試析節能汽車(chē)的綠色汽車(chē)制造技術(shù)

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　　摘要：2007年以來(lái)，“環(huán)保・節能・綠色制造”作為制造業(yè)發(fā)展主題，推動(dòng)著(zhù)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。至此，中國的汽車(chē)制造業(yè)搭建了汽車(chē)制造業(yè)技術(shù)交流平臺，以通過(guò)廣泛交流促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。近些年來(lái)汽車(chē)的加速普及，給人們的生活帶來(lái)了諸多便利，環(huán)境問(wèn)題隨之出現。汽車(chē)制造會(huì )導致能源大量消耗，成為了亟待解決的問(wèn)題。通過(guò)科技創(chuàng )新，采用綠色汽車(chē)制造技術(shù)，推進(jìn)環(huán)保節能促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展。該論文針對節能汽車(chē)的綠色汽車(chē)制造技術(shù)以探究。

　　關(guān)鍵詞：節能汽車(chē) 汽車(chē)制造技術(shù) 綠色環(huán)保

　　節能減排作為中國經(jīng)濟發(fā)展的重要戰略思想，已經(jīng)被滲入到汽車(chē)制造行業(yè)中，并成為推進(jìn)汽車(chē)業(yè)發(fā)展的重要指標。伴隨著(zhù)中國城鎮化發(fā)展進(jìn)程的加快，汽車(chē)需求量快速增長(cháng)，根據有關(guān)統計數據顯示，到2020年，中國的汽車(chē)產(chǎn)量將突破3500萬(wàn)輛，如果中國經(jīng)濟進(jìn)一步增長(cháng)，甚至可以達到4000萬(wàn)輛。這樣一個(gè)龐大的數字說(shuō)明中國的企業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景良好。然而有關(guān)專(zhuān)家預測，到2020年為止，中國機動(dòng)車(chē)對石油的消耗將達到2.5億噸，與石油消耗總量相比，占據了3/4的比例。為了降低基礎能源消耗，治理環(huán)境污染，綠色汽車(chē)制造技術(shù)應運而生，不僅緩解了能源供需矛盾的問(wèn)題，還有效地改善了環(huán)境。

　　1、汽油機采用渦輪增壓直噴技術(shù)

　　將渦輪增壓直噴技術(shù)運用于汽油機設計中，可以確保動(dòng)力性不變的情況下，使得一氧化碳的排放量有所降低，提高汽油機的能源使用效率。汽油機如果運用渦輪增壓直噴技術(shù)，相比較于自然吸氣發(fā)動(dòng)機相比，排放量會(huì )大大降低，提高燃油的經(jīng)濟性。經(jīng)過(guò)粗略統計，如果中國的汽車(chē)普及使用渦輪增壓直噴技術(shù)的汽油機，每年所降低1/5的燃油消耗，二氧化碳的排放量可以降低超過(guò)600萬(wàn)噸。這個(gè)數字相當于1000萬(wàn)畝的森林在一年之內所吸收的二氧化碳量。

　　2、車(chē)身材料采用碳纖維復合材料制作技術(shù)

　　中國的汽車(chē)車(chē)身技術(shù)的研究著(zhù)重于綠色車(chē)身制造，特別是在新能源汽車(chē)的制造上，采用了多種創(chuàng )新技術(shù)，以發(fā)揮節能效益。綠色車(chē)身主要采用了輕量化材料，不僅操作方便，而且成本低，可以使車(chē)身減輕自重，并降低資源消耗。因此，在車(chē)身材料的選用上，選用綠色環(huán)保材料，其所實(shí)現的節能效益不僅在于汽車(chē)本身，更在于其所發(fā)揮的可持續環(huán)保進(jìn)程�，F代汽車(chē)業(yè)競爭異常激烈，雖然汽車(chē)消費者逐漸增多，但是能夠真正吸引消費者眼球的汽車(chē)很少。其中的一個(gè)重要原因就在于，消費者的環(huán)境保護意識增強，且消費觀(guān)念也發(fā)生著(zhù)改變。汽車(chē)消費者所考慮的內容不再是購買(mǎi)汽車(chē)的投入，更多的是考慮到汽車(chē)的耐用性和功能性。輕量化材料對于傳統汽車(chē)制造技術(shù)構成了挑戰，也是未來(lái)幾年車(chē)用材料的重要發(fā)展趨勢。隨著(zhù)汽車(chē)車(chē)身材料品種多樣，就要選擇經(jīng)濟適用材料，更能夠體現出新型汽車(chē)的特點(diǎn)。

　　碳纖維復合材料制作技術(shù)是將纖維浸潤到樹(shù)脂中，使其成為半固化態(tài)材料。然后，采用手工積層，進(jìn)行干燥處理。成型技術(shù)處理過(guò)程中，主要采用了熱壓罐加壓固化技術(shù)，以獲得良好的機械強度。但是，該種材料需要在低溫狀態(tài)下儲存、運輸。對于纖維復合材料的制作，也可以采用真空負壓下浸潤纖維技術(shù)。在汽車(chē)碳纖維復合材料制作過(guò)程中，要對樹(shù)脂的用量精確控制，以降低孔隙率，確保沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，加之均勻的厚度，輕薄的重量，使得材料的力學(xué)性能有所保證。這種技術(shù)適用于汽車(chē)門(mén)板、頂板和底盤(pán)的制作，包括發(fā)罩等等的汽車(chē)部件都可以運用碳纖維復合材料技術(shù)來(lái)完成。由于所有的產(chǎn)品的成型都是在封閉狀態(tài)下完成的，不僅降低揮發(fā)物對人體的侵襲，而且還可以提高勞動(dòng)效率。從制作成本的角度而言，碳纖維復合材料制作結構件質(zhì)量輕，且可以批量生產(chǎn)，適用于多種車(chē)型。相比較于鋼材，使用碳纖維復合材料可以使得成本降低60%，而且省去了焊接費用。

　　3、汽車(chē)節能零部件綠色制造技術(shù)

　　汽車(chē)所采用的發(fā)動(dòng)機為絕熱發(fā)動(dòng)機、高強度合金制造渦輪增壓式發(fā)動(dòng)機以及燃氣發(fā)動(dòng)機，這些發(fā)動(dòng)機具有良好的運行效果，但是燃燒溫度局限在800℃以?xún)�。改用結構陶瓷，可以提升打動(dòng)器熱效率，使得燃燒溫度超過(guò)1000℃。從密度的角度而言，結構陶瓷密度較低，僅僅為鐵的一半，因此，不會(huì )對環(huán)境造成嚴重污染，且節約了金屬材料資源，同時(shí)獲得良好的節能效果。

　　結構陶瓷所運用的是凈成形制造技術(shù)，主要制造是將陶瓷粉末材料混合到進(jìn)入中，采用粉末冶金技術(shù)，應用注塑工藝注射成形。粉末注射成型技術(shù)在經(jīng)濟發(fā)達國家的汽車(chē)制造業(yè)已經(jīng)廣為應用，可以高效率地生產(chǎn)形狀復雜的汽車(chē)零部件。諸如汽車(chē)的渦輪增壓器轉、同步環(huán)等等的制造都可以運用粉末注射技術(shù)。此外，被汽車(chē)制造行業(yè)廣為利用的還有粉末鍛造連桿技術(shù)，使連桿的質(zhì)量精度可以達到2%，但是技工成本卻可以解決30%之多。

　　4、汽車(chē)制造積極引入精密成形技術(shù)

　　中國的汽車(chē)制造技術(shù)適應時(shí)代的需要而蓬勃發(fā)展，而綠色汽車(chē)制造技術(shù)卻相對滯后。雖然中國近些年來(lái)引進(jìn)了國外先進(jìn)的制造工藝，但是多數制造企業(yè)依然采用傳統的切削加工方式進(jìn)行汽車(chē)零部件加工。歐洲、美國和日本是汽車(chē)制造業(yè)發(fā)達國家，對于汽車(chē)零部件的制造已經(jīng)普遍采用鍛件技術(shù)，并逐漸向近凈成形過(guò)渡。這種自動(dòng)鍛造線(xiàn)在中國的一些汽車(chē)零部件制造企業(yè)中也有所應用，但是受到設備和技術(shù)的局限，使得該技術(shù)的應用嚴重受到影響。這種運用冷熱溫鍛技術(shù)對零部件進(jìn)行近凈成形的技術(shù)，不僅可以節約大量的鋼材資源，而且還大大地提高了制造效率，在制造過(guò)程中所消耗的成本也相對降低，堪為是綠色制造技術(shù)。

　　中國的汽車(chē)制造技術(shù)依然普遍采用的“三高”制造模式，即“高耗能、高耗材、高污染”，不僅工作效率低，而且還會(huì )對環(huán)境造成嚴重的污染。將汽車(chē)鍛件技術(shù)引入到汽車(chē)制造技術(shù)當中，雖然一些制造企業(yè)已經(jīng)采用，但是，從鍛件質(zhì)量上來(lái)看，與世界鍛造大國之間依然存在著(zhù)很大的差距。鍛件技術(shù)上，中國汽車(chē)制造技術(shù)只要使用摩擦螺旋壓力機進(jìn)行加工鍛造，而世界鍛造大國，諸如德國、日本、意大利等國家已經(jīng)基本采用了熱模鍛壓力機和電液錘等等鍛造設備。

　　5、汽車(chē)自動(dòng)變速器的運用

　　在汽車(chē)總成中，自動(dòng)變速器是非常關(guān)鍵的。中國的品牌汽車(chē)所使用的自動(dòng)變速器通常會(huì )依賴(lài)于進(jìn)口，由于汽車(chē)設計往往與自動(dòng)變速器之間缺乏和諧度，導致裝車(chē)率很低。中國的自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)相對落后，導致有關(guān)零部件的制造技術(shù)長(cháng)期以來(lái)都沒(méi)有突破性進(jìn)展，而且自動(dòng)變速器的裝備技術(shù)也相對落后。造成這種現象的主要原因在于自動(dòng)變速器被部分跨國公司所壟斷，使得中國無(wú)法獲得資助研發(fā)技術(shù)，加之中國相關(guān)技術(shù)的研究人員匱乏，導致零部件設計、研制和加工都難處于落后狀態(tài)。汽車(chē)裝備的落后必然會(huì )影響到汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展，特別是目前主張節能環(huán)保技術(shù)的運用，汽車(chē)行業(yè)也大力倡導綠色汽車(chē)、節能汽車(chē)的制造，使得自動(dòng)變速器的配置成為推進(jìn)國際級別機車(chē)研制的重點(diǎn)。世界上的一些國家和地區，諸如亞洲的日本和韓國，歐洲汽車(chē)以及美國和德國汽車(chē)等等，都已經(jīng)采用了技術(shù)先進(jìn)的自動(dòng)變速器，使得自動(dòng)擋汽車(chē)的普及率已經(jīng)超過(guò)了汽車(chē)生產(chǎn)總量的一半以上。美國出產(chǎn)的汽車(chē)自動(dòng)擋比例已經(jīng)達到了汽車(chē)生產(chǎn)總量的90%以上。中國近些年來(lái)所出產(chǎn)的汽車(chē)雖然也采用了自動(dòng)擋配置，但是相比較于國外的自動(dòng)擋汽車(chē)，技術(shù)上明顯落后。其中的一個(gè)主要原因就在于，中國的多數品牌汽車(chē)無(wú)法購置到適合于汽車(chē)設計的自動(dòng)變速器，依賴(lài)于進(jìn)口的自動(dòng)變速器，就會(huì )導致自動(dòng)擋與汽車(chē)設計難以匹配，且在中國的乘用車(chē)中，自動(dòng)擋汽車(chē)僅僅占有所車(chē)產(chǎn)的汽車(chē)總量的1/3。比如，中國在2013年汽車(chē)出產(chǎn)總量超過(guò)了1500萬(wàn)輛，其中的自動(dòng)擋汽車(chē)的占有率還沒(méi)有超過(guò)33%，進(jìn)入到2014年，中國汽車(chē)需求量明顯增多，乘用車(chē)需求量大幅度增長(cháng)，預計2015年，乘用車(chē)銷(xiāo)售量將超過(guò)2000萬(wàn)輛，其中中國自主品牌的汽車(chē)需求量會(huì )占有其中的六成。自動(dòng)擋汽車(chē)越來(lái)越受到中國汽車(chē)消費者歡迎，在2015年所銷(xiāo)售的乘用車(chē)中，自動(dòng)擋汽車(chē)的需求量將超過(guò)一半以上，中國自主研制的品牌汽車(chē)如果超過(guò)500萬(wàn)臺，那么所需要的自動(dòng)變速器會(huì )超過(guò)1000萬(wàn)臺。從自動(dòng)變速器的投資來(lái)看，中國要建造可以年產(chǎn)超過(guò)10萬(wàn)臺的自動(dòng)變速器生產(chǎn)企業(yè)，能夠滿(mǎn)足現有的零部件需求，零部件制造裝備的投資成本將達到3.5億元。

　　6、微納制造技術(shù)以及精密制造裝備

　　進(jìn)入21世紀，隨著(zhù)電子技術(shù)的崛起，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也伴隨著(zhù)進(jìn)入到電子產(chǎn)品的研制領(lǐng)域中，形成了的第三次汽車(chē)技術(shù)革命，即汽車(chē)制造進(jìn)入到汽車(chē)電子發(fā)展時(shí)期。汽車(chē)的重要零部件都是電子產(chǎn)品，其特點(diǎn)是設計精密而復雜，小型化發(fā)展。運用微納制造技術(shù)所制造的小型微機械，被運用于汽車(chē)裝配中，特別是微納級精密制造裝備，給汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)帶來(lái)了新的發(fā)展途徑。其中，最為難以突破的技術(shù)就是電控發(fā)動(dòng)機噴油器制造技術(shù)，在精密加工領(lǐng)域中，柴油高壓共軌噴油器已經(jīng)成為了攻關(guān)項目。要使這些機械設備裝備到汽車(chē)中后，使用過(guò)程中發(fā)揮應有的性能，就要對于其功能性加以完善。比如，要確保電控發(fā)動(dòng)機噴油器以及柴油高壓共軌噴油器在使用的過(guò)程中處于良好的運行狀態(tài)，就要在制造的時(shí)候著(zhù)重于研究其密封性和滑動(dòng)性，設計中的配合間隙要保持在3 um左右�？椎膱A柱度和軸的零件圓柱度要保持1 um，制造設備還對表面的粗糙度和錐面圓度以詳細規定，要求表面粗糙度為0.05 um時(shí)，密封錐面圓度為0.5 um。電控發(fā)動(dòng)機噴油器以及柴油高壓共軌噴油器的加工和制造，對于零部件規格的要求很高，也是重點(diǎn)突破的內容，在中國的機床工業(yè)中將獲得更大的發(fā)展。

　　7、節能汽車(chē)采用新型綠色汽車(chē)驅動(dòng)電機微控制器

　　汽車(chē)主要消耗的能源是石油，作為不可再生資源，正面臨枯竭。因此，在流行色汽車(chē)制造技術(shù)中，要積極采用節能技術(shù)。隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)被不斷地研制出來(lái)，節能機車(chē)驅動(dòng)電機控制成為重點(diǎn)研究項目。比如，富士通體就發(fā)布了32位顯存嵌入式控制器，該產(chǎn)品可以對電動(dòng)汽車(chē)的驅動(dòng)電機發(fā)揮控制功能。其控制功能對混合式動(dòng)力汽車(chē)能夠發(fā)揮很好的作用。

　　嵌入式控制器安裝有電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)用的計算機電路，對于R/D轉換器所檢測到的電角度檢測出來(lái)之后，可以直接運算正弦值和余弦值。電動(dòng)機所反饋回來(lái)的信息主要由硬件所生成。如果電動(dòng)機的驅動(dòng)控制需要高轉矩相應，則需要一些外設功能。將外設設功能的器件內置，可以使系統運行的成本大大降低，而且還能夠實(shí)現高速反饋控制，使得電動(dòng)機的能量消耗有所降低，電動(dòng)機運行效率大大提高。

　　為了提高電動(dòng)機運行效率，且使能量消耗有效降低，就要利用內置外設的方法，將在FPU內置在高性能CPU內核中，其中的的專(zhuān)用浮點(diǎn)運算單元可以對于生成的信息進(jìn)行處理，并進(jìn)行PID控制運算。除此之外，為了降低整體系統成本，可以通過(guò)對電動(dòng)機的CPU有效控制，以對于系統以有效控制。

　　8、結語(yǔ)

　　綜上所述，現代的汽車(chē)生產(chǎn)模式已經(jīng)趨向于柔性化方向發(fā)展，如果依然采用傳統的機械制造技術(shù)，很難滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)發(fā)展需求，而且不符合目前的節能環(huán)保理念。隨著(zhù)綠色汽車(chē)制造技術(shù)的興起，中國要推進(jìn)汽車(chē)行業(yè)向前發(fā)展，就要引進(jìn)先進(jìn)的汽車(chē)節能技術(shù)，以對于擴展汽車(chē)市場(chǎng)發(fā)揮作用。

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