当前位置:首页...网络资讯  
环保客车的技术与发展

   随着经济的进步,人类的生产与生活已经和汽车产业息息相关。时至 21 世纪的今天,人类开始不得不面临汽车行业发展带来的环保与节能的考验。在积极寻找解决能源问题途径的同时,追求环保已经成为汽车技术发展的主要方向之一。本文,将就环保客车的技术与发展作一个回顾,并与大家共同探讨环保客车在中国的未来。
    
   首先,从政府态度方面来看,环保将成为将来中国汽车行业的主题之一。预计到 2010 年,我国汽车保有量将超过 5000 万辆,为此,国家在 2003 年拟定的《中国产业发展政策》已经提出,支持研究开发新型车用燃料技术,支持开发使用醇燃料、天然气、混合燃料、氢燃料等新型替代能源的汽车产品。
    
   从企业角度而言,环保类客车进入市场批量生产、实现产业化尚有很多障碍:
    
   ( 1 )前期企业的高投入、低回报是环保类客车进入市场批量生产的最大障碍。现阶段新型环保类客车技术还有诸多的技术关口尚未得到突破,生产出来的客车相比而言造价偏高,市场需求量并不大,而且环保作为一项公益性的理念,企业在重视这一理念的同时,却也不得不考虑自身前期研发的投入与具体经济回报之间的比较。
    
   ( 2 )研发周期与环保时限之间的冲突也是企业难以下手的原因之一。企业投入开发完善其新产品需要一定的时间,相比国家越来越严格的排放法规而言,部分企业在投入产出上也有些应接不暇。
    
   ( 3 )注意环保还需要从大环境出发,中国各地对环保客车的要求不一,到目前为止,国内真正谈得上提倡工注重引进环保车型的也只有北京、上海以及少数省会城市及沿海发达城市。注重环保应该从整个国民的大环境入手,否则我们提倡的环保也只将是一句空话。
    
   当然,我们也应该看到,中国的经济正处于一种蓬勃发展的高峰期,汽车的保有量与生产量也在不断增大。环保型客车正成为我国急速扩张的城市客车市场上的 “ 新宠 ” 。这一 “ 新宠 ” 在悄悄提升城市客车技术含量与附加值的同时,也为企业的经济增长与品牌提升都带来了新的看点。
    
   几种环保动力的技术介绍
    
   汽车的能源供给方式主要包括燃油(柴油、汽油)、燃气( LPG 、 CNG 、 LNG )、电力 3 大类。这几种能源当中,全国清洁汽车行动协调领导小组认定: LPG 、 CNG 、 LNG 、电力以及清洁油为清洁能源,其中作为动力源的排放标准依次为电力< CNG/LNG < LPG <普通燃油(另: LPG <清洁燃油=。)
    
   从技术方面而言,当年中国客车企业的研究方向主要是进一步加大对传统燃油车技术的完善,而同时 CNG 和 LPG 技术性也正在发展和完善中,电动车技术目前性能还较差,需要进一步完善。从技术长远的发展趋势来看,环保客车生产的目标应是 CNG 、清洁柴油和电力。
    
   从经济的角度看汽车清洁能源的话,考虑到车辆购置成本、气体供应以及气站建设等多个方面, LPG < CNG <电动。综合老虎到中国客车业的现状,到目前为止,众多客车企业开发的产品也还主要是以 LPG 为主要方向。
    
   LPG
    
   天然气汽车按天然气的性质可分为液化石油气( LPG )汽车、压缩天然气( CNG )汽车和液化天然气( LNG )汽车等 3 种。其中以 LPG 汽车数量最多,使用最普遍,目前,广州、长春、沈阳、哈尔滨都是重点推广城市,而广州先行一步,已经开始大规模购进 LPG 公交车。
    
   CNG
    
   天然气容易组织完全的燃烧,且燃烧时 CO2 排放少,但由于十六烷值低,不能直接用于压燃式发动机,柴油机应用天然气时多采用喷射柴油引燃天然气的双燃料方案。这种方案的最大优点是微粒排放少,烟度低,但需要 2 套燃料供给系统而使其结构复杂,燃料供应的调节比较困难。天然气在汽车上使用的需采用高压气瓶来储存,同时建设高压加气站网络需要巨额投资,其续驶里程不如燃油汽车,造成天然气发动机汽车缺乏机动性,但应用天然气对缓解石油危机有着很大的现实意义。
    
   CNG 应该是将来一段时间客车环保技术发展的主要研究对象。在日本, CNG 已经得到广泛应用。
    
   电动
    
   20 世纪 90 年代,电动汽车在经历了基础研究、关键技术突破、产品开发和试验、车队和小区域使用之后,转入小批量商业化产生和实际应用探索阶段。一些主要发达国家在电动车的研究和发展上都做了大量工作。
    
   电动汽车的研究和发展在世界许多国家,如美国、法国、日本、德国、意大利、英国、瑞典、奥地利、加拿大等国都受到广泛的重视,一些发展中国家民开展了不同程度的研究工作。
    
   1992 年我国的电动车研究第一次被列入 “ 八五 ” 国家科技公关项目,期间国内自主研制的电动汽车和有关电池、电机及其控制器、充电系统、电子监控等都取得阶段性成果。
    
   混合动力
    
   混合动力,顾名思义是将原动机、电动机、能量储备装置(蓄电池)组合在一起,它们之间的良好匹配和优化控制,可充分发挥内燃机车和电动车的优点,避免各自不足,是当今最具有实际开发意义的低排放、低油耗车型。
    
   世界各国其实都在致力于开发先进的混合动力电动车,美国、日本还有欧洲都在近几年有了长足的发展。近些年在 EVS 上我们也 看到有混合动力汽车展出。
    
   另外,我国的混合动力汽车研究也逐渐进入了实质性阶段。宇通、金龙还有深圳五洲龙等企业都已经能够生产此类客车。
    
   燃料电池
    
   燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的发电装置。所谓直接转换是指燃料的化学能无需经过热能和机械能的中间转换过程。燃料电池与一般电池不同的是,只要向电池不断地输入燃料和氧化剂,并且不断地将反应产物排除,就可以不断地得到电能。燃料电池有很多种,其中质子交换膜燃料电池( PEMFC )被公认为目前最有前途的电动车燃料电池。
    
   虽然燃料电池是未来最有前途的汽车动力源,但目前许多领域的关键技术尚未完全突破。研究人员仍未找到可以完全替代稀有贵金属 Pt 的催化剂,质子交换膜和极板由于技术不成熟也还未能大批量工业化生产,电堆的热管理系统尚处于实验性阶段。另外,氢燃料的制备、存储和运输的基础设施投资巨大,关键技术和成本等方面还存在需要攻克的难关,燃料电池在短期内尚难实现大规模产业化的目标。
    
   其他动力能源
    
   氢气
    
   大多数专家坚信,氢气将是未来汽油最可靠的代替品,但氢动力的发展障碍在于必须确保使用的安全性和必须有一套高效的燃料添加装置。
    
   生物燃料
    
   乙醇,一种可替代燃料,将会降低 30% 的一氧化碳和 10% 的二氧化碳排放,我国政府在 2001 年开始推广乙醇燃料的使用。阻碍生物燃料乙醇广泛应用的因素在于它的生产成本过高,大概为传统燃料汽车的 4 倍。
    
   双酯类柴油( Diester )
    
   双酯类柴油又称生物柴油,由柴油和向日葵花、油菜籽中的甲基酯混合而成。该燃料通常含有 11% 的氧来增强燃烧。甲基酯与柴油以 30% 的比例混合制成的 Diester ,在技术上和环保方面都达到了理想的水平,颗粒排放能降低 22% 。
    
   需要指出的是为满足日益严格的要求,上述技术需考虑成本等具体因素的综合采用。未来发动机技术的发展重点是进一步降低 NOX 和 PM 的排放量。从国外的发展来看,欧 Ⅰ 发动机一般通过机内净化措施及优化进气、燃烧过程,采用进气增压技术解决;欧 Ⅱ 发动机在前述基础上进一步采用中冷技术和 EGR 、电控燃油泵,部分机型采用氧化型催化器;欧 Ⅲ 以上发动机在前述基础上为提高喷油压力一般采用电控共轨系统或单体泵、泵喷嘴, EGR 也广泛应用,同时采用氧化型催化剂或颗粒过滤器,但前提是必须使用高品质燃油。
    
   满足欧 Ⅳ 、欧 Ⅴ 以上标准的机型目前处于研制当中,需进一步进行优化,采用复合型催化剂及降低 NOX 的措施,这些措施都将大大提高发动机成本。研究代用燃料发动机能较好地解决这一问题。
    
   虽然现阶段我国的客车企业在环保客车方面做得并不是非常成功,政府的投资力度也不算太大,但随着时间的推移,环境问题必然成为业界的热点主题。我们完全有理由对环保客车在中国的前景看好。可以预见,汽车环保技术的研究开发将给客车业带来更大的飞跃。