汽车知识竞赛资料第四章---汽车环保与汽车运动

汽车文化知识山东大学威海分校授课:蔡辉涛标题一、汽车的诞生与发展二、WTO与中国汽车之路三、各国车标欣赏与解析四、汽车环保与汽车运动五、汽车驾驶与交通安全EXITSTART六、汽车设计与制造简介标题八、现代汽车新技术与未来汽车九、汽车美容、装潢与保养十、汽车保险索赔与二手车市场十一、现代汽车营销导购与4S店管理十二、理工科专业学生的定位与就业EXITSTART七、现代汽车构造与汽车电器四、汽车环保与汽车运动一、汽车能源汽油和柴油作为汽车燃料已有100多年的历史了。虽然有不尽如人意之处，但它们毕竟是综合素质优良的汽车能源。石油资源日益枯竭，汽车燃油消耗量每年达60—70亿桶，据专家预测，石油可开采量只能维持70年左右。世界各国都在积极研究和寻找汽车的代用能源，如电能、氢能、甲醇、乙醇、天然气、液化石油气、太阳能等，以缓解石油危机。四、汽车环保与汽车运动1、汽油汽油是从石油中提炼得到的密度小、易挥发的液体燃料，是由C和H分子组成的。汽油的燃点为415oC~530oC。汽油的主要性能指标有三个：（1）蒸发性：是指汽油由液态转变为气态的性质。汽油能否在进气系统中形成良好的可燃混合气，蒸发性是关键。（2）热值：是指1kg燃料完全燃烧后所产生的热量。发动机使用热值高的燃料能够获得更大的动力。汽油的热值约为44000kJ/kg。四、汽车环保与汽车运动（3）抗爆性：是指汽油在汽缸中燃烧时，避免产生爆燃的能力。评价汽油抗爆性的指标是辛烷值。辛烷值高则汽油抗爆性好；反之抗爆性差。我国的汽油按研究法命名的汽油牌号有90号、93号和97号。2、柴油柴油也是从石油中提炼得到的液体燃料，也是由C和H分子组成的。汽油的燃点为240oC~400oC。与汽油相比，柴油的黏度大，蒸发性差。柴油的主要性能有发火性、蒸发性、雾化性和低温流动性。四、汽车环保与汽车运动（1）发火性：发火性是指柴油的自燃能力。由于柴油发动机是靠自燃着火的，其自燃能力对柴油机的性能有很大影响。自燃能力好的柴油会使发动机工作柔和。相反，自燃能力差的柴油会使柴油机工作粗暴。柴油的发火性是用十六烷值表示的，十六烷值高，发火性好，柴油机工作平稳。（2）蒸发性：是指柴油汽化的特性，能影响柴油形成质量。（3）雾化性：柴油从喷油器喷出时形成雾状的能力，柴油的雾化性越好，越有利于和空气结合，越有利于燃烧。四、汽车环保与汽车运动（4）低温流动性：柴油中含有高分子烷烃---石蜡。石蜡在低温下会析出，从而影响了柴油的流动性。因此，柴油应有抗低温能力。其评价指标主要有凝点。我国柴油是按凝点划分柴油牌号的，有-20号、-10号、0号、10号、20号。3、天然气(CNG)天然气存在是一种高效、洁净和廉价的工业及民用燃料和化工原料。我国的天然气资源丰富而石油缺乏。从环境角度考虑，天然气汽车可以达到目前世界上最为严格的排放法规，已成为绿色汽车的标志之一。天然气的主要成分是甲烷、乙烷和丙烷。天然气的车载储存方式通常有两种：一种是存储在车载高压储气瓶里，约20Mpa，即压缩天然气；另一种进行低温液化储存，即液化天然气。四、汽车环保与汽车运动天然气用做汽车能源的主要优缺点优点：（1）资源丰富。据估计，在我国天然气可开采上百年，而石油只够开采20多年左右。（2）燃料经济性好。天然气和空气混合比燃油和空气混合要好，燃烧更完全，并且天然气的价格低。（3)排放污染少。与汽油相比，天然气燃烧后的排放物中CO低90%，CH低40%，NOx低30%，并且天然气中不含铅。缺点：（1）动力性较低。因天然气比汽油的热值低。动力性下降约20%。（2）储气瓶占的空间较大，携带不便。（3）建站费用高。四、汽车环保与汽车运动4、液化石油气（LPG）液化石油气是石油产品之一。是由炼厂气或天然气(包括油田伴生气)加压、降温、液化得到的一种无色、挥发性气体。由炼厂气所得的液化石油气，主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物杂质。由天然气所得的液化气的成分基本不含烯烃。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸。LPG与其他燃料比较，具有以下独特的优点。①污染少。②发热量高。同样重量LPG的发热量LPG的发热量相当于煤的2倍。四、汽车环保与汽车运动5、氢气氢气作为发动机燃料时，燃烧后生成水，是零污染的环保性燃料。氢气的密度小，沸点为-252.8oC，自燃点为400oC。氢气作为汽车能源的主要优点：（1）资源丰富。氢气可从水中电解，也可从天然气或煤中提炼。（2）污染很少。它燃烧后的污染只有来自空气中的氮气的氧化物二氧化氮和一氧化氮。四、汽车环保与汽车运动（3）热效率高。氢气的燃烧速度比汽油高。氢气的自燃温度比汽油高，抗爆性好。氢气作为汽车能源遇到的主要问题：（1）成本高。已目前的技术，制氢成本很高。（2）汽车携带不方便。如果是气态携带，要想和汽油机一样保持同样的行驶里程，则储气罐的体积是汽油油箱的20倍，显然是不可取的；如果液态储带，要求在-253oC下储存，需采用隔热油箱，成本较高；目前有较好前景的是金属氢化物储带的方法。（即气态氢在200~250个大气压下与某种金属化合，形成几毫米大小的固体金属氢化物携带在汽车上，使用时将其加热分解，释放出氢，所余金属可再次和氢化合，循环使用。）四、汽车环保与汽车运动6、醇类燃料1）甲醇甲醇用作汽车能源的主要优点：（1）资源丰富。甲醇可从植物、煤或天然气中提炼。（2）抗爆性好。甲醇的牌号为112，高于汽油，作为一种液体燃料，它主要和汽油混合使用，提高汽油的抗爆性。（3）含氧量高，有利于改善燃烧。四、汽车环保与汽车运动甲醇用作汽车能源的主要缺点：（1）甲醇有毒。甲醇可刺激眼结膜、呼吸道、消化道和皮肤等，能造成头晕、乏力等症状，严重时课导致死亡。（2）热值低。（3）低温启动性差。甲醇的汽化能力不如汽油。（4）甲醇和汽油易分层。甲醇和汽油在常温下不能互溶，出现分层而导致混合不均。目前一般采用和汽油按一定比例掺和燃烧的方法进行。四、汽车环保与汽车运动2）乙醇乙醇用作汽车能源的主要优点：（1）资源丰富。乙醇通常来自于富糖、富淀粉或富纤维的植物。如巴西盛产甘蔗，用甘蔗提炼乙醇是巴西汽车的主要动力燃料，可使巴西减少对石油的依赖。（2）抗爆性好。乙醇的牌号为111，高于汽油，作为一种液体燃料，它主要和汽油混合使用，提高汽油的抗爆性。（3）降低排放污染。四、汽车环保与汽车运动乙醇用作汽车能源的主要缺点：（1）热值低。（2）低温启动性能差。（3）提炼成本较高。乙醇以粮食为原料，提炼成本高。（4）抗水性差。乙醇和汽油可以互溶，但抗水性差。乙醇汽油一旦遇水就会发生分离，形成分层，影响使用效果。一般地，在汽车上是按一定比例和汽油混合使用的。总之，甲醇和乙醇来源丰富，是一种值得重视的新能源。四、汽车环保与汽车运动7、太阳能太阳能取之不尽、用之不竭。是自然界最丰富的可再生能源。太阳能汽车是利用太阳能电池直接将太阳能转变为电能并有电动机来驱动汽车，是真正意义上的环保汽车。太阳能用作汽车能源的主要优点：（1）资源丰富。太阳能给予地球的辐射能巨大，其万分之一即可满足人类对能源的需求。（2）零排放。（3）结构简单。太阳能电池实际上是一个半导体元件，可以进行流水线生产。四、汽车环保与汽车运动太阳能用作汽车能源的主要缺点：（1）成本高。（2）效率低。目前太阳能电池的最高效率约为20%（3）能量密度低。由于能量密度低，不得不加大太阳能电池的用量，使整个汽车的体积较大。如通用汽车公司研制的太阳能汽车，电池在汽车表面的覆盖面积高达8.37m2，在阳光充足的白天，时速达到72.4Km/h，为了获得更高的车速，还加装了一套银---锌电池系统，使车速提高到96.5Km/h。四、汽车环保与汽车运动二、汽车排放污染与控制措施在大气污染中，有害气体主要来自汽车排放的尾气。可以说，汽车是一个流动的污染源。20世纪40年代以来，光化学烟雾事件在美国洛杉矶、日本东京等城市曾多次发生，造成不少人员伤亡和巨大的经济损失。汽车排放的有害成分主要有以下几种：1、一氧化碳CO主要是由于混合气不完全燃烧造成的。无色无味，人体吸入后，与血液中的血红素结合形成碳氧血红素，使血液丧失输送氧的能力，致使人体头晕、呕吐等中毒甚至死亡。当混合气浓时就会产生大量一氧化碳。四、汽车环保与汽车运动2、碳氢化合物HC碳氢化合物主要是由于没有燃烧的燃料排到大气中形成的。HC有刺激性气味，能刺激人和动物的呼吸器官和皮肤，还有致癌作用。另外，它和NOx结合在光照下能形成“光化学烟雾”危害极大。“光化学烟雾”是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。光化学烟雾的成分非常复杂，但是对动物、植物和材料有害的是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。在美国的洛杉矶、加州；日本东京、英国伦敦及我国的甘肃等地都曾发生过“光化学烟雾事件”。四、汽车环保与汽车运动“光化学烟雾”形成机理四、汽车环保与汽车运动3、氮氧化合物NOx氮氧化合物主要是在高温和富氧的情况下产生的，它主要指NO和NO2。氮氧化合物也是光化学烟雾事件的主要成分。4、碳烟等颗粒物碳烟是在高温缺氧的情况下，发生不完全燃烧时产生的。这种细微的颗粒物易引起慢性病、肺气肿和皮肤病等。并且当大量的碳烟颗粒物漂浮在空气中时，使空气的能见度下降。5、铅化物铅化物是由于汽油中加入的四乙铅经燃烧后排到大气中形成的颗粒物。铅化物易造成人体的心、肺疾病，并能引起头痛、神经麻痹等中毒。另外，铅化物还能使三元催化器中毒而损坏，我国早已禁止使用含铅汽油。四、汽车环保与汽车运动控制汽车排放污染的措施1、制定严格的排放法规1960年，美国加州第一个成立了控制大气污染的部门，并于1966年率先实施了防止大气污染的法规。目前，国际上的汽车排放法规主要分三大系，即美国排放法规、欧洲排放法规和日本排放法规。欧洲排放法规应用较广。我国参照欧洲排放法规。欧洲标准是由欧洲经济委员会（ECE）的排放法规和欧共体（EEC）的排放指令共同加以实现的，欧共体（EEC）即是现在的欧盟（EU）。排放法规由ECE参与国自愿认可，排放指令是EEC或EU参与国强制实施的。汽车排放的欧洲法规（指令）标准1992年前巳实施若干阶段，欧洲从1992年起开始实施欧Ⅰ、1996年起开始实施欧Ⅱ、2000年起开始实施欧Ⅲ、2005年起开始实施欧Ⅳ、2008年6月起执行欧V标准。我国目前执行的排放标准相当于欧Ⅱ标准，北京于2008年奥运会前执行欧III标准。四、汽车环保与汽车运动汽车排放的欧洲法规（指令）标准的内容包括新开发车的型式认证试验和现生产车的生产一致性检查试验，从欧Ⅲ开始又增加了在用车的生产一致性检查。汽车排放的欧洲法规（指令）标准的计量是以汽车发动机单位行驶距离的排污量（g/km）计算，因为这对研究汽车对环境的污染程度比较合理。同时，欧洲排放标准将汽车分为总质量不超过3500公斤（轻型车）和总质量超过3500公斤（重型车）两类。轻型车不管是汽油机或柴油机车，整车均在底盘测功机上进行试验。重型机由于车重，则用所装发动机在发动机台架上进行试验。四、汽车环保与汽车运动欧洲商用汽车废气排放标准（仅供参考）标准类别欧洲Ⅰ号标准欧洲Ⅱ号标准欧洲Ⅲ号标准欧洲Ⅳ号标准实施时间1995年底前1995年-2000年2000年-2005年2005年底起HC（%）1.11.10.660.46CO（%）4.542.11.5NOx（%）8753.5PM（%）0.360.150.10.02欧洲柴油汽车废气排放标准（仅供参考）标准类别欧洲Ⅰ号标准欧洲Ⅱ号标准欧洲Ⅲ号标准欧洲Ⅳ号标准实施时间1995年底前1995年-2000年2000年-2005年2005年底起HC＋NOx（%）1.360.90.560.