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为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

环保者2021-07-13 22:10:18环保资讯15人已围观

简介为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?为了实现环保:汽车可以做两方面的努力燃油动力汽车新能源汽车汽车环保关键词:节能减排。分析商品车的环保贡献可以区分为两个阵营,其一为燃油动力汽车在刚需的前提下,如何实现以节油而减排或以清洁燃油的方式减排。其二则是新能源汽车对宏观的能源革命的推动力,两个阶段有两种不同的技术发展方向,首先从“油动车”开始解析。燃油动力汽车-节油减排技术推动力1:内燃机技术升级。往前退十年,NA自然吸气发动机是汽车的主要发

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

为了实现环保:汽车可以做两方面的努力燃油动力汽车

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

新能源汽车

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

汽车环保关键词:节能减排。分析商品车的环保贡献可以区分为两个阵营,其一为燃油动力汽车在刚需的前提下,如何实现以节油而减排或以清洁燃油的方式减排。其二则是新能源汽车对宏观的能源革命的推动力,两个阶段有两种不同的技术发展方向,首先从“油动车”开始解析。

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

燃油动力汽车-节油减排技术推动力1:内燃机技术升级。

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

往前退十年,NA自然吸气发动机是汽车的主要发动机类型,这种机器的特点是依靠发动机运行中产生的负压,以及车辆行驶中撞风面的正压为内燃机引入空气;利用常压空气为内燃机喷射的燃油助燃,这种技术成熟且可靠但是与节油减排相悖了。因为NA吸气技术只能以常压(标准氧浓度)的空气助燃,燃烧效率与转化成为的扭矩很低,比如曾经被视为“黄金排量”的2.0L发动机,其峰值扭矩不过200N·m左右,如果有一种技术能够让扭矩倍数级提升的话会怎样呢?

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

氧气是燃油的助燃剂,同时也是燃油的“兴奋剂”;参与燃烧的氧气越多,等量燃油反应的速度就会越快,这就等于在固定时间内在燃油的能量充分冗余的前提下,用相同的燃油(耗油量)反应出更大的能量。所以提高进入内燃机的【空气氧浓度】能够有效提升扭矩,因为这些能量最终要通过活塞连杆曲轴等机械结构转化为扭矩;能提升进气氧浓度的方式为涡轮增压系统,其本质为一台空气压缩机,利用高转速的涡轮叶轮将大体积的空气压缩为小体积,这一过程等于增加了单位体积内的氧分子数量(氧浓度),参考下图组。

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图1:涡轮增压器的结构特点,利用内燃机正常运行时的排气高压,以“废气利用”方式实现不增加功耗的空气压缩。

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图2:空气被压缩的标准概念,就像是棉花糖被挤压变小一样,棉花糖被压缩是挤压出间隙中间的空气,空气的压缩是挤压缩小了空气分子中的间隙。

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图3:氧浓度的提高实现了燃烧产生的火焰温度大幅增长,高温实际为分子运动产生的结果,那么火焰温度越高则等于分子运动强度越大,转化成为的动力也就越强了。

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

发动机消耗相同的燃油转化成为的扭矩更大,在相同转速下输出的功率(马力)也就会越大;反之在不需要大马力的前提下,则能够以大扭矩低转速的状态运行,而低转速等于低油耗,所以涡轮增压技术能够实现节油。目前的2.0T优秀发动机可以达到400N·m的峰值扭矩,倍数级的增长决定了油耗的大幅降低,这是内燃机技术升级为节油减排做出的最大贡献。

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技术推动力2:排气净化系统升级。

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涡轮增压技术实现了燃油更加充分的燃烧,理论上减少了因燃烧不充分产生的排放物。不过这还是不能达到最极致的标准,于是在排气净化系统中加入催化剂,利用某些贵金属将尾气中的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)以及碳氢化合物(HC)进行处理,以实现车辆内部完成生态净化循环系统,这也是对汽车节油减排的重大贡献。

为了实现环保,一辆汽车究竟可以多努力?

而且随着排放要求的不断提升,排放标准从国1已经升级到国6-B(共计七个阶段),每个阶段中车企都需要随着标准的提升,对车辆的制造标准进行提升。从结果反推汽车行业的技术发展:排气净化标准提升会影响排气背压的升高而影响性能,车企则需要通过内燃机技术提升而补偿性能,最终实现的是汽车性能的均衡并同时实现节油减排,也就说是排气净化能力的升级也一定程度的推动了技术升级。

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新能源汽车-全面推动第四轮能源革命常规能源

新能源

新能源汽车是电力驱动的汽车,电是一种“新”能源吗?似乎电的发明已经经过了三个世纪,看似是不太“新”的。然而馋常规能源指的煤炭石油天然气,这些能源的利用是从“智人时代”就开始了,电能相比这些能源自然还是年轻很多, 不过这并不是定义为新能源的核心因素——核心为【可再生能源】。

常规能源的石油煤炭等燃料是不能再生的,说白了就是用一些少一些、最终一定会耗尽。想要在能源耗尽之后不造成物流运输的瘫痪,那么在此之前就要找到一种替代能源,否则全球都会停摆、人类文明必然会倒退。而宇宙词赐予人类的能源包括:太阳能,风能,地热能,水力发电,核电以及海洋能等等,这些能源是取之不尽用之不竭的,且理论上都可以驱动汽车。但也都必须转化为电能后才能有效贮存并且驱动电动机,所以电就成为了未来能源的唯一选项,在物理学很难再有突破的前提下应该不会再有什么变数了。

重点:电动汽车的推广有两点重要意义。其一为实现终端零排放,电驱车辆依靠的是电流转化为电磁场,利用与永磁体互斥的磁场力驱动车辆行驶;整个能量转化过程中不存在燃烧与排放,所以在汽车保有量最大的城市(人类聚居区)中,电动汽车的价值远远超过了燃油动力汽车的所有技术升级。不过因短期内还无法解决动力电池成本偏高的问题,续航里程仍有很大提升空间的电动车的全面普及还需要时间。

其二为电动汽车的普及还有驱动能源变革的作用,因为动力电池在汽车上的平均使用周期仅仅为10年左右。但是这些电池在被汽车淘汰后并不会被“报废”,而是通过分拣测试后将大量的汽车淘汰电池送入电力领域,作为储能电站使用的电池可以再用30/50年(区分不同类型的电池会有时间差异)。在这一漫长的阶段中,储能电池容量的增加可以基本解决弃电问题,同时可以有效调整峰谷电耗并增加风力光伏等清洁电能发电量,最终实现清洁发电替代传统火力发电。

总结:新能源汽车对节能减排有决定性的贡献,未来实现无限能源或绿色出行必然需要依靠这种技术。燃油动力汽车的技术升级则为“过渡”“缓冲”,是在电驱车尚无能力全面替代油动车之前的最后的努力。而真正为之付出努力与贡献的还是各大车企的技术研发团队,其次则是数亿汽车用户了,所以几乎每台车与每个人都是环保的参与者,都在为了让这个世界变得更美好一些在努力。

编辑:天和Auto

内容:原创首发

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