浅谈科普工作及研发创新装置在汽车节能减排中的重要作用

王占博

【摘 要】论述了汽车排放对大气环境的污染及节能减排的重要性，提出了节能减排的创新装置，并提出了通过科普工作提高驾驶员的业务素质和节能意识，是汽车节能减排最直接，同时也是最有效的方法。

【关键词】交通运输车辆工程 科普工作 汽车节能减排创新装置

中图分类号：S210.4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.07-08.098

一、.汽车对大气环境的污染

汽车排出大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、细微颗粒物及硫化物等。这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污染物。它们对城市大气环境和人类健康以及生态系统造成一系列的不利影响。 汽车的排放污染物对环境影响不仅是局部的，许多影响还可以扩展到大气层中很远的距离及其他地区，并存在很长时间。通过对空气污染的全面分析，可将汽车排气污染的特征划分为：①局部的有害影响，如一氧化碳（CO）等；②区域性有害影响，如光化学烟雾、酸沉降；③洲际性有害影响，如细微颗粒、硫氧化物（SOX）、氮氧化物（NOx）；④全球性有害影响，如二氧化碳（CO2）等。

在控制汽车氮氧化物的排放时，广泛采用汽车尾气催化转化技术，部分催化剂在对氮氧化物进行转换过程中产生一氧化二氮的排放，另外，汽车使用过程中不可避免地产生空调器的制冷剂（氟氯烃）泄漏等，也是产生温室气体的重要原因。随着汽车保有量的增加，由汽车排放产生的温室气体所占的比例还会增加，所以说汽车与全球气候变暖影响重大。因此，控制汽车污染物排放，对我国甚至世界都非常必要。

由于地球上的森林资源日益减少，而燃料燃烧后排入大气的二氧化碳不断增加，温室效应就越来越严重。在大气层中，二氧化碳气体象一层日益加厚的透明薄膜，太阳光照射在地球表面的能量由于受到二氧化碳层的阻隔难以逸出，热量经多年积累将使全球气候变暖（二氧化碳生命期有五十年到二百年），造成全球范围内气候反常变化，破坏自然界的生态平衡。二氧化碳是全球气温上升的主要温室效应气体之一，对全球升温的贡献百分比，二氧化碳所占比例最大，约为55%。人类受到气候变暖的威胁，而占全球温室气体排放总量五分之一的汽车工业首先成为众矢之的。

二、科普工作在汽车节能减排中的重要作用

影响汽车运行油耗的因素很多，其中驾驶员的素质和驾驶技术水平，即驾驶员的个体行为对能耗有直接的影响。据有关部门统计，不同驾驶员驾驶同一辆汽车，其油耗相差可达20%～25%。因此，总结节油的经验和操作方法，提高驾驶员的节能意识和技术水平，是实现汽车使用节能的有效措施。

据研究，我们所使用的国产汽车其燃料燃烧所发出的能量，真正用于汽车行驶的比例较低，其中一部分因不能完全燃烧而随着废气排出。另一部分因为发动机的温度过高或过低，不按标准定期更换各部润滑油，使油电路不能达到最佳状况而浪费。

例如添加燃油工作中很多人就存在误区：

经常在上午看到汽车在满载中到加油站来加油，汽车在作业开始或工作中加油是个误区。

发动机经过一天的工作，机体温度很高，燃油箱内充满了油气和水蒸气，如果收工时添加燃油，可以驱除油箱内的水蒸气。另一方面，作业后加满燃油，燃油经过一夜的沉淀，对于第二天燃油系统的工作有好处。相反如果在作业开始时添加汽油，油箱内的水蒸气已经在前一天夜里凝结成水混在汽燃油中，会使燃烧性能变坏并增加机件的腐蚀，同时又使油箱内的沉淀物泛起，加速精密零件的磨损。所以，应该在一天工作结束时添加燃油。从低碳经济的角度出发，有条件的驾驶员加油时只加半箱燃油，节省了半箱燃油载重量的耗油量。

科普工作的典范：运输公司施行单车成本核算，驾驶员张师傅每月油耗都超过定额标准，技术人员跟车帮他查找原因，发现他熟人多，遇到熟人经常刹车同熟人打招呼或唠嗑。技术人员告诉张师傅每次刹车都要耗费燃油的道理，张师傅克服了经常停车同熟人打招呼的习惯以后，油耗不再超过定额标准。

三、发动机温度过低带来的危害

为解决取暖困难问题，黑河市100%的公交车和部分短途客车冬季都在驾驶员的脚下及乘务员的前面和脚下安装了自己制造的水暖暖气片，这些舒驰、楚风、中通等牌号的轻型客车都是柴油发动机，其暖风机适用于南方，暖风机在-15℃气温时仅能起到吹散前风挡上的霜花的作用，连驾驶员和乘务员的取暖问题都解决不了。公交车每天工作时间约10小时，最严寒的季节里气温在-35℃，乘客不断地上、下车，使车厢更加不保温。自制的暖气片都是用胶管同暖风机串联。自制安装的暖气片加胶管平均容量约为6kg防冻液以上。暖风机是利用发动机冷却系的防冻液进行循环，这种利用冷却系小循环防冻液加热自制的暖气片的接法会极大地降低发动机的温度。发动机温度过低会加速发动机机件的磨损、降低发动机功率及浪费燃、润油料，并使起动机、蓄电池等机件的工作条件恶劣，降低其使用寿命。

因自制的暖气装置带走了大量的热量，在气温-10℃时发动机温度仅能达到约70℃，而且在起动发动机时大大延长了发动机升温的时间。以跑大黑河岛～农机机研究所线路的公交车在-10℃气温时为例，跑一圈约需要45min，回到停车场约需要排队等候15～20min，再起车时发动机温度已经降低到约50℃。当温度约升到65～70℃时已经跑完一圈回到了停车场，致使发动机温度始终达不到最佳工作温度。

正常的发动机温度使汽缸及机体各部分的表面温度升高后，有利于燃油雾化和进气均匀分配，可保持发动机具有良好的动力性和经济性。发动机最佳冷却液温度为84℃～92℃，这时油耗最低，扭矩和功率最高。冷却系的温度过低时，油耗增加10%～14%；试验证明，防冻液温度为50℃时，发动机的磨损量是防冻液温度为90℃时的2～3倍。

四、解决发动机温度偏低和取暖困难的创新装置

我家的邻居驾驶员姜师傅同有关技术人员反复探讨，研究出解决问题的创新装置——“利用发动机余热提效节能环保装置”，这项技术是利用供热锅炉原理在发动机排气管外径制造安装换热器解决上述问题，换热器里面的防冻液通过管子同发动机冷却系及自制的暖气片串联，用排气管热量加热换热器里面的防冻液，被加热的防冻液同发动机冷却系、自制暖气片里面的防冻液进行循环。这项装置结冰期平均提高发动机防冻液的温度约15℃，使燃料燃烧完全，属于绿色制造。结冰期平均约节约燃、润油料3%；减少发动机废气排出以及基本解决取暖困难的问题。在已安装暖气片的基础上，投入约200元人民币，收到的效益约是投入的45倍。还可以适当改善起动机、蓄电池等机件的工作条件，延长其使用寿命；减少维修次数，提高台班利用率，使燃料燃烧完全，提效，节能减排，有利于环境保护，属于绿色制造。

“利用发动机余热提效节能环保装置”，2012年获得黑河市科技进步奖。

在北京冬季柴油发动机也很难达到最佳工作温度，因此这项技术在我国2/5的地区都适用。

如果这项技术能够进一步研发应用到汽车制造业，效益会比投入翻一番，可以为节能减排，降低单位GDP能耗做出积极的贡献。

该项技术已经普及推广多年，由于驾驶员认识不到冷却系的温度过低时，油耗增加10%～14%等危害（客车基本都属于个体运输户），反而认为：冷却系的温度低多好哇，不开锅。因而，这项技术至今不能得到大面积普及推广，仅在短途客车中普及率约15%，其中一个原因是缺少科学普及工作的平台。

至今，这种利用发动机冷却系的防冻液进行循环，加热驾驶员的脚下及乘务员的前面和脚下自制安装水暖暖气片，费油费车、增加废气排出污染物的现象依然存在，而且在黑龙江省很多城市都存在。

五、解决前风挡玻璃除霜困难和柴油结腊的创新装置

我有一次坐舅舅的东风牌柴油货车，途中忽然发动机熄火，在前不着村后不着店的冰天雪地里，舅舅拿出工具排除故障，舅舅打开机仓盖时，机仓里发动机散发出来的热空气扑面而来，在机仓里没查出故障，后来检查出原来由于气温太低，离燃油箱比较近的输油管里的柴油凝结（也有人称为结腊），不能向发动机供油。舅舅用喷灯烤输油管，烤化了柴油，汽车继续行驶。舅舅开车，我坐在副驾驶位置，由于气温太低，右侧的前风挡玻璃结了薄薄的一层霜，遮挡了我的部分视线。我酷爱汽车，在电视里和网上和杂志里都看到过由于副驾驶位置风挡玻璃结霜影响驾驶员视线而发生交通事故的报道。想到刚才机仓里扑面而来的热气，我对舅舅说“机仓里有那么多热气，能不能把机仓里的热气引到右侧风挡玻璃上把霜除掉？”舅舅说，“这倒是个办法，可以试试。”过了几天，舅舅把驾驶室底部掏了一个洞，用管子把机仓里的热气引到右侧前风挡玻璃，果然有除霜效果，而且右侧前风挡玻璃不需要除霜时，舅舅把热气引到驾驶员位置，舅舅感到暖和了，起码增温2～4℃。

受“利用发动机余热提效节能环保装置”这项技术的启发，我一直在想，如果把燃油箱当成自制的暖气片，把“利用发动机余热提效节能环保装置” 这项技术在发动机排气管外径制造安装换热器里面防冻液的热量引到燃油箱里，应该能解决柴油凝结的问题：

首先在发动机排气管外径制造安装换热器，然后把燃油箱前端和后端掏出洞，把一根比燃油箱长100mm的管子从洞中穿过，焊牢或粘牢，燃油箱前面留出50mm管子做为进水管，燃油箱后面留出50mm子管做为进出水管，我们把这根管子称为燃油加热器，燃油加热器离燃油箱底部约50mm。安装在排气管上的换热器里面的防冻液通过管子同发动机冷却系及燃油加热器串联，用排气管热量加热换热器里面的防冻液，被加热的防冻液同发动机冷却系、燃油加热器里面的防冻液进行循环，燃油加热器加热了燃油箱中的柴油，使柴油避免凝结，还能起到节能减排的效果。

六、结束语

驾驶员大多数文化程度比较低，而且很多驾驶员缺乏学习的主动性，因此，对驾驶员进行科普工作，不断提高技术水平和节能意识是汽车节能减排最直接、最有效的方法。黑河市属于高寒地区，驾修人员和技术人员在长期的生产实践中，研究出了多项节能减排创新装置，这些装置大多利用供热锅炉原理，办法虽然老土，却简单易行，应用前景广阔。如果这些技术能得到普及推广，会为节能减排，降低单位GDP能耗做出积极的贡献。

参考文献

[1]杨沿平 唐杰 胡纾寒 陈轶嵩《中国汽车节能思考》，机械工业出版社，2010年8月，149页，151页

[2]张国柱 张洪信 《汽车安全节能与环保》，国防工业出版社，2004年6月，74页至79页