文档介绍：第四章现代汽车科技
清洁能源汽车
清洁能源汽车
代用燃料发动机汽车
汽车是石油产品的主要消耗者,据统计全世界的石油产品约46%为汽车所消耗。世界汽车到2020年和2060年,预计可达12亿和25亿辆,而预测石油资源只能供给全世界使用到2040年和2050年左右。因此,降低油耗和开发汽车新能源比过去任何时候都重要、更迫切,已成为近代汽车技术发展的重要课题。人类进入21世纪以来,世界范围内对环保的要求越来越高,针对环境和能源形势的日趋恶化,开发、使用污染小且有一定发展前景的清洁代用燃料已成为世界各大汽车公司竞争热点。由于各国资源分布、科技实力不同,因而开发、使用的“绿色能源”也形色各异。
目前,汽车上使用较为普遍的清洁代用燃料有:天然气、液化石油气、电能、氢、太阳能、醇类、醚类和合成燃料等。它们之所以被称为清洁代用燃料,是由于它们的相对分子质量比汽油、柴油小得多,对燃料和空气的混合、燃烧、抑制炭烟等都有利。采用这类气体或液体代用燃料代替汽油、柴油作为汽车用燃料,其尾气排放CO、HC、CO2等污染比汽油、柴油低得多。此外,醇类燃料含氧,还可促使燃料燃烧更完全,燃烧温度降低,使NOX排放量减少。
清洁能源汽车
电动汽车是目前可以达到零排放标准的机动车。电动汽车有下列突出优点:
1)节能——首先是不需石油类燃料,其次,在夜间充电可填补用电低谷时发电厂多余的供电量,此外电动机的耗能效率高达75%(而内燃机只有15%)。
2)污染小——电动车行驶时不排放有害废气(称为“零排放”)。蓄电池在制造过程中或充电过程中仍会因化学反应而产生污染物,但比内燃机汽车的排气污染物更易控制。
3)特殊环境下的优点——内燃机汽车无法在缺氧的条件下工作,而电动车则最适用于月球、太空、海底、真空等环境。
4)其他——操作方便(电动车没有离合器、不必换档),起动容易,行驶噪声小。
缺点:1)蓄电池能量密度小,汽车续驶里程短,动力性差;2)电池重量大,寿命短;3)价格高,蓄电池充电时间长;4)电池制造和处理存在污染。
现状及前景:从总体看仍处于试验研究阶段,推广使用还需一定时间,但有希望成为未来汽车主体。
清洁能源汽车
缺点:1)蓄电池能量密度小,汽车续驶里程短,动力性差;2)电池重量大,寿命短;3)价格高,蓄电池充电时间长;4)电池制造和处理存在污染。
现状及前景:从总体看仍处于试验研究阶段,推广使用还需一定时间,但有希望成为未来汽车主体。
清洁能源汽车
2、氢气汽车
氢气作为汽车燃料的优越性与用汽油或柴油作燃料的汽车相比:
(1)氢气与空气混合,燃烧完全,效率高,氢4-%低占比混和气体爆炸特性作功,爆炸的膨胀速度威力不但远远超于传统燃烧方式,而且氢气燃料(成本)消耗少。当爆炸的膨胀峰值最高时曲轴的结构力矩也是最大的,发动机运转扭矩大,动力强劲。而且只排放微量的水气,对大气层没有任何的污染。尾气排放一氧化碳可降低到0,氧化氮降低至60ppm,碳氢化合物降为0,铅含量降为0。是真正的环保绿色动力能源
(2)氢气的燃烧热值较高,动力性能较好。
(3)氢气不象汽油(柴油)会进入曲轴箱稀释机油,影响润滑效果。因此,消耗机油量减少,延长了发动机的使用寿命。
(4)由于氢气是现产现用,且在空气中挥发极快,不象汽油(柴油)一样从油箱和化油器中蒸发到大气中,造成污染大气。
(5)因车用氢气是随制随用在钢瓶内储存量较少,而钢瓶较油箱强度高,且耐冲击,万一出现意外事故,氢气不会自行流出。不会造成危害。
(6)由于车用氢气系统具有完善的完全结构,可防止、过压、过流,还拥有防泄漏及隔离装置。
(7)相对而言,用发动机自身的动力生产氢气成本比较低,可降低运行成本。
清洁能源汽车
2、氢气汽车
缺点:
1)氢气生产成本高;
2)气态氢能量密度小且储运不便,液态氢技术难度大,成本高;
3)需要开发专用的发动机。
现状及前景:仍处于基础研究阶段,但有希望成为未来汽车的重要组成部分,前景难以预测。
清洁能源汽车
(乙醇)汽车
醇燃料(主要指甲醇和乙醇)是汽车清洁替代燃料的一种,与汽油和柴油相比,醇类燃料氢碳原子比大、且为含氧燃料(甲醇分子含氧量达50%、乙醇分子含氧量达35%),比汽油和柴油更容易完全燃烧,除了常规的有害排放较低外,CO2的排放量也比燃用汽油和柴油低。此外甲醇和乙醇是可再生资源,可由一些廉价原料,例如家庭垃圾、秸杆、木材、甘蔗、粮食,也可以通过煤、煤层气、液化石油气等制造,所以醇类燃料的供应不会枯竭。美、德、加、法、日、瑞典、新西兰等发达国家政府和汽车公司,都大力推动醇燃料的研究试验和示范推广,并由国家议会列为清洁燃料,予以发展。世界各大汽车厂都在积极研究开发