汽车小知识

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绿色发动机——新世纪的呼唤
　　在人类即将跨入21世纪的时候，世界范围内的环保呼声也越来越高，针对环境和能源形势的日趋恶化，汽车作为污染环境和消耗能源的大户，历来备受人们的关注，开发环境污染小且具有一定发展前景的“绿色汽车发动机”已成为世界各汽车公司竞相开发的热点。由于各国资源分布、科技实力不同，因而开发的“绿色汽车发动机”也形色各异。下面是各汽车公司推出的一些“绿色汽车发动机”。
　　醇类发动机
　　醇类发动机主要是指甲醇、乙醇，它们都具有使用、储存和运输简便的特点。甲醇的来源十分丰富，可从煤炭、天然气中制取。所以，一些农业发达的国家特别重视开发乙醇燃料。
　　现有的汽油发动机只要经过稍加改造就可以燃烧醇类燃料。目前，日本、美国、巴西等都已开发出醇类发动机，只不过造价比汽油机要高。如日本生产的甲醇汽车的零售价为普通汽车的两倍，运输省为了鼓励使用这种汽车，在买车贷款和纳税等方面采取了许多优惠措施。
　　醇类燃料也存在一些缺点：如冷起动、气阻和对塑料件和橡胶件的溶胀和腐蚀等。另据来自美国能源部阿尔贡国家实验室科学家的研究结果证明，虽然乙醇作为一种汽车代用燃料减少了HC和CO的排放，但同时也增加了其它污染物质的释放。美国新墨西哥州阿尔布开克市的一次野外研究结果证明，使用乙醇燃料的发动机会导致车辆尾气中乙醛和硝酸过氧化酰（PAN）有毒物质含量的增加，乙醛在大气中的活动性远高于乙醇，它们与城市上空大气中的其它物质发生反应而产生PAN。这种有毒的PAN一旦产生，如果条件（尤其是温度）合适，能够在空气中持续许多天，不仅对植物有毒，而且对人的眼睛也具有强烈的刺激性，PAN能通过空气传播。阿尔贡国家实验室的科学家认为：尽管这些污染物质没有被普遍地控制，但在解决代用燃料对空气质量的影响中，它们对人类健康和环境的潜在影响应该引起足够的重视。尽管醇类燃料存在上述缺点，但其本身所具备的优点，也许会成为未来的“绿色燃料”之一。
　　天然气发动机
　　以天然气作燃料的发动机已有50多年的历史了。可以说人类开发天然气发动机的技术是相当成熟的。天然气是天然资源，产自油气田和气田。在地球上的贮量都很大。天然气发动机最大的优点是排放污染大为降低：　CO排放量是汽油机的1/15，HC排放量是汽油机的1/5，SO2排放量是汽油机的1/10，CO2的排放量是汽油机4/5。另外，天然气发动机不使润滑油稀释，可延长发动机寿命，同时还可降低汽车噪声等。
　　目前世界上不少国家都使用天然气汽车，为了鼓励使用天然气汽车，一些国家还对改用天然气的汽车实行17:31 99-6-15补贴，可以相信，当加油站全部改为加气站时，真正意义的“绿色汽车”时代已经到来。
　　氢气发动机
　　氢气可从电解水、煤的气化、天然气中大量制取。由于水是取之不尽的，所以它被认为是未来能源结构中重要的组成部分。氢是一种最清洁的燃料，燃烧产物主要是水，其次是在空气燃烧中形成微量的NOX，对空气没有什么污染。因此，发达国家对氢燃料十分重视。
　　以氢气为燃料的汽车发动机的研究经历了一个曲折前进的过程，研究工作从30年代就已开始，但进展不大。70年代的石油危机给各国重新敲响了警钟，氢气再次被人们所关注。目前，世界一些知名的大汽车公司都研制出了自己的氢气发动机。
　　然而，要推广应用氢气燃料发动机还要解决一系列技术问题：
　　一、需要找到氢气在汽车上安全有效的贮运方法；
　　二、要找到大量生产廉价氢的方法；
　　三、要解决氢燃料的供给系统。
　　总之，从长远和发展的观点来看，氢气发动机最有前途，但就目前的技术看，在未来的一段时间内，不会被推广。它尚难以与其它代用燃料的发动机竞争，更不要说石油燃料发动机了。
　　水燃料发动机
　　以水作燃料的发动机不是什么神话，它的工作原理是在发动机燃料管内装一铝制转子，并将铝线一端插入水中，另一端引向转子。当在铝线和转子间馈以电流后，铝线在水中放电，使水分解成氢气和氧气，随后，气体进入燃烧室，气体燃烧后产生驱动力。英国正在试用这种以水作燃料的发动机。
　　净化污染空气的发动机
　　日本本田公司宣称它已研制出一种神奇的、在行驶中能净化污染空气的发动机。这种代号为Z-LEV的发动机，能吸进含烟雾的空气排放出洁净的尾气。它的排放物是世界上最严格的美国加州标准的1/10。装有这种2.3L　4缸发动机的汽车在高烟雾地区行驶，排出的尾气中烟雾含量要比周围空气中的还要低，它每英里排放CO为0.17g，氮氧化物为0.02g。Z-LEV发动机使用一种催化剂，当发动机处于低温时，这种发动机还配有计算机控制的燃烧定时系统，以利于提高燃油效率。
　　十年前还难以想象的这种零排放汽油发动机计划在2年内投产。可以想象随着环保条约的日益严格，这种零排放发动机前景一定看好。
　　液态空气发动机
　　利用空气来发动汽车似乎十一个令人难以置信的设想，然而近日美国华盛顿大学的研究人员已经研究开发出一套空气马达的技术用来推动汽车。空气马达汽车的原理并不复杂，它是将空气中的氮气分离，然后经过-160℃的低温进行液化，液体氮气便成为空气马达的燃料。空气发动机汽车装有一类似汽车水箱散热网的热能交换器，当液体氮气经过热能交换时，便会因遇热而迅速变为气体，容积在瞬间膨胀达700倍。氮气在膨胀时，便可以将空气马达内的活塞推动，原理犹如汽油燃烧时产生的爆炸作用。研究人员认为，空气发动汽车比电动汽车更具有环保意识，原因时制造电池的物质尚有毒性，而且充电对发电厂的需求也会提高。相反，氮气取自大气层，不含毒性，而且其生产成本比提炼汽油还便宜。
　　稻壳锯末发动机
　　日本STIVLING发动机公司近日宣布开发成功一种使用农业和林业废物如稻壳或锯末作燃料的新型发动机。这种发动机的气缸内的空气在反复加热和冷却的循环中推动活塞，发电功率为3KW。由于利用废物作燃料，故运行费用极低，并不会污染大气。
　　这种新型发动机的工作原理与现有的内燃发动机完全不同。内燃机使汽油气化，燃料在发动机内爆炸燃烧。而新型外燃发动机气罐内的空气由外部加热使之膨胀，再由热交换器冷却使之收缩，气缸内的空气膨胀和收缩使活塞运动而获得动力。
　　外燃发动机由燃烧器和发动机组成。用通常不被利用的资源如稻壳、锯末和修剪下来的树枝作燃料；空气在燃烧器内被加热到约650℃，此高温空气进入发动机后膨胀，使气缸内活塞运动。而当冷却系统使空气在曲轴箱内冷却到约60℃时，空气收缩，使气缸活塞回到起始位置。在发动机内置的热交换器将冷却的空气重新加热，使发动机连续运行。由于这种发动机不产生废气，并可有效利用农林业废料，故有洁净和燃料费用低等特点，预期将来会获得广泛的应用。

　

降低汽车排放的铂蒸汽喷射器

胡跃兴
　　Gasaver（加拿大）股份有限公司正向市场推出一种名为“铂蒸气喷射器”（Platinum Vapor Injector--PVI）的小型装置，它能使汽车排放降到符合北美最严格排放标准的水平，并能使燃料费用降低15%~30%，同时通过除去积碳达到延长发动机寿命的目的。
　　铂有一种独特的功能，它能使未燃烧汽油在产生废气污染环境前充分燃烧。催化转化装置只是帮助降低有害物排放的镀铂消声装置，它们的有效性随着时间的推移而降低，最后发展到无法处理来自发动机的大量的未燃烧汽油。
　　相反，铂蒸气喷射器不断通过发动机真空管路将微量的铂、铼、铹喷进燃烧室，提高了燃料燃烧效率，从而大大降低了有毒气体的排放和油耗并延长了发动机的寿命。铂蒸气喷射器技术还被用在柴油发动机上。
　　铂蒸气喷射器的优点得到了来自各方面的充分证明。它在降低有毒气体排放方面功效卓著，被认定为一种合格的催化转化器用在欧洲的一些没有装催化转化装置的汽车上。
　　英国哥伦比亚保险公司向一辆没能通过CO排放测试的汽车（它的CO读数为3.8，而限值是3.5）提供了一份98年度“空气保护检验”报告。装了铂蒸气喷射器只行驶600km后，该辆汽车轻易地通过了测试。CO读数降到了0.02（降低了99.4%），而HC的排放量骤然跌了93.6%，从百万分之158降到百万分之10。
　　Gasaver（加拿大）股份有限公司总裁Mike Golka先生说：“铂蒸气喷射器为加拿大的公司和个人创造了节省费用的机会。”他还说：“我们对这项产品充满信心，我们向任何发现这项产品没有达到预期目标的用户提供120天的保退款保证。”

　

漫话电子喷射

子荫 庾晋
　　什么是电喷装置呢？这得从发动机化油器说起。化油器是发动机内混合气生成系统，具有对燃油进待雾化、气化、混合、配剂和定量控制等功能。化油器具有一些致命的弱点，比如混合气浓度过大、油耗多、尾气污染严重，使发动机振动大、易于熄火。据悉，浮子式化油器在工作状况受发动机姿势的影响。飞机在爬升、翻滚时，化油器不能正常工作。航空发动机如果出现这种故障，可能造成机毁人亡。因此汽油喷射取代化油器，实为不可避兔。
　　美国空军1925年正式开发汽油喷射航空发动机，并于6年后进行了试飞。继而德国也在航空发动机上试验了汽油喷射系统。在第二次世界大战中，德国空军飞机几乎全部采用了汽油喷射。1930年，汽油喷射用于赛车。二战结束，汽油喷射转向车用。50年代，世界上大批量生产汽油喷射轿车投入市场。汽油喷射主要是多点喷射，它减少了吸气流损失，增强了充气功效，有利于提高发动机的扭矩和功率，减少尾气污染。但这一阶段的汽油喷射为机械喷射，即利用杆系传递负荷信息，利用离心块探测转速信息，通过空间凸轮控制循环喷油量。
　　1957年美国公司推出了电子控制汽油喷射系统，这就是所谓电子喷射，筒称电喷。电喷技术为发动机，乃至整个运输事业的发展开创了一个新纪元。起先用的是模拟电子喷射，后来发展到数字电子喷射。电子控制汽油喷射的优点主要表现为：一是对各种工况都能根据特定的目标对燃油定量实现最精确的优化，且各工况之间能做到最佳匹配；二是可实现闭合控制，确保 ，为使用三效催化转化器净化排气创造了条件，而且避免了因零件的磨损、空气密度的变化所带来的喷油量偏差。
　　当然电喷装置也有其自身的局限性：一是忌“电磁污染”。由于电喷装置是由EFI计算机控制的，车上不宜使用大功率无线电发射装置。比如10W以上的无线电对讲机、音响之类要注意远离EFI系统。二是忌过压或极性接反。在车辆保养时，要防止在不装蓄电池的情况下，使用专供起动用的起动电源直接起动发动机，或检查燃料时不拆去蓄电池搭线，装蓄电池时极性接反。否则，都容易破坏EFI系统。三是忌震动。EFI计算机无论是硬件还是软件，都不能受剧烈振动。四是要防止有水浸人电喷装置内部。五是电喷装置不可盲目拆检。电喷装置是高技术产品，一定要专业维修。检测时要使用专用仪器，按规程操作，以免造成损坏。
　　当前面对的同题已不再是汽车档次同题，而是价格问题，因为电喷车因其技术的先进性，价格要贵一些。据悉，目前市面上标定的1,36L化油器富康车是11.4万元一辆，而已上市的电喷1.4L“自由人”富康车售价是12.5万元一辆，价格差约为1万元。中海牌轻型客车化油器基本型48800元一辆，而电喷基本型是53800元一辆，贵了5000元。但专家认为，买电喷车还是比化油器车划算。电喷车具有车况好、使用寿命长、环保、安全水准达标等优点。这是化油器车所望尘莫及的。

　

今后十年汽车技术走势
　　据SAE会刊近期报道，地处车城底特律的密执安大学最近就北美今后十年（至2007）的汽车技术发展动向进行了“头脑风暴”式的专家调研，该预测报告的主要结论有：
　　在政府法规的导向下，减重因素在材料技术中的地位越来越高（有时甚于成本），预计车重到2002年将减2%，2007减5%；轻量化材料的使用将日益增加并取代传统的低碳钢、铸铁、铜、锌等。
　　选材将以整车、子系统为背景，用材之争会更加激烈。材料的采购及制造成本仍是关键，重量、对整车安全性的影响、索赔成本、实用经验、设计风格、工艺性、环保、可回用性等均是选材之要素。
　　政府将更加关注材料的回收再生利用，并以法规来保护资源。这将迫使企业修正选材原则而更多地考虑到报废后的降解问题，尤其对选用塑料类而言（分筛降解的经济性、基础设施、回用价值等均是难题）。
　　在聚合类材料中，聚丙烯、TPO、尼龙、聚酷（热塑）和聚乙烯的使用会大增。而ABS、PVC及尿素的用量将大减。
　　到2007年，（北美）轿车发动机95%的缸盖、50%的缸体将采用铝；轻卡的上述比例将为60%和25%。
　　轿车的整体式车身骨架仍蒋占主导，越来越多的SUV（运动休闲车）也将采用这种构型。而在该骨架的取材中，钢仍将唱主角。铝虽轻但太贵，在近期还只适用于（针对细分市场的）特定车型。
　　要在结构件上采用复合材料，尚需克服的难题有：成本、回用再生、抗撞安全性、联结／粘接性、制造工艺性等。
　　到2007年，侧面气袋的装用率轿车为15%，轻卡为18%；轻卡乘员座的侧气袋装用率将达85%。轿车的后座气袋尚不会大量使用。现用的手动关闭式的乘员座侧气袋将被逐步淘汰。70%的轿车、60%的卡车将采用智能式气袋。低能量气袋将占主导地位（75%）。
　　在被动安全措施普及的同时，改善主动安全性的车内信息系统、自适应行驶控制、避撞警示装置等开始启用。
　　车用电子含量将从13%增至19%，相应的电装（电气＋电子）成本占整车比例将从20%升至24%。采用双向多工布线的车辆比重将从目前的3%增至2007年的23%。在控制信号线路上将有部份采用光纤传输。
　　采用电子防盗、CD唱盘、电子门锁、带专家系统软件的车载自诊断等的汽车将明显增加。
　　6%的车辆将采用高电压系统。
　　目前生产的车用发动机将有近半被新机型取代。
　　在北美制造的轿车中，由本国负责产品及技术设计的比重将从目前的90%降至70%，即是说，总部注册在北美外的汽车制造企业在该地区生产轿车中所承担的技术主导比重将从目前的10%上升到30%。

　

指点迷津全仗它

　　　　　　　　　　　　　——汽车导航系统现状
　　
　　在美国，汽车导航系统担当了指点迷途驾车人的角色。它能告诉你所在的位置、指引正确的方向，甚至能告诉你最近的餐馆在哪里。
　　有人对目前市面上的六种导航系统做了测试，结果显示，这六种导航系统虽然还不能完全解决迷路的问题，但它们都能降低迷路的机会。尤其是在道路及路标记录详细的大城市，它们能有效引导驾车人在陌生的环境中迅速找到主要的告诉公路入口或就近的加油站。
　　这些导航系统接受由美国政府安置的“全球定位卫星”所传来的讯号，结合车速和车行方向的资料，电脑便能计算出车辆及其附近地区的相关位置，然后将地图及路线显示在餐巾大小的荧屏上。至于街道、路标、旅游重地、餐馆和自动取款机的位置是预先输入磁盘中的。
　　驾车人只需将地址、道路交会点、告诉公路入口等输入电脑中，只需几秒种，导航电脑会以声音及荧屏图像显示出如何到达你所要前往的目的地。同时，导航系统还可以提供多种不同的路线选择。
　　但由于磁盘的资料储存容量有限，因此多数导航系统将美国地图分成九个区域，分别储存在不同的磁盘中。所以，你如果由美国的东北区向南行驶，在车子过了新泽西中部，你的导航系统将需要另一个磁盘来提供这个地区的资料。
　　另一个问题是在人口稀少的地区，有许多街道或次要公路的资料未被纳入资料库中。另外，当车子在公路上高速行驶时，导航系统有时会短暂性地失去方向感。还有，这些导航系统都未能解决“驾车人必须将视线离开路上”的问题。因此，汽车导航系统还有待进一步提高与完善。
　　下面，我们便依据有关测试结果的排名，依次介绍“凌志”等六个品牌的导航系统。
　　一、“凌志”的导航系统是触摸式屏幕，所提供的资料也最为详细。它能以不同的颜色来显示不同的地景。输入指令可用按键和直接触摸两种方式。
　　二、“宝马”的显示荧屏也相当的详细，指令则是由一个可以旋转和按压的球状钮来控制。它的“声音指示”也很清晰，词汇也很足，也可以直接在荧屏取点来设定目的地，但它不能像“凌志”一样可以直接在荧屏上触摸取点。
　　三、ACURA的显示荧屏有不错的影像，也有足够的细节资料，但不如前二者多。其最大的弱点是“声音显示”音量太小，难以听清；另外它是由一个可以按的控制杆来输入指令，常常难以准确取点。
　　四、“奥兹莫比尔”的“引导之星”系统是由通用公司研制的，它是最早问市的汽车导航系统，因此它的设计比其他的简单，功能较少，通融性也较差，限制比较多。
　　五、“奔驰”的导航系统与通用的“引导之星”一样是由汽车代理商安装的配备。该系统显示车子的位置通常落后于实际位置（慢半拍）。指令是由两个装置来输入，先以一个圆形可旋转的钮来指定目的地，然后再按另一个键来输入所作的选择。这对于正在驾驶中的使用者相当不便。
　　六、最后要介绍的是ONSTAR系统。它和前面所介绍的有较大的区别，是与汽车电话一起安装的。它主要是靠固定机构的工作人员通过汽车电话指引迷路的驾车人。工作人员通过人造卫星接收到ONSTAR所传送的讯号而得知车子的位置，因此它是没有显示屏的。除指引方向外，它还可以提供一些其他导航系统无法提供的特殊服务。
　　尽管ONSTAR系统准确性尚待完善，但它代表了未来汽车导航系统的发展方向。在信息传送技术更进步的未来，高价格的导航电脑可以被价格较低的接收器取代，道路、餐馆、加油站甚至路况的资料可传到车上。