道路运输节能

道路运输节能减排措施简介中国道路运输协会李善2010年8月在我国整个石油消费市场中，汽油和柴油的消费占到石油总消费量的50%以上，其中民用交通燃料又占汽油和柴油消费总量的70%以上。根据预测，到2010年我国的民用汽车保有量将突破5500万辆，到2020年将达到1.3亿辆，民用交通燃料在总燃料消耗中的比例还会进一步增加。而专业的道路运输企业由于其车辆的运用效率高，占民用汽车燃料消耗的主体。因此，道路运输是能源消耗的大户，是节能的重点,也是建设资源节约型、环境友好型交通行业的重点。近年来，许多道路运输企业、汽车生产厂家和汽车节能产品研发单位，围绕着道路运输节能做了大量工作，取得了显著的成绩，积累了宝贵的经验。下面分几个方面对这些节能措施做一简单介绍。道路运输节能是一项复杂的系统工程，影响因素众多，总体上可以归纳为结构性因素、技术性因素和管理性因素三类。影响公路运输节能的结构性因素主要包括公路基础设施结构、车辆运力结构、运输企业结构和能源消费结构等；技术性因素主要包括车辆制造技术性能、在用车辆技术状况、车用节能技术（产品）应用、信息技术应用等；管理性因素主要包括车辆运输效率、车辆通行管理、驾驶员节能驾驶水平等运输组织管理水平，以及公路运输节能相关法规标准、激励政策、体制机制等。针对不同的因素，可以采取不同的节能措施。道路运输节能措施技术性节能管理性节能结构性节能技术性节能技术性节能使用替代燃料规范汽车运用发展现代电动汽车改善运输装备使用替代燃料使用替代燃料天然气燃料汽车乙醇燃料汽车生物柴油燃料汽车天然气燃料汽车天然气汽车天然气是一种洁净的能源，主要成分是甲烷，燃烧后的主要生成物为二氧化碳和水，其产生的温室气体只有煤炭的1／2，是石油的2／3。天然气汽车则是以天然气作为燃料的汽车，按照天然气的化学成分和形态，可分为压缩天然气(CNG)汽车、液化天然气(LNG)汽车和液化石油气(LPG)汽车3种。CNG汽车压缩天然气(CompressedNaturalGas，简称CNG)是将天然气加压(压力超过24.8MPa)并以气态储存在高压容器中，经减压器后供给内燃机。CNG汽车由于其显着的经济效益和社会效益将成为天然气市场开发应用的一个新领域。在环境保护越来越受到重视的形势下,随着天然气资源的开发和应用领域的拓宽,此举将是减轻环境污染压力、缓解石油紧缺,实现可持续发展的可靠保证。LNG汽车(LiquefiedNaturalGas，简称LNG)是对天然气进行脱氢、脱硫、脱水、除酸、清除CO2等净化处理后，再实施分馏、低温冷凝处理而成。作为车用优质燃料，LNG与CNG比，具有储运效率高、运输成本低、工作压力低（CNG一般压力20MPa、LNG为0.6MPa）、能量密度大（CNG为6kWh/kg、LNG为24kWh/kg）、车辆续驶里程长，车装储罐压力小、质量轻、车辆设计布置方便等优点。LNG汽车的分类1）单一燃料天然气汽车：指发动机仅适用于天然气燃料的汽车（DedicatedNGV）。2）两用燃料天然气汽车：指具有两套独立的燃料系统，油、气两种燃料分别燃烧的天然气汽车（Dual-FuelNGV）。允许汽车在天然气燃料或者普通燃油供应系统间切换，但在同一时刻只能使用其中一种。常用于天然气/汽油两用燃料车辆3）双燃料天然气汽车：指具有两套独立的燃料系统，使用油、气两种燃料混合燃烧的天然气汽车（Bi-FuelNGV）。油、气两种燃料能同时注入发动机燃烧室掺烧，也可以仅使用其中一种燃料。常用于天然气/柴油双燃料车辆。。LPG汽车液化石油气（ＬＰＧ）是一种在常温常压下为气态的烃类混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。使用替代燃料天然气燃料汽车乙醇燃料汽车生物柴油燃料汽车天然气燃料汽车生物柴油燃料汽车生物柴油燃料汽车生物能源是指以动植物为能源载体的新能源。绿色生物能源是指具有低排污特征的生物能源。生物柴油又称脂肪酸甲酯，是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等可再生原料与醇类（甲醇、乙醇）经酯交换化反应制取获得的一种含氧的柴油替代燃料，是一种安全、清洁、高效的替代能源。由于汽车使用生物柴油混合液与使用普通柴油各项性能基本一样，因此，车辆不必进行改装，也不需要进行特殊的维护。其运用技术执行有关的规定和企业的车辆技术管理制度即可。当然，由于生物柴油混合液与柴油的性能毕竟不完全一样，在车辆运用当中也要根据生物柴油混合液的自身特点，有所侧重的采取一些措施。主要是，车辆长期使用生物柴油混合液BDG25时，在供油系最好更换氟橡胶密封件。使用替代燃料天然气燃料汽车乙醇燃料汽车生物柴油燃料汽车天然气燃料汽车生物柴油燃料汽车乙醇燃料汽车乙醇燃料汽车乙醇汽车是使用车用乙醇汽油作为主要的动力燃料的机动车。乙醇燃料已成为国际上普遍公认可降低环境污染和取代化石燃料的主要资源。车用乙醇汽油（国外称汽油醇，商品名GASOHOL），是在汽油中加入10%的变性乙醇，可使汽油辛烷值（汽油标号如90#、93#等）提高3%，氧含量增加3.5%，大大改善了汽油的使用性能，燃烧更彻底，是一种节能环保型燃料。汽油醇的特性和优点：首先它增加汽油中的氧含量，使燃烧更充分，彻底有效地降低了尾气中有害物质的排放；第二，有效提高汽油的标号，使发动机运行平稳；第三，有效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位积炭的形成，可以延长主要部件的使用寿命。为解决车用乙醇与人争粮的问题，我国利用植物纤维素制取乙醇技术的突破，为乙醇汽车的推广提供了坚实的基础。我国纤维素乙醇的产业化，为乙醇汽车提供了丰富的燃料资源，解决了人们对乙醇汽车与人争粮、与粮争地的后顾之忧。同时由于纤维素乙醇的生产为可农村地区建立可持续发展的循环经济实体创造了条件，因此，推广乙醇汽车为解决我国“三农”问题开辟了新的途径。技术性节能使用替代燃料规范汽车运用发展现代电动汽车改善运输装备使用替代燃料发展现代电动汽车现代电动汽车一般可分为三类：纯电动汽车（pev）、混合动力汽车（hev）、燃料电池电动汽车（fcev）。但是近几年在传统混合动力汽车的基础上，又派生出一种外接充电式（plug-in）混合动力汽车，简称phev。1、纯电动汽车（pev）纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车，虽然它已有134年的悠久历史，但一直仅限于某些特定范围内应用，市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池，普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。2、混合动力电动汽车（hev）混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。混合动力汽车按混合方式不同，可分为串联式、并联式和混联式三种；按混合度（电机功率与内燃机功率之比）的不同，又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。其中外挂式皮带驱动起动/发电（bsg）式是微混合动力汽车的典型结构，其电机功率一般仅2～3kw，依赖发动机的停车断油功能，可节燃油5～7％;在发动机曲轴后端加装一个电动/发电型盘式电机（isg）是轻度混合动力汽车的典型结构；具有纯电力驱动功能的可作为全混合或混联式混合动力汽车的典型。3、外接充电式混合动力汽车phev是在混合动力汽车上增加了纯电动行驶工况，并且加大了动力电池容量，使phev采用纯电动工况可行驶50～90km，超过这一里程，即必须起动内燃机，采用混合驱动模式。所以phev的电池容量一般达5～10kw·h，约是纯电动汽车电池容量的30～50％，是一般混合动力汽车电池容量的3～5倍，可以说它是介于混合动力汽车与纯电动汽车之间的一种过渡性产品。4、燃料电池电动汽车近20年来，由于石油危机和大气污染日趋严重，以质子交换膜式为代表的燃料电池技术，受到世界各国普遍重视。各大跨国汽车公司纷纷投入巨资，研发出了各种类型的燃料电池电动汽车(fcev)。5、电机及电动车轮电动汽车驱动电机是所有电动汽车必不可少的关键部件。目前使用较多的有直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻等四种电机。此外，在国外已有越来越多的电动汽车采用性能先进的电动轮（又称轮毂电机），它用电机（多为永磁无刷式）直接驱动车轮，因此无传统汽车的变速箱、传动轴、驱动桥等复杂的机械传动部件，汽车结构大大简化。技术性节能使用替代燃料规范汽车运用发展现代电动汽车改善运输装备使用替代燃料发展现代电动汽车改善运输装备1、涡轮增压节能技术这类节能技术主要是各种涡轮增压器。是在空气滤清器和发动机进气管之间安装涡轮，利用汽车尾气排放的高速气流或者外接电机等方法提供动力，推动涡轮高速旋转，为发动机提供增压空气，提高发动机压缩比，实现稀薄燃烧，大幅度提升发动机动力。2、尾气回收二次燃烧节能技术这类节能技术有汽车动力节能器等。这种节能器安装在汽车排气管尾部，应用空气动力学原理，使（排气后部）尾气排放加快，部分气流在负压管内形成负压力，在负压力的作用下，发动机排气歧管内（排气前部）的尾气产生回旋，又在发动机进排气门开闭时间特性作用下，排气歧管内的尾气进入燃烧室（汽缸内）二次燃烧。从而达到节省燃料、尾气达标的目的。3、能量回收节能技术从技术角度来分析，在城市工况下，公交车频繁起步、加速、制动和停车，要额外消耗许多燃油。表4列出了在国外四种典型城市工况下，汽车制动消耗能量（油耗）所占比例，其算数平均值达47.1％。即有近一半的燃油是被汽车频繁制动所消耗的，这就为通过能量回收来实现节能减排留下了相当大的空间。这类节能技术从混合动力的种类来分，可以分为电动混合动力汽车和液压混合动力汽车两大类；从回收能量的类型来分，可以分为单一能量回收型和综合能量回收型。（1）电动混合动力汽车此类混合动力汽车，前面“现代电动汽车”部分“混合动力电动汽车”中已经做过介绍，不再赘述。（2）液压混合动力汽车液压混合动力汽车节能技术主要有液力缓速节能器、液压制动节能器等。汽车在运行当中会有许多能量损失，例如，刹车时会消耗制动能量，汽车的颠簸振动会损失振动能等。这类节能技术的基本原理就是通过一套液力储能和转换装置把这些能量回收再利用，从而达到节能的目的。常见的有单一的制动能量回收节能器和多种能量综合回收节能器。单一的制动能量回收节能技术单一的制动能量回收节能器的工作原理是：车辆在减速、制动过程中，车辆本身的动能或势能通过液压泵将其转化成液压能，贮存在蓄能器中，同时液压泵产生的反制动力使车辆减速及停止，即所谓“液力制动”。液力制动取代的是刹车片制动，回收的是刹车片制动时产生的摩擦热量，大大减少了摩擦热及刹车片磨损。后轮前轮前轮液压马达/泵蓄能器液压阀控制器后桥后轮变速箱发动机图1加装液力缓速节能器的城市公交客车结构示意图多种能量综合回收节能技术多种能量综合回收节能器的工作原理是：不仅仅可以回收利用刹车制动时损失的能量，而且还可以通过振动回能装置将减振器活塞上下运动产生的能量和换档时发动机引起的牵阻能，进行有效的回收储存，贮能和释能都是连续不间断的；通过电脑控制单元的控制释放能量至液力马达，驱动汽车行走，达到节能目的。4、汽车滑行节能技术这类节能技术有汽车节能滑行器等。这种节能器一般安装在变速箱输出轴与驱动轮之间，收回油门时可将变速箱输出轴与驱动轮脱开，发动机立即恢复怠速工作状态，充分利用了潜在的动力，延长了滑行距离，从而达到节油的目的。5、温控管理节能技术这类节能技术有汽车冷却热管理系统等。这类节能技术是在冷却系加装温度控制装置，对发动机冷却风扇根据发动机温度自动进行转速控制，使温度越高，风扇的运转速度越大，从而让发动机长期保持在最佳温度附近，这样既可使发动机最省油，又减少了冷却风扇的能量消耗。（1）冷却风扇离合器发动机既怕冷也怕热，研究表明发动机发挥最佳效率的冷却水温度是90C°,只有在最佳温度运转才能最省油。为此，最简单的办法是，许多客车生产厂家在冷却系加装由温度控制的电磁离合器，对发动机冷却风扇自动进行转速控制，使温度越高，风扇的运转速度越大，从而让发动机长期保持在最佳温度附近，这样既可使发动机最省油，又减少了冷却风