

(4)汽车安全标准将会更加严格。为保证汽车可靠性和稳定l生，ABS+EBD也将逐渐成为一些车型的标准装备；安装保障乘客安全的气囊装置的数量将逐渐增加，一些车型甚至装备侧面气囊，以保证侧翻时乘客头部的安全；三点自动上肩式安全带、防侧撞杆等都将装备到各种类型的汽车上。

(5)使用更多轻质材料替代钢材，以降低车重。美国轿车自重由目前的1100千克降低到1000千克以下。铝合金、镁合金及碳素纤维等轻质材料在汽车制造上的应用将增多。

(6)各种电子装置将在汽车上更多地应用。如电子发动机锁，它使偷车贼无法下手；全球卫星定位系统使驾驶人员无论身处何处，都不会迷路。

(7)载货汽车将改进现有的动力装置。使用一种更加有效的动力装置，可以使目前的载货汽车拉得更多，跑得更快。

(8)前轮驱动汽车将有所增加。发动机横置技术进一步发展，将使汽车更省油，更经济；一些大型汽车也将采用前轮驱动方式，如新奥迪A8等。

(9)大量减少汽车污染，如用三元催化转换器对尾气进行处理。

(10)提高经济性，降低油耗，这也是各大制造厂商为之努力的。估计在采取各种措施后，轿车的油耗能从目前6IVlOOkm降到4．2L／lOOkm。

2国际环保车三大派

目前，国际上汽车在环保汽车方面有三大派。一是降低汽油发动机产生的公害，此类车型被视为“改进派”——汽车控制电子化与智能化，三菱公司是其中的佼佼者。二是改进燃料混合驱动，此类车型被称为“改革派”——油、电混合驱动；油、汽混合驱动。即变传统的汽油驱动为电、油混合驱动，并在尾气排放最严重的起步阶段利用电动发动机启动，在发动机达到一定转速后藕使用汽油发动机驱动。由于发动机在高速运转时燃料得以充分燃烧，尾气排放很少，从而在一定程度上减少了尾气的排放。以丰田和通用为代表的汽车厂商主张改进燃料混合驱动。三是以无公害燃料电池取代了汽油燃料，此类车型被称为“取代派”——电动汽车。燃料电池车是电动汽车的一种，它利用燃料箱中氢、氧燃烧产生的能量发电驱动汽车，因而它的燃烧废物只有水，被认为是“新一代环境技术车的代表”，此种是以戴姆勒一克莱斯勒为代表。

2．1电动汽车

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车的优点是：它本身不排放污染大气的有害气体，既使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其他污染物也显著减少；电厂大多远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关成熟技术；电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除人们对石油资源日见枯竭的拄心。电动汽车还可以充分利用晚问用电低谷时富裕的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有些研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充人电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少CO2的排量。正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个热点。

电动汽车的困难是目前蓄电池单位重量储存的能量太少，价格较贵，且没形成经济规模。至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1／3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。

2．3燃料电池电动汽车

燃料电池是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置，它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“贮电”而是一个“发电厂”。燃料电池也有多种类型，经过多年的探索，最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质)，在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水(蒸汽)带走，燃料电池就可以不断地提供电能，如图4—10所示。

燃料电池的优点是能量转化效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60％～80％，为内燃机的2～3倍；不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生CO和CO2，也没有硫和微粒排出，没有高温反应，也不产生NOx。如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气，仅会产生微量的CO和较少的CO2。燃料电池本身工作没有噪声，没有运动性，没有振动，其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，寿命长。

2．4混合动力电动汽车

混合动力汽车是一种折衷产品，目的在于显著提高汽车的燃油效率，同时减少传统燃油汽车的尾气排放，克服纯电动汽车的缺点。对混合动力汽车概念的理解应该更广泛，任何拥有两种或以上动力源的汽车都是混合动力汽车。混合动力电动汽车是指车上装有两个以上动力源，包括有电机驱动，符合汽车道路交通、安全法规的汽车。车载动力源有蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组等多种。当前混合动力电动汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的电动汽车。

3汽车公害

3．1汽车排放与大气污染

目前，大气污染已逐渐发展成为世界性的问题，尤其是在一些大中城市，随着汽车保有量的增加，汽车的生产、销售、使用、报废还带来了环境大气危害和城市的空气污染，。如汽车排放的二氧化碳(c0：)、硫化物S0。、(指一氧化硫SO和二氧化硫soz)、氮氧化物NOx(指