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关键词: 心理暗示;青少年足球运动员;竞技能力
中图分类号: G804.8文献标识码:A文章编号:1671-1297(2008)07-112-02
一、前言
随着本次世界杯预选赛中国未能出线,中国足球进入了一个低潮期,凸现出中国足球存在的种种问题,尤其暴露了中国足球目前缺乏后备人才的现状。要想在激烈的比赛中取得优异成绩,必须具备高度发展的专项技术能力,而这些能力的发挥在很大程度上又与运动员的意识、心理控制能力、情绪稳定等心理素质发展不可分割。因此在足球比赛中,要求运动员不仅要具备全面的身体素质,还要具备勇敢顽强的拼搏精神,及良好的对抗技术和灵活多变的能力及较高的竞技战术水平,而且还要具备最佳的竞技心理状态,在比赛中才能取得较好的成绩。
所谓足球运动员的心理训练是指,在足球训练和比赛的实践中,教练员有目的、有意识地对运动员心理施加影响,并采用一定的训练方法、手段使运动员形成良好的心理状态和个性特征的过程。其中心理暗示是心理训练最为重要的一环,心理暗示在足球比赛中的重要意义,已日益引起广大教练员和运动员的普遍重视。
本文的目的旨在研究青少年足球运动员的心理特性以及青少年队伍教练员在训练与比赛中对于球员心理方面应该注意的问题,通过分析与研究让青少年球员和教练员重视心理暗示对于提高青少年足球运动员水平的作用。
(一)心理暗示的概念
《心理学大词典》上是这样描述的:“用含蓄、间接的方式,对别人的心理和行为产生影响。暗示作用往往会使别人不自觉地按照一定的方式行动,或者不加批判地接受一定的意见或信念。”
心理暗示是指人接受外界或他人的愿望、观念、情绪、判断或态度影响的心理特点。心理暗示是人或环境以非常自然的方式向个体发出信息,个体无意中接受这种信息,从而做出相应的反应的一种心理现象。
(二)青少年界定和身心特征
1、青少年的定义
以广义而言,青少年时期集中在十二到二十一岁之间,并区分为三个阶段:青少年前期、青少年早期及青少年后期,但以较狭义的范围来看青少年时期是指介于十二到十八岁的阶段。在此我们所指的“青少年”、“少年”乃依我国刑法的界定,将“青少年的年龄”界定在十二到十八岁之间。
2、青少年的身心特点
心身发展――-快速而不平衡:在青春期到来时,青少年在躯体和心理方法呈现快速地发展。表现为身体急剧地生长和变化。肌肉、骨等组织全面地急剧成长,生殖系统的成熟,第二性征逐渐显露。随着身体的发育,青少年必须适应发展中的新自我,同时还必须适应别人对于他的新形象所表现出的反应。青少年球员的年龄特点表现为好胜心强,不服输。
二、研究对象
为了使得研究对象具有代表性,挑选的对象要经过一定时间的专业训练并具有较高的技术水平,本研究挑选了武汉市足球学校U-17年龄组和湖北省足球学校U-17年龄组,其中武汉市足球学校的学生为实验组,湖北省足球学校的学生为对照组。
三、研究方法
1、资料分析法:以阅读足球心理训练及相关的科研文献为基础,参阅国外有关的文献资料。
2、教学实验法:根据指定的心理暗示的设计方案做教学实验,把实验前后实验组和对照组的比赛各项技术评定作对比,以检验心理暗示的实用可行性和有效性。
3、数理统计法:对各项统计数据做统计学处理。
四、实验结果与分析
(一)实验组的操作实施
两支队伍在实施研究之前的三次的教学比赛中进行了技术统计,其中湖北省足球学校U-17年龄组在对武汉市足球学校U-17年龄组的比赛中都获得了胜利,并且在各项关键的技术统计中都好于后者。(比赛技术统计如表一)
于是选取在武汉市足球学校U-17年龄组中,与教练协商,在队伍中创造一种积极的激励球队的环境,培训摘要如下:
如何青少年球队创造一种积极的激励球队的环境
让教练员知道球员的三种基本心理需求:
1、展示他们能力的需求;
2、体会到集体归属感的需求;
3、得到某种选择权的需求,选择他们在球队中所做的事情(或者选择他们在球队中的角色)。
如何具体对青少年球员进行提示和让他们自我提示
[摘自《足球心理》安迪・凯勒(英)罗伯特・佛左尼(英)]
1、自我暗示训练
自我暗示训练是运动员用自己的思想、词语对自我的心理施加影响,以调整自己的情绪、意志和注意力等心理活动,从而提高自我的控制能力,在比赛中建立良好的状态。如在运动员上场前反复提示队员不要计较比赛的结果,排除一切干扰,全身心的投入到比赛中去,认真完成每一个技术动作,处理好每一个球,把个人的行为融入全队的整体配合中去。
2、念动训练
念动训练也称为心理回忆训练,是心理训练方法的一种。要求运动员回忆教练员经常反复提示的技术动作要点,以及场上多变的情况处理和分析;强化正确的技术动作,改进技术动作和提高完成动作的正确性;重现成功技、战术组合的情景;重现比赛取得胜利的激动场面和外界观众高涨的情绪。
在武汉足校U-17年龄组教练经过短期心理课培训,六个月以后,两支队伍又进行了三次教学比赛,两队的出场队员与半年前基本没有变化。武汉市足校的队伍在这三场比赛中取得了两胜一平的好成绩,各项关键的技术统计都好于省足校。(前三次和后三次的技术统计如表一)
(二)统计结果的分析比较(表一)
对表一中的数据进行统计学分析角球次数、前场任意球次数、抢截成功次数没有显著变化。而关键的技术数据,比如说攻入前场30米区域、过人成功率、射正次数、控球百分比在进行心理暗示训练前后有显著性差异,得出 p<0.05。说明武汉市足球学校U-17年龄组的队员在教练员进行心理暗示训练之后,竞技能力得到了显著性提高。研究表明,在青少年足球运动员中采取心理暗示训练是必要的,并且在教学实验中被证明是具有可行性和实用有效性的。
五、结论
1、心理暗示训练对于足球运动员自信心的提高有着重要的意义,特别是在青少年足球运动员中,这种效果更加明显。
2、 通过T检验分析得出心理暗示训练对于青少年足球运动员竞技水平的提高的作用是非常显著的。
3、建立正确的青少年足球运动员训练的指导思想是摆在每个教练员的当务之急;只有了解并掌握世界足球发展规律,只有不断加强自身的素质,学习科学,先进的训练方法来指导训练,才能为国家培养出优秀的足球人才。
4、要振兴中国足球运动,首先要抓好青少年足球运动员的培养,这是一个切实的工程。在当前将足球工作重点转移到培养青少年运动员上来,是符合世界足球发展规律的。
参考文献
[1] 邓达之・足球训练 [M].北京:人民体育出版社,1999.
[2] Bert Van Lingen (荷兰)・足球训练[M].北京:人民体育出版社,2002.
[3] 约瑟夫・施奈耶斯 (德)・德国青少年足球训练教程[M].北京:华夏出版社,1999.
【关键词】 新能源汽车 类型 优点
我国作为负责人的大国,在世界治理环境气候问题中发挥着重要作用,随着巴黎协议的签署,发展新能源汽车,实现我国交通能源动力系统转型,已经成为我国履行巴黎协议,体现大国形象的重要举措。
1 新能源汽车的类型
新能源汽车主要是指区别去传统能源动力的汽车,包括燃料电池动力汽车(FCEV)、混合动力汽车、氢能源动力汽车、纯电动动力汽车(BEV,包括太阳能汽车)、其他动力新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车各类型产品。
(1)燃料电池动力汽车(FCEV)。是以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生店里,依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能的。(2)混合动力汽车。是指采用传统燃料,同时配以电动机或发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。混合动力汽车按照燃料种类的不同,又可以分为汽油混合动力汽车和柴油混合动力汽车两种。目前在国内,混合动力车辆的主流都是汽油混合动力为主,而国际上柴油混合动力车型的发展也比较快速。(3)氢能源动力汽车。就是以氢气燃烧提供动力的汽车。由于氢气燃烧产生的只有水,所有氢能源动力汽车是真正实现了动力燃烧零的排放,氢气动力具有燃烧无污染,零排放,储量丰富等优势,因此,氢动力汽车是实现环保发展的最佳方案。不过,氢燃料电池成本过高,而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说相对有点困难。(4)纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)。主要是采用电力驱动的汽车,目前,大部分车型是直接采用电机驱动的,有一部分车辆则把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,而其难点在于电力储存技术。(5)其他新能源汽车。包括压缩天然气、液化石油气、液化天然气和乙醇等作为燃料的汽车。目前,许多国家和地区在这方面的新能源汽车已经有了较大的推广,这也将成为未来世界汽车产业发展的趋势。
2 新能源汽车的优点
(1)解决能源危机,我国石油依存度已接近60%,能源危机威胁国家安全,从国家战略角度,我们需要寻找新的替代能源,降低对石油的依赖。(2)处理环境危机,汽车对PM2.5的贡献超过20%,减少尾气排放,有利于降低环境污染,减少雾霾天气。(3)实现产业升级,传统汽车产业我国远远落后发达国家,但在新能源领域却差距不大,通过发展新能源有利于促进我国产业结构升级,提升我国汽车产业竞争力。(4)能源效率高,来源多样化。通过近年来新能源汽车的发展和应用,在一些城市运行时,由于城市拥堵问题,汽车行驶速度不高,传统能源汽车在市区路况,燃料燃烧不充分,能源利用率低,污染排放高,新能源电动汽车则比较适宜市区路况,因为新能源电动汽车在停止时不需要能源动力,并且在制动过程中,电动机还可以自动转化为发电机,实现减速制动时能量的回收利用。 另一方面,新能源电动汽车的应用可有效地减少对石油等不可再生资源的依赖。向蓄电池充电的电力来源可以由水力、核能、太阳能、风力、潮汐等清洁能源转化而来。(5)结构简单,使用维修方便。新能源电动汽车较内燃机汽车结构简单,运转、传动部件少,需要维护和保养的部件就少,而且新能源电动汽车的电机无需保养维护,并且电动汽车容易操纵。
当然,我们在看重新能源汽车的优点的同时,也不能忽视其中的不足,例如:混合动力汽车长距离高速行驶基本不能起到节省能源的效果。纯电动汽车蓄电池单位重量储存的能量太少,电动车的电池较贵,购买价格较贵替换成本高,以至于电动汽车的使用成本比传统能源汽车还高,一些费用还要要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。氢动力汽车氢燃料电池成本也过高,因为氢分子非常小,极易透过储藏装置的外壳逃逸,所以氢燃料的存储和运输按照技术条件要求高,以至于技术能以转化为实际应用,这些不足都是我们今后努力的方向和要改进的。
3 作为新时期的学生我们要怎么做
3.1 J识到事物的普遍联系性
政治学中我们知道,事物是普遍联系的。我们生活的环境的各组成要素之间之间不是孤立的,它们相互作用,共同构成相互依存的整个自然社会生态系统。个人之间,社会之间,国家之间的经济、政治、文化等一系列活动之间,同样也是紧密的相互关联,相互依存关系。而人类社会和自然生态环境之间也是相互影响、相互制约的。正确认识和尊重自然规律,处理好人与人、人与社会之间的关系,实现人与自然之间的和谐共处,对人类的生存和发展至关重要。
3.2 深刻理解可持续发展的内涵
可持续发展就是要求我们在尊重社会和自然发展规律的基础上,按照社会和自然规律,秉持持续发展的理念,开展社会活动。因此我们应当了解自身行为对环境所产生的正面与负面的影响,在发展的过程中认识自然规律,减少和避免对自然环境的破坏。人类社会的发展出现了很多不尊重自然规律,肆意破坏环境的负面例子,正是在反思这些盲目活动的基础上,国家提出了可持续发展的概念。可持续发展要求我们在资源利用和环境治理上加强交流、理解与合作,在满足当代人需求的同时保护好作为后代人及生存和发展基础的资源与环境。
3.3 掌握先进的科学技术
作为即将进入高等学府学习的高中生来说,我们首先要树立科学意识,以科学的态度指导我们的学习和社会实践;其次要掌握和了解一些国际国内的科学动态,培养自己的科学兴趣,目前比较有发展前景的科技主要是生命科学,纳米科学,空间科学,新能源科学,信息科学这几个领域。最后要加强科学应用能力,科学技术最终要转化为生产力。
【关键词】内燃机;汽车制造;发展;问题研究
一、我国内燃机行业发展现状
随着汽车制造技术的不断进步,已经电子技术在汽车制造行业的广泛应用,汽车内燃机的水平得到了飞速进步,随着我国成为世界第一汽车制造大国,我国也成为了世界汽车内燃机制造大国。内燃机技术的飞速发展,促进了机床、石油、钢铁、化工等很多行业的快速发展,提高内燃机行业竞争力,进而提高我国的世界经济竞争力。内燃机比其他动力系统有着很多优点,主要表现在其具有很高的热效率,而且内燃机的应用较其他动力机械的广泛程度特别高。目前,内燃机是所有可移动的动力装置的核心,而且当前没有任何一种动力可以替代。内燃机已经发展成一套较为成熟的设计、研发和生产体系,但是仍然存在一些不足,需要人们去提升,以适应飞速发展的全方位需求,在未来的10年,传统内燃机动力和混合动力仍然是重点发展领域。内燃机的应用领域广泛,涉及汽车、船舶、工程机械、农机等领域,而且这种应用是不可替代的。
二、我国汽车内燃机发展所面临的问题研究
(一)内燃机的效率亟待提高
当前,虽然电动车的发展比较迅速,但是人们对内燃机的效率提高问题更为急切。有数据显示,2009年,我国石油的对外依存度为47%,而近两年,已经达到近52%。这其中,近70%的消耗为内燃机的石油消耗。在内燃机刚刚出现的时候,热效率大约为12%,2010年的时候,内燃机的热效率已经达到46%。为了争取更多的新能源动力开发时间,要求我们要努力降低油耗,提高内燃机的热效率。目前最好的解决办法是大力发展柴油车,增强动力,降低油耗,符合低碳需求。但是,柴油机中的燃油系统、嘴、泵等主要零部件的价格较高,因此,柴油机的制造成本和维修成本较高,而且其油品要求高,供应困难,现在能够供应满足柴油机需求的柴油的城市比较少,因此还需要我们努力寻找更好的解决办法。
(二)坚持节能减排方针
当前内燃机发展的主要趋势是广泛应用高新技术集成,进行节能减排。首先,如果我们能够节约40%的油耗,那么我们将扩大40%的发展空间。虽然现在出现很多电动汽车、氢燃料电池汽车等,但是在很多性能上,电动汽车是无法代替汽油汽车的,并且目前这些技术中无法应用汽车用节能减排技术,这就意味着我们将有一场这个领域内的节能减排硬仗要打。在未来的15年里,汽油内燃机的汽车将仍然占主导地位,而且,高效的汽油内燃机将继续承担油电混合动力汽车的基础动力。现在,我国已经是世界汽车第一生产和销售大国,几乎80%的都是汽油内燃机汽车。我国在重型卡车中的各项技术指标都有了很大的提高,我们一定要保持这种内燃机技术的发展优势,继续落实节能减排,促进汽车内燃机的稳定持续发展。
(三)攻克内燃机的技术难关
目前,我国内燃机技术还存在进压力不足、燃油系统喷射压力低、爆发压力低的问题,在未来几年里,要提高汽车内燃机的发展,我们要解决这三个方面的问题。进气压力提高了,单位排量才能够得到提高,只有这样才能减少损失;现在内燃机技术发达的国家,其燃油系统喷射压力已经大约达到了240MPa,但是,我国内燃机技术中的燃油系统喷射压力却只能大约达到160MPa,亟待我们努力提高,缩短与世界内燃机先进技术国家之间的差距;内燃机的爆发压力与活塞等零部件的质量有着密切关系,也正因如此,在这种局限下,为了适应活塞等零部件的受力极限,我国内燃机的爆发压力较低。内燃机爆发压力的高低,直接影响着内燃机的节能减排的落实,只有内燃机的爆发压力提高了,才能达到更好的节能减排效果。
(四)提高混合动力的发展速度
混合动力技术的发展是内燃机行业节能减排的决定性技术,因此,要想促进汽车内燃机技术的发展,必须提高混合动力技术的发展。随着国内一汽、上汽、长安等汽车企业都已经在混合动力技术方面取得了较好的成绩,但是混合动力专业发动机仍然存在一些不足,有待进一步完善发展。混合动力技术较其他新能源动力技术较为成熟,混合动力电动汽车在价格和节能减排方面均好于纯电动汽车和燃料电池电动汽车,发展前景较好。
综上所述,汽车内燃机技术虽然目前有较好的水平,但是仍然面临着很大的挑战,我们一定要下大力度研发新技术和新产品,提高我国汽车内燃机技术水平,保证汽车内燃机质量,降低成本,在激烈的市场竞争中稳步发展。
参考文献
[1]刘永和,冯赞.节能与新能源汽车的发展[J].客车技术与研究.2010.1:4~8
关键词:热能动力工程;锅炉;能源;发展
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
科学技术的进步,社会生产力的不断发展,能源缺乏成为了生产生活亟待解决的问题,热能作为长期广泛被应用的能源,在众多的企业发展,工程作业中发挥着重要的作用,尤其是在动力工程中。众多的企业锅炉工厂、药厂等都对热能和动力工程有着不时之需。并且应用范围逐渐扩大,应用领域也不断延伸,发展前景不可估量。
1、热能动力工程
热能动力工程,简而言之就是热能与动力工程的有机结合体,它的研究范围广泛,涉及学科众多,与很多相关专业出现了交叉现象,专业研究的方向主要被定位于二者之间的相互转换问题,能源的来源及利用途径问题。
2、我国的热能动力工程发展情况
随着社会的发展,我国国民经济得到很大的发展,人们也是越来越关注人才和教育方面,为了能够更好的适应经济前进局势中对于人才的需要,我国也会加大了对这方面的力度。在1993年我国教委对各个高校下发了相关政策,要细致划分专业,主要是9个学科,包括热能项目、热能项目以及动力设备、热力发动设备、制冷和低温项目、流体设备以及流体项目、水利水电动力项目、项目热物理、能源项目以及冷冻冷藏。到了1998年教育机构又重新下发了更改计划,将这些专业合并到一起,也就是现在的热能和动力项目,并且在全国的各个高校成立这个专业。大量的运用能源在很大程度上推动了热能以及动力项目的发展,它将各类设备原理,动力学理论学识,教育各类优异的设备转化措施进行了全面的综合,正在运用到社会的建设中,促进了社会的发展。能源动力已经广泛的运用到各个行业中,推动了我国科学技术的发展。
3、热力动力工程存在问题的深入研究
热力动力应用于锅炉是一项新的研究,虽然可以很好的解决资源环境问题,但在一定程度上它也有一些显而易见的毛病。其中最为不容忽视的便是风机问题,风机是一种机械,它通过装有多个叶片轴旋转来推动气流,叶片将施加于轴上旋转的机械能,转变为推动气体流动的压力,从而实现气体的流动,是一种广泛应用于生活中的设备。举例说明,比如说发电厂,锅炉,矿井,隧道,车辆,船舶和建筑物的通风等,都离不开它或多或少的帮助,其中,作为重要的是应用于电站,它发挥着不可磨灭的作用。如今,机组向大容量,高转速,高效率,自动化方向飞速发展,是得风机的安全可靠性受到巨大压力,一旦发生巨大事故,如烧坏电机,窜轴,叶轮飞车,轴承损坏等,不仅对当地电厂造成巨大的财产损失,更是威胁着当地工作人员的生命安全。由此可见,风机利弊兼互,但技术的要求使得风机必须使用,所以,待发现新技术之前,还需的是不断完善风机技术,引进先进技术,使其向智能化方向发展,从而达到真正的节能高效。
4、热能动力工程在能源与锅炉方面的应用
4.1、热能动力工程在动力能源方面的应用与发展
在我国的工业发展中,能源动力是不可缺少的重要生产力,并且在很多工业领域中,都离不开热动能这一生产资源。如何提高能源动力的应用效率,减少热动能的无功损耗,成为了当前工业发展中最需要解决的问题。只有实现热能的高效利用,才能起到节能环保效果,才能促进工业的可持续发展。而在热能动力工程技术中,其所应用在最主要方面就是风机。
风机是一种应用非常广泛的机械设备,在多个个工程领域都是不可或缺的重要生产设备。如发电厂、车辆、船舶等。风机的主要运行原理是利用多个叶片进行旋转来产生机械能,并应用在工程机械的动力能源中,从而推动工程机械运作。随着工程机械的性能要求越来越高,对风机的运行效率也提出了更高的要求。提高风机性能同时还对于节省动力工程能源也有着重要意义,这是热能动力工程的研究方向之一。
另外,工业锅炉中的风机叶片旋转的内部机械流场的不定性非常强,所以,做详细的试验去研究锅炉风机是非常困难的,因为会涉及到很对的细节,比较繁琐,就目前的情况对其的力学解释和分析方法也不是非常的完善,尤其是对于流动分离等现象的研究在锅炉研究中时非常重要的。进行研究的时候还需要建立比较可靠的实验模型和数值模拟,从而能够仔细的分析机械流场内部。为了能够准确的研究锅炉风机叶片旋转的空气流动情况,一般情况下都是利用软件建立二维数值模拟实验的方式。对于这个软件数值模拟实验首先是要建立一个二维模型,然后根据提供的相关的数值进行网格的划分,设定边界区域,然后是求解输出的网格,主要是利用这些相关条件进行,也可以使用求解器。最后将求解出的结果在建立一个二维数值模拟,然后模拟求解空气留角下的流动,然后分析比较得出的结果与速度矢量图,从而能够得出锅炉风机叶片分离和攻角之间的关系。
4.2、热能专业中工业炉的发展
1)、空燃比例连续控制系统
这种系统的组成涉及很多,主要是烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等。它的主要工作原理是首先将热电偶或气体分析装置检测出数据,然后将这些数据传送到PLC,然后将这个值和设定的值进行比较,偏差值就按照比例积分、微分运算输出4-20mA的电信号,然后调节空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度,从而能够很好的控制空气/燃气比例和炉内温度。
2)、双交叉限幅控制系统
这种系统的组成涉及的方面也很多,主要包括烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等。它的主要工作原理是通过一个温度传感器热电偶,将测量的温度转变成电信号,这个信号主要是代表测量点的实际温度,而对于这个点的温度期望值主要是通过预存贮在上位机中的工艺曲线进行自动设定的。这两个温度之间存在的温差刚好由PLC对燃气/空气流量阀的开度进行自动校准。对于该空气流量阀测量的方式主要是通过电动执行机构定位、控制空气/燃料比,以及借助外界的仪器进行的(主要是孔板和差压变送器),测量燃气的流量主要是通过一台安装在燃气支管上的质量流量计进行的,从而能够很好的控制温度。
5、热能动力工程的未来发展方向
5.1、往热能动力和控制工程发展
热能动力和控制工程的发展需要掌握热能和动力之间的相关知识内容,与此同时对锅炉的原理、汽轮机的原理、风机的原理等方面也是需要了解和掌握的,与此相关的动力机械设计、热力发电厂、燃烧污染与环境、传热传质数值计算以及流体机械相关的领域知识也需要了解和掌握的。
5.2、往热力发动机和汽车工程发展
对于热力发动机和汽车工程的发展需要掌握热力发动机的原理与车辆工程两个主要方面的知识。在此基础上,还可以往制冷低温工程和流体机械方面做进一步的发展,因而需要进一步的掌握制冷、流体力学以及机械方面的相关知识。
5.3、往水利水电动力工程发展
水利水电动力工程需要掌握水轮机、水轮机的安装检修和运行、水轮机调节、水利机组辅助设备、现代控制理论、电机学、发电厂电气设备、发电厂自动化、继电保护原理等众多领域的知识,与此同时还需要了解水电厂的计算机监控与现代测试技术的相关知识。
结束语
随着科学技术的不断发展和进步,使得热能动力工程也有了进一步的发展,同时也促进了我国热力发动机行业的发展以及一些新兴行业的发展。另外,热能动力工程在能源和锅炉中的应用,也因为经济的发展和技术的进步得到了广泛的应用。随着热能动力工程对日常生活的重要作用,希望相关的研究者更加的努力,继续在能源和锅炉的应用中发掘新的功能,进一步的满足人类的需求。
参考文献
[1]王强.浅谈热力动力工程在锅炉和能源方面的发展状况[J].科技致富向导,2014,18:87.
从能源方面来看,中国三分之二的石油来自进口,而其日益增长的需求已经对全球能源价格产生了巨大影响。按照目前的发展速度及燃料消耗水平,到2020年,中国的汽车数量将超过1.5亿辆,石油消耗将超过2.5亿吨,汽车届时可能将不再是出行的便利选择,它将成为社会健康发展的负担。因此,新能源汽车的发展势在必行。
在传统汽车行业,中国落后世界领先水平几十年,但在新能源汽车上,中国政府从一开始就从战略高度给予其极大关注,今年还将之列为七大战略性新兴产业之一,并从政策和资金等诸多方面加以扶持,加上中国有成本和市场的优势,有潜力和可能在世界上形成相对的领导地位。
在技术方面,对于车用的动力电池如铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等,多家企业拥有相关核心技术和相关产品系列。近几年来,中国厂商的锂离子电池的全球市场份额稳定在34%左右,中国已经成为全球最大的锂电池生产制造基地之一,锂电池产品已经占到全球40%的市场份额。
在消费者认可方面,中国目前汽车用户中85%还是首次购车,中国消费者的习惯仍在不断形成的过程中。与发达国家相比,中国的汽车人均私人保有量极低,从传统汽车向电动车转型的实际成本和潜在成本较低。而且消费行为的调整更少中国人更多地依靠公共交通,如果私人不愿购买电动车,公交公司也许是另一条出路。
在基础设施方面,电动车的普及依赖于基础设施及设备,比如可获得电动车的维修及保养,如电动车充电站的基础设施建设以及如电动车保险新的特定服务等,不过这些仍处于初级阶段。
最后,鉴于这是中国整车商在全球市场中争先的大好机遇,中国政府制定的各项政策成为了电动车发展背后的有效推动力。
面对中国市场的巨大潜力,海外整车商也纷纷将新能源车的研发作为拓展中国业务的重点之一。比如,丰田汽车支持中国汽车研究中心的混合动力车研发工作,通用在中国成立两处新能源汽车研发中心,与上海通用及泛亚汽车合作研发新的混合动力车。
替代动力技术的研发特别具有挑战性。挑战并不是仅仅开发车辆本身那么简单,还特别需要加快建设可提供电力、电池充电、电池更换等可再生能源的基础设施。中国作为全球最大的汽车市场,以及对可替代能源解决方案需求最大的国度,电动车基础设施建设刻不容缓,这必然会为中石油、中海油、中石化、国家电网等大型国企带来新的发展机遇。
在深圳,中海油集团与普天集团合资成立普天海油新能源动力有限公司,与当地电网的垄断者南方电网激烈竞争承建电动车充电站。国家电网公司新年伊始便提出年内要在27个城市开建75个电动车充电站,一个月后,便与北京首科集团宣布成立合资公司,准备将中石化现有的加油、加气站,改建成加油充电综合服务站,并扩展至河北、天津等地区。另外,中石油也在与江苏发改委谈判建站事宜。
基础设施建设需要大量技术创新和投资,因此需要创新的商业模式与之相适应。商业模式的创新方式很多,比如可以尝试实行从“按硬件收费”到“按公里数收费”的转变,也可由第三方如国家电网来购买电池,作为电池租赁和充电商。
关键词:混合动力 汽车 新能源 锂电池 发展管理
第14届上海国际汽车工业展览会于2011年4月下旬举办完毕,传统的燃油发动机汽车依然是整个车展的主流。但是随着地球上的能源渐渐地消耗殆尽,依靠燃油发动的汽车似乎很快就会有“继承人”了。不仅如此,有数据显示在80%的道路条件下,一辆普通轿车只利用了动力潜能的40%,在市区更会跌至25%。与此同时,燃油发动机排放废气对于环境的污染相当严重,这是导致全球变暖的主要原因之一。所以无论从成本还是环保方面考虑,发展新能源汽车几乎是“箭在弦上”,势在必行了[1]!
1.混合动力汽车的发展历程和技术简介
电力发动的汽车似乎是现在最可行的新能源技术,尤其对于环境的保护所做的贡献相当明显。然而当今的蓄电池技术阻碍了电动汽车的发展,纯电动的汽车由于在动力和持久性等方面有所缺陷,这便给混合动力汽车(Hybrid-ElectricVehicel,缩写HEV)的研发创造了机会。混合动力汽车目前主要有3种。一种是以发动机为主动力,电动马达作为辅助动力的“并联方式”。 这种方式主要以发动机驱动行驶,在当汽车处于起步、加速等对于燃油消耗较大的状态时,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征辅助驱动汽车,从而降低发动机的油耗。另外一种是,在低速时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式”。启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶,当速度提高时,由发动机和电动马达共同高效地分担动力。还有一种是只用电动马达驱动行驶的电动汽车“串联方式”,发动机只作为动力源,汽车驱动系统是靠电动马达[2]。
2.混合动力技术的发展现状
中国混合动力技术的发展几乎可以用“飞快”来形容,各大汽车集团齐心协力,共同努力,共同进步,为中国混合动力汽车能够普及到每家每户,代替传统的燃油动力汽车做出自己的贡献。以下便是近年各大汽车厂商在混合动力技术方面取得的一些成果:一汽集团――红旗HQ3于2006年投产;上气集团――与通用签署协议,将联手开发混合动力轿车和公交客车;东风集团――具有完全自由知识产权的羚羊混合电动车已产出样车,其装备混合动力技术的长安CV9已经下线;吉利集团――上海华普汽车已与同济大学汽车学院签署合作协议,预计3年内完成混合动力轿车商业化生产等等。
然而由于电池组造价成本占到整车的二分之一;使用寿命较短等问题,导致没有车主愿意花两倍的价钱买一款维修费用高,性能可能还不如传统燃油动力的汽车。所以私家混合动力汽车仍处于一个起步阶段,依然存在许多技术问题有待解决[3]。
2.1 锂电池的开发成本,安全性能和使用受命限制了混合动力的发展。
锂电池在技术和成本上的突破是混合动力汽车推广的关键。其主要表现为安全性能和汽车动力电池的管理系统方面的问题。安全性能方面,由于锂电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境恶劣等方面的原因,使得其安全性能必须达到一定的高度才能被用户所接受。汽车动力电池的管理系统方面,由于汽车动力电池的工作电压是12V或24V,而单个动力锂电池的工作电压是3.7V,因此必须由多个电池串联而提高电压,但由于串联的多个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况,导致电池出现充电不足和过放电现象,最终限制了电池的使用寿命,降低了可靠性能[4]。
2.2 配套设施的建立需要巨额投资
充电站网络、多种形式的电池营销、车辆维修服务网络等是混合动力汽车的主要基础配套设施。能够实现混合动力汽车产业化的关键就是建立一定数量的公用充电站,并配备专用电缆及插座等设施。一个城市必须要建设至少十几个到数十个公用充电站,市区内的出租车、私家车、商务车快速充电才能基本满足。这些配套设施的建造需要巨额资金才能完成。
3.私家混合动力车的前景
3.1 混合动力汽车的技术优势
由于电动机的辅助,混合动力汽车对于燃油的需求必然比传统燃油发动机汽车少,3.4升左右的百公里油耗是传统汽车望尘莫及的,这在能源短缺的大环境下符合社会的发展趋势;燃油需求量少的另一优势就是废气排放量低,电动机是不会排放任何废气的,这也符合“低碳经济”的可持续发展;同时电动马达可以在启动瞬间产生强大的动力,所以混合动力汽车拥有更强劲的起步、加速,借助原动机动力,无需消耗电池组有限电能,从而保证了成做的舒适性,使驾驶者的安全得到提升,劳动强度得到降低[5]。
3.2 国家对于混合动力技术的政策支持
3.2.1 政府应在多个城市建设充电站和改造电网
中国在未来三年将投入100亿元的研发费用以及200亿元新能源车推广运用的资金。而这其中200亿元的新能源车的推广,主要用于充电电站的建设和电网改造,普通消费者购买时的财政补贴和税费减免,以及相关企业的税费减免。同时,“十城千辆”的示范运行能使新能源汽车购买给予补贴等政策自下而上启动市场,路径准确鲜明。工信部和科技部也有动作,前者先是主持召开了规格极高的“2009中国电动汽车产业发展国际论坛”,紧接着又宣布了新能源标准试验标准和方法全面启动;后者的部长万钢则不断穿梭于中国13个首批节能和新能源汽车示范推广试点城市。预计2012到2025年间新能源汽车年产量将超过100万辆,最终使得中国传统燃油汽车占乘用车保有量的50%左右,新能源汽车的迅猛发展是必然趋势。
3.2.2 国家高度关注新能源汽车的研发和产业化
在中投顾问的《2008-2010年中国新能源汽车产业分析及投资咨询报告》中显示,中国自21世纪初便开始了对新能源汽车产业的关注。我国的“863”计划电动汽车重大专项早在2001年就启动了,建立了以纯电动、混合动力和燃料电池汽车为三纵”,多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池为“三横”的所谓“三纵三横”开局。“十一五”以来,中国提出“节能和新能源汽车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
美国通用公司中国政策主管图拉卡斯评价说:“中国有能力当好领航者”,并且中国在2008年就生产了混合动力或者电动汽车2100辆。只要广大的中国消费群体接受混合动力汽车,使混合动力汽车尽快地普及到每家每户,那么中国的汽车产业将引领全球电动汽车产业,增加就业,扩大出口,使得中国的汽车产业真正崛起。
综上所述:汽车是当今社会的最重要,最普遍的交通工具之一。即使在中国这样的发展中国家,私家汽车也已不占少数了,给人们的生活带来了很多便利。但由于传统燃油发动机汽车油耗大、废气排放量高、效率相对低下,给可持续发展经济带来了阻碍、加剧了环境的污染,是即将被时代淘汰的产物。在大势所趋下,汽车的混合动力技术得到了开发。它主要是用来缓解传统汽车对于能源消耗和环境污染的问题,在发展前景上拥有很大的优势。但正所谓“万事开头难”,混合动力的发电机存在安全性能差、稳定性能低、蓄电池的使用寿命短、制造成本高等问题有待解决;加上配套设施的不完善,使得混合动力技术的发展遇到了困难,私家混合动力汽车的普及更是需要一定的等待时间。但是人类在进步、科技在发展、政府在扶持、生态环境需要保护,使得汽车混合动力技术的进步已经无法停止,甚至在以更快的步伐前进。例如宝马的i3和i8两款混合动力汽车将在近两年进行量产,势必会给私家混合动力汽车开个好头!相信在不久的将来,一旦技术成熟,性能安全可靠,价格亲民,充电站等设施的完善,终将让混合动力汽车走进寻常百姓家。
参考文献:
[1]鱼鸿杰、芦珊.中国混合动力汽车产业的发展困境与出路[J].上海:上海社会科学院,部门经济研究所,2011:117-124.
[2]赵强、史文涛、庞立江.简析我国混合动力汽车现状及发展前景[J].河北:石家庄理工职业学院,2010:12-14.
[3]石舒娅.混合动力汽车市场发展阶段研究[J].湖北武汉:武汉理工大学汽车工程学院,2010(03):5-10,23.
[关键词]热能动力工程的概述?;热能动力工程在锅炉和能源的发展
中图分类号:TK12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)02-0004-01
1.对热能动力工程的概述
热能动力工程所研究的主要是热能与动力之间的能量转化,由于它的复杂性和高难度,所以所涉及到的科学领域主要包括:热能工程、工程物理学、动力机械以及流体机械工程等多个方面的相关内容。
到目前为止,热能动力工程的发展得到了飞速的发展,它成为电厂热能工程、工业企业以及供热企业的主要应用部分。对于我国的热能动力工程而言,需要加强对其自动化的研究,更需要培养出与锅炉热能转换和空调制冷方面的专业性人才。在现在的实际发展中,热能动力工程已经成为热能源的主要应用工程,因其专业性很强,热能动力工程不仅是热能源的主力,同时还成为了现代动力工程发展的基石。热能动力工程对环境的保护也起到了一定的作用,与此同时也推动了我国的国民经济,所以需要相关部门加强对热能动力工程的关注和重视。
2.热能动力工程中锅炉的发展现状
2.1 我国热能动力工程中锅炉的发展状况
自1872年英国第一台锅炉的产生,工业锅炉行业已经有了数百年的发展,经历了锅壳式锅炉、火管锅炉、直水管锅炉、煤粉锅炉、循环流化床锅炉等演化历程。我国是世界上最大的生产和使用工业锅炉的国家,全国拥有一千多家锅炉生产企业,由于受资源结构的影响,煤炭为工业锅炉的主要燃料,还有少量的燃气和电热锅炉。在过去60多年里,我国工业锅炉技术得到了长足的进步,尤其是燃油燃气锅炉技术已经到达了国际先进水平,但是还存在着热效率不高、脱硫技术不成熟、辅助以及自动化控制技术落后、炉排铸件质量不高等问题。工业锅炉主要应用于电力生产、制药、化工、钢铁等行业,是国民经济发展的主要动力来源。伴随着热能动力工程学和锅炉技术的发展,现代化的锅炉设备一般采用步进式炉和推钢式炉,并充分利用计算机自动化控制系统,实现了锅炉的持续稳定加热,不断提高能源利用率。
2.2 我国锅炉技术发展过程中存在的主要问题
我国锅炉技术存在的主要问题是热效率不高、粉尘气体污染严重,产品技术、管理、工艺流程落后,科技研发力度不足,制造标准不规范等。其中,锅炉结构设计起着关键性的制约作用。锅炉内部结构主要存在炉排铸造质量不高、风机运行不稳定、辅助设备不完整等问题。国内一般使用普通铸件,大部分零件采用火焰切割冷加工技术,造成炉排间隙较大,容易造成漏煤和配风不均问题。其次是由于企业为了追逐高额利润,减少锅炉建设投资,经常使锅炉在高负荷下运行,这就有可能造成风机长时间工作而烧坏。在国内锅炉安装过程中,一般使用和燃烧器不配套的辅机设备,缺乏专业性匹配设备的研究开发,严重影响整机运转、节能以及环保性能。在设计制造过程中,只重视元件承压指标,忽视对燃烧装置的研究。
3.热能动力工程锅炉技术的发展
3.1 提高锅炉自动化控制水平,保证锅炉温度的稳定性
科学合理的控制锅炉燃烧温度需要做好能量的转化幅度,锅炉企业应该改变传统的人工填料方式,使用步进式自动化控制技术,通^计算机技术采集、分析、计算、输出合理的结果,把锅炉内温度经过传感器传送到控制系统,检测温度差异性,实现对锅炉燃烧的有效控制。由于锅炉内部结构的复杂性,温度检测影响因素较多,因此要充分地把热能动力工程技术应用到锅炉改造过程中,通过测定从不同方向流入叶片的燃料速度,建立数据模拟二维模型,最后利用数据库软件求出结果,弄清锅炉风机叶片分离和攻角的关系。
3.2 提高燃料利用率,加强节能环保研究力度
燃料利用率的提高首先要做好链条炉排燃烧设备结构改进工作,充分发挥节能减排的作用,尤其是要解决好调节不顺、密封不严、布风不合理、漏煤过多等问题。不断加强对给煤装置、自动化系统控制、炉拱及燃烧系统、锅炉辅机节能改造工作,保证水处理装置的科学合理利用,从整体上实现系统节能。对于使用天然气做为燃料的锅炉可以采取冷凝式锅炉,同时为了避免冷凝结露引发锅炉内壁腐蚀损坏,一般要把锅炉温度设定在比较高的水平。国家要强化节能减排监督管理体系,不断提高锅炉技术研究和操作人员的技能素质,养成节能意识,把节能工作提高到战略位置。
4.热力动力工程在能源发展方面
4.1 能源方面存在的问题
当前,世界各主要经济体的经济复苏迹象逐渐明朗,随着世界经济的复苏和持续发展,能源供应紧张的局面将会加剧,世界各国将会更加重视本国的能源安全问题,在采取行之有效的能源战略同时,加快各种能源利用新技术和新工艺。而能源动力工业作为我国国民经济和国防建设的支柱性产业,在推动国家经济发展方面做出了突出的贡献。所以,必须提高能源利用效率,缓解能源紧张的局面。
而热电厂的风机,是一种可以产生能源的机械装置,通过轴旋转产生的气流,可产生大量的动能,在发电厂、工业生产和锅炉生产过程中具有广泛的应用。对于一些发电机组来说,随着电力需求的增加,电网的运行将会更加的安全和可靠,所以,这对于风机的应用也就提出了更高的要求。
4.2 能源方面的发展前景
人类社会赖以发展的重要基础便是能源,能源在确保人类社会的可持续发展方面有着巨大的作用。在世界能源形势不容乐观的形势下,如果更加合理高效的利用能源,成为世界性的研究课题。当前,我国的能源利用主要以煤炭和电能为主,也就是在能源利用结构中,煤炭是核心,我国是以煤炭为主的能源利用结构。这种能源利用结构,一方面会对环境产生比较大的影响,造成生态环境和大气环境的严重破坏,一方面会消耗大量的能源,过度消耗煤炭资源,使我国的能源供应日益紧张。
在这样的形势下,在我国能源供应日益紧张的形势下,我国能源的主要发展方向是“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”。而热能与动力工程符合我国能源发展的大体方向,可为我国能源结构的合理优化做贡献。
参考文献
【关键词】太阳能;发电;空间;现状;应用
引言
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,关键元件是太阳能光伏电池。太阳能光伏电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。由于太阳能光伏发电具有安全可靠、无噪声、无污染、太阳能量随处可得等特点,它在工作中无机械转动部件、故障率低、免维护,其可应用于多个领域。由于空间飞行器对电源要求的特殊性,太阳能光伏发电在空间领域更有其特殊的推广前景。
1、太阳能电池在卫星和飞行器上的应用
1953年美国贝尔研究所首先应用光伏原理试制成功硅太阳电池,获得6%光电转换效率的成果。太阳能电池的出现,好比一道曙光,尤其是航天领域的科学家对它更是注目,因为它在特殊条件下是电力基本供应的绿色洁净能量来源。
随着航天技术及宇宙空间技术的发展,人造卫星家族日益庞大,通讯卫星、广播卫星,资源卫星、气象卫星、侦察卫星等纷纷登空上天。这些航天器都载有大量的仪器设备,这些仪器设备进行工作都离不开电源,需要足够的持续不断的电能,而且要求重量轻,寿命长,使用方便,能承受各种冲击、振动的影响。在地球外层空间,太阳辐射强度为地面的1.3~1.7倍,采用太阳电池阵可减轻卫星的重量,太阳能光伏电池阵由一块块太阳电池板组成,或贴于卫星表面,或成伞状、翅膀状,它可以吸收太阳光把光能转换成电能,部分供仪器设备使用,部分存入蓄电池中。由于卫星绕地球运行,有时会进入地球的阴影之内,阳光被地球遮隔,这时太阳能光伏电池就会立即停止工作,由蓄电池来供电,利用可重复充电的蓄电池解决卫星进入轨道背阴区时的供电问题。这样,太阳能光伏电池和储能蓄电池联合使用,就能够不间断地给卫星供电,以太阳能光伏电池作为电源可以使卫星安全工作达20年之久,从而彻底取代了只能连续工作若干日的化学电池,为航天事业的发展提供了一种新的能源动力。
2、太阳电池在飞船上的应用
太阳能光伏发电技术在飞船上的应用也较多,太阳能电池阵的主要作用是在光照期为飞船提供电能,其中供电阵为飞船上负载直接供电,充电阵为蓄电池组充电。太阳能电池阵是飞船上电能的直接来源,整个飞船的动力来源,如果没有太阳能电池阵,整船将无法工作。飞船升空后,太阳能光伏电池翼要展开并完成对日定向跟踪,为飞船提供充足的电能保障。从1999年11月20日开始,我国“神舟一号”至“神舟七号”飞船相继成功发射,太阳能光伏电池有着不可磨灭的功劳。我国“神七”飞船主电源太阳能光伏电池阵为左右两翼帆板组成,每翼分别为4块太阳能光伏电池板,上面密密麻麻排布的是单晶硅高效单体电池,整船共使用太阳能电池11690片,布片系数已达到92.5%,光电转换效率和布片系数达到国际同类产品先进水平。“神舟七号”进入预定轨道后发射了一颗“伴星”,这是我国航天飞船首次发射微小伴随卫星。在这颗“伴星”的表面,“穿着”严密的“护身铠甲”,这就是飞船微小伴随卫星太阳能光伏电池阵。伴飞卫星星体结构为六面体,其中五个面粘贴太阳能光伏电池,科研人员选用了转换效率较高的三结砷化镓太阳能光伏电池作为基本发电单元,单体电池平均光电转换效率达27%。它们的任务是为“伴星”负载及蓄电池组提供电能,能够最大限度地将太阳能量转换成电能。目前,世界上只有三个国家有能力发射载人飞船,而我国是其中之一,这代表我国的航空技术和电池发展水平在国际上处于领先地位。
空间领域应用的太阳能光伏电池要求具备光电转换效率高、抗辐照性能好、温度特性好、可靠性高等特点,太阳能光伏电池通过短短几十年的发展,由单一的晶体硅电池向碲化隔、砷化镓电池、非晶薄膜电池等发展,其电池的光电转换效率由5%达到了砷化镓电池的36%。目前我国空间用太阳能光伏电池主要以经济性好,工作稳定的高效晶体硅太阳能光伏电池为主,砷化镓太阳电池有着较高的光电转换效率和较好的抗辐射性能,也有着硅太阳电池无法比拟的优越性,单结砷化镓太阳电池已得到了大规模空间应用,多结级联砷化镓太阳电池和薄型高效硅太阳电池发展也较为迅速。由于不同成分组成的太阳能光伏电池有着不同的优点,它们在空间应用的不同的岗位上发挥着各自的作用。
3、太空太阳能发电技术应用
太空太阳能发电技术是利用卫星在太空中把太阳能聚集起来,然后把能量集中射向地面,再转变成电能供人类使用,即我们所说的空间电站。从长远的能源供需和环境保护的角度看,可再生能源将成为维持人类长期发展的能源基础。充分利用空间太阳能巨大的能量和连续供电的优势,解决大容量储能问题,空间太阳能发电站将可能解决人类对于清洁能源的需求难题,为人类提供灵活的电力供应。在距离地球36000公里的太空中,阳光的强度是1.36KW/m2,地球上由于太阳光穿过大气层时受到大气的吸收和散射,强度减少到1KW/m2,在地理纬度较高的地方,由于太阳光斜射,得到的能量还得打折扣。在太空中,太阳照射的时间比地球上长的多,太空太阳能发电可提供恒定而没有污染的能量,这与地面上断断续续、受云层遮盖影响较大的太阳能利用方式有很大区别,而且不会象燃料电厂那样排放污染物,也不会象核电站那样产生放射性废料。由于太空是一个超洁净的环境,太阳能电池的表面不会粘上任何尘土,无需维护。在太空中建设太阳能空间电站有着上述诸多优点,是以后电源供应的主要方向之一,有很好的发展前景。
我国既是一个能源大国,也是一个航天大国。我国在发展可再生能源方面做了大量的工作,但利用规模还十分有限,今后应大力发展地面和空间太阳能发电技术,解决太阳能特别是太阳能光伏发电技术的大规模利用问题。空间太阳光伏能电站作为未来的一种可再生能源系统,是一个宏伟的空间和地面工程,它涉及到许多重要的技术领域,开展这方面的研究将会大大促进我国能源领域和航天领域的可持续发展。因此,对于我国而言,空间太阳能光伏电站发展的战略机遇正在悄然来临,空间太阳能光伏电站应是我国在空间领域能源发展的重要方向。
进入21世纪以来,社会经济的快速发展带动了汽车工业的进步。汽车正在渐渐进入千家万户,改善了人们的生活。但是汽车数目的增加对于能源的需求以及环境的危害成为重要的问题。怎样改善这些问题,让汽车工业走上可持续发展的道路,让汽车成为优质的交通工具继续传承,是当代汽车工业环保节能设计应用的重要课题。
2汽车工业节能环保设计应用措施研究
2.1普通电控发动机节能减排技术
2.1.1氧传感器对喷油量的闭环控制
发动机电控单元(ECU)通过安装在排气管道上的氧传感器对尾气中氧的浓度进行检测,并根据此信号来判断此前喷油量是多还是少,从而使发动机的空燃比(空气的质量/燃油的质量)始终控制在一个狭小的、接近理想的区域内(燃油完全燃烧的理想空燃比为14.7:1),从而可能实现燃油的完全燃烧(三元催化转化),不但减少了燃油的消耗,提高了发动机的动力性和经济性,而且减少了汽车排放中的有害物质,提高了排放质量。
2.1.2爆震传感器
对点火提前角的精确控制增大点火提前角既可减少燃料消耗又能提高汽车的动力性,但是过大的点火提前角会导致爆燃,使发动机工作不稳定。因此,应将点火提前角控制在一个“最大”而又不至于使发动机发生爆燃的合适提前角度上。电控发动机的电控单元主要利用安装在缸体上的爆震传感器检测出的爆燃强度信号,来使发动机始终工作在爆燃的边缘。这样就既能防止发动机爆燃的发生,又能有效地提高发动机的动力性和经济性,起到节能的目的。
2.1.3EGR废气再循环控制系统
NOx是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成的,所以发动机排出的NOx量主要与气缸内的燃烧温度有关,气缸内燃烧温度越高,排出的NOx量就越多。EGR控制系统就是将适量的废气重新引入气缸内再次燃烧,从而降低气缸内的燃烧温度,从而减少了NOx的排放量。
2.1.4汽油蒸汽排放控制(EVAP系统)
汽油有极强的蒸发性,为防止油箱内的汽油蒸气的挥发,造成空气污染和燃料浪费,设计了EVAP系统。油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐,在车辆工作时,利用真空等把碳罐内的汽油送入进气歧管,与正常混合气混合后进入发动机燃烧,使燃油得到充分利用。2.1.5涡轮增压技术涡轮增压就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩。在相同排量的条件下,装上涡轮增压的发动机与未装增压的发动机的最大功率相比可以增加40%甚至更高。这也就意味着同样一台的发动机(排量不变)在经过增压之后能够产生更大的功率,但是耗油量却未有增加,从而有效地提高燃油经济性和降低尾气排放。
2.2发动机机内净化
2.2.1汽、柴油机电控燃油喷射系统
电控燃油喷射系统采用微电子技术来监测发动机运行情况,然后把这些信息传递给控制单元分析与计算,完成燃油在不同情况下适量、适时喷入气缸,进而改进燃油经济性,降低排放的污染物。根据分析可以知道,利用电控燃油喷射系统的发动机跟利用传统点火系统的发动机相比较,功率能够提升5~10%,然而能源消耗可以减少5~15%,对于限制污染物的排放也具备良好的效果。
2.2.2稀燃技术
为了提升燃油的经济性,改进排放,稀薄燃烧技术被引进到发动机系统当中,稀薄燃烧可以使得氮氧化物的排放量显著减少,与此同时,比较高的空气比值能够降低排放物当中一氧化碳与碳氢化合物的比重,这也可以实现减少个两种有害气体排放的目的。为了可以使得发动机在高空燃比的情况下不失火,一定要具备三种重要技术的支持,即高能点火技术、分层燃烧技术以及提升压缩比。稀燃技术虽然比不上缸内直喷系统先进,但是低廉的价格使得稀燃技术仍然具备广阔的市场。
2.3工业设计方法的应用
节能环保汽车的影响可以利用两种方法得到。一种是利用理论书籍以及网络来查找节能环保汽车的行业发展历程,品牌特征,技术发展过程,市场营销方案,其中包含生产物流、市场运作以及售后服务等等;收集环保节能汽车技术方面的资料,包含汽车车身、节能方式、内饰、环保、发动机等反面的专题。而是利用访谈改领域的设计师与专家,材料工程师以及具备十年以上驾驶年限的司机等,不断改进创建的因素框架。在创建因素框架过程当中,在访谈材料工程师、电气工程师、结构工程师、设计师等后,创建了如图1所示的环保节能因素框架结构。
2.4努力寻找新的替代能源,发展节能环保车
近年来,新能源电动汽车技术有了突飞猛进的发展。油电混合动力技术已经进入产业化,锂动力电池技术取得了重大突破,车用燃料电池技术不断进步。汽车企业需要懂点发展小型电动轿车的产业化。小型电动轿车迎合了电动汽车自身的发展规律以及我国的基本国情,我国具备丰富的稀土资源、镁资源以及锂资源,能够给电动汽车的重要构件原材料带来资源保障。并且我国的电动摩托车、电动自行车等轻型电动车的技术经验与发展过程可以给电动汽车工业的发展奠定良好的基础。油电混合动力汽车现在虽然已经生产,但是市场前景并不好。跟传统的燃油汽车相比较,油电混合汽车具备良好的能耗优势。油电混合动力汽车工业的发展最主要的问题就是降低投入成本,这也是需要汽车企业亟待解决的难题,尤其是一定要降低电机驱动系统、电子控制系统以及动力电池等的成本。这样一来混合动力车的销售量才会提升,才可能真正意义上给节能与减排做贡献。在研发锂动力电池上,锂离子电池具备容量大、性能好、能量密度高、无记忆性等优势,已经得到了众多车企的广泛认可,是当前车用电池的工业化热点。
3结语
综上所述,汽车产业的环保节能是一项回收期长、社会公益性强、投入巨大的工作,仅仅依靠汽车企业本身的力量是非常难以完成的,这需要全社会的整体参与。我们要从国情出发,创建节约型的消费观念,一起营造消费环保节能汽车的良好氛围。同时汽车企业要努力引进与研发新技术、努力探索汽车新能源动力,从源头上降低能耗,避免环境污染情况的恶化。要努力宣传节能环保汽车在环保与能耗等方面的优势。新能源汽车是一种新生事物,其发展的过程需要经过艰苦的探索,需要不断创新与改善,消费者在购买使用新能源汽车的时候,有责任把汽车出现的情况真实的反馈给汽车生产厂家,方便车企能够尽早改进,让新能源汽车得到很好的推广,其实促进汽车工业的环保与节能。
作者:隆中天 单位:湖北省襄阳市第五中学
参考文献:
[1]张希良,等.中国新能源汽车产业发展现状与展望[J].环境保护,2013(10).