正在如许一个以能源和天色为尊的时期，人们对新能源汽车赐与了史无前例的眷注和进入，但不行含糊，现正在汽车仍苛重依赖石油驱动。石油主宰着全邦经济的起色，同时也是地域争端的苛重诱因。更紧张的是，咱们所剩的石油仍然不众了。
改制带动机，把每一滴汽油和柴油的使用率擢升到极致、装上电池用电力来辅助或主导驱动、往内燃机和电池里灌上各样生物燃料甚至液态氢倾注了人类百年伶俐和激情的汽车正正在陆续鼎新动力单位，而稳定的枢纽词始终不渝：节能、环保、可继续。
“无须置疑，新能源汽车是目前汽车的主流起色趋向，动作新能源汽车的添加，节能汽车也应惹起足够的珍视。”北京工业大学传热深化与历程节能训诫部核心测验室主任马重芳教练更加夸大“节能汽车”的观念。不日，正在授与《科学时报》记者专访时，马重芳指出，无论异日将是什么正在维持咱们的汽车进步，起码此日，咱们没有原因不眷注古板内燃机对每一滴石油的燃烧与使用。
马重芳：新能源汽车苛重指纯电动、油电搀和动力和燃料电池三种，它们实质都是以电化学蓄能为本原的。节能汽车指的是内燃机与余能热功转换相联络的搀和动力汽车、压缩氛围动力汽车等，节能汽车的实质是通过余能接受和物理蓄能完成内燃机恶果的降低，进而完成汽车节能。
内燃机与排气余热接受相联络的搀和动力汽车指的是使用内燃机的废气余热，通过朗肯轮回和有机朗肯轮回，完成排气废热的热功转换，从而降低带动机的功率，下降带动机的油耗。这是节能汽车更加是重型卡车的一个紧张起色对象。
因为这种新型搀和动力装配以联结轮回取代了简单的奥托轮回（汽油机）或DESEL轮回（柴油机），完成了内燃机余能的接受，可能明显降低汽车的燃油经济性。这种新型搀和动力汽车不光正在学术上具有紧张道理，并且将为汽车动力的起色供给了紧张战术对象。
节能汽车的另一个紧张对象压缩氛围动力汽车，也叫气动汽车，其基础道理是将高压压缩氛围注入高压储气罐，压缩氛围膨胀驱动膨胀机做功输出刻板能从而驱动汽车运转。
压缩氛围动力汽车与其他汽车比拟有以下几个利益：一是无燃料燃烧，排放的是无污染、低温的氛围，是真正的“绿色”观念汽车。二是正在气动带动机事业历程中高压气体膨胀做功后温度大幅下降，排出的尾气温度远低于处境温度，低温的尾气可能动作氛围动力汽车制冷空调的冷源而不须要非常制冷体例，同时也不必装置油箱、火花塞和消声器，可使车分娩本钱下降20%。三是氛围不行燃，汽车平和性好。四是与古板汽车比拟，其带动机事业时无燃料燃烧历程，因而带动机对质料央浼低、布局方便、尺寸小、质料轻、制价低、策画和筑设容易。五是其能量的转达速速，积聚容易，介质原因简单、洁净，所需的电力容易获取；充气筑造和社会本原摆设用度不高，较容易筑制。整车应用爱护和分娩用度低，且可使用现有气动工夫、汽车策画和筑设工夫，研制和拓荒周期短。六是压缩氛围罐毁灭后比电池污染小。七是比电池寿命长，并且功能不没落。
气动汽车可能知足氛围污染吃紧都市对低排放、零排放汽车的火急须要，可代替片面都市和室内交通东西，如都市公交车、游历逛船、运动小车及室内搬运东西车等，具有很好的商场使用前景，可能获取下降都市污染的杰出社会、处境效益。
《科学时报》：为何正在新能源汽车以外须要更加夸大节能汽车的观念？以纯电动车为家当对象的新能源汽车的起色是否将挤压节能汽车的起色空间？
马重芳：之因而正在新能源汽车观念以外更加夸大节能汽车的观念，苛重是基于我邦节能减排的实际需求。
据公然数据显示，2009年我邦分娩内燃机约6700万台，个中1379万台为汽车配套，总功率达11.3亿千瓦，比2008年伸长10%旁边。
11亿千瓦，这是怎么一个观念？截至2009年末，我邦电力装机总容量8.74亿千瓦，按策划，异日5年，均匀每年的装机容量扩展约1亿千瓦。两者比拟，内燃机正在中邦工业起色中的名望一览无余。
可能坚信，正在可能意料的异日，内燃机的效用仍将不行代替。而与此同时，内燃机起色面对节能减排的宏壮挑衅。2009年我邦石油进口依存度达51%，而内燃机石油泯灭量约占寰宇总泯灭量的2/3，是名副实在的用油大户。排放方面，内燃机废气污染占我邦绝大无数都市非供暖季大气污染的50%以上，是都市最苛重的大气污染源。
刻板工业是统统工业的本原，内燃机又是刻板工业的本原，然则，越本原的东西往往越容易被蔑视。以汽车与内燃机为例，固然动力总成是汽车的焦点，但人们对整车的眷注度远深远于内燃机。2009年邦度出台的10大家当强盛策划中，汽车、装置筑设、船舶都与内燃机相闭，然则每个强盛策划中，内燃机并未受到足够珍视。正在风起云涌的新能源汽车家当中，古板内燃机节能工夫也经常遇冷，远比不上电动车的“热力一概”。
现在，邦度高度珍视新能源汽车起色。因为新能源汽车与古板汽车比拟，最基础的改观显示正在动力体例。以是，有观念以为新能源汽车将挤压内燃机的起色空间。
对此我以为，新能源汽车是古板汽车工夫的传承，是汽车工夫的主流起色趋向，起色新能源汽车是邦度持久战术遴选，是汽车工业寻求可继续起色能源处境的肯定遴选。但新能源汽车工夫难度大，须要一个比拟长的研发与增加周期，正在异日20年，内燃机汽车依然是主流汽车，新能源汽车对邦度节能减排并不行起到立竿睹影的结果。以是正在大肆起色新能源汽车的同时，邦度应踊跃起色节能汽车，节能汽车或许是异日20年内汽车工业节能减排的最苛重门径。
马重芳：活着界的石油能源泯灭布局中，内燃机所占的份额很大，2006年和2007年我邦内燃机所泯灭的燃油约为1.9亿吨和2亿吨，正在当年寰宇原油泯灭总量3.23亿吨和3.46亿吨中所占比例均切近60％。
从目前汽车所用带动机的热平均看，用于动力输出功率日常只占燃油燃烧总热量的30％～45％（柴油机）或20％～30％（汽油机），以废热样子排出车外的能量占燃烧总能量的55％～70％（柴油机）或70%~80%（汽油机），苛重网罗轮回冷却水带走的热量和尾气带走的热量。以是内燃机余热接受是下降内燃性能耗的枢纽工夫程序之一。
美邦能源部对内燃机节能潜力的评估结果以为，带动机余热能接受的节能潜力达60%以上。美邦Argonne邦度测验室正在阐发了各种内燃机的节能工夫后以为，余热能接受利东西有最大的节能潜力。动作环球最大的独立带动机筑设商，美邦康明斯（Cummins）公司以为，通过余热能的接受使用，到2015年可使内燃机的转化恶果到达60%旁边。
与此同时，2010年头，美邦能源部长朱棣文告示启动3.75亿美元（政府拨款1.87亿美元）降低重型卡车和乘用车恶果的研商设计，个中带动机余热能接受使用是该项目维持的苛重枢纽工夫。该项目投资中60%的资金用于重型卡车的节能，其余40%的资金进入来维持轻型客车的节能。到2030年该工夫正在汽车中广大采用后，每天可能朴实1亿升汽油和柴油，下降汽车20%的碳排放。美邦此项设计反应了新能源汽车的最新动向，此举能给咱们以开发和鉴戒。
总的来说，从目前的发达来看，通过对内燃机余热能的梯级使用，赢得10%～20％的能量使用恶果的降低一律是或许的。我邦2009年石油泯灭量约为3.74亿吨，个中内燃机耗油为2.24亿吨，以是通过对内燃机余热余压使用的研商，可朴实石油3360万吨旁边，节减CO2排放1.05亿吨旁边。
马重芳：邦际上特地珍视内燃机废气余热的使用。美邦能源部同时资助6个团队举办汽车余热使用研商，这6个团队简直涵盖了闭系范围各至公司及邦度测验室，美邦能源部的主意是通过余热使用工夫的使用使柴油机热恶果正在10~15年后擢升至60％。
正在欧洲，英邦帝邦理工学院正在预测内燃机的起色趋向时，将内燃机废热能的使用动作到2050年的枢纽工夫挑衅。法邦正在2007年启动了heat2power设计；瑞典3所一流大学Lund，Charlmes，KTH发展内燃机余热接受的联结研商。日本文部省正在2005年公布的第八次工夫意料视察叙述中，将内燃机余热能的使用列为异日30年工夫起色的100个紧张课题之一。
德邦宝马公司仍然正在1.8升四缸带动机上折柳采用水和酒精的朗肯轮回接受废气和冷却水的高温和低温余热饱舞膨胀机做功，试验结果解释，可扩展15%的引擎输出恶果以外，油耗呈现更与1.5升的车款相当。
日本本田公司通过高温废气换热形成高压蒸汽，驱动膨胀机发电接受余热，膨胀机最大可输出32kW电，热恶果最大可降低13％。
康明斯正在美邦能源部的维持下举办了使用8级车用内燃机余热驱动有机朗肯轮回发电的研商，主意是降低10％的燃油经济性。目前仍然完毕了第一代样机的策画筑设和测试。
其它，美邦卡特皮勒公司拓荒了固定式自然气带动机的有机朗肯轮回废气余热发电体例，该体例样机使带动机体例的燃气使用恶果到达了47%。
对付氛围动力汽车而言，早正在内燃机创造之前，压缩氛围动力汽车的观念就被提出并被广大使用于瑞士等欧洲各邦都市的轨道交通。目前法邦MDI汽车公司是此项工夫的代外。到2008年末，他们仍然策画筑设出5种型号的压缩氛围动力汽车，其带动机的功率从4马力到75马力。个中一款车型可达200km～300km的续航里程，最高时速110 km/h，接电自充气时辰正在4个小时旁边，而正在加气站充气时辰只需3分钟。
马重芳：与外洋同行比拟，我邦节能汽车的研商较少。我邦科技部先后正在“十五”和“十一五”功夫折柳筑立了两个内燃机“973”项目，这两个项目都是由天津大学牵头，苛重举办内燃机高效燃烧工夫的研商。2010年科技部允许了天津大学内燃机邦度核心测验室舒歌群教练牵头申请的“973”项目“高效、节能、低碳内燃机余热能梯级使用本原研商”，北京工业大学吴玉庭研商员做为个中课题二“内燃机余热能转化热力单位和质料功能深化策画和集成优化的研商”的课题负担人。正在“十一五”“863”中也筑立了一个内燃机废气余热接受的预搜索性专题课题，正在该课题的维持下北京工业大学对内燃机废气余热接受发展了预搜索研商，目前正正在搭筑测验台举办测验验证。气动汽车方面，邦度自然科学基金委和邦度科技部筑立了相应课题，浙江大学、北京工业大学、合肥工业大学发展了少许研商事业，赢得了肯定发达。总的来说，邦内对节能汽车的研商还刚才起步，跟外洋差异很大，以是特地有需要筑立项目举办体例研商，以促使我邦节能科学外面的起色。
内燃机废气余能的接受涉及废气余热的征求传热、热功转换、热电直接转换以及压力能转换等方面。热力学、传热学、质料、刻板和担任等众个学科以及这些学科的交叉是内燃机余热使用的外面本原。唯有把握了这些枢纽科学工夫，本领使体例总能使用恶果明显降低，接受获本进一步下降，进而才有或许饱舞其大领域贸易化起色，完成内燃机余热余压的有用使用。
柴油机余热热功转换是一项近年来才饱起和受到珍视的新能源汽车工夫，其研商苛重齐集正在欧洲与美邦。大汽车和柴油机厂商都正在极力拓荒柴油机余热热功转换，也有越来越众的带动机厂商正正在或即将跻身到该工夫的研商使用中。但纵然如许，目前该项工夫仿照处于树范试验、体例功能优化矫正阶段，很众枢纽工夫还没有被一律攻陷。
我邦事最大的重型卡车分娩邦，柴油机余热热功转换体例的研发和使用对我邦汽车工业的起色具有紧张的战术道理，而目前邦内企业尚未发展该工夫的研发。该项工夫目前还并不行熟，谁先把握进步可行的工夫，谁将掌握最大的商机，成为该工夫的领跑者，指导统统带动机余热热功转换新动力体例的起色。
