【導讀】大家知道，汽車工業(yè)的飛速發(fā)展是人類文明的一大驕傲。對能源的消耗和廢氣的排放也日漸成為人類發(fā)展的一大障礙。大會的主要目的就是敦促各國在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域采取實際行動。汽車工業(yè)對可持續(xù)發(fā)展應(yīng)做出的貢獻就是減少燃油的消耗量、降低排放。汽車化進程的快速發(fā)展加快了。我國的原油消費量從1990年的億噸上升到2020年的。億噸,其間,1996年我國開始從原油凈出口國變?yōu)閮暨M口國。在之后僅僅10年的時間里,我國的石油進口對外依存度上升到40%。汽車消費占石油消費的比例不斷上升。而根據(jù)我國的統(tǒng)計資料,2020年該比例已經(jīng)達到25%。年);TSINGHUA,37%;ERI(中國能源研究。近幾十年內(nèi)將會迅速增加。機技術(shù)和美國、日本的混合動力汽車的研制成功以及可替用燃料的不斷研制，只有“廣州本田”的“雅閣”和“飛度”,以及“上海大眾”的“帕薩特”等少量車型。減排則又是其中的重要組成部分,重要性不言而喻。提高發(fā)動機的熱效率，關(guān)鍵是組織好進、排氣過程、噴油過程、燃油過程，

　　

【正文】 置和性能要求提出原型汽車，在次基礎(chǔ)上進行空氣動力學修正。當前所謂的 “汽車造型整體優(yōu)化 ”或稱為 “整體最佳化的理論 ”是使氣流不從汽車表面分離。它以空氣動力學特性最佳形體為依據(jù)，作 為原型將它改造成汽車。改造原則是盡量不破壞流場，即氣流盡量不產(chǎn)生分離。改造后汽車的 CD比所依據(jù)的形體要大些，但盡可能地接近它。顯然 “整體優(yōu)化 ”比 “細部優(yōu)化 ”先進，但是 “整體優(yōu)化 ”設(shè)計得到的各種汽車外形很容易趨向一致，而抹殺了個性，缺乏造型的獨特風格。 （ 2） 降低空氣阻力系數(shù) CD的措施 1）空氣阻力的組成 如 表 所列的是作用在汽車上的 5 種空氣阻力。其中的壓差阻力是由空氣汽車 節(jié)能技術(shù)研究 第 22 頁 共 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 流場中的分離所致。摩擦阻力是指車身表面與空氣摩擦所造成的阻力，干擾阻力是指后視鏡、門把手等外露部件造成的阻力。內(nèi)流阻力是指汽車內(nèi)部的氣體流動造成的阻力。壓差阻力所占的份額最大，所以對油耗影響最大的是車輛正面的空氣阻力。 2）降低 CD的措施 a 改善轎車前端形狀 改變轎車前端外形，能找到 CD最小的外形。 b 改善后窗傾角和車頂?shù)墓岸?，拱起越小，則 CD降低。 c 正確選擇離地間隙 d 放置擾流板 e 優(yōu)化發(fā)動機艙內(nèi)流場 表 作用在汽車上的 5 種 主要空氣阻力 項目 產(chǎn)生原因 影響因素 壓差阻力 （形狀阻力） 由氣流在車體上產(chǎn)生的分離和漩渦導致的壓強增加引起 車身各個表面的形狀及其交接處的轉(zhuǎn)折曲率及傾角 摩擦阻力 由車身表 面與空氣的摩擦而引起 車身表面面積和粗糙度 誘導阻力 由升力向后傾斜引起 車身外形、底板外形以及輪腔等 內(nèi)流阻力 由發(fā)動機冷卻氣流和室內(nèi)通風、空調(diào)等引起 隔柵、進氣道、散熱器制動器冷卻風、室內(nèi)通風進氣口以及排氣口 干擾阻力 由不平整的車身外部零件引起氣流干擾所致 后視鏡、流水槽、導流板、擋泥板、天線、門把手、頭燈以及底盤部件等 輕量化 整車質(zhì)量與百公里燃油消耗成正比，是影響燃油消耗的重要因素。通過減輕汽車質(zhì)量可以降低汽車油耗。 （ 1） 輕量化的概念 汽車輕量化就是通過應(yīng)用輕質(zhì)材料及采取相應(yīng)的 優(yōu)化結(jié)構(gòu)和工藝來達到降低整車質(zhì)量，而不影響汽車基本性能的一種設(shè)計方法。 汽車 節(jié)能技術(shù)研究 第 23 頁 共 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 零件的可靠性取決于可運行性和損壞的可能性。例如生產(chǎn)者要節(jié)省車窗手柄的質(zhì)量，就可能要冒損壞率提高的風險（如在打開結(jié)冰的車窗玻璃時）。 節(jié)省原材料，或者減少材料使用數(shù)量，可以降低材料方面的成本，但使用一種更輕、強度更高的材料，往往又使材料成本上升，繼而引起生產(chǎn)成本增加。這是汽車輕量化過程中需要解決的矛盾，僅簡單地采用輕質(zhì)材料往往達不到理想效果。 （ 2） 減輕質(zhì)量的措施 車身的剛度由車身結(jié)構(gòu)形狀，材料厚度以及彈性模量決定。車身質(zhì)量通常是 通過設(shè)計措施以及使用比一般低碳車身鋼板密度小的替代材料來實現(xiàn)，這兩個措施是不可分割的，由于材料特性不同，輕金屬和塑料的形狀結(jié)構(gòu)和造型常常與鋼完全不同。 1）替代材料的應(yīng)用 替代車身材料的應(yīng)用主要取決于材料的強敵、加工性和價格。輕金屬與傳統(tǒng)材料相比，優(yōu)點是質(zhì)量輕，缺點是成本高、疲勞強度低。采用輕金屬時，由于復(fù)雜接縫和造型方法的原因（在深度沖壓時斷裂的危險），加工難度也會增加。此外生產(chǎn)時能量消耗也明顯比鋼高。 就汽車車身而言，輕量化的材料途徑主要有使用高強鋼板車身、鋁鎂合金車身和塑料車身。前兩種方法更適 合大批量生產(chǎn)車型，第三種方法則比較適合小批量生產(chǎn)車型。 2）結(jié)構(gòu)措施 零件尺寸的確定取決于其剛度和疲勞強度，可以通過壓槽連接和加筋的方法解決強度問題。 對大面積塑料和輕金屬構(gòu)件的強化，處于美學方面的原因，可在看不見的一側(cè)加筋。在罩子上除了彎曲載荷外，在開和關(guān)時單側(cè)受力還會引起扭轉(zhuǎn)，有必要加一個中間支撐。 輕金屬一般強度較低，靠提高壁厚增加強度勢必會增加質(zhì)量，一般設(shè)計成框架橫截面。前后擋風玻璃采用粘接方式可以改善車身的扭轉(zhuǎn)剛度。在確定側(cè)圍板和車頂架的尺寸時，考慮到其扭轉(zhuǎn)載荷較低，可以 通過減小板厚和采用較小的截面來節(jié)省質(zhì)量。通過用焊縫取代焊點（例如，激光焊接）形成閉合框架可以大大增加其扭轉(zhuǎn)剛度。 汽車 節(jié)能技術(shù)研究 第 24 頁 共 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 3） 影響輕量化的因素 實踐證明，通過輕量化措施可以改善油耗和排放性能，目前在大規(guī)模生產(chǎn)中還存在一些影響輕量化的因素，如： 1） 附加機構(gòu)質(zhì)量對輕量化的影響。 2） 材料成本對輕量化的影響。 3） 總能量平衡對輕量化的影響。 汽車綜合性能、安全性和舒適性的不斷提高，要求汽車不斷增加設(shè)備與裝置，這就導致了整車質(zhì)量的不斷增加。而輕量化所減少的質(zhì)量只能用來彌補上述機構(gòu)引起的質(zhì)量增加，這樣輕量化的 優(yōu)勢被抵消了。 輕量化的費用也是目前受到限制的原因。如轎車材料成本占總成本的一半 ，其中主要是鋼鐵 ， 若用大量鋁、鎂代替鋼鐵，必然會使整車成本增加。以鋁為例，使用鋁較多的汽車，生產(chǎn)能耗明顯高于使用鋼的汽車，然而在汽車整個使用期間的能源消耗較少，使其在總能量平衡方面有較大競爭力。為了使塑料能夠回收利用，必然盡可能限制不可再生塑料，零件的結(jié)構(gòu)要適合與回收利用。 （ 4） 綜合運用 CD和輕量化降低油耗 降低空氣阻力系數(shù) CD和車輛輕量化都是有效降低能耗的措施。對于一定車型采取何種措施要視具體情況而定。例如：對于小型車而言， 空氣阻力所消耗的油量在總油量中占的比例較高。另外，小型車繼續(xù)輕量化的可能性較小，所以這類車降耗的主要措施是盡量的降低車輛的空氣阻力系數(shù)；對于中高級轎車，滾動阻力和加速阻力所對應(yīng)的油耗在總油耗中占有相當?shù)谋壤瑵L動阻力和加速阻力都是與整車質(zhì)量成正比，而空氣阻力產(chǎn)生的油耗只占總油耗量的 %，因此這類車降低油耗的主要措施是盡量進行輕量化。 汽車 節(jié)能技術(shù)研究 第 25 頁 共 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 結(jié) 論 本文主要分 兩 大部分分析了汽車節(jié)能的各種技術(shù)，其中發(fā)動機節(jié)能是汽車節(jié)能領(lǐng)域的基礎(chǔ)，各種技術(shù)可聯(lián)合使用以求不斷完 善發(fā)動機的節(jié)能功能，同時對我國的燃油品質(zhì)提出可更高的要求；整車節(jié)能技術(shù)體現(xiàn)了科技的進步與創(chuàng)新，以及新型材料的運用和汽車設(shè)計的新理念，是汽車節(jié)能技術(shù)的進一步的發(fā)展；汽車在實際的運行使用中的方法，與每位駕駛員是緊密相關(guān)的，注意日常的駕駛操作和車輛合理維護，同時需要我們大家逐漸形成節(jié)能環(huán)保的意識。 汽車 節(jié)能技術(shù)研究 第 26 頁 共 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 致 謝 經(jīng)過幾個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有丁繼斌老師的督促 指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成 這個設(shè)計是難以想象的 。 在這里首先要感謝我的老師丁老師。丁老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)論文的每個階段，從外出實習到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的論文較為復(fù)雜煩瑣，但是丁老師仍然細心地糾正論文中的錯誤。除了丁老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)論文的同學伙伴，在本次設(shè)計中勤奮工作，他們克服了許多困難來完成此次畢業(yè)論文，并承擔了大部分的工作量。如果沒有他們 的努力工作，此次設(shè)計的完成將變得非常困難。 最后還要感謝大學 四 年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同汽車 節(jié)能技術(shù)研究 第 27 頁 共 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)論 文才會順利完成。 參考文獻 [1] 蔡鳳田 .汽車節(jié)能與環(huán)保實用技術(shù) [M].北京 ： 人民交通出版社 ,1999 [2] 李朝暉 . 汽車新技術(shù) [M].重慶：重慶大學出版社， 2020 [3] 周允等 .汽車百科全書 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1992 [4] 邊耀璋 .汽車節(jié)能基礎(chǔ)理論及應(yīng)用 [M].北京：人民交通出版社， 1990 [5] 崔心存 .現(xiàn)代汽車新技術(shù) [M].北京：人民交通出版社， 2020 [6] 陸家祥 .車用內(nèi)燃機增壓 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1999 [7] 林森 .未來汽車塑料化 [M].新民晚報， [8] 姜立新 .CVT調(diào)節(jié)特性和控制系統(tǒng)的分析 .上海汽車， [9] 韓慶著 .新能源技術(shù) [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [10] 邵毅明著 .汽車新能源與節(jié)能技術(shù) [M].北京：人民交通出版社， 2020 汽車 節(jié)能技術(shù)研究 第 28 頁 共 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊