基本介紹
- 中文名：汽車節能
- 外文名：Automobile Energy Saving
- 污染物：氮氧化物、碳氫化物等
- 治理措施：加強管理，尋找替代能源等
- 汽車因素：發動機、車形、輪胎等
- 人為因素：使用經濟車速，合理制動等
背景,汽車本身因素,人為駕駛因素,尾氣中污染物,污染物的治理,保養省油招數,展望,
背景
汽車，作為一種便捷的交通工具，正在越來越多的被廣泛使用。根據LMC Automotive的歷年數據，我們不難發現，全球汽車銷量每年都在增加，而且增加的量級都是百萬輛。可想而知，生活中汽車的數量將會是一個多么龐大的數字。
絕大部分汽車仍然消耗的是以石油為基礎煉製的燃油。作為一種被廣泛運用的不可再生能源，被稱為“工業血液”的石油，其珍貴性毋庸置疑。在燃燒燃油的同時，汽車會排放有害尾氣。
汽車的尾氣污染大氣的主要元兇。據有關調查顯示，中國的大霧天氣中，汽車尾氣所造成的污染占79 % 。全世界空氣污染最嚴重的20個城市中，中國就占了13個，而21名以後又是一串中國城市的名字。所以，汽車的節能減排是必須更是必然的。
汽車節能技術和燃料替代品的套用是當今乃至未來世界汽車技術創新的核心環節，是未來汽車企業生存發展的關鍵。
我國汽車產業發展政策中，把“推進電動汽車、混合動力汽車的研究和開發，加快代用燃料汽車的推廣使用，促進汽車工業實現跨越式發展”作為汽車產業結構調整的戰略舉措。當前由於汽車動力的主要原料石油資源的不可再生性，導致國際、國內油價的不斷攀升，有購車欲望的消費者都把目光集中在汽車節能與環保上，節油、環保汽車倍受消費者親賴。
因此，汽車製造業也都把汽車節能技術和汽車燃料替代品的套用作為占領市場銷售份額和汽車技術創新的戰略性研究。
汽車本身因素
汽車發動機性能
發動機性能對燃油經濟性有影響。發動機的種類決定了有效燃油消耗率的大致範圍，熱效率由低到高的順序是：二衝程發動機、四衝程汽油機、二衝程柴油機、四衝程柴油機。
汽油機由於壓縮比比柴油機的壓縮比小得多，其熱效率很難與柴油機相比，所以汽車行業中柴油機的套用面越來越廣。近年來廣泛採用的電控電噴技術使發動機的性能產生了一次質的飛躍。
整車的燃油經濟性
動力系統各部分參數的匹配對燃油經濟性有影響。動力系統各部分參數的匹配，主要包括發動機、變速箱和主減速器。當發動機工作在中等偏大負荷的一段轉速範圍內有效燃油消耗率最低，燃油經濟性最好，所以我們希望能使發動機儘量工作在這個範圍。
合理選擇變速箱和主減速器的參數可以使發動機更多地工作在這個範圍，而這個最低燃油消耗率的範圍隨發動機的不同而有所改變，因此要根據汽車的具體特點和對它的使用要求對發動機、變速箱和主減速器要進行最合理的搭配。
同樣，合理搭配變速箱和主減速器時小排量的發動機能獲得最佳的燃油經濟性。然而，小排量發動機由於功率較小，必然使汽車的動力性較差，若要求汽車具有一定的加速能力，則只能選擇大排量或中排量的發動機，這時中等排量的發動機在提供足夠加速性的前提下，還能獲得較好的燃油經濟性。
變速箱擋位
擋位數多，可以提高汽車的動力性，有利於汽車的加速與爬坡；同時，擋位數多也增加了發動機工作在低燃油消耗率附近的機會，也有利於獲得較好的燃油經濟性。但擋位數過多不但會使結構過於複雜，反而會對燃油經濟性產生負面影響。如果讓同一位有經驗的司機來駕駛，裝配液力變矩器和自動變速箱的汽車的燃油經濟性總會略遜於裝備普通機械式離合器和手動變速箱的汽車。專家研究發現，若一輛轎車的總重量減少 10%，燃油消耗可以降低 3%—4%。 當今汽車製造選材中鋁與複合材料比例的日益增加就是為了降低車重。
汽車車身形狀
風阻係數小，可以降低汽車行駛時所受的空氣阻力，這在高速時尤為明顯。例如對老款 Audi100 轎車通過改變車身形狀改變風阻 係數的研究發現，當汽車的風阻係數由 0.42 降低到0.3 時，以 150KM/h 等速行駛的油耗可降低25%左右。
汽車輪胎選擇
選用合適的輪胎也可以使汽車節省燃油。經過實踐考證，子午線輪胎綜合性能較斜交輪胎要好，它的滾動阻力較小，可比斜交輪胎節省燃油 5%—7%。 米其林集團針對中國經濟型轎車市場推出高科技輪胎產品 Energy XM1。 使用該輪胎可以使每輛轎車節油 5%。此外，的汽車裝備的附屬檔案越來越多，如空調、動力轉向和各種電器等。毫無疑問，這類設備越多，汽車越費油，因為這些設備的主要能源最終都來自於發動機。
人為駕駛因素
人為因素也很多，良好的保養可以使汽車保持良好的性能，而這可以降低油耗。對於同一輛車，良好的使用習慣也可以得到省油的效果。
裝備手動變速箱的汽車
在不同的情況下選用合適的擋位可以使汽車跑的又快又省油，下面有幾種方法可以使汽車在行駛中節省燃油：
先暖車後起跑：冬季氣溫低，是否先做“暖身”才讓汽車起跑，燃料消耗的區別是明顯的。一般來說，冬天出門前先熱車一到三分鐘，讓水溫達到 40℃以後才起步。並且讓車子穩定行駛 1至2 公里後再加速。這樣可以減少燃油的消耗，也對車子的引擎和汽車部件都有好處。
柔和起步：掛低擋起步，緩緩地踩下油門踏板，緩慢加速。讓汽車達到一定擋位速度時，學會聽著發動機的聲音來逐步把擋位從低換到高。這可以減少發動機的升溫時間，增加燃油的利用率。如果啟動時轟大油門來提速，這樣不但傷車也會大大增加耗油量。
使用經濟車速：一般轎車的經濟時速處在 60Km/h~80Km/h 之間。當汽車運行在經濟時速時是最省油的。無論車速過高或過低對節油都不利。車速低時，活塞的運動速度低，燃燒不完全。車速高時，進氣的速度增加導致進氣阻力增加，這些都使耗油增加。
輕抬油門：輕抬油門能省油。如果猛抬油門，則會使發動機轉速突然降低而起到牽阻作用，抵消一部分行駛慣性，並使汽車產生“顫動”，而使耗油量增加。
換擋及時：換擋要快而及時，特別在斜坡上行駛，換擋的時間越短，汽車的動力性就發揮得越好，就越能節省燃料。如果換擋不及時，並且手腳配合不好而空踩油門，那必然大大地增大油耗。
減少使用制動：制動實質上是一種能量轉化的過程，制動意味著能量的消耗。所以在通過交叉路口、下坡，都應提前抬起油門，如果車子性能好，也可以掛空擋溜車，使汽車自然減速達到“以滑代剎”的目的。
保持車距：如果道路擁塞，而前車又經常剎車，就應該和前車保持足夠的跟車距離，這樣可以既可以從容減速，有可以減少制動次數，以達到省油的目的。
高擋行車省油：一般來說，儘可能使用高速擋行車，少用中間擋。在廣州等城市進行考察，像這樣的城市路況，當時速達到 40 公里以上時，足可以換上五擋了。當然，也不要在高擋位拖檔行駛。要學會聽發動機的聲音來換擋，並且要了解自己的車況。當發動機要“發抖”前，就要把擋位降下來，讓車速提上去再換回高擋。
學會安全滑行：汽車在行駛中，
掛空擋靠汽車本身的動能或下坡的勢能繼續行駛，稱為滑行。滑行時一般發動機怠速運轉，發動機只消耗很少的油，因此滑行是一種節油操作方法。滑行可分為加速滑行、減速滑行和下坡滑行。加速滑行是在平坦、寬直、行人和車輛都較少的道路上，先加速，當車速達到一定數值後，掛空擋，利用汽車慣性行駛。若車加速性能良好，加速時所用的時間短，耗油也少。加速滑行過程就是省油過程。減速滑行是指需要減速時，提前換入空擋，採取以滑代剎的方法。減少了不必要的制動所消耗的動力，不但可以省油，還可以減少機件的磨損。但必須保證安全行車。切記雪後及雨後不要空擋滑行。
裝備自動變速箱的汽車
很多人卻會忽視擋位的選擇。一般裝備自動變速箱的轎車除空擋和倒擋外還有三個擋位，分別是 1擋、2 擋和D 擋，其中 1擋減速比最大，D 擋減速比最小，
也就是說當發動機轉速一定時，使用 1 擋比使用D 擋車速要低。很多朋友為了省力，始終在 D 擋駕駛，如果在郊外車輛較少車速較快的國道和高速公路上行駛，這樣駕駛確實既方便又省油，但是在需要頻繁加速的城市中駕駛，D 擋反而會費油。
因為在加速時會出現發動機負荷過高的情形，導致發動機熱效率下降，有效燃油消耗上升。因此，在城市中行駛時大家應該勤快一點，適時地在 2 擋和D 擋間轉換，便可以跑的又快又省油。
車速對汽車油耗的影響是非常大的，汽車以不同車速等速行駛時，百千米油耗的變化隨著車速的增加，等速百千米油耗明顯增加。這是因為，汽車在等速行駛時，遇到的阻力主要是車輪的滾動阻力、車內運動件的摩擦阻力和車身的空氣阻力，其中車輪的滾動阻力和車內運動件的摩擦阻力在不同車速下的差別很小，而車身的空氣阻力卻會隨車速的增加迅速增大，使油耗迅速上升。
尾氣中污染物
汽車尾氣中含有上百種不同的化合物，其中公認的對環境和人類健康影響很大的污染物有一氧化碳CO，碳氫化合物HC，氮氧化合物NOx以及微粒PM，一氧化碳。
一氧化碳和血液中輸氧的載體血紅蛋白的親和力是氧的200 ～ 250倍。一氧化碳與血紅蛋白結合生成羰基血紅蛋白，使血紅蛋白喪失攜氧的能力和作用，削弱了血液對人體組織的供氧能力。當空氣中一氧化碳的體積分數超過0． 1%時，人就會出現頭痛、心悸等中毒症狀; 當超過0． 3%時，則可在30min內使人死亡。而且一氧化碳對全身的組織細胞均有毒性作用，尤其對大腦皮質的影響最為嚴重。
碳氫化合物。碳氫化合物包括碳氫燃料及其不完全燃燒產物、潤滑油及其裂解和部分氧化產物，如烯烴、芳香烴、醛等數百種成分。烯烴對人的呼吸道黏膜有強烈的刺激作用，經過代謝轉化會變成對基因有毒的環氧衍生物。同時烯烴也具有很強的光化學活性，是與NOx一起在紫外線作用下形成毒性很強的“光化學煙霧”的來源之一。芳香烴則會對人的血液、肝臟以及神經系統造成嚴重危害。
醛類是刺激性物質，對呼吸道黏膜和血液都有毒害作用。氮氧化合物。氮氧化合物中主要的有害物是NO2。NO2具有強烈的刺激味，能夠引起人的咳嗽、氣喘，甚至造成肺氣腫和心肌損傷。NOx是在地面附近形成含有毒臭氧的光化學煙霧的主要原因之一。
微粒。汽車排尾氣中的微粒直徑一般小於0． 3 μm，可以長期懸浮在空氣中。人體的呼吸系統無法過濾掉這類直徑的微粒。所以，這類微粒能夠深入人體肺部並造成機械性超負荷，損傷肺部內各種通道的自淨機制，加劇其他污染物的毒害作用。這些微粒往往還會吸附多種有機物質，如PAH，具有不同程度的誘變和致癌作用。
污染物的治理
加強國家政策力度
(1) 不斷提升排放標準
汽車生產廠商作為企業，利潤最大化是其始終追求的。為了促使汽車生產廠家改進產品以降低上述有害氣體的產生源頭，一個國家就必須對汽車尾氣排放建立相應的法規制度。
我國於
1983年頒布了第一批機動車尾氣污染控制排放標準。在1989年至1993年我國又相繼頒布了《輕型汽車排氣污染物排放標準》、《車用汽油機排氣污染物排放標準》二個限值標準和《輕型汽車排氣污染物測量方法》、《車用汽油機排氣污染物測量方法》二個工況法測量方法標準。
自2000年起，我國開始了新一輪尾氣排放法規的制訂和實施，《汽車排放污染物限值及測試方法》、《壓燃式發動機和裝用壓燃式發動機的車輛排氣污染物限值及測試方法》等相繼制訂出台。
這些法規的出台，促使汽車生產廠商採用更加先進排放控制技術。近年來更加嚴格的排放限值，從2004年的歐Ⅱ到2008年的歐Ⅲ再到2012年的歐Ⅳ的實施。
在未來，我國仍然需要不斷提升排放標準，控制排放限值。我國的排放標準借鑑於歐洲標準，但比歐洲標準略低。2000年出台的標準條例，僅使我國汽車尾氣排放標準達到國外九十年代初的水平。和國外相比，我國仍然有著巨大的差距。
(2) 積極發展公共運輸事業
為有效的緩解汽車排放污染問題，必須樹立公共運輸優先發展的理念，將公共運輸放在城市交通發展的首要位置。大力發展公共運輸事業是很多已開發國家正在採取和使用的政策。這也是我國必然要經歷的一個發展過程。
採用替代燃料
(1) 醇類燃料
醇類燃料主要包含甲醇、乙醇。二者的來源都十分廣泛，製取方式也十分多樣。甲醇可以從天然氣、煤炭和分類垃圾中製取，而乙醇則主要是從含有糖或澱粉的農作物中經發酵後製成。醇類燃料的辛烷值高，有利於提高發動機的動力性能和經濟性能。
高含氧量的醇類燃料，也有利於燃料的完全燃燒，從而降低CO和HC的排放。在相同條件下，醇類燃料的燃燒速度高於普通燃油，燃燒的持續期較短，有利於提高熱效率。醇類燃料的著火極限比普通燃油濃，使用也更加安全。
(2) 合成油
合成油主要是指由煤炭、天然氣或者生物質生產的液體燃料。多種發動機試驗表明，燃用合成油產生的NOx比燃用柴油所產生的NOx平均降低13%，PM平均降低26% 。合成油中烯烴含量較少，硫含量極少，十六烷較高，是一種高質量的柴油，可以和普通柴油以任意比例互溶，從而提升普通柴油的品質。
相關實驗表明，使用混合的合成油後，其CO，HC，NOx，PM的排放水平相比於普通的排放水平分別降低了23%，15%，15%和21% 。
(3) 氣體燃料
氣體燃料主要指天然氣(NG) ，液化石油氣(LGP) 等。LGP的汽化較為容易，與空氣混合的均勻性大大優於汽油，有利於燃料的完全燃燒，從而降低排放。LPG的辛烷值高，抗爆性能優於汽油，允許採用較高的壓縮比，有利於提升發動機的動力性能和熱效率。
相關試驗表明，採用電控順序進氣道氣體噴射技術改造的LPG燃料汽車與原汽油機相比，CO排放顯著下降。NG的辛烷值相比於汽油要高得多，具有很好的抗爆性能。作為一種清潔燃料，NG和空氣很容易均勻混合，從而減少高負荷時CO、HC和NOx的排放量。NG的自燃溫度遠高於汽油和柴油，自燃的可能性要比汽油和柴油小的多，所以作為汽車燃料NG是十分安全的。
上述三類替代燃料，能逐步減緩汽車對石油的依賴性，對於緩解我國石油資源供需之間的矛盾，實現我國長期可持續的經濟發展和環境保護都是十分有利的。
採用新能源
各國都在研發和推廣電動汽車。因為電動汽車能夠真正的做到零排放污染。電動汽車分為蓄電池和燃料電池兩大類。蓄電池式電動汽車的主要缺點是一次充電所能行駛的距離較短不利於長途運行，所以其套用和普及受到限制。
為了解決上述問題，世界範圍內正在開發燃料電池式電動汽車。燃料電池的能流密度為一般二次電池的幾倍至10倍。燃料電池還具有能量轉化率高，燃料製取範圍廣，回響快等優點。
改良汽車結構性能
(1) 發動機的改良發動機是整個汽車的核心部分，污染物產生的源頭也是發動機，所以改良發動機是節約能源和減少排放的主要環節。例如，近年來在車用汽油機上不斷使用的廢棄渦輪增壓技術。所謂增壓就是在空氣進入氣缸前將其預先壓縮，從而提高空氣密度，增大進氣量的一項技術。當每循環供油量不變時，進氣量的提高，改善了燃燒條件，從而使得燃燒更加充分，大大減少了因不完全燃燒而造成的CO和HC的排放。所以，儘管在車用汽油機上套用增壓技術較為困難，但其仍得到較大的發展。例如，正在逐步推廣使用的EGR系統。EGR是指把發動機排出的部分廢棄回送到進氣管，並和新鮮混合氣一同再次送入氣缸。
因為廢棄不能燃燒卻能吸收大量的熱，使得氣缸中的燃燒溫度降低，削弱NOx的產生條件，減少了NOx的生成量。例如，十分火熱的缸內噴射技術。缸內噴射就是將燃油噴嘴安裝在氣缸內，直接將燃油噴入氣缸內與新鮮充量混合。噴射壓力也進一步提高，使得燃油霧化效果更加優秀，實現了精準地按發動機實際工況控制噴油。同時，噴嘴位置、噴霧形狀、進氣氣流控制，以及活塞頂部形狀等特別的設計，使混合氣能夠在整個氣缸內更充分、均勻的混合，使得燃油充分燃燒。除此之外，還有一系列綜合套用的技術，如多氣門技術，進氣滾流，稀薄分層燃燒，電子控制點火正時等等。其集中體現在近年來研製成功並逐步投產的缸內直噴分層充氣稀薄燃燒汽油機(GDI) 。
(2) 整車的改良
整車的改良有很多方面，在此只討論其中的一項———汽車的輕量化技術。毋庸置疑，汽車的輕量化對於汽車節能減排的效果是十分直接而顯著的。據有關國際權威部門統計，汽車燃料約60%消耗在汽車的自重上，汽車質量每減輕10%，就可以降低6% ～ 8%的油耗。
鑒於前言中汽車每年都在增加的巨大銷售量。輕量化技術將大大節約能源以及減少排放。汽車的上萬個零部件中，約有86 %是金屬材料，其中鋼鐵占有率約為80 % 。這表明通過材料的輕量化來減輕汽車的自重有著巨大的潛力。高強度鋼、鎂合金、鋁合金、工程塑膠和複合材料等輕質材料的開發與套用都對汽車的輕量化發揮了重大不可磨滅的貢獻。
並且，隨著CAD / CAE技術在汽車行業中不斷的被套用，汽車的輕量化得以從每一款汽車的設計構思前期就融入在內。此外，相關製造工藝的不斷進步以及新型製造工藝的不斷投入，使得汽車的某些結構能實現“以空代實”，也進一步推動了汽車的輕量化。
汽車使用過程中的節能技術
汽車駕駛員的駕駛操作水平對汽車油耗會有影響，這一點是毋庸置疑。相關數據表明，駕駛技術這一因素所造成的油耗差異，最大可以達到10%以上。
駕駛員作為汽車行駛中最重要的主體，如果能把汽車和相關運行條件、道路狀況等密切聯繫，提高汽車的適應性，就不難節省燃油。
保養省油招數
定時檢查潤滑油及機油水平
根據生產廠家提供的保養周期更換潤滑油及機油。 （ 4S 店提供的保養周期不提倡）
好好保養引擎
全合成的高級別機油是首選，需要注意的是API 標準和SAE 標準是兩個截然不同的概念。 API 標準這是一個綜合衡量機油質量高低的標準,SN是世界品質級別最高的機油。 SAE 標準這是衡量機油粘度的標準,又分為單式粘度和複式粘度。單式粘度有 10 種，其中冬季用油有 6種，夏季用油有 4種；複式粘度有 16 種。冬季用油 牌號分別為：0W、5W、10W、15W、20W、25W，符號W 代表冬季，W 前的數字越小，其低溫粘度越小，低溫流動性越好，適用的最低氣溫越低；夏季用油牌號分別為：20、30、40、50，W- 後面的數字越大,其粘度越大，高溫油膜保持能力越好，適用的最高氣溫越高。
複式粘度的機油牌號中代表冬季部分的數字越小，夏季部分的數字越大，適用的氣溫範圍就越大。東北地區比較適合使用複式粘度 5W- 30 和 5W- 40 全合成潤滑油，並且適時地跑高速清除氣缸積炭，從而提高燃油經濟性根據生產廠家提供得更換周期，適時更換空氣濾清器和機油濾芯，它們都會影響耗油量。
時常檢查輪胎
看看有沒有不均勻的磨損現象，同時要檢查有沒有尖銳物體嵌在輪胎外表面而造成慢漏氣。發現輪胎漏氣後，儘快到售後或維修廠進行修補並做輪胎動平衡試驗。時常檢查輪胎的氣壓，以保持在最佳狀態。確保輪胎氣壓正確。氣不足或是氣太多，都會增加耗油量，因此應該定時檢查輪胎氣壓。 （只要有一個輪胎少打 40 千帕斯卡，這個輪胎就會減少 1 萬公里的壽命，而且令汽車的總耗油量多 3%）。不要隨意更換輪胎的大小。選擇更寬的輪胎或許讓你的車看來更有“跑車味”，但輪胎越寬，車輪阻力越大，會白白地浪費燃油。
其他
用粘度最低的發動機油，你的汽車手冊上應有說明汽車所能用的最低發動機油粘度。發動機油粘度越低，發動機就越“省力”，也就越省油。不要熱身過度。有些車主喜歡在早上開車前，熱身後才上路，這是個好習慣。但熱身太久無疑是跟自己的口袋過不去，同時也會縮短發動機使用壽命。另外，你其實也可以先讓車子慢慢行駛一兩公里來達到熱身的效果。
如果你需要在車上等很長一段時間，把發動機熄火，前方車輛沒動時，不要急於啟動發動機，不要猛踩油門來加速，這只會大大增加耗油量，但省不了你多少時間。
不要超速。對一般汽車而言，80 公里的時速是最省油的速度，每增加 1 公里的時速，就使你的耗油量增加 0.5%。
定期清理後備箱多餘的東西，不論那是一雙很少用到的球鞋，還是半罐用剩的機油，都會增加汽車的負擔。此外，還可以通過以油節油、磁鐵節油等方法節省燃油。以油節油就是用節能機油、特殊潤滑劑來達到節省燃油的目的。磁鐵節油就是把高科技合金的磁鐵安裝在供油管上後，利用核磁共振的原理，改變燃油分子結構，將分子間距拉大並重新排列，使燃油燃燒更加充分。
展望
21世紀，全球汽車產業的可持續發展面臨著能源短缺、環境污染這兩大方面的挑戰。對於中國的汽車產業而言，既要面對石油短缺又要面對排放法規不斷嚴格化。這就要求中國汽車工業必須以更短的時間實現已開發國家已經完成的發動機電控化、清潔化等重大技術變革，同時還必須適應中國用戶的使用條件和對成本的要求。
因此，未來中國汽車工業面臨的挑戰將更加艱巨。我國作為世界汽車產銷第一大國，而汽車又是我國新型工業化過程中最具代表性的產業之一，我國的汽車行業面臨的能源壓力和環境壓力都在日益增加。所以，汽車的節能減排任重而道遠，不是朝夕間可以一蹴而就的，而是必須作為一個長期的任務，不斷努力下去!
