淺談科普工作及研發創新裝置在汽車節能減排中的重要作用

王占博

【摘 要】論述了汽車排放對大氣環境的污染及節能減排的重要性，提出了節能減排的創新裝置，并提出了通過科普工作提高駕駛員的業務素質和節能意識，是汽車節能減排最直接，同時也是最有效的方法。

【關鍵詞】交通運輸車輛工程 科普工作 汽車節能減排創新裝置

中圖分類號：S210.4 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2013.07-08.098

一、.汽車對大氣環境的污染

汽車排出大量的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、細微顆粒物及硫化物等。這些一次污染物還會通過大氣化學反應生成光化學煙霧、酸沉降等二次污染物。它們對城市大氣環境和人類健康以及生態系統造成一系列的不利影響。 汽車的排放污染物對環境影響不僅是局部的，許多影響還可以擴展到大氣層中很遠的距離及其他地區，并存在很長時間。通過對空氣污染的全面分析，可將汽車排氣污染的特征劃分為：①局部的有害影響，如一氧化碳（CO）等；②區域性有害影響，如光化學煙霧、酸沉降；③洲際性有害影響，如細微顆粒、硫氧化物（SOX）、氮氧化物（NOx）；④全球性有害影響，如二氧化碳（CO2）等。

在控制汽車氮氧化物的排放時，廣泛采用汽車尾氣催化轉化技術，部分催化劑在對氮氧化物進行轉換過程中產生一氧化二氮的排放，另外，汽車使用過程中不可避免地產生空調器的制冷劑（氟氯烴）泄漏等，也是產生溫室氣體的重要原因。隨著汽車保有量的增加，由汽車排放產生的溫室氣體所占的比例還會增加，所以說汽車與全球氣候變暖影響重大。因此，控制汽車污染物排放，對我國甚至世界都非常必要。

由于地球上的森林資源日益減少，而燃料燃燒后排入大氣的二氧化碳不斷增加，溫室效應就越來越嚴重。在大氣層中，二氧化碳氣體象一層日益加厚的透明薄膜，太陽光照射在地球表面的能量由于受到二氧化碳層的阻隔難以逸出，熱量經多年積累將使全球氣候變暖（二氧化碳生命期有五十年到二百年），造成全球范圍內氣候反常變化，破壞自然界的生態平衡。二氧化碳是全球氣溫上升的主要溫室效應氣體之一，對全球升溫的貢獻百分比，二氧化碳所占比例最大，約為55%。人類受到氣候變暖的威脅，而占全球溫室氣體排放總量五分之一的汽車工業首先成為眾矢之的。

二、科普工作在汽車節能減排中的重要作用

影響汽車運行油耗的因素很多，其中駕駛員的素質和駕駛技術水平，即駕駛員的個體行為對能耗有直接的影響。據有關部門統計，不同駕駛員駕駛同一輛汽車，其油耗相差可達20%～25%。因此，總結節油的經驗和操作方法，提高駕駛員的節能意識和技術水平，是實現汽車使用節能的有效措施。

據研究，我們所使用的國產汽車其燃料燃燒所發出的能量，真正用于汽車行駛的比例較低，其中一部分因不能完全燃燒而隨著廢氣排出。另一部分因為發動機的溫度過高或過低，不按標準定期更換各部潤滑油，使油電路不能達到最佳狀況而浪費。

例如添加燃油工作中很多人就存在誤區：

經常在上午看到汽車在滿載中到加油站來加油，汽車在作業開始或工作中加油是個誤區。

發動機經過一天的工作，機體溫度很高，燃油箱內充滿了油氣和水蒸氣，如果收工時添加燃油，可以驅除油箱內的水蒸氣。另一方面，作業后加滿燃油，燃油經過一夜的沉淀，對于第二天燃油系統的工作有好處。相反如果在作業開始時添加汽油，油箱內的水蒸氣已經在前一天夜里凝結成水混在汽燃油中，會使燃燒性能變壞并增加機件的腐蝕，同時又使油箱內的沉淀物泛起，加速精密零件的磨損。所以，應該在一天工作結束時添加燃油。從低碳經濟的角度出發，有條件的駕駛員加油時只加半箱燃油，節省了半箱燃油載重量的耗油量。

科普工作的典范：運輸公司施行單車成本核算，駕駛員張師傅每月油耗都超過定額標準，技術人員跟車幫他查找原因，發現他熟人多，遇到熟人經常剎車同熟人打招呼或嘮嗑。技術人員告訴張師傅每次剎車都要耗費燃油的道理，張師傅克服了經常停車同熟人打招呼的習慣以后，油耗不再超過定額標準。

三、發動機溫度過低帶來的危害

為解決取暖困難問題，黑河市100%的公交車和部分短途客車冬季都在駕駛員的腳下及乘務員的前面和腳下安裝了自己制造的水暖暖氣片，這些舒馳、楚風、中通等牌號的輕型客車都是柴油發動機，其暖風機適用于南方，暖風機在-15℃氣溫時僅能起到吹散前風擋上的霜花的作用，連駕駛員和乘務員的取暖問題都解決不了。公交車每天工作時間約10小時，最嚴寒的季節里氣溫在-35℃，乘客不斷地上、下車，使車廂更加不保溫。自制的暖氣片都是用膠管同暖風機串聯。自制安裝的暖氣片加膠管平均容量約為6kg防凍液以上。暖風機是利用發動機冷卻系的防凍液進行循環，這種利用冷卻系小循環防凍液加熱自制的暖氣片的接法會極大地降低發動機的溫度。發動機溫度過低會加速發動機機件的磨損、降低發動機功率及浪費燃、潤油料，并使起動機、蓄電池等機件的工作條件惡劣，降低其使用壽命。

因自制的暖氣裝置帶走了大量的熱量，在氣溫-10℃時發動機溫度僅能達到約70℃，而且在起動發動機時大大延長了發動機升溫的時間。以跑大黑河島～農機機研究所線路的公交車在-10℃氣溫時為例，跑一圈約需要45min，回到停車場約需要排隊等候15～20min，再起車時發動機溫度已經降低到約50℃。當溫度約升到65～70℃時已經跑完一圈回到了停車場，致使發動機溫度始終達不到最佳工作溫度。

正常的發動機溫度使汽缸及機體各部分的表面溫度升高后，有利于燃油霧化和進氣均勻分配，可保持發動機具有良好的動力性和經濟性。發動機最佳冷卻液溫度為84℃～92℃，這時油耗最低，扭矩和功率最高。冷卻系的溫度過低時，油耗增加10%～14%；試驗證明，防凍液溫度為50℃時，發動機的磨損量是防凍液溫度為90℃時的2～3倍。

四、解決發動機溫度偏低和取暖困難的創新裝置

我家的鄰居駕駛員姜師傅同有關技術人員反復探討，研究出解決問題的創新裝置——“利用發動機余熱提效節能環保裝置”，這項技術是利用供熱鍋爐原理在發動機排氣管外徑制造安裝換熱器解決上述問題，換熱器里面的防凍液通過管子同發動機冷卻系及自制的暖氣片串聯，用排氣管熱量加熱換熱器里面的防凍液，被加熱的防凍液同發動機冷卻系、自制暖氣片里面的防凍液進行循環。這項裝置結冰期平均提高發動機防凍液的溫度約15℃，使燃料燃燒完全，屬于綠色制造。結冰期平均約節約燃、潤油料3%；減少發動機廢氣排出以及基本解決取暖困難的問題。在已安裝暖氣片的基礎上，投入約200元人民幣，收到的效益約是投入的45倍。還可以適當改善起動機、蓄電池等機件的工作條件，延長其使用壽命；減少維修次數，提高臺班利用率，使燃料燃燒完全，提效，節能減排，有利于環境保護，屬于綠色制造。

“利用發動機余熱提效節能環保裝置”，2012年獲得黑河市科技進步獎。

在北京冬季柴油發動機也很難達到最佳工作溫度，因此這項技術在我國2/5的地區都適用。

如果這項技術能夠進一步研發應用到汽車制造業，效益會比投入翻一番，可以為節能減排，降低單位GDP能耗做出積極的貢獻。

該項技術已經普及推廣多年，由于駕駛員認識不到冷卻系的溫度過低時，油耗增加10%～14%等危害（客車基本都屬于個體運輸戶），反而認為：冷卻系的溫度低多好哇，不開鍋。因而，這項技術至今不能得到大面積普及推廣，僅在短途客車中普及率約15%，其中一個原因是缺少科學普及工作的平臺。

至今，這種利用發動機冷卻系的防凍液進行循環，加熱駕駛員的腳下及乘務員的前面和腳下自制安裝水暖暖氣片，費油費車、增加廢氣排出污染物的現象依然存在，而且在黑龍江省很多城市都存在。

五、解決前風擋玻璃除霜困難和柴油結臘的創新裝置

我有一次坐舅舅的東風牌柴油貨車，途中忽然發動機熄火，在前不著村后不著店的冰天雪地里，舅舅拿出工具排除故障，舅舅打開機倉蓋時，機倉里發動機散發出來的熱空氣撲面而來，在機倉里沒查出故障，后來檢查出原來由于氣溫太低，離燃油箱比較近的輸油管里的柴油凝結（也有人稱為結臘），不能向發動機供油。舅舅用噴燈烤輸油管，烤化了柴油，汽車繼續行駛。舅舅開車，我坐在副駕駛位置，由于氣溫太低，右側的前風擋玻璃結了薄薄的一層霜，遮擋了我的部分視線。我酷愛汽車，在電視里和網上和雜志里都看到過由于副駕駛位置風擋玻璃結霜影響駕駛員視線而發生交通事故的報道。想到剛才機倉里撲面而來的熱氣，我對舅舅說“機倉里有那么多熱氣，能不能把機倉里的熱氣引到右側風擋玻璃上把霜除掉？”舅舅說，“這倒是個辦法，可以試試。”過了幾天，舅舅把駕駛室底部掏了一個洞，用管子把機倉里的熱氣引到右側前風擋玻璃，果然有除霜效果，而且右側前風擋玻璃不需要除霜時，舅舅把熱氣引到駕駛員位置，舅舅感到暖和了，起碼增溫2～4℃。

受“利用發動機余熱提效節能環保裝置”這項技術的啟發，我一直在想，如果把燃油箱當成自制的暖氣片，把“利用發動機余熱提效節能環保裝置” 這項技術在發動機排氣管外徑制造安裝換熱器里面防凍液的熱量引到燃油箱里，應該能解決柴油凝結的問題：

首先在發動機排氣管外徑制造安裝換熱器，然后把燃油箱前端和后端掏出洞，把一根比燃油箱長100mm的管子從洞中穿過，焊牢或粘牢，燃油箱前面留出50mm管子做為進水管，燃油箱后面留出50mm子管做為進出水管，我們把這根管子稱為燃油加熱器，燃油加熱器離燃油箱底部約50mm。安裝在排氣管上的換熱器里面的防凍液通過管子同發動機冷卻系及燃油加熱器串聯，用排氣管熱量加熱換熱器里面的防凍液，被加熱的防凍液同發動機冷卻系、燃油加熱器里面的防凍液進行循環，燃油加熱器加熱了燃油箱中的柴油，使柴油避免凝結，還能起到節能減排的效果。

六、結束語

駕駛員大多數文化程度比較低，而且很多駕駛員缺乏學習的主動性，因此，對駕駛員進行科普工作，不斷提高技術水平和節能意識是汽車節能減排最直接、最有效的方法。黑河市屬于高寒地區，駕修人員和技術人員在長期的生產實踐中，研究出了多項節能減排創新裝置，這些裝置大多利用供熱鍋爐原理，辦法雖然老土，卻簡單易行，應用前景廣闊。如果這些技術能得到普及推廣，會為節能減排，降低單位GDP能耗做出積極的貢獻。

參考文獻

[1]楊沿平 唐杰 胡紓寒 陳軼嵩《中國汽車節能思考》，機械工業出版社，2010年8月，149頁，151頁

[2]張國柱 張洪信 《汽車安全節能與環保》，國防工業出版社，2004年6月，74頁至79頁