1、安徽交通職業技術學院 畢 業 論 文論文題目：汽車節能技術研究 所屬系別：汽車機械與工程系 專業班級：汽車運用與維修2012班 姓 名：2012 學 號：2012 指導老師：2012 撰寫日期：2012.12.25摘 要 汽車節能技術是用于改進汽車能源消耗的技術。汽車節能措施涉及方方面面。除了推廣應用替代燃料之外，解決能源短缺問題的根本措施是大力開發和推廣應用汽車節能技術。長期以來，人們一直致力于汽車節能技術的研究開發，不同歷史時期，出現了眾多的技能技術。本文圍繞著目前汽車所使用的節能技術以及尚未成熟使用的汽車節能技術展開討論。論文首先引出了汽車節能的重要性，然后界定能源和節能的概念；接著闡述

2、汽車能源消耗的主要因素；其次介紹發動機上運用的新技術；隨后討論汽車節能技術的途徑與方法；最后針對使用的新能源以及未來美好能源的總結。關鍵詞：汽車 節能 能源 技術 途徑目 錄1引言2能源與節能的概念3汽車能量消耗的主要因素 3.1熱量轉變為機械功時的損失 3.2指示功率轉變為有效功率時的機械損失 3.3 有效功率轉變為汽車動功率時的傳動損失 4汽車發動機的新技術 4.1渦輪增壓 4.2均質壓燃發動機 4.3轉子發動機 4.4發動機的稀燃技術 4.5電子燃油噴射系統 4.6混合動力 4.7可變氣門正時技術5汽車節能的主要途徑與方法 5.1車身設計 5.2車輛自重 5.3車輛潤滑 5.4傳動機構

3、5.5輪胎 5.6制動器的調整 5.7路況設計與保養 5.8良好的駕駛習慣培養6新型能源汽車 6.1柴油發動機 6.2純電動汽車 6.3氫燃料與電驅動混合動力 6.4乙醇燃料 6.5天然氣 6.6太陽能7結語參考文獻致謝1引言節能減排”，是貫徹落實科學 發展觀，構建社會主義和諧社會 的重大舉措；是建設資源節約型 、環境友好型社會的必然選擇； 是推進經濟結構調整，轉變增長 方式的必由之路；是提高人民生 活質量，維護中華民族長遠利益 的必然要求。 大家知道，汽車工業的飛速發展是人類文明的 一大驕傲。與此同時，汽車對能源的消耗和廢氣 的排放也日漸成為人類發展的一大障礙。汽車工 業對可持續發展應做出的

4、貢獻就是減少燃油的消 耗量、降低排放。采用先進科學的節能措施減少 汽車廢氣對大氣的污染、改善人類生態環境、節 省石油資源。隨著國家節能政策的逐步實施，國 家對汽車燃油經濟性標準的要求越來越嚴格，同 時隨著燃油價格的持續上漲，消費者對汽車產品 的燃油經濟性也越來越關注。 除了汽車保有量增 加這個原因外,造成我國汽車燃油消耗量巨大的另 一個原因是我國的汽車技術整體比歐美、日本等 發達國家落后 1020年,歐洲的柴油機技術和美國 、日本的混合動力汽車的研制成功以及可替用燃 料的不斷研制，把汽車能耗進一步降低，而我國 老舊車比例高達 25%,汽車每百公里平均耗油比發 達國家高 20%以上。我國現在行駛

5、的乘用車很多 是從國外引進的上世紀80年代的車型,即使是最近 幾年生產的汽車,節油技術的采用也非常有限。隨 著當前我國國民經濟和汽車工的快速發展,以及由 此帶來的能源消耗和環境問題的日益突出,交通節 能減排工作的重要性不斷增加，而汽車節能減排 則又是其中的重要組成部分,重要性不言而喻。考 慮到當前我國的汽車節能技術發展的實際狀況,除 了要積極推進以混合動力、燃料電池、柴油、醇 類汽車等為代表的新能源汽車技術的不斷發展外, 另一個推進汽車節能減排工作的措施就是大力研 究開發適合我國現階段汽車行業技術現狀以及適合大量在用汽車的高性能汽車節能產品。伴隨著世界不斷的迅速發展，能源的消耗越來越重，而汽車

6、對能源的消耗占到很大一部分，同時還嚴重的污染空氣，污染我們的環境。石油還是一種不可再生能源。這時人們不得不尋找新能源和節約現有的能源來保持可持續發展，同時來造福人類的后代。 2能源與節能的概念中華人民共和國節約能源法中規定了能源 和節能的概念。 能源，是指煤炭、原油、天然氣、電力、焦炭 、煤氣、熱力、成品油、液化石油氣、生物質能和其他直接或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源。節能,是指加強用能管理,采取技術上可行、 經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施,減 少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費，更加有效、合理的利用能源。節能是國家發展經 濟的一項長遠戰略方針。3汽車能量消耗的主要因素

7、 汽車依靠發動機發出的動力，通過傳動裝置推 動汽車前進，而發動機是依靠燃料在氣缸內燃燒，放出熱量，使燃氣的溫度和壓 力增加，體積膨脹，推動活塞做功而獲得動力。在此過程中，燃料燃燒后只有一小部分能量轉化為有用功，其余大部分以不同形式分別損失在發動機本身和汽車傳動裝置中。汽車能量轉換時的 損失情況，可分為以下三點： 3.1熱量轉變為機械功時的損失燃料發出熱能的損失，主要是排氣、散熱、漏氣等造成的。發動機工作時氣缸內熱量的利用程度，用指示功率表示，它是指氣體膨脹推動活塞在單位時間內所做的功。指示功率=（推動活塞做功的有效熱量）/（燃 料總熱量）上式說明，推動活塞所做功的有效熱量越多，發動機的指示功率

8、越高，則熱量損失越少。一般四行程汽油機的指示功率為0.25-0.35，熱量損失 達65%-75%；柴油機的指示功率為0.4左右，熱量損失達60%。3.2指示功率轉變為有效功率時的機械損失發動機發出的有效功率，經過傳動裝置傳到驅動輪時，由于一部分有效功率損失在傳動裝置中 ，所以驅動功率又小于有效功率。為表明有效功率的利用程度，可用傳動效率來表示。 傳動效率=（驅動輪功率）/（有效功率） 汽油發動機的機械效率約為0.7-0.9，說明發動 機的功由活塞經曲軸到飛輪時，摩擦損失達10%-3 0%。表3-1為柴油機和汽油機熱量分配表。 3.3有效功率轉變為汽車傳動功率時的傳動損失發動機發出的有效功率，經

9、過傳動裝置傳到驅 動輪時，由于一部分有效功率損失在傳動裝置中 ，所以驅動功率又小于有效功率。為表明有效功率的利用程度，可用傳動效率來表示。傳動效率=（驅動輪功率）/（有效功率） 不同車輛的傳動效率大約為80%-95%，即有5 %-20%的有效功率消耗于傳動裝置中。直接檔因為是動力直接從中間軸傳遞，在變速器內部不經過齒輪傳遞，所以光從傳動效率應來說，直接檔 比其它檔位稍高。發動機及附件能耗占60%，克服空氣阻力的能量占21%，能量轉化為機械能傳到輪胎，用于克服輪胎滾動阻力做功的能量占13%。汽車節能的關鍵是降低熱能損失和降低摩擦。4汽車發動機的新技術4.1渦輪增壓 渦輪增壓，是一種利用內燃機運作

10、所產生的廢氣驅動空氣壓縮機的技術。與超級增壓器功能相若，兩者都可增加進入內燃機或鍋爐的空氣流量，從而令機器效率提升。常見用于汽車引擎中，透過利用排出廢氣的熱量及流量，渦輪增壓器能提升內燃機的馬力輸出。渦輪增壓的英文名字為Turbo，一般來說，如果我們在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發動機是渦輪增壓發動機了。相信大家都在路上看過不少這樣的車型，譬如奧迪A6的1.8T，帕薩特1.8T，寶來1.8T等等。渦輪增壓的主要作用就是提高發動機進氣量，從而提高發動機的功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺發動機裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同

11、樣一臺的發動機在經過增壓之后能夠產生更大的功率。在另外一個層面上來說就是提高燃油經濟性和降低尾氣排放。不過在經過了增壓之后，發動機在工作時候的壓力和溫度都大大升高，因此發動機壽命會比同樣排量沒有經過增壓的發動機要短，而且機械性能、潤滑性能都會受到影響，這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術在發動機上的應用。一般來說，渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸。當發動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下

12、發動機的轉速，就可以增加發動機的輸出功率了。渦輪增壓從工作方式上基本上可以分為以下幾種系統：（1）廢氣渦輪增壓系統（2）機械增壓系統（3）復合增壓系統4.2均質壓燃發動機均質壓然發動機技術是一項比較前沿的活塞式 內燃機的燃燒技術，目前上述于研究階段。但均 質壓然發動機與混合動力的組合，可以回避發動 機難以實現均質壓燃的工況，具有重要的實用價值。應在各自單元技術相對成熟時，實現二者的 優化配合。 4.3轉子發動機轉子發動機與傳統往復式發動機的比較往復式發動機和轉子發動機都依靠空燃混合氣燃燒產生的膨脹壓力以獲得轉動力。兩種發動機的機構差異在于使用膨脹壓力的方式。在往復式發動機中，產生在活塞頂部表面

13、的膨脹壓力向下推動活塞，機械力被傳給連桿，帶動曲軸轉動。轉子發動機 對于轉子發動機，膨脹壓力作用在轉子的側面。 從而將三角形轉子的三個面之一推向偏心軸的中心。這種發動機是由德國人菲加士·汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）所發明。一向對新技術情有獨鐘的馬自達公司投巨資從汪克爾公司買下了這項技術。由于這是一項高新技術，懂得這項技術的人寥寥無幾，發動機壞了無人會修，而且耗油大，汽車界有人對這種發動機的市場前景產生了懷疑唯有馬自達公司仍然深信轉子發動機的潛力，獨自研究和生產轉子發動機，并為此付出了相當大的代價。他們逐步克服了轉子發動機的缺陷，成功地由試驗性生產過渡到商業性

14、生產，并將安裝了轉子發動機的RX-7型跑車打入了美國市場，令人刮目相看。一般發動機是往復運動式發動機，工作時活塞在氣缸里做往復直線運動，為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動，必須使用曲柄滑塊機構。轉子發動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發動機相比，轉子發動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優勢轉子引擎的轉子每旋轉一圈就作功三次，與一般的四沖程發動機每旋轉兩圈才作功一次相比，具有高馬力容積比（引擎容積較小就能輸出較多動力）的優點。另外，由于轉子引擎的軸向運轉特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉轉速。

15、整個發動機只有兩個轉動部件，與一般的四沖程發動機具有進、排氣活門等二十多個活動部件相比結構大大簡化，發生故障的可能性也大大減小。由于沒有往復式發動機的高壓縮比，使得燃燒不能夠很充分。雖然馬自達公司曾經給轉子發動機增加了單渦輪增壓和雙渦輪增壓等東西，但只是提高了輸出馬力，并適度的減少了尾氣排放，但還是與往復式發動機有著很大的差距。由于三角轉子引擎的相鄰容腔間只有一個徑向密封片，徑向密封片與缸體始終是線接觸，并且徑向密封片上與缸體接觸的位置始終在變化，因此三個燃燒室非完全隔離（密封），徑向密封片磨損快。引擎使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題，大幅增加油耗與污染。其獨特的機械結構也造

16、成這類引擎較難維修。易理偶式轉子發動機是發明人集二十幾年的研究所得，它與一般發動機的原理雖然相同，具備吸氣、壓縮、爆發、排氣等四程序工作循環，但由于結構的根本不同。它的動力消耗少，發動機的轉子是回旋式運動，活動部件少。易理轉子發動機將吸氣、壓縮和爆發、排氣在不同的汽缸內完成，其本身的特殊構造沖破了往復式發動機吸、壓、爆、排在一缸做功的模式，又擺脫了汪克爾等三角轉子發動機的框架，也解決了日本馬自達轉子發動機的成本高、油耗大，維修難，零部件制作難度高等弊端。4.4發動機的稀燃技術發動機稀燃技術稀燃是稀薄燃燒的簡稱，指發動機在實際空燃比大于理論空燃比的情況下的燃燒， 空燃 比可達 25:1，甚至更高

17、。稀薄燃燒不僅使燃料的燃燒更加完全，而且也減少了換氣損失，同時輔以相應的排放控制措施，大大降低了 汽油機的有害排放物， 因此具有良好的經濟性和 排 放性能。稀薄燃燒可以提高發動機燃料經濟性的主要原因是，由于稀混合氣中的汽油分子有更多的機會與空氣中氧分子接觸，燃燒完全。采用稀混合氣，由于氣缸內壓力低、溫度低，不易發生爆燃，則可以提高熱效率。燃用稀混合氣，由于其燃燒后最高溫度降低，一方面使通過 汽缸壁 的傳熱損失較小，另一方面燃燒產物的離解損失 減少，使熱效率得以提高。且當采用稀薄混合氣燃燒時，由于進入缸內空氣的量增加，減小了泵吸損失，這對汽油機部分負荷經 濟性的改善非常 有利。另外，的比熱容較小

18、，多 變指數 K 較高，因為發 動機的熱效率高，燃油經濟性好。 從理論上講， 混合氣越稀，熱效率越高。但就普通發動機來說 ，當過量空氣系數 >1.051.15 后，油耗反而增 加。這是由于混合氣過稀時，發動機混合氣分配 的均勻性變得 更加敏感，循環變動率增加，個別缸失火的概率增加；等等，如果不解決這些問題 ，盲目地 調稀混合氣，不但不能發揮稀混合氣理論上的優勢，反而會費油 1燃用混合氣的技術途徑 1） 使汽油充分霧化，對均質燃燒要保證 混合氣均勻及各缸混合氣分配均勻。消除局部區域混合氣偏稀的現象，避免電噴發動機調整時的有意加濃；同時，使缸內混合氣 的實際含量有所增加，失火及不穩定現象就會

19、大大減少，發動機便可以在較稀混合氣含量的條件下工作。要是汽 油充分霧化，可以在預熱、增加進氣流的速度、 增強 進氣流的擾動、增加汽油的乳化度以及使汽油分子磁化等方面采取措施。 2） 采用結構緊湊的燃燒室。使壓縮時形成擠流，以提高燃燒速度 從而提高燃燒效率， 減少熱損失。一般采用火 花塞放在正中的半球形或蓬頂形燃燒室，或其他緊湊型的燃燒室。 3） 加快燃燒速度。這是稀燃 技術的必要條件和實施的基礎。提高燃燒速度的 主要措施 是組織缸內的氣體運動和調高壓縮比。 4） 提高點火能量，延長點火的持續時間。對于常 規含量的混合氣而言，普通點火系所 提供的點火 能量已經足夠，但燃用稀混合氣就應當設法提高

20、點火能量。高能點火和 寬間隙火花塞有利于火核 形成，火焰傳播距離縮短，燃燒速度提高，稀燃極限大。有些稀燃發動機采用雙火花塞或者多級火花塞裝置來達到上述目的。5） 采用分層燃燒技術。 如果稀燃技術的混合比達到 25:1 以上，按照常規是無法點燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃 燒方式。如果在火花塞附近的局部區域內供給適宜點火的濃混合氣，而在其他區域供給相當稀的 混合氣，也可以實現稀混合氣燃燒。在這種情況下，即使采用普通店獲悉，也能很快地點燃很稀的混合氣，于是火焰得 以傳播并遍及整個燃燒室 。把采用上述方式工作的汽油機成為分層充氣汽油機或分 層燃燒汽油機。分層充氣是稀混合氣燃燒的主要手段，絕大多數

21、稀燃發動機都是采用分 層充氣方案。 2、 分層燃燒系統 分層燃燒系統基本均采用燃油噴射技術。按照燃油噴射的不同形式，將分層稀燃系統分為氣道噴射（PFI）稀燃系 統和直接噴射 （GDI）稀燃系統； 按照混合氣的不同組織方式，將分層稀燃系統分為軸向分層稀 燃系統和縱向（滾流）分層稀燃系統。稀燃汽油機一般可分為進氣道燃油噴射式和缸內燃油噴射 式兩類。一般情況下, 將進氣道燃油噴射式汽油機稱為稀燃汽油機, 將缸內燃油噴射式汽油機稱為直噴式汽油機。4.5電子燃油噴射系統 電子燃油噴射控制系統（簡稱EFI或EGI系統），是一個以電子控制裝置（又稱電腦或ECU）為控制中心，利用安裝在發動機不同部位上的各種傳

22、感器，測得發動機的各種工作參數，按照在電腦中設定的控制程序，通過控制噴油器，精確地控制噴油量，使發動機在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣。它通過電腦中的控制程序，能實現起動加濃、暖機加濃、加速加濃、全負荷加濃、減速調稀、強制斷油、自動怠速控制等功能，滿足發動機特殊工況對混合氣的要求，使發動機獲得良好的燃料經濟性和排放性，也提高了汽車的使用性能，深受用戶的青睞。電子控制燃油噴射系統的噴油壓力是由電動燃油泵提供的，電動燃油泵裝在油箱內，浸在燃油中。油箱內的燃油被電動燃油泵吸出并加壓，壓力燃油經燃油濾清器濾去雜質后，被送至發動機上方的分配油管。分配油管與安裝在各缸進氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一

23、種電磁閥，由電腦控制。通電時電磁閥開啟，壓力燃油以霧狀噴入進氣歧管內，與空氣混合，在進氣行程中被吸進氣缸。分配油管的末端裝有燃油壓力調節器，用來調整分配油管中燃油的壓力，使燃油壓力保持某一定值，多余的燃油從燃油壓力調節器上的回油口返回燃油箱。 進氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節氣門來控制。節氣門開度不同，進氣量也不同，進氣歧管內的真空度也不同。在同一轉速下，進氣歧管真空度與進氣量成一定的比例關系。進氣管壓力傳感器可將進氣歧管內真空度的變化轉變成電信號的變化，并傳送給電腦，電腦根據進氣歧管真空度的大小計算出發動機進氣量，再根據曲軸位置傳感器測得信號計算出發動機轉速。根據進氣量和轉速計算出相應的基本

24、噴油量。電腦根據進氣壓力和發動機轉速控制各缸噴油器，通過控制每次噴油的持續時間來控制噴油量。噴油持續時間愈長，噴油量就愈大。一般每次噴油的持續時間為210ms。各缸噴油器每次噴油的開始時刻則由電腦根據安裝于離合器殼體上的發動機轉速（曲軸位置）傳感器測得某一位置信號來控制。這種類型的燃油噴射系統的每個噴油器在發動機每個工作循環中噴油兩次，噴油是間斷進行的，屬于間歇噴射方式。 發動機在不同工況下運轉，對混合氣濃度的要求也不同。特別是在一些特殊工況下（如起動、急加速、急減速等），對混合氣濃度有特殊的要求。電腦要根據有關傳感器測得的運轉工況，按不同的方式控制噴油量。噴油量的控制方式可分為起動控制、運轉

25、控制、斷油控制和反饋控制。4.6混合動力通常所說的混合動力一般是指油電混合動力，即燃料（汽油，柴油等）和電能的混合。 混合動力汽車是有電動馬達作為發動機的輔助動力驅動汽車。1997年，第一款量產混合動力車普銳斯推向日本市場，當年售出18000輛。1999年，本田混合動力雙門小車insight在美國推出，受到好評。2007年年底，美國權威機構Autodata的統計數據顯示，2007年10月份美國混合動力車的銷售量與上一年相比，同期增長了30個百分點，銷售量為24443輛。混合動力車型甚至成了平淡的美國汽車市場的一大亮點：2007年，美國市場銷售混合動力車型超過30萬輛。2007年5月17日，豐田

26、混合動力車全球累計銷售突破100萬輛。混合動力就是指汽車使用汽油驅動和電力驅動兩種驅動方式。1優點在于車輛啟動停止時，只靠電機帶動，不達到一定速度，發動機就不工作，因此，便能使發動機一直保持在最佳工況狀態，動力性好，排放量很低。而且電能的來源都是發動機，只需加油即可。隨著世界各國環境保護的措施越來越嚴格，替代燃油發動機汽車的方案也越來越多，例如氫能源汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車等。但目前最有實用性價值并巳有商業化運轉的模式，只有混合動力汽車。混合動力汽車的關鍵是混合動力系統，它的性能直接關系到混合動力汽車整車性能。經過十多年的發展，混合動力系統總成已從原來發動機與電機離散結構向發動機電機和

27、變速箱一體化結構發展，即集成化混合動力總成系統。混合動力總成以動力傳輸路線分類，可分為串聯式、并聯式和混聯式等三種混合動力電動汽車的動力系統主要由控制系統、驅動系統、輔助動力系統和電池組等部分構成。4.7可變氣門正時技術發動機可變氣門正時技術(VVT, Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應用于現代轎車上的新技術中的一種，發動機采用可變氣門正時技術可以提高進氣充量，使充量系數增加，發動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。合理選擇配氣正時，保證最好的充氣效率hv，是改善發動機性能極為 重要的技術問題。分析內燃機的工作原理，不難得出這樣的結論：在進、排氣門開閉的四個時期中，

28、進氣門遲閉角的改變對充氣效率hv影響最大。進氣門遲閉角改變對充氣效率hv和發動機功率的影響關系可以通過圖1進一步給以說明。圖1中每條充氣效率hv曲線體現了在一定的配氣正時下，充氣效率hv隨轉速變化的關系。如遲閉角為40°時，充氣效率hv是在約1800r/min的轉速下達到最高值，說明在這個轉速下工作能最好地利用氣流的慣性充氣。當轉速高于此轉速時，氣流慣性增加，就使一部分本來可以利用氣流慣性進入汽缸的氣體被關在汽缸之外，加之轉速上升，流動阻力增加，所以使充氣效率hv下降。當轉速低于此轉速時，氣流慣性減小，壓縮行程初始時就可能使一部分新鮮氣體被推回進氣管，充氣效率hv也下降。圖中不同充氣

29、效率hv曲線之間，體現了在不同的配氣正時下，充氣效率hv隨轉速變化的關系。不同的進氣遲閉角與充氣效率 hv曲線最大值相當的轉速不同，一般遲閉角增大，與充氣效率hv曲線最大值相當的轉速也增加。遲閉角為40°與遲閉角為60°的充氣效率hv曲線相比，曲線最大值相當的轉速分別為1800r/min和2200r/min 。由于轉速增加，氣流速度加大，大的遲閉角可充分利用高速的氣流慣性來增加充氣。改變進氣遲閉角可以改變充氣效率hv曲線隨轉速變化的趨向，以調整發動機扭矩曲線，滿足不同的使用要求。不過，更確切地說，加大進氣門遲閉角，高轉速時充氣效率hv增加有利于最大功率的提高，但對低速和中速

30、性能則不利。減小進氣遲閉角，能防止氣體被推回進氣管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。因此，理想的氣門正時應當是根據發動機的工作情況及時做出調整，應具有一定程度的靈活性。顯然，對于傳統的凸輪挺桿氣門機構來說，由于在工作中無法做出相應的調整，也就難于達到上述要求，因而限制了發動機性能的進一步提高。整個VTEC系統由發動機電腦控制，發動機電腦接收轉速、進氣壓力、車速及冷卻液溫度等信息并進行處理，輸出相應的控制信號，通過電磁閥調節搖臂活塞液壓系統，從而使發動機在不同的轉速工況下由不同的凸輪控制，改變進氣門的開度和時間。5汽車節能的主要途徑與方法5.1車身設計 汽車在空氣中運動，空氣本身也有運動，

31、兩者的 相對運動，形成了汽車的行駛阻力。相對運動速 度越高，汽車的行駛阻力就越大,空氣阻力對整車 的動力性 和燃油經濟性影響就越明顯。汽車空氣阻力來降低汽車的燃油消耗率是 一種行 之有效的措施。研究表明，汽車以一般車速行駛 時，約有20%-30%的發動 機有效功率消耗于克服 空氣阻力，高速行駛時，約有50%-60%的發動機 有效功率 消耗于克服空氣阻力。汽車行駛時受到的空氣阻力分為壓力阻力和摩擦阻力兩大部分。 作用在汽車外形 表面上的法向壓力的合力在行駛 方向的分力， 稱為壓力阻力； 主要由形狀、循環和誘導阻力組成； 摩擦阻力是由于空氣的 粘性在車身表面產生的切向力的合 力在行駛方向 的分力。

32、各種阻力所占空氣阻力的比例：形狀阻力：主要與汽車的形狀有關（長、寬、高及其 比例），約占58干擾阻力：汽車突出部件 ，如后視鏡、門把手、懸架導向桿 等，約占14；內循環阻力：發動機冷卻系車身通風等氣流流過汽車內部，占12誘導阻力：空氣升力在水平方向的分力，占7； 摩擦阻力：占9；減小空氣阻力，可以通過兩 個途徑來實現，一是減小汽車的迎風面積；二是 減小汽車的空氣阻力系數。減小汽車的空氣阻力 系數，需要在汽車設計和制造是 提高汽車的流線 型，流線型越好，產生的阻力就越小，燃油消耗 就越少。 5.2車輛自重 同一車輛，質量越大，整車的油耗就會越高。從節油的方面考慮，在完成相同的運輸量的情況下，消耗

33、的燃油越少越好。減輕 汽車自重，一方面可以增加裝 載量，降低噸百公 里油耗，另一方面，即使是空駛，其油耗也可以降低。降低汽 車自重，也是降低整車油耗的有效措施之一 。 因此，在整車設計過程中 ，達到整車性能要求后要努力降低車輛自重。應 用 CAE 分析，優化零部件結構；應用鋁蓋、鋁殼 變速箱、鋁合金輪輞、鋁合金貨箱等新技術； 應用鎂合金等新材料來降低整車的自重，以降低整 車油耗。 鋁合金貨箱的采用對燃油經濟性的影響 鋁合金貨箱使用鋁合金擠壓型材,通過焊接、鉚接 、螺接、卡接等連接型式 而制作的貨箱，目前鋁 合金在廂式車、特殊作業車應用廣泛，國內平板 車應用剛 剛開始,日本已經開始大批量應用。金

34、貨廂分全鋁廂和半鋁廂，所謂 全鋁廂就是貨廂的前后板、左右邊板及 底板全 部用鋁合金制作，半鋁廂就是只有邊板和后板是 鋁合金制作，前板和底板 使用鋼材和木板等其它材料。鋁合金貨箱有以下優點：不生銹，抗腐蝕 ，特別是沿海地區尤其明顯；強度高,抗變形能力 比普通鋼板高； 重量輕，節省燃料，經濟效益明顯；外觀美觀，提升產品檔次； 殘值高。缺點是，成本較高、維修不方便。 5.3車輛潤滑 發動機潤滑油對整車燃油經濟性的影響 汽車發動機要正常工作，除了燃油以外，潤滑油是必不可少的。潤滑油的品 質和質量不同，不但 影響發動機的行駛性能，而且影響汽車的燃油經 濟性和使用 壽命。發動機油的牌號表示了機油的 使用場

35、合、黏度級別和質量等級。ISO（國際 標準 化組織）、SAE（美國汽車工程師協會）、API（ 美國石油協會）分別對汽車 發動機油的分類、黏 度級別和質量等級制定了標準，我國也根據上述 標準制訂了 相應的國家標準。 潤滑劑和石油產品 的分類 ISO 于 1981 年發布了 ISO 67433/0-1981 潤滑劑、工業潤滑油和有關產品的 分類標準。該 標準根據產品的應用場合，把產品分為 19 個組， E 組為內燃機油。 內燃機油的 選用與節油 選用內燃機油時，首先應分柴油機還 是汽油機，然后選擇相應的柴油機油。或者汽油機/柴油機通用油。內燃機油的選用主要 是從質量等級和黏度 牌號兩方面進行，首先

36、根據 內燃機制造商推薦、內燃機的機械負荷和熱負荷 、工 作條件的苛刻程度、燃料的性質等方面選擇 合適的質量等級 度等級的選用與節油 黏度是內燃機油的重要指標，確定內燃機油的質量等級以后，選擇合適黏 度 就顯得極為重要。低溫性不好的內燃機油，會 導致發動機低溫啟動困難；而黏度過大的內燃機油不僅會導致發動機工作阻力增大 、燃料消耗增加，而且還會使發 動機低溫啟動困 難；黏度過小的內燃機油也會引起發動機磨損增加、功率下降、 燃料和潤滑油消耗增加等故障。 黏度等級的選用原則是，根據發動機工作的環境 溫度、載荷、轉速和內燃機的磨損狀況，選用合適的內燃機油，并且優先選用多級油。 車輛齒輪油對整車燃油經濟性

37、的影響齒輪油在傳動 中主要作用是減少摩 擦、 降低磨損、 冷卻零部件，同時還可以緩和振，動減少沖擊、 防止銹蝕以及清洗摩擦面臟物的作用。齒輪油的分類按照 SAE（美國汽車工程師協 會）、API（美國石油協會）分類法，分別對黏度 級別和質量等級制定了標準。我國的驅動橋和 手動變速器潤 滑劑年度分類法（GB/T 17477-1 998）,將車輛齒輪油按黏度分為 7 個級號，即 70 W、75W、80W、85W、90、140、250在粘度分類中，與發動機潤滑油一樣 W 表示有低溫要求 ，如果一種齒輪油能同時滿足兩個黏度級號要求 ，稱為多級油， 如 80W/90、85W/90。此時，數 字表示的黏度大

38、小不同，不同品質的潤滑油黏度分級表示方式不同，不要僅以數字大小判斷油品黏度的高低。 齒輪油按照國標潤滑劑和有關產 品（L 類）的分類規定，根據承載能力 劃分為 三級，CLC 為普通車輛齒輪油，CLD 為中負荷車 輛齒輪油，CLE 為重負荷 車輛齒輪油。選用適量質量級別和黏度的車輛齒輪油不僅有利于驅動橋 和變速箱齒輪的 潤滑，而且可以減少摩擦，節約能源。一般在滿足潤滑的前提下，選用低黏度比 高黏度齒輪油節省，是用多級齒輪油比單級齒輪油節省，在齒輪油中加入適當高 效摩擦改進劑可 以節省燃油。 齒輪油質量級別和黏度的選擇和內 燃機潤滑油選擇 相似。使用車輛齒輪油應該注意 ：普通車輛齒輪油不能取代中、

39、高負荷車輛齒輪 油用于雙曲線齒輪，也不 能混存使用，否則會引 起設備磨損，縮短使用壽命；要防止混入水分和雜質，否則容易引起齒輪油變質； 要適時更換新 油。 換用不同牌號的齒輪油時， 一定要將原用齒 輪油放完， 并將齒輪箱清洗干凈后再注入新油，加油量要適當，不可太多或太少。 5.4傳動機構加強對傳動機構的調整、保養 若傳動系統狀況不良，出現 離合器打滑、分離不徹底，異響、發熱。自動跳檔、脫檔，傳動軸發響、差速器異響、發 熱等。這些狀況都意味著能量消 耗和燃油的增加 。例如，離合器較嚴重打滑可使油耗增大 33%。 因此必須加強對 傳動機構的調整和保養，以消除 各傳動部件發熱、異響以及其他故障。 5

40、.5輪胎 由于發動機輸出功率的30%-40%消耗在輪胎的 滾動阻力上，而輪胎變形阻力占其滾動阻力總值 的90%以上（輪胎空氣阻力、輪胎與路面滑動阻力 占10%左右）。輪胎工作氣壓直接關系到汽車行駛的安全性和 經濟性。對于同一車輛，輪胎氣壓降低，則其輪 胎半徑減小，同時滾動阻力系數增大，整車的油 耗就升高；氣壓升高，輪胎的滾動阻力系數減小 ，整車的油耗就降低，由于與地面的接觸面積減 小，對路面的壓力增大。可見，根據輪胎負荷， 適時地調整輪胎氣壓，是減小滾動阻力、降低油耗的有效措施。 在垂直載荷作用下，輪胎被壓縮的程度或徑向 變形量稱為輪胎的下沉量。當氣壓一定時，作用在輪胎上的負荷，直接影響到輪胎

41、的變形程度，輪胎工作氣壓應與負荷能力相適應。單輪負荷比雙輪負荷高5%。在實際應用中，不能簡單地按照 輪胎標準或者使用說明書規定的氣壓充氣，而應 當在適當范圍內合理的選擇。若要提高車輛的負 荷能力，可適當提高輪胎的工作氣壓（該氣壓不 能超過規定的最大負荷）。相反，若車輛負荷小，可以適當減小輪胎氣壓，但要注意行駛速度。 在負荷一定時，輪胎工作氣壓過高，下沉量小， 地面接觸面積縮小，單位面積所受的力增加，從 而加速了胎面中部的磨損，縮短了輪胎的使用壽 命，但是在此情況下，滾動阻力小，有利于降低 燃油消耗；輪胎工作氣壓過低，下沉量增大，胎面邊緣負荷增大，胎肩早期磨損，增加了滾動阻力，這對節油、節胎都不

42、利。因此應選擇最佳的輪胎工作氣壓，一般取輪胎壓縮系數為10%時的氣壓。輪胎的最大負 荷，是指在一定速度等級下，輪胎所能承受的最 大負荷。當使用速度與負荷能力相適應，并符合 相應的氣壓標準時，就能發揮輪胎的綜合性能。 在實際使用中，若保持最高車速在速度等級以內 ，則可相應增加輪胎的負荷，這時應適當提高輪 胎工作氣壓。若高于規定的速度等級，應相應減小負荷。特定條件下需要超載時，應當減速行駛 。若輪胎使用因素（負荷、車速、道路、運輸距 離等）中某一因素發生變化，則要求相應的改變輪胎工作氣壓。 汽車行駛時，輪胎斷面撓屈變形，輪胎產生內部摩擦，引起發熱，胎溫升高，胎內氣體受熱膨 脹，致使胎壓升高。同一輪

43、胎，由于花紋的不同，輪胎發熱程度就不同，設計時可以通過調整輪胎 花紋來降低胎溫 輪胎摩擦、扭曲變形產生的熱量，這些熱量都 來自發動機的輸出功，產生的熱量越高，消耗的 燃油就越多。所以應通過調整輪胎氣壓和輪胎花 紋，降低輪胎的工作溫度，達到節油的目的。了減小輪胎的滾動阻力，降低整車的油耗，一些 車型上使用了寬體單胎代替雙胎結構。這樣，既 可以降低滾動阻力，又能降低整車重量,從而降低整車油耗。5.6制動器的調整 加強對傳動機構的調整。若傳動系統狀況不良，出現離合器打滑、分離不徹底，異響、發熱。自動跳檔、脫檔，傳動軸發響、差速器異響、發 熱等。這些狀況都意味著能量消耗和燃油的增加 。例如，離合器較嚴

44、重打滑可使油耗增大 33%。 因此必須加強對傳動機構的調整和保養，以消除 各傳動部件發熱、異響以及其他故障。制動器的調整必 須保證在工作時達到可靠的制動，而在非工作時 沒有拖滯的 現象。這就要求制動器的間隙不能過 大也不能過小，若間隙過大，將會制動不靈，此狀況行車時，駕駛員必須時刻注意，隨時做好提 前剎車的準備；若間隙過小， 就會出現拖滯現象 ，這樣駕駛員不得不加大油門行車，必然油耗增 加。因此，必 須按照技術標準，調好制動間隙，確保制動器各個部件的工作正常，為節油創造條件。交通部規定的保修標準中，滑行的檢查方法為用拉力衡量：若用拉 力為汽車 自重的1.5%能夠拉動平地上置入空擋靜止的汽車，則

45、說明汽車的滑行性能達到 標準，否則就達不到標準。5.7路況設計與保養 行路機構狀態不良，如輪轂軸承過緊、前輪定位失準、輪胎氣壓過低、前后軸距不符合規定等 都會造成汽車行駛時滾動阻力、摩擦損失、功率 消耗增大，滑行距離縮短，燃油消耗增加。據測 定，由于輪轂軸承過緊，增加了車輪的滾動阻力 和摩擦損失，輪轂軸承過松將造成車輪歪斜，以 致在運動中搖晃，造成滑行距離縮短，從而使油 耗增大20%。前輪定位失準，特別是前束的影響， 若貨車前束從標準2-3mm增大到6mm，油耗增大 12%；若主銷后傾角過大，將造成前輪發擺，轉向 沉重費力，后傾角過小，則前輪附著狀況變壞，車輪行駛不穩，從而造成油耗的增加。5.

46、8良好的駕駛習慣培養駕駛員的駕駛習慣和駕駛技術的熟練程度也是降 低汽車油耗的重要原因， 同 一輛車，在相同的使 用條件下，不同的駕駛員操作時，整車油耗相差 很大。在汽 車運行的整個過程中，駕駛員操作技 術對汽車的節油的影響是貫穿始終的，駕駛 員從 啟動、起步、換檔、轉向、加速、減速、制動、 停車的各環節都起到了很重要的作用。 為了點滴 節油，在汽車行駛的過程中，改變油門開度，一 定要輕踩緩抬，隨 時控制好油門，遭到如下幾點 ： 啟動使用中偏小油門啟動發動機，用中偏小油 門預熱、使發動機升溫； 起步時用中油門逐漸加 大油門，避免用大油門急加速； 加速時油門逐漸 加速，油門開度控制在 80%以內；

47、 行車時穩住油 門，禁止驟變油門； 減速時應及時減小油門，避 免突然熄火； 遇見紅燈等情況要提前放松油門，停車若超過 60 秒時應關閉發動機； 禁止發動 機剛發動時和熄火前猛轟油門。 在行車過程中， 駕駛員操作要按照如下進行： 熟練操作程序，做 到“八個不” ，即起步不聳、換檔不響、轉彎不歪 、 剎車不栽、車速不超、會車不搶、空轉不轟、 停站不偏； 熟悉經濟速度，做到安全節油行駛； 使用合理的 安全滑行方法； 熟悉道路狀況，正確配合道路外 形，靈活的、小心地選擇行駛道路； 正確掌握使 用制動器前的車速，防止緊急剎車； 不能使汽車 在低速長期行駛； 掌握好車上各種儀表的顯示， 特別是水溫表， 溫

48、度指示不能過高或過低， 潤滑 油壓力要保持正常； 加強業務學習，熟悉所駕駛 的汽車性能和結構； 加強基本功，做到“十二練”：即起步練平穩、換檔練配合、平路練省 燃油速 度、上坡練換檔、下坡練剎車、轉彎練方向、倒 車練正確選擇、夜間行駛練燈光、會車練安全禮 讓、拋錨時練排除故障、方向練穩準、雨雪行車 練防滑。駕駛員只要做到以上幾點，在保證行車 安全的前提下，整車的燃油消耗將會大幅度的降低。6新型能源汽車6.1柴油發動機柴油發動機的優點是功率大、經濟性能好。柴油發動機的工作過程與汽油發動機有許多相同的地方，每個工作循環也經歷進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。但由于柴油機用的燃料是柴油，其粘度比汽油大

49、，不易蒸發，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要是，柴油發動機氣缸中的混合氣是壓燃的，而不是點燃的。柴油發動機工作時進入氣缸的是空氣，氣缸中的空氣壓縮到終點時，溫度可達500-700，壓力可達4050個大氣壓。活塞接近上止點時，發動機上的高壓泵以高壓向氣缸中噴射柴油，柴油形成細微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，柴油混合氣自行燃燒，猛烈膨脹，產生爆發力，推動活塞下行做功，此時的溫度可達1900-2000，壓力可達60-100個大氣壓，產生的功率很大，所以柴油發動機廣泛的應用于大型柴油汽車上。最先出現的電控噴油泵技術，而后又發展出了電控泵噴嘴技術和高壓共

50、軌噴射技術，后兩種技術是現在最主要的柴油機電控噴射技術。其中，電控泵噴嘴技術的噴油壓力非常高，可以達到2050bar，并且泵和噴嘴裝在一起，所以只需要很短的高壓油引導部分，泵噴嘴系統也可以實現很小的預噴量，其噴油特性是三角形的，并采用了分段式預噴射，這很符合發動機的要求(大眾公司的TDI發動機就是使用這種技術)。但電控泵噴嘴技術的噴油壓力受發動機轉速影響，使用蓄壓系統的高壓共軌技術可以解決這個問題，但它的噴油壓力低于泵噴嘴系統，能達到1600bar，有些公司看中了它對任意缸數的發動機噴油壓力調節很寬泛的特點，對其大加采用(最早使用高壓共軌的轎車是阿爾法羅密歐156和奔馳C級別車)。6.2純電動

51、汽車動機 純電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好，但當前技術尚不成熟。純電動汽車(Blade Electric Vehicles ,簡稱BEV)，它是完全由可充電電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動力源的汽車。 純電動汽車雖然它已有134年的悠久歷史，但一直僅限于某些特定范圍內應用，市場較小。主要原因是由于各種類別的蓄電池，普遍存在價格高、壽命短、外形尺寸和重量大、充電時間長等嚴重缺點。 電源為電動汽車的驅動電動機提供電能，電動機將電源的電能轉化為機械能。目前，應用最廣泛的電

52、源是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術的發展，鉛酸蓄電池由于能量低，充電速度慢，壽命短，逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發展開辟了廣闊的前景。 日本將會是這個產業的領頭羊，到2017年，日本將生產77.9萬輛電動車，占其汽車生產總量的9.7%。德國和美國也有可能將電動汽車的產量推升至21.83萬輛和36.23萬輛，分別占汽車市場總產量的3.55%和3%。在此期間，中國的產量可能會達到273150輛，僅為汽車總產量的1%。 電動汽車無內燃機汽車工作時產生的廢氣，不產生排氣污染，對環境保護和空氣的潔凈是十分有益的，幾乎

53、是“零污染”。眾所周知，內燃機汽車廢氣中的CO、HC及NOX、微粒、臭氣等污染物形成酸雨酸霧及光化學煙霧。電動汽車無內燃機產生的噪聲，電動機的噪聲也較內燃機小。噪聲對人的聽覺、神經、 心血管、消化、內分泌、免疫系統也是有危害的。電動汽車較內燃機汽車結構簡單，運轉、傳動部件少，維修保養工作量小。當采用交流感應電動機時，電機無需保養維護，更重要的是電動汽車易操縱，同時可回收制動、下坡時的能量，提高能量的利用效率。但是電動汽車的困難是目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經濟規模，故購買價格較貴，至于使用成本，有些試用結果比汽車貴，有些結果僅為汽車的1/3，這主要取決于電池

54、的壽命及當地的油、電價格。現階段電池的容量還達不到需要，續航能力還達不到全天候的應用。6.3氫燃料與電驅動混合動力 氫燃料內燃機具有熱效率高、清潔環保、對氫 氣質量要求低、技術繼承性好、性價比高等優點 ，其研發已經受到國外大的汽車公司的高度重視。氫燃料內燃機與電驅動系統的混合動力技術的 應用，進一步提高了發動機的動力性、經濟性和 環保特性。因此，應對此項技術，從戰略的高度予以高度重視，并不失時機地投入關鍵技術的研 發和產業化。首先可以從天然氣參氫的研究和應 用開始，然后開發氫燃料發動機，并于已趨成熟 的混合動力技術結合，為未來的車用動力提供解決方案 。6.4乙醇燃料乙醇汽車乙醇汽車是使用車用乙

55、醇汽油作為主要的動力燃料的機動車。乙醇燃料已成為國際上普遍公認可降低環境污染和取代化石燃料的主要資源。為此，世界上一些知名的汽車巨頭紛紛把目光投向乙醇汽車的研發和推廣上。車用乙醇汽油（國外稱汽油醇，商品名GASOHOL），是在汽油中加入10%的變性乙醇，可使汽油辛烷值（汽油標號如90#、93#等）提高3%，氧含量增加3.5%，大大改善了汽油的使用性能，燃燒更徹底，是一種節能環保型燃料。美國、巴西已大量使用20多年，各方面收到巨大效益，我國為了解決能源、農業、環境問題，正積極準備試行乙醇汽油政策。車用乙醇汽油是指在汽油組分油中，按體積比加入一定比例（中國暫按10%）的變性燃料乙醇混配而成的一種新

56、型清潔車用燃料。汽油醇的特性和優點：首先它增加汽油中的氧含量，使燃燒更充分，徹底有效地降低了尾氣中有害物質的排放；第二，有效提高汽油的標號，使發動機運行平穩；第三，有效消除火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、消聲器部位積炭的形成，可以延長主要部件的使用壽命。6.5天然氣簡單地說，天然氣汽車是以天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車。1天然氣的甲烷含量一般在90%以上，是一種很好的汽車發動機燃料。2000年到2013年以來，天然氣被世界公認為是最為現實和技術上比較成熟的車用汽油、柴油的代用燃料，天然氣汽車已在世界和我國各省市得到了推廣應用。鄭州市2012年開始推廣應用的是可分別燃用壓縮天然氣或汽油壓縮天然氣

57、汽油兩用燃料汽車，簡稱CNG汽車，1今后還將大力推廣應用單燃料天然氣汽車。車用壓縮天然氣的壓力一般在20MPa左右。可將天然氣，經過脫水、脫硫凈化處理后，經多級加壓制得。其使用時的狀態為氣體。天然氣汽車是以油改天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車。天然氣甲烷含量一般在90%以上，是一種很好的汽車發動機燃料。可減少發動機的機油消耗量。、使用壓縮天然氣與汽油相比，可大幅度降低，一氧化碳，二氧化硫，二氧化碳等的排放。并且沒有苯，鉛等致癌和有毒物質危害人體健康。燃氣鋼瓶的瓶口處安裝有易熔塞和爆破片兩種保安全裝臵，當氣瓶溫度超過100攝氏度，或壓力超過26MPa時，保安裝臵會自動破裂卸壓，減壓閥上設有安全閥；氣瓶及高壓管線安裝時，均有防震膠墊，卡箍牢固。因此，該系統在使用中是最安全可靠的。汽車以CNG做燃料時天然氣經三級減壓后，通過混合器與空氣混合進入氣缸，壓縮天然氣由額定進氣氣壓減為負壓，其真空度為4969KPa。減壓閥于混合器配合可滿