汽车制造节能技术研究

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1.整车制造企业节能技术
    一般来说，整车制造企业节能技术可从工艺、电气、给排水、暖通与空调、动力等几个方面进行研究。
    (1)工艺节能
    一般整车制造企业主要生产部门包括焊接、涂装、总装、冲压四大车间。
    A.焊装车间工艺节能
    ● 大量选用电阻电焊机和CO2气体保护焊机等高效节能设备，在同等焊接条件下，CO2气体保护焊的综合能耗是手工电弧焊的60%左右，生产率可提高1.2~2.4倍，每台可年节电6000度。电阻点焊机相对于手工电弧焊和CO2气体保护焊而言，由于焊接时靠母材自身的加热熔化被焊接在一起，因而不需填充金属材料，节约了大量焊材。同时提高了生产效率，保证了焊接质量。
    ● 选用一体式悬挂点焊机，与分体式焊机比较，可节约电能75%以上，同时可减少水、气耗量，对比分体式焊机每台焊接设备循环水用量由1.7m3/h降低到1.3m3/h。并可简化桁架结构，节约安装材料和工时。
    ● 采用电阻点焊工艺，不需填充金属材料、节约了大量焊材，同时提高焊接质量，减少零件加工余量。
    ● 选用焊机群控系统，可以根据电网电压自动限制同时通电的焊机数量，并达到三相用电的功率平衡，可降低供电变压器容量，节约能源。
    B.涂装车间工艺节能
    ● 采用湿碰湿“3C1B”涂装工艺。与传统的“3C2B”涂装工艺相比，取消了对中涂层进行打磨擦净的工作量，中涂材料消耗降低20%左右；减少了中涂打磨、擦净、喷涂、烘干等涂装设备的投资和占地面积；生产效率提高，能耗节能40%左右。
    ● 在涂装过程中应用涂料循环技术，如超滤法、冷却法和静电吸附法回收水性漆技术、过喷漆雾的水性漆回收技术及粉末浆再循环利用技术，可使涂装线的涂料利用率得到很大提高。
    ● 采用新的涂装设备如ESTA(自动静电高转速旋杯)+ESTA金属漆代替传统的ESTA+Spraymate(自动气喷枪)，可将涂料的利用率由40%~50%提高到70%~80%，同时还可减少喷涂缺陷，降低返工率。
    C.总装工艺节能
    ● 非标设备采用计算机优化设计，尤其在运动部件上，在满足刚性和强度的前提下，尽量降低自重，减轻能源消耗，每降低1kW安装容量，每年可节约用电3576度。
    ● 整车下线加注的油液采用定量加注，其中柴油的加注量按照整车下线后检测、路试、调修、发运的实际需要考核进行加注。避免多加。如每车下线时少加1L柴油，每年就可节约汽油100m3。对装配过程中各种辅料按单车耗量进行考核。
    ● 整车补漆室不采用全室加热，而采用红外烤灯对修补车体的局部进行加热，降低了能耗。
    ● 整车通过式淋雨室自带过滤装置，淋雨用水定期更换即可，同时在淋雨室末端出口外的地面上铺栅格板，即可保证地面清洁，又可将车底盘滴下的水收集回用，提高水的利用率。
    D.冲压车间工艺节能
    ● 采用的机械连杆伺服压力机的能耗是相同输出压力的机械压力机的40%，油压机的30%，这是因为在压力机滑块下降、上升减速时，伺服电机变为发电机，电力输回电网重新利用。
    ● 在模具设计方面，采用一模双型，从而提高生产效率以及节省原材料消耗。
    ● 大型冲压设备采用左右移动工作台和模具快速夹紧系统，能够使换模时间缩短到15分钟以内，提高了设备的开动率，降低设备空载时间，节约能耗。
    (2)电气节能
    ● 选用节能变压器：在选择变压器容量和参数时，根据负荷情况，综合考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取低能耗变压器。
    ● 选用节能灯具：在照明设计中，在保证不降低作业面视觉要求，不降低照明质量的前提下，采用节能型光源，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能，如充分采用自然光、严格按照明设计规范中规定的照度标准、视觉要求、照明功率密度等进行设计，不能随意降低或提高；一般房间采用高效发光的荧关灯，车间照明采用金属卤化物灯等高效气体放电光源；走廊及楼梯间照明采用供电、声控、红外等职能化的自动控制系统，以达到节约照明用电和延长照明产品寿命的目的。厂区照明尽量选用太阳能光源。
    (3)给排水节能
    ● 采用高效、低噪音、节能冷却塔和节能型水泵。生产、生活用水系统及部分循环水系统中采用变频调速控制器其特有的软启动方式可以减小水泵启动时对电网的冲击，大大降低电能消耗。变频控制能满足恒压变量供水的需要，使供水管网的末端压力保持恒定，使得整个供水系统始终保持高效节能的最佳状态，最终达到节电、节水的目的。
    ● 设备用水尽可能采用循环系统，达到节约用水，提高水的利用率。各车间及站房的循环水系统分别与之贴临设置，冷却塔均采用加深水盘；冷却塔均设置在循环水泵房的屋面上，减少循环水输送管道长度，减少管路能量损失。推进节水与污水处理工作。厂区污水管道经过初步污水处理设施处理，达到污水综合排放标准一级标准后才可排入污水管。
    (4)暖通与空调节能
    ● 制冷机优先选用能效比高、IPLV值大的冷水机组，提供必要冷量所耗电量较小。
    ● 中央制冷站冷水机组采用10kV离心式冷水机组，可减少配电系统和冷冻水输送系统的初投资和运行费用。设机房群控系统，根据车间负荷自动调节冷水机组的运行台数。
    ● 根据风机的所需动力消耗正比于全压、风量，反比于全压效率。故在设计中对焊装车间污染源尽可能的采取良好的密封，在不影响工艺设备运行的情况下优化排风罩，以减少风量，降低风机能耗。
    ● 空调系统送回风管和岗位送风管采用玻镁复合风管或采用玻璃棉毡保温，减少了输送损耗。
    ● 空调系统设置室内外温湿度等遥测仪表，系统可根据负荷变化自动调节运行。
    (5)动力节能
    ● 采用功率低的螺杆双级压缩机，相比单级螺杆压缩机节能约15%左右，在同等功率下，其排气量可增加2%~18%。并合理设置压缩机台数，其产气量可根据管网压力波动调节产气量，减少不必要的压缩空气量消耗的能源。
    ● 组合式低露点干燥机对比吸附式干燥机大幅度降低吸附剂再生气耗，并可降低制冷压缩机耗电量20％~40％。
    ● 锅炉选用具有高效率燃烧器的产品提高燃气热值利用率，燃气锅炉热效率可以达到92％。水泵均选用高效、节能、低噪声的水泵产品，并根据热负荷的变化在控制锅炉及循环水泵的运行台数，使循环水泵始终处在水泵运行曲线的高效区域运行。
    2.相关企业节能技术
    相对于大型整车企业而言，相关企业比较分散，其中的高能耗企业主要是铸造、零部件类等企业。
    (1)汽车铸造业节能
    当今社会人们已经再不能原谅铸造业这个能源消耗大户和污染大户放任自流了。我国汽车铸造业必须走高效、节能、节材、环保之路，走绿色铸造之路。
    以汽车缸体、缸盖和变速器壳体三种典型的汽车铸件为例，节能技术包括：
    A.汽车缸体
    ● 采用电伺服系统代替造型线惯常所用的液压、气动驱动，使造型线节拍进一步加快，并且运行可靠性大大提高，同时明显地简化了液压控制系统，使维护保养工作量也相应减少。
    ● 采用KCY-CORE工艺，利用砂芯上开设的工艺孔，二次填砂固化，使多个砂芯为一个整体组合砂芯，然后整体涂料、烘干，保证铸件质量，降低生产成本。
    ● 冲天炉宜采用水冷热风除尘冲天炉，热风可以提高铁水温度与质量及熔化率。用具有高发热值的铸造焦取代冶金焦对提高铁水温度，保证铁水质量，提高熔化效率。
    ● 采用气压浇包和接触式浇注工艺，有利于节约铁水，保证质量和保护砂箱。
    B.汽车缸盖
    ● 采用顶注方式浇注，可与铸型的冷却系统相配合，便于顺序凝固的形成，从而显著提高铸件的致密性。
    ● 采用连续高效的燃气炉来实现炉料预热、连续熔化、成份均匀、温控精确、节约能源、适于大量生产。应注意炉料要洁净，除用一般的铝液清炼，变质处理方法外，可采用铝合金熔剂喷吹综合处理装置，使精炼、变质、品粒细化一步完成。
    C.变速器壳体
    ● 为提高压铸件质量，可采用低速中压填充压铸、双压射冲头压铸、真空压铸、加氧压铸生产中的喷涂料、浇注和取件都是自动的，并且有校正压铸机和铸件形成状况的在线检测装置。
    (2)汽车零部件业节能
    节能环保的关键零部件是发动机、轮胎、制动摩擦片、蓄电池等。
    ● 提高发动机的燃烧效率。主要包括：可变进气技术，稀燃技术，直喷技术，增压、中冷技术，均质压燃技术等，对发动机进行技术升级。也可采用发动机智能可变气缸技术，根据车辆运行情况实时调整气缸工作状态，可节油15%~30%，尾气CO、CH化合物可减少80%，大幅度提高汽车的燃油经济性和环保性能。
    ● 汽车轮胎胎面配方中，改善轮胎结构，降低轮胎滚动阻力。以20~25质量份的反式异戊橡胶(TPI)替代等量的乳聚丁苯胶(ESBR)，制成的轮胎可使汽车单位油耗降低2.5%。
    ● 采用陶瓷制动摩擦片。陶瓷制动摩擦片由陶瓷纤维、不含铁的填料物质、胶粘剂和少量的金属组成，既可解决汽车制动摩擦片的环保问题，又可实现自主化。
    ● 采用氢燃料电池动力系列混合传动系，结合车载氢燃料电池发电机和锂电子蓄电池的优点，可减小电池系统的尺寸、重量、成本和复杂性。
    走节能环保的道路，是汽车工业发展的必由之路。要实现中国汽车行业的节能减排，一方面政府部门要尽快实施相关政策措施：进一步建立和完善节能减排的法律法规和标准体系、利用关税手段鼓励节能环保汽车发展、切实加强对机动车污染排放的监控管理、加强环保生产一致性检查及违规的处置力度，做好服务工作，为节能环保汽车的发展营造良好的条件和环境。另一方面，企业要广泛的开展技术合作，改良产品，实现低油耗和低排放，确定新能源汽车的研发与生产方向。只有政企合力才能打造节能减排循环产业链。