【正文】 ent need for the development of automobile industry, how to make the environmental science and technology applied to the automobile field, this is all extremely pay attention to research problems. This paper introduces the present automobile technology development history, pointed out the modern automobile technology development trend, also elaborated on the modern automobile technology application and the influence, and proposed the design and development of new environmentally friendly cars.In conclusion, environmentfriendly cars is the development trend and direction of automobile.Key words。 environmental protection automobile. Design. Development第1章 全世界關(guān)注的問(wèn)題——節(jié)能環(huán)保隨著工業(yè)社會(huì)的高速發(fā)展溫室效應(yīng)不斷加劇，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為人類發(fā)展的重要矛盾，節(jié)能環(huán)保成為全世界關(guān)注的問(wèn)題。地球是人類賴以生存和發(fā)展的地方, 地球環(huán)境遭受多種產(chǎn)業(yè)及交通工具污染的威脅。汽車工業(yè)及汽車對(duì)環(huán)境的污染是其中的一個(gè)重要方面。地球環(huán)境遭受的污染愈來(lái)愈多, 如不從嚴(yán)防治, 則會(huì)對(duì)人類及子孫后代造成災(zāi)難。自1855年卡爾本茨制成了世界上第一輛汽車以來(lái)，汽車就在不斷發(fā)展變化。材料方面：從1890年到1920年馬車過(guò)渡到汽車，金屬車身開(kāi)始出現(xiàn)，同年道奇公司生產(chǎn)了第一輛全金屬汽車。非承載式車身像承載式車身轉(zhuǎn)變，汽車不再是底盤(pán)和車身的簡(jiǎn)單疊加而是成為一個(gè)整體。技術(shù)方面：早期的汽車為以后汽車的制造設(shè)定了很多標(biāo)準(zhǔn)，如發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)。1904年panhardlevassor又對(duì)汽車部劇作出了注解，包括發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙罩的身高和乘客座位等，勾勒出了現(xiàn)代汽車的雛形。外形方面：早期汽車刻板的外觀和單一的顏色隨著社會(huì)的發(fā)展不再受歡迎。于是，船型車身復(fù)雜的曲面構(gòu)建的流線型車身成為汽車外形的發(fā)展趨勢(shì)。加裝明亮的裝飾和漂亮的尾翼讓汽車變得更加富有藝術(shù)氣息。眾所周知汽車的污染是很嚴(yán)重的，汽車在行駛過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣更為嚴(yán)重。一氧化碳是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物，主要是在局部缺氧或低溫條件下，由于烴不能完全燃燒而產(chǎn)生，混在內(nèi)燃機(jī)廢氣中排出。當(dāng)汽車負(fù)重過(guò)大、慢速行駛時(shí)或空擋運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃料不能充分燃燒，廢氣中一氧化碳含量會(huì)明顯增加。一氧化碳是一種化學(xué)反應(yīng)能力低的無(wú)色無(wú)味的窒息性有毒氣體，它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道進(jìn)入人體的血液后，會(huì)和血液里的紅血蛋白Hb結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，導(dǎo)致攜氧能力下降，使人體出現(xiàn)反應(yīng)，如聽(tīng)力會(huì)因?yàn)槎鷥?nèi)的耳蝸神經(jīng)細(xì)胞缺氧而受損害等。氮氧化合物是在內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)大部分氣體中生成的，氮氧化合物的排放量取決于燃燒溫度、時(shí)間和空燃比等因素。從燃燒過(guò)程看，排放的氮氧化物95%以上可能是一氧化氮，其余的是二氧化氮。人受一氧化氮毒害的事例尚未發(fā)現(xiàn)，但二氧化氮是一種紅棕色呼吸道刺激性氣體，對(duì)人體影響甚大。由于其在水中溶解度低，不易為上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部，引發(fā)支氣管炎、肺水腫等疾病。汽車尾氣排放的醛類以甲醛為主，占60%~70%。甲醛是有刺激性的氣體，對(duì)眼睛有刺激性作用，也會(huì)刺激呼吸道，~ mg，高濃度時(shí)會(huì)引起咳嗽、胸痛、惡心和嘔吐。乙醛屬低毒性物質(zhì)，高濃度時(shí)有麻醉作用。丙烯醛是一種辛辣刺激性氣體，對(duì)眼睛和呼吸道有強(qiáng)烈刺激，可引起支氣管細(xì)胞損害。當(dāng)全世界僅有4 億輛汽車時(shí), 每年就將18 .3 億t 的CO2 排入大氣層中, 加上其它礦物燃料的燃燒, 每年排入大氣中的CO2 達(dá)55 億t?，F(xiàn)在汽車保有量超過(guò)6億輛, 排入大氣有害物更多, 世界城市約有一半的人是生活在CO2 、CO、 NOx 、 SO2 或者微粒等超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的大氣環(huán)境中, 每天約有800 人因呼吸污染空氣而早亡, 患肺癌等人的比例逐年在增加。過(guò)去在倫敦、洛杉磯等城市形成的震驚 世界的煙霧、光化學(xué)煙霧近幾年來(lái)在一些城市又出現(xiàn)了,.例如1988年夏天煙霧和熱浪奪去了雅典800 人的生命。墨西哥城每年向空氣中排放350 萬(wàn)tCO、45 萬(wàn) tSO2 、35 萬(wàn)tHC、27 萬(wàn)tNOx 及43 萬(wàn)t 塵埃微粒等, 市中心不得不設(shè)立街頭氧氣室供行人使用, 城市空氣污染物大部分來(lái)自汽車的排放。美國(guó)擁有1 .9 億輛 汽車, 每天向大氣中排放大量有害物, 使幾千萬(wàn)人生活在品質(zhì)不好的大氣環(huán)境中。另外，每年汽車所消耗的機(jī)油、潤(rùn)滑油、各種車用液、鉛酸電池、部分塑料；每年因車禍以及損壞過(guò)時(shí)的報(bào)廢車輛造成的固體垃圾也在破壞者我們生活的環(huán)境。這些有害物質(zhì)如不回收、妥善處理, 隨意丟棄, 則會(huì)對(duì)空氣、水源及土壤等造成污染及破壞, 積累起來(lái)就會(huì)危及人類的健康及生存。 汽車尾氣排放的含鉛顆粒大部分來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放。四乙鉛是作為抗爆劑加進(jìn)汽油中的，%~%之間，四乙鉛燃燒后生成氧化鉛排出。含鉛汽油經(jīng)燃燒后，85%左右的鉛排入大氣中造成鉛污染。鉛氧化物不僅對(duì)人體有害，它還會(huì)吸附在汽車尾氣催化凈化器的催化劑表面上，對(duì)催化劑產(chǎn)生“毒害”，明顯地縮短尾氣催化凈化裝置的壽命，是汽車尾氣催化凈化裝置要解決的難題之一。汽車尾氣污染已成為全球性公害之一?；厥绽脧U舊汽車不但可以減少環(huán)境污染還能節(jié)約資源降低生產(chǎn)成本，世界各國(guó)對(duì)回收利用舊車的工作日益重視, 例如法國(guó)雷諾汽車公司與德國(guó)6 家廢品處理企業(yè)達(dá)成協(xié)議, 合作回收德國(guó)雷諾汽車修理廠的報(bào)廢汽車組件, 并按符合環(huán)境保護(hù)的要求處理這些廢品。雷諾公司認(rèn)為,回收利用報(bào)廢汽車組件不僅有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境, 還可以降低汽車成本, 例如回收利用一塊擋風(fēng)玻璃, 可以節(jié)約2/ 3 的成本。相當(dāng)多的報(bào)廢汽車組件的回收利用率可達(dá)90%以上。雷諾汽車公司一些車型的緩沖裝置已完全可用回收材料制造,。但是汽車的污染仍然存在，雖然現(xiàn)在人類可以盡可能的減少汽車尾氣排放回收利用廢舊汽車，但是要想從根本上解決汽車的污染問(wèn)題還要從汽車的制造上抓起。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)保汽車則是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。從1885年第一輛內(nèi)燃機(jī)車誕生以來(lái)，石油燃料汽車推動(dòng)了人類一百多年的汽車文明，為社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)?？删褪窃跒槿祟悗?lái)巨大利益的同時(shí)，也產(chǎn)生了巨大的負(fù)面效應(yīng)。迄今為止，世界汽車工業(yè)是建立在石油基礎(chǔ)之上的，汽車消耗了全球最多的石油資源。汽車在不斷地向環(huán)境排放著CO、CONOx、SOx、臭氧以及各種顆粒物，嚴(yán)重危害了人類的健康。20世紀(jì)40年代初，世界一些地區(qū)相繼發(fā)生的、由于汽車排放雙烯類物質(zhì)導(dǎo)致的光化學(xué)煙霧，令人不堪回首。汽車排放的苯類致癌物質(zhì)也至今使人心存憂慮。而20世紀(jì)70年代發(fā)生的能源危機(jī)，引發(fā)了世界各國(guó)對(duì)石油燃料汽車前途的深深擔(dān)憂。今天，全人類正共同面臨著更加嚴(yán)峻的傳統(tǒng)能源形勢(shì)與地球環(huán)境容量的制約。根據(jù)美國(guó)《油氣雜志》的評(píng)估，截至2004年1月1日，全球石油估算探明儲(chǔ)量約為1734億噸。按照2003年世界石油的需求狀況，石油僅夠用40～50年時(shí)間?；诘厍蚴唾Y源的有限性以及人類社會(huì)的未來(lái)可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)加快了研發(fā)新型能源清潔汽車的步伐，并力爭(zhēng)逐步使其實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2000年中國(guó)機(jī)動(dòng)車所消耗的石油為6560萬(wàn)噸，約占全國(guó)總石油消費(fèi)的三分之一。據(jù)預(yù)測(cè)，2010年和2020年中國(guó)機(jī)動(dòng)車的燃油需求將直線上升，將占當(dāng)年全國(guó)石油總需求的43%和57%。2002年中國(guó)石油的進(jìn)口量為7000萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2020年，～3億噸。中國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴程度正在不斷上升，這將不利于中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如果中國(guó)與其他石油進(jìn)口強(qiáng)國(guó)發(fā)生直接沖突，必將給中國(guó)希望和平發(fā)展的外部環(huán)境帶來(lái)不利影響，中國(guó)有必要減少對(duì)石油的依賴，發(fā)展新型清潔燃料。國(guó)際上也有人指出，21世紀(jì)中國(guó)所缺的將不是汽車，而將是原料，外國(guó)公司將通過(guò)原料買賣間接從中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中獲得巨大利益。雖然這些話有點(diǎn)危言聳聽(tīng)，但也在一定程度上給我們敲了警鐘，為了中國(guó)的根本利益，應(yīng)未雨綢繆，積極應(yīng)對(duì)。另一方面，在中國(guó)汽車業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，汽車尾氣造成的污染，日益突出，不斷尖銳化，已經(jīng)成為中國(guó)不可忽視、亟待解決的問(wèn)題。由于中國(guó)的機(jī)動(dòng)車絕大部分以石油燃料為主，且燃油有效利用率普遍比世界發(fā)達(dá)國(guó)家低15%～20%。導(dǎo)致在全球10個(gè)大氣污染最嚴(yán)重的城市中，中國(guó)就占了7個(gè)。2002年，%的城市能夠達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，%的城市屬于三級(jí)，%屬于劣三級(jí)。在北京、上海、廣州等大城市的市區(qū)，機(jī)動(dòng)車排放已經(jīng)成為環(huán)境的第一大污染源。據(jù)國(guó)家環(huán)保總局預(yù)測(cè)，2005年中國(guó)機(jī)動(dòng)車尾氣排放在城市大氣污染中的分擔(dān)率將達(dá)到79%左右。 因此，如何統(tǒng)籌汽車與能源、環(huán)境三者的平衡、和諧發(fā)展，保持中國(guó)汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為中國(guó)的當(dāng)務(wù)之急。新型環(huán)保汽車從材料上能源上解決了汽車與環(huán)境、資源之間的矛盾，因此開(kāi)發(fā)新型環(huán)保汽車迫在眉睫。第2章 環(huán)保汽車的設(shè)計(jì)環(huán)保汽車有著與以往汽車根本不同的概念與意義，那么怎么設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)保汽車呢，環(huán)保汽車是如何環(huán)保的呢？作為環(huán)保汽車，它的外形一定要符合環(huán)保汽車的要求。那么環(huán)保汽車的外形有什么要求呢？。汽車在行駛時(shí)會(huì)受到空氣阻力，環(huán)保汽車的外形要設(shè)計(jì)成流線型減少空氣阻力。高速行駛時(shí)的氣流會(huì)使汽車車身發(fā)生搖擺，所以環(huán)保汽車應(yīng)該有使汽車保證穩(wěn)定的尾翼。汽車車身因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間暴露在陽(yáng)光下會(huì)使車內(nèi)溫度大幅度上升，加重了汽車空調(diào)的負(fù)荷從而影響了環(huán)保汽車的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)車身有一定的反身性能夠有效解決這一問(wèn)題。這樣的外形不但能夠提高汽車的經(jīng)濟(jì)性和安全性，而且使環(huán)保汽車的外形更引人入目。（下圖是幾種不同樣式的汽車外型）傳統(tǒng)汽車采用石油作為動(dòng)力燃料，不但消耗寶貴的石油資源而且還帶來(lái)一系列的污染。環(huán)保汽車要從根本上解決汽車尾氣污染則要選擇與之不同的動(dòng)力燃料。從現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)角度出發(fā)以下幾種動(dòng)力可以采用并且可以實(shí)現(xiàn)。 混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，混合動(dòng)力車輛的主流都是汽油混合動(dòng)力，而國(guó)際市場(chǎng)上柴油混合動(dòng)力車型發(fā)展也很快?；旌蟿?dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)是：采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí)，由電池來(lái)補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。因?yàn)橛辛穗姵兀梢允址奖愕鼗厥罩苿?dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“零”排放。有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車遇到的難題?？梢岳矛F(xiàn)有的加油站加油，不必再投資?？勺岆姵乇３衷诹己玫墓ぷ鳡顟B(tài)，不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放，延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本。但是混合動(dòng)力的汽車在長(zhǎng)距離行駛方面基本上不能省油，這是它的致命缺點(diǎn)。 電動(dòng)汽車顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車，大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車輛把純電動(dòng)汽車機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電