试析节能汽车的绿色汽车制造技术

2019-01-21 版权声明 举报文章

试析节能汽车的绿色汽车制造技术

摘 要:2007年以来,“环保・节能・绿色制造”作为制造业发展主题,推动着汽车产业的发展。至此,中国的汽车制造业搭建了汽车制造业技术交流平台,以通过广泛交流促进汽车产业良性发展。近些年来汽车的加速普及,给人们的生活带来了诸多便利,环境问题随之出现。汽车制造会导致能源大量消耗,成为了亟待解决的问题。通过科技创新,采用绿色汽车制造技术,推进环保节能促进汽车行业发展。该论文针对节能汽车的绿色汽车制造技术以探究。

关键词:节能汽车 绿色环保 汽车制造技术

中图分类号:F426.471 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(c)-0110-02

节能减排作为中国经济发展的重要战略思想,已经被渗入到汽车制造行业中,并成为推进汽车业发展的重要指标。伴随着中国城镇化发展进程的加快,汽车需求量快速增长,根据有关统计数据显示,到2020年,中国的汽车产量将突破3500万辆,如果中国经济进一步增长,甚至可以达到4000万辆。这样一个庞大的数字说明中国的企业产业发展前景良好。然而有关专家预测,到2020年为止,中国机动车对石油的消耗将达到2.5亿吨,与石油消耗总量相比,占据了3/4的比例。为了降低基础能源消耗,治理环境污染,绿色汽车制造技术应运而生,不仅缓解了能源供需矛盾的问题,还有效地改善了环境。

1 汽油机采用涡轮增压直喷技术

将涡轮增压直喷技术运用于汽油机设计中,可以确保动力性不变的情况下,使得一氧化碳的排放量有所降低,提高汽油机的能源使用效率。汽油机如果运用涡轮增压直喷技术,相比较于自然吸气发动机相比,排放量会大大降低,提高燃油的经济性。经过粗略统计,如果中国的汽车普及使用涡轮增压直喷技术的汽油机,每年所降低1/5的燃油消耗,二氧化碳的排放量可以降低超过600万吨。这个数字相当于1000万亩的森林在一年之内所吸收的二氧化碳量。

2 车身材料采用碳纤维复合材料制作技术

中国的汽车车身技术的研究着重于绿色车身制造,特别是在新能源汽车的制造上,采用了多种创新技术,以发挥节能效益。绿色车身主要采用了轻量化材料,不仅操作方便,而且成本低,可以使车身减轻自重,并降低资源消耗。因此,在车身材料的选用上,选用绿色环保材料,其所实现的节能效益不仅在于汽车本身,更在于其所发挥的可持续环保进程。现代汽车业竞争异常激烈,虽然汽车消费者逐渐增多,但是能够真正吸引消费者眼球的汽车很少。其中的一个重要原因就在于,消费者的环境保护意识增强,且消费观念也发生着改变。汽车消费者所考虑的内容不再是购买汽车的投入,更多的是考虑到汽车的耐用性和功能性。轻量化材料对于传统汽车制造技术构成了挑战,也是未来几年车用材料的重要发展趋势。随着汽车车身材料品种多样,就要选择经济适用材料,更能够体现出新型汽车的特点。

碳纤维复合材料制作技术是将纤维浸润到树脂中,使其成为半固化态材料。然后,采用手工积层,进行干燥处理。成型技术处理过程中,主要采用了热压罐加压固化技术,以获得良好的机械强度。但是,该种材料需要在低温状态下储存、运输。对于纤维复合材料的制作,也可以采用真空负压下浸润纤维技术。在汽车碳纤维复合材料制作过程中,要对树脂的用量精确控制,以降低孔隙率,确保没有气泡产生,加之均匀的厚度,轻薄的重量,使得材料的力学性能有所保证。这种技术适用于汽车门板、顶板和底盘的制作,包括发罩等等的汽车部件都可以运用碳纤维复合材料技术来完成。由于所有的产品的成型都是在封闭状态下完成的,不仅降低挥发物对人体的侵袭,而且还可以提高劳动效率。从制作成本的角度而言,碳纤维复合材料制作结构件质量轻,且可以批量生产,适用于多种车型。相比较于钢材,使用碳纤维复合材料可以使得成本降低60%,而且省去了焊接费用。

3 汽车节能零部件绿色制造技术

汽车所采用的发动机为绝热发动机、高强度合金制造涡轮增压式发动机以及燃气发动机,这些发动机具有良好的运行效果,但是燃烧温度局限在800℃以内。改用结构陶瓷,可以提升打动器热效率,使得燃烧温度超过1000℃。从密度的角度而言,结构陶瓷密度较低,仅仅为铁的一半,因此,不会对环境造成严重污染,且节约了金属材料资源,同时获得良好的节能效果。

结构陶瓷所运用的是净成形制造技术,主要制造是将陶瓷粉末材料混合到进入中,采用粉末冶金技术,应用注塑工艺注射成形。粉末注射成型技术在经济发达国家的汽车制造业已经广为应用,可以高效率地生产形状复杂的汽车零部件。诸如汽车的涡轮增压器转、同步环等等的制造都可以运用粉末注射技术。此外,被汽车制造行业广为利用的还有粉末锻造连杆技术,使连杆的质量精度可以达到2%,但是技工成本却可以解决30%之多。

4 汽车制造积极引入精密成形技术

中国的汽车制造技术适应时代的需要而蓬勃发展,而绿色汽车制造技术却相对滞后。虽然中国近些年来引进了国外先进的制造工艺,但是多数制造企业依然采用传统的切削加工方式进行汽车零部件加工。欧洲、美国和日本是汽车制造业发达国家,对于汽车零部件的制造已经普遍采用锻件技术,并逐渐向近净成形过渡。这种自动锻造线在中国的一些汽车零部件制造企业中也有所应用,但是受到设备和技术的局限,使得该技术的应用严重受到影响。这种运用冷热温锻技术对零部件进行近净成形的技术,不仅可以节约大量的钢材资源,而且还大大地提高了制造效率,在制造过程中所消耗的成本也相对降低,堪为是绿色制造技术。

中国的汽车制造技术依然普遍采用的“三高”制造模式,即“高耗能、高耗材、高污染”,不仅工作效率低,而且还会对环境造成严重的污染。将汽车锻件技术引入到汽车制造技术当中,虽然一些制造企业已经采用,但是,从锻件质量上来看,与世界锻造大国之间依然存在着很大的差距。锻件技术上,中国汽车制造技术只要使用摩擦螺旋压力机进行加工锻造,而世界锻造大国,诸如德国、日本、意大利等国家已经基本采用了热模锻压力机和电液锤等等锻造设备。

5 汽车自动变速器的运用

在汽车总成中,自动变速器是非常关键的。中国的品牌汽车所使用的自动变速器通常会依赖于进口,由于汽车设计往往与自动变速器之间缺乏和谐度,导致装车率很低。中国的自动变速器产业相对落后,导致有关零部件的制造技术长期以来都没有突破性进展,而且自动变速器的装备技术也相对落后。造成这种现象的主要原因在于自动变速器被部分跨国公司所垄断,使得中国无法获得资助研发技术,加之中国相关技术的研究人员匮乏,导致零部件设计、研制和加工都难处于落后状态。汽车装备的落后必然会影响到汽车制造业的发展,特别是目前主张节能环保技术的运用,汽车行业也大力倡导绿色汽车、节能汽车的制造,使得自动变速器的配置成为推进国际级别机车研制的重点。世界上的一些国家和地区,诸如亚洲的日本和韩国,欧洲汽车以及美国和德国汽车等等,都已经采用了技术先进的自动变速器,使得自动挡汽车的普及率已经超过了汽车生产总量的一半以上。美国出产的汽车自动挡比例已经达到了汽车生产总量的90%以上。中国近些年来所出产的汽车虽然也采用了自动挡配置,但是相比较于国外的自动挡汽车,技术上明显落后。其中的一个主要原因就在于,中国的多数品牌汽车无法购置到适合于汽车设计的自动变速器,依赖于进口的自动变速器,就会导致自动挡与汽车设计难以匹配,且在中国的乘用车中,自动挡汽车仅仅占有所车产的汽车总量的1/3。比如,中国在2013年汽车出产总量超过了1500万辆,其中的自动挡汽车的占有率还没有超过33%,进入到2014年,中国汽车需求量明显增多,乘用车需求量大幅度增长,预计2015年,乘用车销售量将超过2000万辆,其中中国自主品牌的汽车需求量会占有其中的六成。自动挡汽车越来越受到中国汽车消费者欢迎,在2015年所销售的乘用车中,自动挡汽车的需求量将超过一半以上,中国自主研制的品牌汽车如果超过500万台,那么所需要的自动变速器会超过1000万台。从自动变速器的投资来看,中国要建造可以年产超过10万台的自动变速器生产企业,能够满足现有的零部件需求,零部件制造装备的投资成本将达到3.5亿元。

6 微纳制造技术以及精密制造装备

进入21世纪,随着电子技术的崛起,汽车产业也伴随着进入到电子产品的研制领域中,形成了的第三次汽车技术革命,即汽车制造进入到汽车电子发展时期。汽车的重要零部件都是电子产品,其特点是设计精密而复杂,小型化发展。运用微纳制造技术所制造的小型微机械,被运用于汽车装配中,特别是微纳级精密制造装备,给汽车产业技术带来了新的发展途径。其中,最为难以突破的技术就是电控发动机喷油器制造技术,在精密加工领域中,柴油高压共轨喷油器已经成为了攻关项目。要使这些机械设备装备到汽车中后,使用过程中发挥应有的性能,就要对于其功能性加以完善。比如,要确保电控发动机喷油器以及柴油高压共轨喷油器在使用的过程中处于良好的运行状态,就要在制造的时候着重于研究其密封性和滑动性,设计中的配合间隙要保持在3 um左右。孔的圆柱度和轴的零件圆柱度要保持1 um,制造设备还对表面的粗糙度和锥面圆度以详细规定,要求表面粗糙度为0.05 um时,密封锥面圆度为0.5 um。电控发动机喷油器以及柴油高压共轨喷油器的加工和制造,对于零部件规格的要求很高,也是重点突破的内容,在中国的机床工业中将获得更大的发展。

7 节能汽车采用新型绿色汽车驱动电机微控制器

汽车主要消耗的能源是石油,作为不可再生资源,正面临枯竭。因此,在流行色汽车制造技术中,要积极采用节能技术。随着电动汽车被不断地研制出来,节能机车驱动电机控制成为重点研究项目。比如,富士通体就了32位显存嵌入式控制器,该产品可以对电动汽车的驱动电机发挥控制功能。其控制功能对混合式动力汽车能够发挥很好的作用。

嵌入式控制器安装有电动汽车专用的计算机电路,对于R/D转换器所检测到的电角度检测出来之后,可以直接运算正弦值和余弦值。电动机所反馈回来的信息主要由硬件所生成。如果电动机的驱动控制需要高转矩相应,则需要一些外设功能。将外设设功能的器件内置,可以使系统运行的成本大大降低,而且还能够实现高速反馈控制,使得电动机的能量消耗有所降低,电动机运行效率大大提高。

为了提高电动机运行效率,且使能量消耗有效降低,就要利用内置外设的方法,将在FPU内置在高性能CPU内核中,其中的的专用浮点运算单元可以对于生成的信息进行处理,并进行PID控制运算。除此之外,为了降低整体系统成本,可以通过对电动机的CPU有效控制,以对于系统以有效控制。

8 结语

综上所述,现代的汽车生产模式已经趋向于柔性化方向发展,如果依然采用传统的机械制造技术,很难满足汽车行业发展需求,而且不符合目前的节能环保理念。随着绿色汽车制造技术的兴起,中国要推进汽车行业向前发展,就要引进先进的汽车节能技术,以对于扩展汽车市场发挥作用。

参考文献

[1] 杨孝纶.电动汽车技术发展趋势及前景[J].汽车科技,2007(6):10-13.

[2] 王兴兴,胡艳峰.我国节能汽车发展前景简析[J].汽车实用技术,2013(5):7-8,63.

[3] 陈长年.节能汽车的绿色汽车制造技术[J].汽车工艺与材,2012(4):41-44.

[4] 朱海霞.轻量化材料是绿色汽车的关键核心技术[J].汽车与配件,2013(2):4.

[5] 刘小旦,周林,程晓民.绿色节能制造技术――液压成形研究现状及发展[J].浙江科技学院学报,2009,21(3).

[6] 田文彪,魏明,尹娟,等.汽车制造企业能耗分析及节能新技术[J].节能,2007(11):2,21-23.

[7] HARTL C.Research and advances in fundamentals and industrial applications of Hydro forming [J].J Mater Process Retinol, 2005(167).

[8] NOVOTNY S.GEIGER M Process design for hydro forming of lightweight metal sheets at elevated temperatures [J].J Mater Process Retinol,2003(138).

[9] 王永靖,刘飞,王琦峰,等.汽车制造企业绿色制造运行模式及关键技术研究[J].中国机械工程,2008(23):2830-2834.

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