汽车节能范文

导语：如何才能写好一篇汽车节能，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：汽车节能 热效率 稀薄燃烧 可变配气系统 涡轮增压 轻量化 制动能量回收。

一，国际国内资源现状与汽车节能的意义。

根据2016年12月《世界石油杂志》的数据，当前原油+凝析油的证实储量为1.7亿万桶，自1999年以来首次出现下降，如果按8300万桶/天的原油+凝析油消耗量，石油还可以开采56.5年。而我国石油最终采储量为130亿～160亿吨，仅占世界的1.8%，人均可采储量远低于世界平均水平。

目前，中国车用燃油占燃油总消耗量的近55%，而石油的进口依赖度已近55%，能源危机的时代即将到来。汽车节能是关乎国际民生的大事，国家在积极寻找新能源的同时，要注重对现有能源的合理应用，提高能源利用率。中国作为一个能源需求大国，应积极展开节能汽车研发技术攻关。

二，影响汽车能耗的因素。

结构方面影响汽车能耗的因素包括发动机，传动系，汽车的整车整备质量，汽车的外形与轮胎。提高发动机热效率，采用档位数无限多的无级变速器，降低汽车总质量，合理设计汽车外形，选用子午线轮胎都可以减小能耗。汽车使用方面包括：车速的选择，档位选择，挂车应用，正确的维修保养。目前公认的汽车减排包含三大技术措施，一是提高动力总成效率，特别是发动机热效率。第二个技术途径是新材料的合理选用，减轻汽车自重，即汽车轻量化。第三，汽车制动能量回收。

三.汽车节能技术

3.1发动机节能技术

汽车作为发动机的核心，其节能至关重要。发动机节能实际上主要是降低燃料消耗。发动机作为石油能源消耗大户，世界各国的发动机工程技术人员和制造商历来将降低其能源消耗作为目标。

3.1.1.采用可变配气系统技术

进气门和排气门专职对发动机冲量交换过程的控制。其特性参数主要由三个：气门开启相位，气门开启持续角度和气门升程。这三个特性参数对发动机的性能，油耗和排放有重要影响。随发动机负荷和转角的改变，这三个特性参数的最佳选择是不同的。进气门开启相位提前，一方面为进气过程提供较多的时间，特别有利于解决高转速时进气时间不足的问题；另一方面气门叠开角增大，有更多的废气进入进气管随后又同新鲜冲量一起返回气缸，造成了较高的内部排气再循环率，可降低油耗和氮氧化物排放。进气门关闭相位推迟，一方面在高转速时有利于提高体积效率，另一方面在低转速时也会将已经吸入气缸的新鲜冲量重新推回进气管中。气门升程增大，一方面在高负荷时有利于提高体积效率另一方面在低负荷时又不得不将进气门关的更小造成更大的泵气损失和节流损失，综上所述出于不同的考虑对气门参数提出不同要求。但是，传统的气门正时只能设计成对某一转速或狭小的转速范围最有利于提高其体积效率。而可变配气系统是气门特性参数可变的，达到使各种工况都能优化的进、排气门系统。可变配气系统基本可以实现可变气门正时、可变气门升程和可变气门持续角等功能。

3.1.2废气涡轮增压技术

废气涡轮增压可以明显提高发动机动力性，降低油耗及排放。增压后适当加大了过量空气系数，使燃烧过程得到一定改善，其指示热效率往往也会有所提高。如果增压与非增压发动机功率相同，则增压发动机可以减少排量和机械损失，燃油消耗率降低。另外由于发动机排量减少整台发动机体积质量都会减少，这样也会降低整车油耗。发动机采用增压后还可以在保证原有功率和一定转矩下适当降低转速。这样，由于机械损失和摩损减少，对改善燃料经济性有利。

3.1.3稀薄燃烧技术

常规汽油机其混合气是均质的，一般在空燃比α=12.6～17范围内工作。常规汽油机的缺点：为防止发生爆燃采用较低的压缩比，这导致热效率较低；浓混合气的比热容比低使热效率降低；只能用进气管节流方式对混合气充量进行调节，泵气损失较大；在化学计量比附近燃烧，其有害排放特别是氮氧化物排放较高。总之常规汽油机特别是用三元催化转化器的汽油机，过量空气系数必须控制在λ=1附近，限制其性能进一步调高，稀薄燃烧汽油机空燃比α17，且能保证动力性能，增大空燃比，使用稀薄混合气工作，可以提高压缩比ε，增大绝嶂甘k值，保证燃料完全燃烧，所以是提高汽油机经济性和降低排放的有效方法。

3.2汽车车身节能技术

汽车车身节能技术，主要包括注重车身造型减小空气阻力和车身轻量化两个方面的节能技术。空气阻力所消耗的功率与车速的三次方成正比，在车速高时，空气阻力将是汽车主要行驶阻力。车身质量约占汽车总质量的30%，所以汽车轻量化对减轻汽车自重，减少能耗至关重要。

利用空气动力学原理设计出更合理的汽车造型，是达到减小空气阻力、减小油耗、提高燃料经济性的重要途径。改善汽车造型的空气动力性能方法有①车身造型进一步强调空气动力化。②发动起布置形式的合理选择③设置前、后扰流板等空气动力学附加装置，改善气流流动状况。④优化车身细部外形，减小车身表面的凹凸面和突起物。此外，缩小汽车的迎风面积，即减小车身宽度和高度也可有效减小空气阻力。

车身轻量化是现代车身设计的主流方向，而这一导向最充足的理由就是汽车节能。汽车轻量化技术包括汽车结构的合理设计和轻量化材料的使用两大方面。对于未来汽车轻量化设计我们可以从制造材料方面寻找突破口。具体方案有①使用密度小，强度高的材料。②使用同密度、同弹性模量而工艺性良好的截面厚度较薄的高强度钢。③使用基于新材料加工技术的轻量化结构用材，如连续挤压变截面型材、激光焊接板材等。

3.3制动能量的回收

汽车制动能量回收就是指在汽车制动时，将其中一部分机械能经再生系统转化为其他形式的能量进行回收，并加以再利用的技术。汽车采用制动能量回收，有助于提高汽车能源利用率、减少油耗，减轻制动器的热负荷，减少磨损，提高汽车行驶安全性和使用经济性。目前制动能量回收只能用于纯电动汽车和混合动力汽车，它的制动能量回收系统包括与车型相配的发电机、蓄电池以及可以监视电池电量的智能电池管理系统。

四，小结

进入21世纪，能源和环境正成为影响世界汽车产业发展的两大决定性因素。能源和环境问题向汽车节能技术提出更高要求。汽车节能的途径和措施非常多，涉及能源、材料、电子技术、汽车设计制造、汽车维修、汽车使用等诸多方面。现代汽车可以节能的空间很大，但是要实现节能技术的重大创新和突破必须是国家重视、全民参与、科学研究、经济发展，所以汽车节能的工作是长期而艰巨的。

作者简介：耿世科，男 1993年7月8日 汉河南省开封市杞县 河南理工大学 邮编：454000

周精浩，男1996年4月4日 汉 河南省商丘市睢县 河南理工大学 邮编：454000

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1.1汽车发动机对能耗的影响

1.1.1发动机的类型

柴油发动机相比于汽油发动机具有较高的节油性能，主要是因为柴油发动机的压缩比较高。根据实验数据得知，同款轿车分别装备两种发动机相比，柴油发动机比汽油发动机节油18%左右。柴油发动机的节油特点在大型货车中更为明显，柴油发动机能够节油30%。因此，目前我国正在加大力度进行轿车和轻型货车的柴油机改装，这项技术在德国和日本已经相当娴熟。德国和日本90%以上的货车都装载柴油发动机，我国在推动柴油发动机的进程上仍任重道远。

1.1.2发动机的结构组成

汽车油耗的主要影响因素就是发动机的比油耗，而比油耗大小完全取决于发动机的内部结构。在设计和研制过程中，对压缩比、供油系统以及燃烧室进行严格的控制会有效地减少发动机的比油耗。有条件的情况下还可以引用高能电子打火装置。

1.1.3发动机的负荷率

发动机的阻力矩数值影响着发动机的负荷率。发动机在正常的运转下势必要消耗燃油，克服阻力矩做功，增加负荷率就是在每个工作的循环中增加发动机的供油量。汽油发动机控制油量的方法通常是依托于内部的节气门完成，而柴油机则是依靠喷油泵齿条的位置变化进行油量控制。发动机的全负荷是指汽油发动机的节气门全部打开，柴油发动机的喷油泵齿条处在额定功率的位置上，发动机的部分负荷就是指节气门部分打开以及喷油泵齿条在额定功率内位置变换。通俗地讲，就是驾驶员将油门踩到底时发动机会达到全负荷，相反发动机为部分负荷。发动机负荷的变化影响着发动机的比油耗，通过试验和计算得知，当负荷率处在80%～90%之间时，发动机的比油耗最小，所以发动机在全负荷以及低负荷的情况下会比较费油。

1.2汽车结构对能耗的影响

1.2.1汽车质量对能耗的影响

汽车的质量是影响能耗的最基本因素。汽车质量主要影响着汽车在运行中的加速、坡道以及滚动阻力。如今，国内外在汽车制造上，重视轻质材料的选择和应用，从而大幅度地减轻了质量，这不仅降低了油耗，还节省了资源。

1.2.2汽车外形对能耗的影响

汽车的外形是影响汽车行进间空气阻力的重要因素，而速度是产生空气阻力的前提。研究表明，发动机克服空气阻力做的功随汽车行驶速度的增大而增加。如果汽车的速度很低，空气阻力对汽车耗油的影响微乎其微，当汽车行驶速度达到50km/h时，空气阻力对汽车耗油的影响逐渐显著。减少空气阻力的主要方法是对汽车外形进行改良，减少空气阻力系数。

1.2.3汽车轮胎对能耗的影响

汽车的滚动阻力主要来源于轮胎，对汽车使用轮胎进行优化和改良，可以有效地减少油耗。子午线轮胎的广泛使用，大幅度降低了滚动阻力对油耗的影响，而且效果明显。

1.2.4汽车传动效率对能耗的影响

汽车动力的高效传递也可大幅降低油耗，而且还避免了能量的过量损失。目前，自动变速器得到了广泛的使用，因为自动变速器为驾驶者提供便利。但是相比与机械变速器，耗油量较高，这也是复杂的机械变速器没有被淘汰的原因。而且机械变速器的档位比自动变速器多，从而使发动机增加了经济工况下的工作机会，有利于增加燃油利用率。

2汽车节能技术及设备

2.1节能添加剂

2.1.1油节能添加剂

油节能添加剂主要包括减磨剂以及修补剂。减磨剂可以避免金属齿轮等突峰部位之间的直接接触，并且能够形成一层保护膜，使摩擦系数大大降低，进而控制了摩擦损耗，并减少了汽车的油耗。当金属齿轮表面磨损较为严重时，可以使用修补剂进行处理，修补剂与金属磨损部位发生化学反应，可以达到对金属修复和养护的作用，解决了陈旧发动机密封性不良的问题，实现了降低油耗的目的。

2.1.2燃油节能添加剂

燃油在燃烧的过程中会出现雾化和燃烧不充分的现象，燃油节能添加剂可以很好地改善这一类问题。燃油的雾化会导致燃油不完全燃烧，产生热源不足，加大了燃油的消耗。燃油节能添加剂能够有效地改善燃油雾化，并且其中含有助燃剂，能够使燃油在气缸内快速燃烧、能量传递、循环速度快，从而增加了燃油的利用率，大大减少了油耗。燃油节能添加剂在优化和改良的过程中，还添加了抗磨剂和清洁剂，能够有效减少燃烧室内产生的摩擦以及净化整个供油系统的效果。

2.2强制怠速节油器

在汽车下坡的过程中，汽车发动机并不是停止工作，而是需要辅助制动，在这种工况下的发动机，节气门虽然关闭，但是发动机的怠速供油系统会持续供油，在这时发动机的转速较高，燃油通过怠速供油系统进入气缸后并不能进行燃烧，而是直接经排气管排出，另有一小部分会流进曲轴箱内与油混合。这样不仅浪费燃油还污染了曲轴箱内的油，使其无法发挥正常的效果，使发动机的磨损加重。这一现象不仅会在汽车下坡的过程中出现，繁华都市交通拥堵，驾驶员重复踩踏加速和制动踏板，导致发动机反复出现强制怠速工况。具体研究表明，汽车在行驶过程中，发动机在强制怠速工况下的工作时间占行驶时间的20%左右，无论驾驶员的技术如何，都无法避免这一现象的发生，所以强制怠速节油器的使用能够很好的解决这类问题。

2.3电子点火装置

国内外的汽车发动机普遍利用电子点火装置，并且一些新型的汽车也开始采用这种技术。电子点火装置主要分为触点式以及无触点式，电力点火装置中触点式保留了原有的白金触点，与以往的触点功用不同，只是获得发动机点火中的信号装置。无触点式没有白金触点，利用光电以及磁电气获得发动机的点火信号，无论是触点式还是无触点式都不会出现以往因为发动机加速运转产生断火现象，并且能够有效地提高点火的能量，提高燃烧速率，降低燃油的消耗，还能改善汽车整体的加速性能以及排气净化的性能。

3加大力度宣传汽车节能

汽车驾驶员在熟悉具体的节油操作后，更要加强节油意识，这不但是每个汽车驾驶员的任务，更是社会大众都应该重视的问题，只有树立良好的节油意识，才会在日常使用中时刻注意节油措施。这需要社会的广泛关注和大力宣传，必要时，还可以制定相关的法律法规约束人们节省燃料。国家还应加大力度改善大城市的交通状况，保障汽车能够稳定行驶，减少不必要的起停，从而达到节能的目的。

4结语

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关键词：汽车；节能环保；能源；可持续发展战略；生活环境；环境污染 文献标识码：A

中图分类号：X321 文章编号：1009-2374（2016）07-0072-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.037

虽然汽车行业的飞速发展使人们的生活得到改善，但同时也给社会环境带来了很多方面的问题，汽车数量的增加造成交通事故频发，环境污染以及能源消耗严重。怎样更好地解决汽车节能环保问题成为我国社会目前亟需解决的问题。汽车尾气所排放的污染源在大气污染中已经占据70%以上，污染程度可想而知。基于此，相应的环保单位要加大环保宣传力度，为保护环境做贡献。此外，全球都面临着能源短缺的问题，我们一定要采取合理的方法提升人们的节能环保观念，尽量缓解资源紧张的问题。

1 汽车设计需要从根本上落实节能环保观念

1.1 汽车设计人员应重视节能环保设计

以往的汽车开发主要是针对人的需求展开的，并没有考虑到汽车生产使用过程中的污染及耗能问题。而只有从根本上落实节能环保设计，重视节能环保设计工作，才能实现汽车行业的健康长远发展

1.2 汽车设计应选择节能环保的零部件和机器总成

1.2.1 设计人员在对汽车进行设计时，应首选先进且排放符合标准的发动机，目前我国在发动机制造方面还与国外有很大的差距，需要不断研发和创新。

1.2.2 对于汽车中的零部件必须保证部件对环境不会造成污染，并将部件应用到汽车设计研发系统中，更好地保障汽车的节能环保，从而达到保护环境的目的。

1.3 汽车生产企业应制定节能环保计划

我国有关机制明确规定，汽车在生产过程中必须具备节能环保方案，在汽车设计环节应高度重视节能环保指标。此外，对于汽车尾气的排放设计要充分符合相关标准的规定，汽车生产企业与消费者要具备良好的共识。可是，我国目前在对汽车进行设计炫彩和加工时，依然存在节能环保需求与相关要求不一致的情况，因此要尽量统一汽车材料数据库和相应的标准，保证汽车节能环保的落实。

2 燃油汽车节能与环保

汽车尾气所排放的污染源已经严重影响到社会环境，而且汽车废气中排放的有害物质和气体直接危害着人们的身体健康，容易造成人们呼吸困难、肺损伤，严重的直接导致肺癌的发作。因此，人们应提高对节能环保的认识。现阶段，汽车行业在发展过程中更加注重绿色能源的发展方向，努力开发新能源，保护我们赖以生存的地球。做好汽车节能工作就能提升环保力度，汽车节能可以通过以下方法落实：车辆以小型车为主，实现轻量化；不断提升汽车发动机效率，让燃料充分燃烧减少污染物的排放。所谓的小车型和轻量化并不是单纯地降低汽车原材料的重量，而是要在符合汽车节能环保的基础上尽可能采用轻量化材料。汽车原材料的选取、设计、制造以及维护过程都需要不断改革创新，汽车节能环保要求也变得越来越严格，其中推行汽车的轻量化能够有效提升汽车的节能环保力度，降低汽车油耗。提升汽车的发动机工作效率首先需要让燃料实现完全燃烧，提升燃料的有效利用率，进而提升发动机的工作效率，减少污染物的排放。例如近年来我国新研究出来的缸内直喷技术就是一个很好的例子，此技术能够提升燃料的燃烧效率，提升发动机的工作效率，更省油且效率高，使用起来比较经济。除此之外，驾驶员的驾驶技术也在一定程度上影响着汽车油耗，因此还要全面提升驾驶员的驾驶技术。

3 采用新能源实现汽车节能环保

3.1 天然气

将汽车燃料转换为天然气已经在我国汽车生产行业被广泛运用。天然气之前只代替汽油应用于公交车或者客车上，通过常压或低压进行供气。天然气和汽油相比较所排放出的汽车尾气相对干净，同时还能有效减少排气中碳氢化合物和一氧化碳的含量。天然气的出现为汽车行业的节能环保技术奠定了扎实的基础。

3.2 氢气

从汽车尾气排放的角度来讲，大量采用氢气作为汽车的主要燃料有着非常多的优势，汽车使用氢气所排放出的多数都是水蒸气，只有少数的氮氧化物存在很少的有害气体，所以目前最合理的汽车燃料便是氢气。氢气一般分为两种形式作为汽车能源：第一，直接作为燃料燃烧；第二，我们可以以氢为原料制作燃料电池，此过程中产生的电能就能够让汽车正常行驶。只是这一过程并不简单，其中有一些技术方面的问题有待解决，氢气的储藏比较危险，怎样才能提升氢气的储藏及运输是当前面临的主要问题，目前有两种解决方式：一种是采用液态氢储存方式；另一种是储氢合金的方式。前者需要储存在储罐中，还要确保储罐的真空，这样虽然能够保障汽车的安全行驶，但是成本太高。后者主要是将氢气吸附，然后加热施放出来进行使用，但是由于其体积较大，使用起来不太方便。近几年，国外一些国家都热衷于氢气汽车的开发，并取得了初步成效，未来伴随着氢气汽车的不断研究开发，氢气将会成为主要的汽车

燃料。

3.3 甲醇

甲醇在常温状态下为液体状态，更好地应用于汽车燃料中。获取甲醇的方法有很多种，可以通过天然气和煤进行制取，也可以通过生物进行制取。目前，社会上具有很丰富的甲醇资源，在甲醇中由于还有氧气，所以应用于汽车燃料中更容易燃烧，且不会排放出黑色的烟气，同时不产生高分子，这样可以在一定程度上降低小颗粒污染物的排放。当前，甲醇已经被人们普遍接受，并且使用甲醇燃料还能减少汽车尾气中碳氢化合物的排放，综合来讲，甲醇可以在一定程度上替代普通汽车燃料。

3.4 混合动力汽车

汽车采用混合动力后，在对内燃机的功率进行确定时通常是按照所需功率进行判断的，而这一状态便是耗油低、污染少的最佳工作状态。汽车使用过程中如果需要大功率的内燃机功率，则通过电池进行补充；相反，在负荷少的情况下，多出来的功率则能够为电池充电。由于内燃机可以长久性工作，且电池还可以不断进行充电，因此这种汽车在行驶过程中也可以和普通汽车一样关闭内燃机，改为纯电动方式行驶，实现零污染。内燃机的合理使用能够较好地缓解电动汽车遇到的耗能大、取暖难等问题。

3.5 电动汽车

汽车在今后的生产中对绿色能源注重关注，所以电动汽车成功进入到消费者的视线中。随着人们对环境保护重视度的提升，电动汽车已慢慢代替石油能源的汽车，电动汽车在逐渐进行到实用阶段，是首选的代步工具。可是目前电动汽车面临的最大阻碍是由于基础设计的建设和价格影响了产业化的进展，和混合动力相比，电动车更加需要一套科学的基础设施，基础设施的完善工作需要多家企业的共同努力，绝非一家企业就能完成的。电动汽车有着较好的未来发展前景，主要是由于电动汽车具备普通汽车做没有的零污染、零排放等特征。电动汽车是依靠自身电源的能源完成汽车的驱动，汽车的污染问题令人头疼，电动汽车的出现很好地缓解了这一问题，进而推动了电动汽车在全球的普及。当然电动汽车是否真的符合零污染还有待争议，电动车的电能大部分是通过发电厂生产出来的，发电厂生产电能的过程仍然会引发环境污染。尽管发电厂一般建在较为偏远的地区，但是其生产过程中的污染问题还有待商议，且水力发电与火力发电相比更加环保，不会出现污染。

4 结语

总而言之，汽车生产行业中注重节能环保得到人们的重点关注，保证汽车节能环保不仅可以促进我国社会的可持续发展，同时还能达到保护环境的目的。因此，需要社会和人们的共同努力，加强节能环保意识，建设能源节约型社会，为我国社会经济的健康发展打下有力的基础。

参考文献

[1] 陈柳钦.新能源汽车产业发展的政策支持[J].中国市场，2010，（2）.

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【关键词】节能环保;汽车新能源;节能技术;应用研究

0.引言

在经济和科技高速发展的同时，能源危机和环境污染正成为影响人类生存和发展的重要问题，节能与环保正成为21世纪人类社会和谐发展的主题。汽车燃油消耗和废气排放，已经成为能源危机和环境污染的主要诱因，为了人类社会的可持续发展，急需在汽车工业中应用新能源与节能技术，以降低能源消耗和环境污染。研究汽车新能源与节能技术已经成为汽车发展的重要方向，汔车动力正从汽油向清洁柴油、混合动力、燃料电池等方向过渡。本文就当前汽车新能源与节能技术的发展和应用进行了简要的探讨。

1.汽车节能技术

1.1汽车混合动力技术

汽车混合动力技术是当前汽车新能源与节能技术中发展较为成熟的一项技术，也是人们较为熟悉的技术。在汽车混合动力技术方面，丰田作为先行者凭借混合动力的环保理念取得了极好的成级。目前所采用的汽车混合动力技术，有汽油机与电动机混合、柴油机与电动机混合两种。实际上，混合动力技术主要是应用电动机和发动机相配合，以获得加速成和爬坡等工况下所需要的爆发力，而在汽车高速巡航状态时，则减少发动机出力，从而减少发动机的油耗。此外，混合动力技术还有能量回收技术的应用，在汽车制动情况下，可以将制动所产生的热量进行转变，提供给电动机作为能量。

通常情况下，混合动力汽车可以选择单独使用电动机驱动。从电机输出功率在整个混合动力系统功率中所占的比重来看，可分为混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。第一种混合动力系统所采用的混合动力，是在内燃机上增加启动电机的方是所获取的，所采用的启动电机是发电启动一体式电动机，以此为基础控制发动机启动和停止。轻混合动力系统则采用集成启动电机，这一第汽车减速成和制动时，能够吸收部分能量，而在汽车行驶过程中发动机则等速运转。中混合动力系统采用高电压电机，当汽车在加入或大负荷状态时，电机辅助驱动以补充发动机自身功率的不足。完全混合动力系统采用高压启动电机，其混合程度可达50%以上，是当前混合动力技术发展的主要方向。

1.2蓝驱技术

蓝驱技术是在原发动机和车型基础上进行优化，以降低汽车燃油消耗的节能技术。相较于普通车型，应用蓝驱技术的车型调整了变速箱3挡到5挡的传动比，使汽车在高速成巡航状态下能够更省油。同巅，蓝驱技术还从空气动力学原理出发，对车身设计进行了优化，如底盘高度、风阻系数、胎压、滚动阻力等。

1.3汽车压燃技术

目前汽车所采用的往复式内燃机，所采用的燃料主要为汽油和柴油，汽油采用火花塞点火，柴油采用活塞压燃方式点火，点火方式的不同使得紫油机压缩比比汽油机更高，燃油效率相对较高，但汽油机所采用的火花塞点火方式，使其发动机工作震动小，噪音小。汽车压燃技术则是将两种技术进行融合所产生的新技术，采用汽车压燃技术的发动机，其技术结构相较于普通发动机更为复杂，其压缩比更高，燃料能在同一时间燃烧，从而提高了燃油使用率，同时由于采用了稀薄的混合气压缩点燃，能有直接通过调节喷油量来调节扭矩而不用节气门。此外，由于采用压燃技术，发动机燃烧温度极低，能有效减少辐射热传递，且燃烧周期短，其燃烧过程更多是化学反应，在目前污车节能技术中发展相对成熟。

2.汽车新能源

2.1氢动力技术

氢动力目前主要应用于宝马和本田两个汽车品牌之中。在宝马汽车中，应用了一套绝热能力极佳的储气系统，该系统采用多层复合金属材质，采用3mm中空设计，可以有效的将槽内温度保持在-250℃，用以储存气动力技术所采用氢气燃料，能有效的将氢气维持在液态情况下。虽然这个储气系统体积庞大，但能够省却安装冷却机构的空间，因此可以不增加体积和生产成本，同时不用增加机械结构。不过氢动力技术最初设计的目的，并不是纯粹氢燃料动力，而是采用汽油/氢气双燃料，真正使用氢单一燃料的车型在首批产品中仅有5辆。

采用氢气作为燃料，其烧烧特性同汽油并不相同，在采用汽油/氢气双燃料时，很难将燃烧效果最佳化，既便达到了，在进行汽油和氢气燃料切换时，汽车动力也会产生明显的落差。为此，在实际应用中，对两种燃料的动力曲线进行了限制，使得汽车动车受到部分限制，以使乘客感受不到切换时动力上产生的落差。

2.2电力驱动技术

电力驱动是将汽车汽油发动机和柴油发动机替换为电动机，采用电能作为能源，为汽车行驶提供动力。这种技术所采用的燃料清潮，同时输出扭矩大，应用在汽车中有较好的经济效益。但是，采用电力驱动技术，其难点在于动力充电的问题，以及充电后汽车续航能力的问题，虽然目前应用电动力技术的汽车已经开始量产，但这两个问题依然没能得到良好的解决。实际上，电池技术是新能源汽车研究的关键性技术之一，目前主要集中在电池安全性、可靠性、轻量化等方面，需要重点支持驱动电机系统、电动空调、电动转向、电动制动等能力。根据规划，我国2015年，纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车最高车速成不低于100公里/小时，驱动能力与成本都将进一步得到改善。

2.3燃料电池技术

燃料电池技术，是采用氢气、甲醇等作为燃料，经过化学反应产生电流驱动汽车的一种新能源技术。燃料电池的能量是由氢气与氧气发生化学作用所产生的，而不是经过燃烧产生的。这一过程是直接将氢气、甲醇等转变为电能，整个过程不会产生有害物，同时能量转换效率比内燃机更高，是一种理想的节能环保技术。但在实际应用中，单个燃料电池所提供的动力极为有限，通常需要结合成燃料电池组，以获得足够的动力。目前，燃料电池技术已经被广泛应用于福特、丰田、通用等汽转公司，具有极高的价值。

3.结束语

当前全球都面临着能源问题，主要表现为能源储量不足、能源利用效率低、现有能源结构污染严重等方向。需要积极研究新能源作为替代，开发新的节能技术，从而降低汽车的能源消耗与环境污染，促进人类社会的持续发展。　[科]

【参考文献】

［1］史永基,高雅利,王宇炎.新能源汽车节能减排技术研究进展[J].传感器世界,2011（07）.

［2］李志达,望义熙,周世权.太阳能车机电控制系统的研究[J].汽车电器,2010（11）.

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一、充分认识发展节能环保型小排量汽车的重要性

目前，节能环保型小排量汽车已成为汽车发展的主流和消费者关注的热点。美国、日本、欧洲等发达国家和地区节能环保型小排量汽车比例已占70%以上。我国节能环保型小排量汽车正日益受到消费者的喜爱，增长迅速，但比例仍然偏低。积极发展节能环保型小排量汽车，符合我国能源供给实际和大众消费水平，是建设节约型社会的重要措施，不仅有利于缓解能源紧张状况，保护环境，而且有利于培育我国汽车工业自主品牌，提高国际竞争力，对于促进汽车产业可持续发展，落实国家能源发展战略，加快建设资源节约型、环境友好型社会，具有重要意义。各地区、各部门要把鼓励节能环保型小排量汽车发展作为一项重要工作，积极采取有效措施，切实抓紧抓好。

二、制定鼓励节能环保型小排量汽车发展的产业政策

要按照国家《产业结构调整指导目录》，积极鼓励低油耗、低排放、小排量、小型化、高动力性汽车的生产和投资。加大节能环保型小排量汽车及其先进发动机（汽油机升功率大于*KW，柴油机升功率大于*KW）技术研究开发和产业化的支持力度。鼓励开发、生产柴油轿车和微型车，以及使用醇醚燃料、天然气、混合燃料、氢燃料等新型燃料的汽车。积极推动《乘用车燃料消耗量限值》国家标准的实施，从源头上控制高耗油汽车的发展。进一步完善节能环保型小排量汽车的技术标准，不断提高其安全、节能、环保等性能。严格执行《中华人民共和国道路交通安全法》等有关法律法规，加强汽车的定期检验，确保节能环保型小排量汽车的安全使用。

三、制定鼓励节能环保型小排量汽车消费的政策措施

有关部门要加快制定有关政策措施，引导、鼓励消费者购买和使用低能耗、低污染、小排量、新能源、新动力汽车。制定和完善鼓励节能环保型小排量汽车消费的税费政策。加快石油产品价格市场化改革进程，逐步建立能够体现市场供求关系和资源稀缺程度的价格形成机制，引导消费者节约用油。研究制定汽车燃油经济性标准，建立汽车能效标识制度。对节能环保型小排量汽车停车收费给予适当优惠。各地区要结合实际，积极制定具体措施，为节能环保型小排量汽车的消费和使用创造良好的环境。

四、取消针对节能环保型小排量汽车的各种限制

前些年，一些地方针对小排量经济型汽车、柴油汽车等废气和噪声污染大、安全性不高、外形不够美观等问题，在道路交通管理以及出租汽车车辆更新中，制定出台了一些限制性规定。目前这些规定已不适应我国国情和建设节约型社会的要求。各地区、各有关部门要按照《中华人民共和国节约能源法》、《汽车产业发展政策》和《节能中长期专项规划》等有关法规和政策的要求，对现有规定进行一次全面清理，取消一切针对节能环保型小排量汽车在行驶线路和出租汽车运营等方面的限制。不得以缓解交通拥堵等为由，专门对节能环保型小排量汽车采取交通管理限制措施；更新出租汽车车辆时，要在满足乘用功能的基础上，积极鼓励选用节能环保型小排量汽车，不得出台专门限制小排量汽车的规定，不得采取任何形式的地方保护措施。清理有关限制性规定的工作必须在20*年*月底前完成。

五、引导公众树立节约型汽车消费理念

鼓励节能环保型小排量汽车发展，取消对小排量汽车的各种限制，需要全社会广泛支持。要教育公众正确认识我国基本国情，树立节约型的消费理念，努力营造建设节约型社会的良好氛围。各级政府和部门要从自身做起，带头使用节能环保型小排量汽车，充分发挥表率作用。新闻媒体要坚持正确的舆论导向，大力宣传节能环保型小排量汽车在能耗、性能、安全、操作、停车、价格等方面的优点，树立节能环保型小排量汽车的良好信誉，鼓励消费者优先购买节能环保型小排量汽车。

篇6

【关键词】汽车；涂装设备；节能

0 前言

随着中国汽车工业的蓬勃发展，越来越多的汽车工厂投入运营，汽车生产过程所消耗的能源总量也不断地增加。而涂装则是汽车生产中能源消耗最大的工序。本文通过对汽车涂装设备进行研究，把握其能源使用情况，有针对性的提出节能措施并加以应用，在降低了环境负荷的同时实现了成本节约，产生了良好的经济效益和社会效益。

1 汽车涂装设备介绍

汽车涂装一般采用3C3B生产工艺，在白车身上依次涂布电泳、中涂、面涂三个涂层并分别烘干。使用的工艺设备按功能可分为：前处理设备、电泳设备、喷漆室、烘房、输调漆设备、搬送设备、作业场等。

1.1 前处理设备

前处理的主要功能是去除白车身表面的铁粉、油污等杂质，并在钢板表面附上一层磷化膜。前处理后车身附着的化学药品在进入电泳工序前需要用纯水冲洗干净。前处理过程一般在槽体中进行，槽液需要维持一定的温度，因此通常会配套锅炉系统。槽液的循环和喷淋需要使用到各种型号的水泵。此外、除铁粉装置、除油装置、除磷化渣装置以及纯水装置也消耗大量的能源。

1.2 电泳设备

经过前处理的车身进入到电泳槽镀上电泳漆。电泳生产中使用到涂料循环泵、水洗喷淋泵、UF超滤装置、纯水装置、涂料换热装置等大功率设备。此外还需要大型的整流器为电泳过程提供直流电。整个电泳设备的能源消耗占整个涂装车间的25%左右。

1.3 喷漆室

为了保证喷涂的质量，喷漆室的温度和湿度需要控制在一定的范围。尤其是水性涂料，允许温湿度的波动范围非常小。因此喷漆室空调系统需要设置大功率的加热、降温及增湿模段。此外，喷漆室还安装大型排风机将喷涂产生的废气排出室外。喷漆室下部为循环水槽或干式吸附系统用以分离没有附着到车身上的过喷漆雾。为了改善作业条件，越来越多的喷漆室安装了机器人进行自动喷涂。喷漆室消耗的能源占整个涂装车间的40%左右。

1.4 烘房

烘房主要作用是提供热能，使车身表面涂覆的热固化型涂料中的溶剂蒸发、树脂交联成膜，或者使密封胶、UBC等材料固化，起到车体密封、防石击的作用。目前绝大多数的汽车涂装烘房采用的循环热风的加热方式。在循环风机的作用下，烘房内的空气进入换热器，交换燃烧天然气、液化石油气或者柴油产生的热量，然后再回到烘房。烘房设备的能耗仅次于电泳设备和喷漆室设备。

1.5 其它设备

输调漆设备主要是用泵将涂料输送到喷漆室内的设备。水性涂料在输送过程中需要利用换热器进行保温。搬送设备负责将车身从涂装内部的一个工序移动下一个工序，其贯穿了汽车涂装的整个过程。搬送设备一般由链条、升降机、移行机、摩擦轮、滚床等组成。作业场主要用以涂层的打磨、抛光、返修以及密封胶、PVC的涂布等。作业场需要足够照度的照明，以及能够保证员工健康的送排风系统。

2 设备节能措施

前处理设备、电泳设备、喷漆室和烘房所消耗的电能占到涂装车间总能耗的近90%，如果实现以上四种设备的节能改造，将对涂装车间整体能耗削减起到关键的作用。下文将对这四种设备的节能方案做重点的说明。

2.1 前处理设备节能措施

针对前处理设备中水泵多的特点，可采用电机变频系统，降低泵运转时的能耗。另外水洗喷淋泵设置与车体自动检测装置连锁，只有在有车的状态下水泵才运行。以上措施可以将水泵的能量损失减到最小。

选用新型的前处理药品也能够起到设备节能的效果。如使用较低温度下除油效果良好地脱脂剂，槽液的温度就可以下降，锅炉的负荷也可以降低。目前硅烷对钢板表面处理的效果已经可以达到磷化的水平，由于硅烷处理是常温下进行，因此可以大幅度减少热能的消耗。

2.2 电泳设备节能措施

电泳设备的工作原理与电镀类似，整流器的用电在电泳设备中是最多的。使用IGBT（绝缘栅双极型晶体管）整流器可以实现十余段的电压的单独控制，与常规两段或者三段电压控制的可控硅整流器相比，能源效率可提升10%以上。

与前处理设备相似，电泳设备也使用很多的水泵。由于电泳循环泵需要24小时运转，安装变频系统后节能效果将更为明显。在生产时，泵在工频状态下工作，而在不生产时，泵在低频状态下运转，保证涂料中的固体份不发生沉积。安装变频器后，UF装置和纯水装置的高压泵会随着UF膜和超滤膜透过液的压力来调节输出功率，达到节能的目的。涂料换热装置原采用电磁阀和旁通来调节冷热水的流量，而利用变频装置这种调节可由调节泵的转速实现。

2.3 喷漆室节能措施

喷漆室开机后一旦达到温湿度的工艺条件，就需要立刻投入生产，否则会产生空运行的能源损失。但由于受到设备开机人员的经验以及环境温湿度变化的影响，喷漆室通常会在生产开始前10～15分钟就达到工艺条件。而利用计算机控制，通过采集外气温度与湿度数据，在与喷漆室设定的温度和湿度进行关联计算后，可以得出空调设备启动的最佳时间，然后根据该时间进行自动或手动设备启动操作。优化计算后，喷漆室温度、湿度达到设定值的时间可控制在生产开始时间±2分钟之内。

由于外气的温度、湿度、洁净度都处于变化状态，所以空调设备的表冷器、增湿泵和给气风机的负荷也同时处于变动状态。在安装变频器后，通过调节风机、水泵的运行频率，来实现输送介质流量的控制，从而在满足温度、湿度、风量调节的同时，减少电能的使用。

喷漆室内分为吹扫区、手工喷涂区、机器人喷涂区和检查区。其中机器人喷涂区因没有人员作业，在不影响安全的前提下，空气中挥发性有机物的含量可设定高一些。因此，吹扫区、手工喷涂区和检查区的排气经过过滤后可以输送至机器人喷涂区进行循环利用。目前，利用石灰粉吸附排气中挥发性有机物的干式喷漆室技术已经进入应用阶段，该技术可以实现喷漆室内所有区域排气的循环利用。排气的循环利用大大降低了喷漆室空调的电能消耗。

2.4 烘房节能措施

烘房启动时间优化的原理与空调类似。计算机会根据设定的烘房各区温度、升温完成时间来计算烘房最佳点火时间，然后输出指令启动燃烧器。通过这种方式每个烘房的启动时间可以延迟10～15分钟。

作业人员用餐时不进行涂装的生产，因此烘房设备基本上处于空运转状态，此时的节能主要靠设置烘房低燃烧状态来实现。在没有车体进入烘房的时候，通过控制程序降低燃烧器的燃烧功率，削减烘房内循环热风的风量，在生产再次开始前又能够自动恢复到正常燃烧状态。

车体出烘房后需要进入冷却段进行冷却。通过安装车体检知装置，在冷却段内没有车体通过时，冷却风机自动停止运转。在冬季室内气温比较低的情况下，可以关停冷却风机。

2.5 其它设备节能措施

用电动泵代替气动或者液压泵可以大幅降低输调漆设备的能源消耗，同时还可以杜绝输送脉冲的出现，改善喷涂品质。搬送设备的节能主要着眼于减少设备在无车状态下的无效运转。而采用高效的照明灯管，将空调冷凝水回用到冷却塔、以及车间内增湿防尘降温都能够起到有效节能的作用。

3 节能效果

通过实施以上节能措施，涂装生产一台车的耗电量可削减15%以上，天然气消耗量可削减10%以上。一个年生产能力10万台车的工厂每年将节约数百万的能源费用。

4 总结

汽车涂装设备采用节能措施后，在取得巨大效益的同时，还可以降低员工的工作负荷，使人机关系更加合理。推进设备节能活动，能够极大地激发员工们的积极性，提高节能意识，增长节能知识，以实际行动响应国家“建设节约性社会”的号召。

【参考文献】

[1]林鸣玉.汽车涂装中节能技术的应用[J].涂料工业，1997，04：30-32.

篇7

1.1LPG、CNG双燃车

LPG通常就是指车用石油液化气，CNG就是指压缩天然气，在应用的过程中，这两种材料都是可以单独使用，保证车辆正常行驶的。在当前的轿车领域当中，这两种燃料通常就是以双燃料的形式存在，在应用的过程中最大的优势就是不含苯、铅、硫等污染性比较严重的元素，同时燃烧相对更为充分，所以在汽车运行的过程中可以有效的降低油耗，减少这一过程中排出的污染物。某公司曾经以汽车作为基准的燃料对LPG的排放效果进行了详细的比较，比较结果显示：一氧化碳和碳氢物质以及氮氧化物下降了30%到50%不等，二氧化碳也有了非常明显的下降，但是需要强调的是这一试验中，我们的前提条件是假设LPG的期初额和原车的改装性能处于良好状态。要保证LPG和原车的改装具有良好的融合性就必须要做好以下几个方面的工作，首先就是发动机要有良好的可靠型和适配性，加装了燃气系统之后，一定要保证其对原车的各项性能都不会产生非常不利的影响。其次是车辆喉部如果收到了撞击的时候，不会因为加装了气罐就影响了整个车辆的安全性。再次是燃气系统中的计算机和电器设备一定要能够和汽油计算机与外部的电磁干扰相互融合。最后是线束和插件连接必须要保证连接正确，同时因也要做好防水防潮的工作，这样就很好的避免了电气故障的产生。双燃料车对油有很高的需求，在这一过程中也应该对气体燃烧的特点进行分析，气体燃料的燃烧温度的增加使得整个车辆的热负荷大大的提升，所以也应该使用清洁性和抗氧化性都非常好的油，如果经过了高温燃烧，就很容易导致重金属和氧化物的堆积，所以也会出现喷嘴堵塞的情况，所以可以采用性能较好的气体油，轿车生产的过程中当前使用的发动机机油也有了很大的变化，汽油燃料使用中，选择的类型质量比较差。

1.2乙醇汽油车

在汽油中加入适量的乙醇，能够有效的将多余的农作物消耗掉，这样就可以缓解我国的石油紧张状况，减少石油能源的进口量，实际上就是在其中加入了一些含氧量比较高的物质，同时它还能很好的降低生产过程中的环境污染现象，所以乙醇汽油也在应用的过程中可以很好的体现出节能性和环保性。某公司相应政府的号召，根据自身的情况和政府的工作要求对车辆的燃料系统进行了更加详细的改良，研制出了一种可以安全使用的乙醇汽油车。乙醇汽油在使用的过程中会涉及到燃油管路密封件的溶胀现象，所以在选择材料的过程中也应该有其注意耐溶胀性非常强的橡胶镀层，醇类物质对金属有非常强的腐蚀性，所以对耐受性比较差的金属也必须要采取有效的措施对其进行控制。

2节能环保型的油发展趋势

2.1加氢技术生产油基础油

目前，世界油基础油正由API类向API／类转变，基础油生产正向加氢技术发展。加氢技术生产的油基础油，硫、氮及芳烃含量低，黏度指数高，热氧化安定性好，挥发性低，换油期长。我国油加氢处理技术的应用始于上世纪90年代初，目前建成投产的装置有：兰州石化公司炼油厂生产很高黏度指数(VHVI)基础油的加氢处理装置；大庆炼化公司炼油厂生产高黏度指数基础油的加氢异构脱蜡装置；克拉玛依炼油厂全氢型高压加氢生产低芳烃环烷基油工业装置，荆门石化总厂油加氢改质装置。这些新建装置生产的油，满足了油市场对新一代高质量油的需求。

2.2生物技术在油（脂）中的应用

生物柴油是保护环境防止大气污染的超清洁柴油，还具有降低CO2排放减少温室效应的特点；发展生物柴油可以调整农业产品结构，为农业发展开辟一条新路。目前和今后我国仍需大量进口石油，而用植物油生产柴油，也为保障我国能源安全多开辟一条途径。生物技术在油(脂)中的应用生物技术用于研究开发可降解油(脂)始于20世纪70年代。绿色化学将使生物可降解油(脂)的发展在21世纪更为迅速。目前，生物降解油(脂)研究领域有：生物降解液压油、通用生物降解脂、生物降解油。用于生物降解油(脂)的主要有植物油与合成脂类。目前植物油用得较多的是菜籽油、葵花籽油等；合成脂有醇与脂肪酸合成的多元醇酯、复合脂等。可降解油(脂)无毒，具有良好的性和黏温性能，黏度指数高，容易降解生成二氧化碳和水。欧洲、美国和日本已开展了生物降解油(脂)的研究，一些著名厂家已陆续开发出了生物降解油(脂)，且有生物降解性能的评定方法。在欧洲，生物降解剂已占7%左右，北欧一些国家还制定了法规，限制部分矿物油的使用，以推广使用生物降解油(脂)。国内许多单位也相继进行了生物降解油(脂)的研究。上海交通大学以开发生物降解油剂为目的，对绿色剂的基础油进行了改性和氧化机理的研究，筛选得到了一些效果较好的抗氧添加剂，合成了几个系列的极压抗磨添加剂，并考察了它们的摩擦学性能，取得良好效果。生物技术在领域具有广阔的应用前景。

2.3纳米材料与技术在油领域的应用

近年来，纳米材料得到飞速发展，纳米材料与技术在领域的应用得到了摩擦学科技工作者的高度重视。许多研究单位和高等院校先后进行了将纳米材料用于油(脂)，以提高其抗磨损和抗极压性能的研究。纳米颗粒作为油(脂)添加剂具有一定的修复功能，而降低有机物修饰纳米颗粒的成本，实现其规模化生产，是纳米材料在油(脂)中成功应用的基础。

3结束语

篇8

关键词： 混合动力汽车； 发动机； 节能控制器； X186单片微控制器

中图分类号： TN245?34； TPK414.3 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）06?0084?04

Abstract： The research on engine energy?saving controller of hybrid power automobile is not perfect in various countries， which has caused poor stability of the researched products and poor energy?saving effect. Therefore， the engine energy?saving controller with high stability and high energy?saving effect for hybrid power automobile are considered. X186 single chip microcontroller of the energy?saving controller is controlled by PID to mornitor the engine speed and driving instruction signals of the hybrid power vehicle in real time. The signal secondary processing circuit is used to reprocess speed signal to reduce energy consumption of hybrid power automobile caused by engine speed. The energy?saving control signals acquired by X186 single chip microcontroller and the signal secondary processing circuit are transmitted to the output control circuit for the summary and analysis to output an optimal energy?saving solution finally. The functional diagram and the process of engine energy?saving control adopting PID control algorithm are given in the Controller Paragraph. The experiment result shows that the energy?saving control effect of the engine energy?saving controller for hybrid power automobiles is more obvious， and has high stability.

Keywords： hybrid power automobile； engine； energy?saving controller； X186 single chip microcontroller

0 引 言

当前汽车已成为人们生活中必不可少的交通工具，由汽车行业发展所带来的资源短缺问题也不容小觑。基于以上原因，产生了能够综合利用电能、燃气和煤柴油的混合动力汽车。对混合动力汽车发动机节能控制器的研究与发展，是交通运输领域中的一项重要技术革新[1?3]。由于各国对混合动力汽车发动机节能控制器的研究尚不健全，所研究出的产品往往稳定性较差、节能效果不佳。因此，开发出兼顾高稳定性和高节能效果的混合动力汽车发动机节能控制器，是当前交通运输领域的重点研究项目[4?6]。

各科研组织研究出的混合动力汽车发动机节能控制器均存在一定的问题，如文献[7]开发THS?Ⅱ混合动力汽车发动机节能控制器，该节能控制器能够对混合动力汽车发动机驾驶系统实施全方位的节能控制，其节能效果较好。但其价格昂贵，不利用广泛推广。文献[8]开发Honda混合动力汽车发动机节能控制器，该节能控制器的设计者意识到混合动力汽车在急停时的耗能量最大，故设计者在发动机处于高速运行的情况下，为混合动力汽车发动机添加了慢减速功能，进而缩减混合动力汽车发动机的耗能量。但该节能控制器的能耗缩减效果并不明显，控制能力有待提高。文献[9]开发基于线控制的混合动力汽车发动机节能控制器，该节能控制器利用发动机能耗线控制图，将混合动力汽车发动机分成三等级的能耗区间，分别对三个能耗区间进行节能控制。由于该节能控制器要求相关人员需具有较高的控制水平，因而其节能效果并不理想。文献[10]开发基于实时节能优化算法的混合动力汽车发动机节能控制器，该节能控制器通过构建能耗目标函数，预测混合动力汽车发动机的能耗趋势，进而最大限度地缩减发动机能耗。但该节能控制器的稳定性较差，对全局能耗的掌控有待加强。

为了解决以上问题，开发了稳定性较强、节能效果明显的混合动力汽车发动机节能控制器。实验结果表明，所设计的混合动力汽车发动机节能控制器节能控制效果较为明显，并具有较高的稳定性。

1 混合动力汽车发动机节能控制器设计

所设计的混合动力汽车发动机节能控制器主要由控制芯片和各功能电路组成。

1.1 控制芯片设计

混合动力汽车发动机节能控制器的控制芯片是单片微控制器，由于混合动力汽车发动机的内部元件较多，故所选用的单片微控制器必须拥有较强的硬件兼容性，且能够实时修正混合动力汽车发动机的高耗能信号，并将其准确输出。

基于以上约束条件，混合动力汽车发动机节能控制器选用某公司最新出品的嵌入式X186纹微控制器。该公司的设计人员针对混合动力汽车发动机的耗能特点，为X186单片微控制器匹配了实时节能控制功能，使其能够有针对性地进行混合动力汽车发动机信号的开采和处理，并强有力地保证了发动机信号的完好传输。

当混合动力汽车开始调用发动机进行减速行驶时，如何保证汽车行驶的安全稳定，是混合动力汽车发动机节能控制器需要考虑的首要问题。X186单片微控制器中利用PID控制方法，针对混合动力汽车发动机扭矩进行实时控制，其旨在将混合动力汽车发动机中的多余机械能转换成汽车行驶中利用率较高的电能。混合动力汽车发动机的扭矩主要包括转速、行驶指令、功率等。图1是X186单片微控制器PID控制原理图。

由图1可知，X186单片微控制器的PID控制流程为：X186单片微控制器先进行其采集到的混合动力汽车发动机信号的扭矩识别工作，其主要识别内容为混合动力汽车发动机的转速，以及驾驶人员给予汽车的行驶指令。X186单片微控制器根据其所识别出的扭矩类型进行分步处理。不需要进行调节的扭矩直接进入标准扭矩转换操作并输出；需要进行调节的扭矩则进入PID控制。在PID控制中，X186单片微控制器先将扭矩等比例放大（其中，驾驶人员给予汽车的行驶指令是不可控变量，虽存在需要处理的信号，但无法进行PID控制，直接将其输出即可），再进行扭矩调节工作，即将发动机信号中多余的机械能转换成电能。在扭矩调节工作中，X186单片微控制器将应尽可能地减少PID控制能量的损失，以提高混合动力汽车发动机节能控制器的能量利用率。

经由X186单片微控制器PID控制后的混合动力汽车发动机信号，会传输到信号二次处理电路进行进一步的节能控制。

1.2 信号二次处理电路设计

由于发动机转速对混合动力汽车的能耗影响较大，故混合动力汽车发动机节能控制器构建了信号二次处理电路进行转速信号的二次处理工作。该信号的处理工作要求信号二次处理电路拥有极高的信号传输速度。

转速信号主要采集于混合动力汽车发动机的曲轴。信号二次处理电路在曲轴处安装了特定传感器，经由传感器进行发动机转速的二次采集，再结合X186单片微控制器PID控制的输出信号，对混合动力汽车发动机的能耗进行优化，如图2所示。

当汽车发动时，发动机曲轴上安装的传感器会对发动机转速信号进行滤波、整波等处理。为避免汽车行驶中环境因素对混合动力汽车节能控制器带来的干扰，在设计图2所示的信号二次处理电路时，二极管和信号隔离器是必不可少的。

信号二次处理电路工作结束后，根据公式[ek=][TPS2k-TPS1k]，求取混合动力汽车发动机的优化偏差[ek]。其中：[TPS1k]是信号二次处理电路的信号输出值；[TPS2k]是X186单片微控制器PID控制的信号输出值。优化偏差直接影响着混合动力汽车节能控制器的稳定性，若该值较大，则应重新进行优化工作；否则，则将X186单片微控制器和信号二次处理电路获取到的节能控制信号反馈到输出控制电路。

1.3 输出控制电路设计

输出控制电路的设计目标是将X186单片微控制器和信号二次处理电路的输出信号汇总、解析，最终输出最优节能方案，如图3所示。

图3所示的输出控制电路能够将混合动力汽车发动机节能控制器中的所有已处理信号接入进来，经由格式转换和构建传输文件夹的方式，将发动机节能方案快速传输出去。文件会在其传输过程中分离到特定位置，以对混合动力汽车发动机的不同位置进行特定的节能控制。输出控制电路也能够调节混合动力汽车电子节气门的电流传输规律，进而控制发动机的扭矩。输出控制电路利用并行串行传输接口2，3，14，15进行电路同发动机的串行传输，也能够同时对发动机进行故障检测和故障排除。

2 混合动力汽车发动机节能控制器的实现

2.1 混合动力汽车发动机节能控制器功能设计

设计的混合动力汽车发动机节能控制器具有信号管理、故障检测、信号解析、后台监控等功能，如图4所示。图4中的信号管理功能主要是对X186单片微控制器和信号二次处理电路的信号采集和信号处理进行管理，其管理方式主要是编码控制；故障检测功能是通过检测硬件部分的传输信号，实现混合动力汽车发动机节能控制器故障的预警与处理，其与输出控制电路对混合动力汽车发动机的故障排查内容不同，应加以区分；信号解析功能管理着输出控制电路的解析工作；后台监控功能能够对混合动力汽车发动机节能控制器和混合动力汽车发动机进行实时监控和异常项预测，包括信号采集超时、电路负载趋势不正常、能耗超限等。

2.2 PID控制算法设计

X186单片微控制器中的PID控制算法较为简单，其拥有比例、积分、微分三种控制方式，在混合动力汽车发动机节能控制器的实际应用中，应根据这三种方式的特点选择较为适合的PID控制。

比例PID控制能够对混合动力汽车发动机中产生的多余机械能进行实时控制，其控制效率高、效果好。比例PID控制要求其所控制的多余机械能应为无限增长的，一旦机械能维持在一个稳定的数值不变，其控制误差便会急速增长，进而降低混合动力汽车发动机节能控制器的稳定性；积分PID控制与比例PID控制相反，其要求混合动力汽车发动机中多余机械能的增减幅度应较为平稳。但该控制方式的控制能力有效，不能给予发动机较高的节能效果；微分PID控制的控制能力和控制要求则介于比例PID控制和积分PID控制之间。

设PID控制工作时间为[t]，PID控制的输出值为[u（t）]，则PID控制算法的函数表达式为：

[u（t）=KPe（t）+KI0te（t）dt+KDde（t）dt+u0] （1）

式中：[KP]，[KI]，[KD]分别代表比例、积分、微分三种PID控制方式的比例系数，三者协同作业且互相限制；[e（t）]代表混合动力汽车发动机的信号输入值与混合动力汽车发动机节能控制器的输出值之差；[u0]代表PID控制常数。

3 实 验

实验对本文设计的混合动力汽车发动机节能控制器的稳定性和节能效果进行验证。设定实验中的自变量为发动机的总扭矩和转速，总扭矩直接反应了混合动力汽车发动机的总能耗；在汽车行驶中，其发动机转速越大，电子节气门的开度就越大，实时耗能量就越大。因此，缩减发动机总扭矩和转速便能够得到良好的节能控制效果。同时，节能控制后的两者曲线波动越小，混合动力汽车发动机节能控制器的稳定性就越强。

实验将发动机未采用本文节能控制器进行控制的混合动力汽车在相同的路况和天气下，以2档位和4档位分别行驶2 000 m，行驶过程中的急停、起步、加速度等驾驶员操作因素均相同，其行驶过程中发动机的总扭矩曲线和转速曲线如图5、图6所示。

由图5和图6可知，在相同情况下，未采用本文节能控制器的混合动力汽车发动机的4档位总扭矩最高值为70 N・m，发动机转速最高值为2 000 r/min。排除汽车行驶的起步状态（此时汽车行驶动力主要依靠电机给予，故排除），在200～2 000 m的行驶距离内，4档位总扭矩的平均值约为48 N・m，发动机转速的平均值为1 355 r/min；2档位总扭矩的最高值为68 N・m，发动机转速最高值为1 980 r/min。在200～2 000 m的行驶距离内，2档位总扭矩的平均值约为40 N・m，发动机转速的平均值为1 402 r/min。

现给出采用本文节能控制器，进行节能控制后的发动机总扭矩曲线图和发动机转速曲线图，如图7、图8所示。对比图5～图8可得知，本文设计的混合动力汽车发动机节能控制器能够进行发动机的节能控制，且节能控制效果较为明显。

图7、图8中的曲线波动较比图5、图6曲线有明显下降，验证了本文所设计的混合动力汽车发动机节能控制器具有较高的稳定性。

4 结 论

本文设计兼顾高稳定性和高节能效果的混合动力汽车发动机节能控制器。该节能控制器的X186单片微控制器利用PID控制，对混合动力汽车发动机转速和行驶指令等信号进行实时监管，并经由信号二次处理电路进行转速信号再处理，降低发动机转速对混合动力汽车的能耗。由X186单片微控制器和信号二次处理电路获取到的节能控制信号，传输到输出控制电路进行汇总和解析，最终输出最优节能方案。控制器的实现部分给出了其功能图，以及控制器采用PID控制算法对发动机进行节能控制的过程。实验结果表明，所设计混合动力汽车发动机节能控制器的节能控制效果较为明显，并具有较高的稳定性。

参考文献

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[3] 凌滨，马梅.关于混合动力汽车节能减排优化控制研究[J].计算机仿真，2015，32（12）：102?106.

[4] 来晓靓，管成，肖扬，等.并联油液型混合动力挖掘机发动机转速控制方法[J].农业机械学报，2014，45（1）：14?20.

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[6] 郭新峰，孟春岩.汽车发动机节能优化控制仿真与研究[J].计算机仿真，2014，31（12）：160?163.

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[8] 蒋南希.刍议汽车发动机怠速控制技术[J].科技资讯，2015，13（5）：82.

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论文关键词：支付意愿；绿色消费；家庭汽车；环保节能

一、前言

截至2007年6月，全国机动车保有量为1．528亿辆，其中私人汽车保有量为3239．39万辆。家庭机动车的快速增长对能源供应和城市环境造成了巨大的影响。中国目前已成为世界第二大原油消费国和第三大原油进口国。同时，汽车污染已经成为许多大城市空气污染的主要来源…。据预测，2030年，中国汽车保有量将达到2．3亿辆，对应的车用燃油消耗将达2．5亿一3．0亿吨，相应的排放数量惊人。因此，推广环保节能汽车对实现我国节能减排的目标有重要的意义。

环保节能汽车推广的关键在于确定潜在的目标消费群体，并根据其特征确定相应的策略。环保节能汽车能效高、污染小，但相对普通汽车来说，存在一定的额外成本，属于绿色消费范畴。支付意愿是绿色消费研究的重要内容。国内外关于绿色消费有一定的研究，但研究结果随具体的消费领域、地区、时间等不同，差异较大。国内在绿色消费定量研究上，特别是针对环保节能汽车消费的研究相当缺乏。绿色消费研究开始于上世纪70年代前后。

影响绿色消费支付意愿的主要因素可以划分为五类：人口统计变量、绿色消费知识、相关价值取向、消费行为及消费态度。由于数据的可获得性及可比性的限制，多数研究集中于讨论人口统计变量对消费者绿色消费支付意愿的影响。根据现有的研究，与绿色支付意愿相关的人口统计变量包括：性别、年龄、受教育程度、收入以及居住地等。

一般认为，年轻、女性、有较高的受教育程度、有较高的社会经济地位者倾向于有更高的绿色消费支付意愿。实际上，并非所有的研究都支持这一结论。如Reizenstein研究认为，男性更愿意为控制空气污染支付额外的费用；Robe，s研究发现，富有环境意识的消费者的年龄高于平均水平；Sandahl等人的研究发现，此类消费者其受教育程度和收入低于平均水平。

因此，尽管人口统计变量对绿色消费有一定的指示意义，但随具体的环境不同，可能会呈现较大的差异性。因此，本文将在分析人口统计变量与环保节能汽车支付意愿关联性的基础上，再引入相关认知与环保节能汽车绿色成本支付意愿之间的关联性。

二、本文的理论分析及假设

绿色成本分析法是绿色消费中常用的分析方法，绿色成本是企业在经营中涉及到的与环境资源有关的所有支出，包括资源消耗成本、环境支出成本、环境破坏成本、环境管理成本和环保支援成本。

本次研究对象是环保节能汽车，即限定为以目前市场上投放的同类可参照车辆的平均能耗及排放水平而言，排放相对更低、能耗相对更少的普通家用汽车。为达到排放低、能耗小的要求，支付意愿以受访者最高可接受的环保节能汽车相比同类型汽车的高出部分价格为度量。

为达到排放低、能耗小的要求，环保节能汽车需要在技术与设备上相对同类汽车有更大的投入，即绿色成本。这部分额外增加的成本，一部分通过汽车制造企业加强管理从而内部消化，另外一部分成本必将转嫁给消费者，从而影响到消费者的支付意愿。基于前面的综述，本文提出与人口特征相关的假设1：年龄、收入以及受教育程度等3项人口统计变量与环保节能汽车绿色成本支付意愿存在相关性。

绿色消费方面的多数研究都支持人口统计变量与受访者的支付意愿存在一定的相关性。最近的一份研究报告也表明，混合动力汽车②的购买者有相对更高的平均收入、受教育程度及年龄。

假设2：提高消费者对绿色消费的认知程度有助于提高对绿色消费的支付意愿。

通常认为，产品相关知识直接影响消费者从信息收集到决策再到消费后评价的每一个阶段。尽管也有研究认为，环境知识与绿色消费行为之间不存在显著的联系，但多数研究表明，生态及环境相关知识是绿色消费行为的一个很好的预测指标J，有更多相关知识的人可能有更强的绿色消费支付意愿引。

三、实证研究设计

首先，根据研究的假设，进行变量设计(所有的测量条款均采用5点Likert量表)和问卷预试，在此基础上得到调查问卷。

然后，问卷调查以网络调查和纸质问卷调查相结合，共计回收问卷25017份。调查范围覆盖国内主要省区。受访者中在校学生占45．03％，剔除学生样本后，受访者人口统计资料如表1所示。问卷统计基于网站内建的SQL数据库。

最后，选定SPSS作为后续的数据分析工具。

四、环保节能汽车绿色成本支付意愿影响因素假设检验

本次调查中，环保节能汽车绿色成本的支付意愿分布如表2所示，其中，不愿意支付任何绿色成本的受访者仅占8．3％，分别有68．1％及48．4％的受访者愿意支付高于3000元及5000元的绿色成本。

1．人口统计变量与环保节能汽车绿色成本支付意愿存在相关性的假设检验

为排除地区影响，本次研究仅选取经济和社会发展水平相对接近的京、沪、穗三地有购车计划的3022个样本进行比较。在进行支付意愿简化归并后‘年龄、受教育程度、年收入与绿色成本可支付意愿的关联性检验如表3所示，

统计结果拒绝了年龄与支付意愿之问的关联性假设(P=0．464)，但不能拒绝受教育程度和年收人与支付意愿之间的关联性(P=0．000)，这表明受教育程度与收人对支付意愿存在影响。具体而言，受教育程度越高，拒绝支付任何绿色成本的可能性减小，但在高支付意愿的比例上，各受教育程度之间不存在明显差别，也就是说，受教育程度较低群组在支付意愿上两极分化越严重。而收人对支付意愿的影响更为明朗，收人越高，支付意愿越强。

考虑到收人与受教育程度之间的关系，在将收人作为控制变量引人后，受教育程度与支付意愿之间的关联性假设除年收人低于1万元的情况下(P=0．005)，其它全部被拒绝，其对应的P值分别为：1万一3万(P=0．225)；3万一5万(P=0．350)；5万一l0万(P=0．081)；>10万(P=0．969)。也就是说，教育程度与支付意愿之间的关联性来自不同受教育程度对应的收人差距，而并非受教育程度本身，单纯受教育程度与绿色成本支付意愿之间并不存在显著的关联性。

同样，在将年收人作为控制变量后，关联性假设除收人大于l0万元组以外(P=0．002)，其余各组均被拒绝。以上检验表明，在年龄、受教育程度及收人等人口统计变量中，仅收人与支付意愿之间存在统计关联，其它要素与支付意愿的绝对量之间不存在显著的统计关联。将受访者可支付的绿色成本除以年收人，得到相对支付意愿，则京沪穗地区有购车计划的受访者，其相对支付意愿与年收人之间的关系如表4所示。也就是说，虽然低收人受访者的平均绝对支付意愿略低于高收人群体，但其相对支付意愿明显高于高收人群体。

2．认知程度有助于提高对绿色消费的支付意愿的假设检验

调查中发现，了解环保节能汽车特性有助于提高支付意愿，同样，认识到环保节能汽车虽然在短期内负担一定的成本，但符合发展趋势，也有助于提高受访者的支付意愿，如表5所示，二者均与支付意愿有显著的关联。值得注意的是，“环保节能汽车会影响驾驶性能”及“环保节能汽车不仅不会影响驾驶性能，反而会节省燃油”两项认知与支付意愿之问的关联假设均被拒绝，其P值分别为0．268和0．221。这表明环保节能汽车在驾驶性能和燃油经济性方面，性能的改变并不足以影响受访者的支付意愿。

五、结论及建议

本文通过前期获得的2．5万份调查问卷对环保节能汽车绿色成本的消费者支付意愿及其影响因素进行了分析。研究发现：

1．受访者对环保节能汽车普遍有较高的支付意愿，分别有68．1％及48．4％的受访者愿意支付高于3000元及5000元的环保节能汽车绿色成本。

2．就人口统计变量而言，在控制收入因素后，年龄与受教育程度对于受访者在环保节能汽车绿色成本的支付意愿上均不存在明显的影响。

3．收入与支付意愿之间存在显著的统计关联，有购车计划的低收人群体尽管支付意愿的绝对值略低于高收入组群，但其相对支付意愿更高。

4．对环保节能汽车的了解和积极认知有助于提高受访者的支付意愿，但技术细节的一般性了解并不一定能显著提高支付意愿。

中国目前正处于家庭汽车逐步普及的关键阶段，推广环保节能汽车对实现节能减排目标有非常重要的意义。基于现有的分析，本文提出以下建议：

1．当前各阶层消费者对环保节能汽车都存在较强的支付意愿。政府应积极推动燃油经济性标准及尾气排放标准的提高，激励企业产品升级，向市场及时供应环保节能型汽车。

篇10

嵌入式设计主宰汽车电子

随着新汽车型号面市的步伐加快中旧市场平均每个月都有几十款新型号的汽车上市，消费者的需求呈现多样化，而且汽车相关法规也在完善，这对汽车0EM厂商的设计提出了更高的灵活性要求这正是包把可编程逻辑(CPLD)、FPGA、MCU在内的嵌入式器件的用武之地。Altera资深技术市场工程师赵敏的“面向汽车电子的可编程逻辑解决方案，ARM公司中国技术行销经理费浙平的“满足汽车系统设计需求的MCU发展趋势”以及Actel应用工程师胡V的“专为汽车电子应用而设的FPGA解决方案”三个主题讲演，发别从娱乐信息平台汽车安全系统和动力系统控制等多个应用角度，向听众展示了嵌入式器件的核心作用。

赵敏详细介绍了Altera公司针对汽车电子系统设计所提供的典型平台方案，包括，具有导航／后座娱乐功能的图形平台，网关／网络平台，音频处理平台和驾驶辅助系统平台ARM公司费浙平在研讨会上透露说：“汽车电子系统设计中，目前有1／8的成本在于软件，到2010年，汽车电子系统设计中软件成本将占1／3以上，高档车MCU将超过50个，软件代码将超过100M容量。”这就对MCU的选择提出了巨大的挑战安全性是汽车电子系统设计永恒的主题Actel的胡V介绍了如何将“Flash和反熔丝的固有优势扩展至汽车领域”，从而构建“灵活、可靠和安全的平台”。胡V指出，在汽车电子应用中“传统的数字逻辑解决方案和固定单元ASIC正由FPGA所取代”，其原因在于Flash和反熔丝的固有优势能够确保“对固件错误具有免疫力”，并且“高度安全”可防止“反求、复制”等对知识产权的盗版行为。

中国汽车电子技术面临节能挑战