访“清洁汽车材料及油品技术开发”课题组

　　背景描述：清洁汽车材料及油品技术开发

　　点评专家：伍振毅(高级工程师，中化化工科学技术研究总院)

　　李定一(教授级高工，中化化工科学技术研究总院)

　　汽车的尾气污染到底有多严重，排气口附近污垢的“集结”很能说明问题。中化化工科学技术研究总院有一辆从国外进口甲醇汽车，带上白色手套去摸它的排气口，依然非常干净。这辆车进口到现在已经20多年了，但是，现在给车加甲醇燃料，还必须亲自跑到化工厂才行。

　　这是一个非常典型的例子。使用替代燃料的汽车要想大面积推广，一条龙的配套设施必要跟上。这个庞大的系统工程，不是短时间能够完成的。

　　专家们认为，今后30-50年，燃油汽车仍将是汽车工业的主流产品，推进燃油汽车清洁化，是缓解城市空气污染的重要方面。

　　2005年7月1日，为了迎接奥运，北京将开始执行欧Ⅲ排放标准。比起我国现行的高清洁汽、柴油的标准，新标准对燃油在硫、苯、烯烃、芳烃含量等主要环保指标方面的要求都更高了。

　　政策法规对于汽车尾气排放各项指标的要求日益严格，汽车工业如何适应更加严格的环保要求？

　　科技攻关项目“清洁汽车材料及油品技术开发”旨在通过对制造清洁燃油系列成套技术、新型高效尾气净化技术以及降低汽车自重的新型材料及其关键技术的开发，为满足我国燃油汽车实现高标准排放的需要奠定一定的技术基础。

　　伍振毅高级工程师把课题组的工作形象的概括为“头”、“中”、“尾”三个部分。

　　头：要汽车“吃”更清洁的油

　　伍振毅高级工程师介绍，攻关项目在油品方面包括汽油、柴油各有两个课题。课题一开始就保持了一定的前瞻性，能够适应欧Ⅲ排放标准的严格要求。

　　据介绍，欧Ⅲ排放标准对燃油的各项指标变化最为显著的莫过于硫和烯烃含量的变化。

　　我国现有标准中硫的含量最高为0.08％，在欧Ⅲ标准中将实行0.015％；烯烃含量同样也有大幅变化，将从目前的35％剧降至18％。

　　这两项指标对于清洁尾气，具有非常重要的意义。

　　汽油中的硫会在缺氧条件下附着在催化剂表面，使催化剂暂时中毒。硫也会对氧传感器造成不良影响，使催化器工作效率降低，污染物排放上升。汽油中硫含量下降可以减少硫对催化器、对氧传感器的毒害，有利于催化器和氧传感器的正常有效工作和使用寿命，降低尾气中CO、HC的排放。

　　烯烃主要是在炼制石油工艺的催化裂化过程中生成的。汽油中的烯烃(尤其是二烯烃)的热稳定性与抗氧化性差，容易在喷油嘴、进气阀处发生氧化和缩合反应，形成胶质和树脂状污垢，并会吸附周围的颗粒物质，在长期高温作用下，这些黏稠油垢会逐渐变硬，成为积碳，使发动机正常工作受到影响。

　　专家点评：本项目在车用燃油方面取得了数项重大成果。开发的清洁燃油生产新技术不仅为国内生产满足世界燃油规范Ⅱ及以上标准要求的油品奠定了技术基础，同时也为课题合作单位每年带来近8000万元的经济效益。

　　身：轻量化材料，让汽车瘦身

　　“车的自身重量每降低10％，油耗将相应减少6％-8％。从国际上看，降低汽车的重量，使汽车轻量化是一个潮流。”伍振毅高级工程师说。

　　在轻量化材料等方面，课题组也取得了重大技术突破。

　　“芳纶骨架材料在绿色轮胎中应用的生产技术开发”课题选用具有强度高、变形小、热收缩低、高耐热及蠕变小等特点的芳纶为骨架材料，替代钢丝用于生产新型子午胎，创新设计了胎体配方和芳纶粘合配方，解决了压延和裁断工艺的技术难点，使生产的绿色轮胎的重量、滚动阻力均比同规格的钢丝子午胎下降10%%以上，且高速性能、耐久性能优异。该课题合作单位之一的华南轮胎公司是目前我国唯一的一家生产子午线轮胎的国有企业，采用课题技术成果在该企业建立了150万条/年芳纶绿色轮胎的生产能力。

　　“新一代高强度螺栓钢研究与开发”课题已成功解决了13.9级及以上级别高强度螺栓的制造工艺难题，率先在国内实现了批量化工业生产。批量产品经两年的实际应用，性能良好。

　　“在车体材料上，目前国际上高档轿车主要采用铝合金。但是，我国汽车生产能使用铝合金的很少。课题组为此进行了充分的技术储备。”伍振毅高级工程师。

　　采用铝合金作为车体材料可以产生显著的一次和二次减重效果，并提高汽车安全性能和驱动性能。但大规模生产铝汽车遇到的主要困难就是焊接问题，必须对传统汽车生产中常用的连接钢的焊接技术进行改进，克服焊接缺陷、提高电极寿命并实施焊接工艺在线监控等，才能使大规模生产铝汽车成为可能。

　　专家点评：子午线轮胎是轮胎的发展方向。目前我国使用比例大约为30％-40％，而英、美等国则达到90％左右。

　　芳纶子午线轮胎等作为绿色轮胎受到国外各大轮胎公司和汽车公司的青睐，正在得到快速发展。与普通子午胎相比，芳纶子午线轮胎的滚动阻力可减少10%%，重量可减轻10%%，具有更好的行驶性能和节油效果。加之，芳纶材料的生产不断向连续化、低成本化方向发展，促使芳纶帘线的价格不断降低，为芳纶子午线轮胎的大批量生产提供了良好的基础。

　　尾：消除碳烟和氧化氮

　　“以前我们对尾气排放没有要求的时候，国外出口汽车到我们国家，都先把尾气净化设置拆下来。外国人觉得：反正你们不要求，干脆拆下来，还能卖一千多美元呢！”李定一教授提到这一段历史就非常愤懑。

　　汽车尾气污染已成为现代城市大气污染的最主要来源。据专家估计，按目前世界汽车保有量5.5亿辆计，每年汽车排向大气的有害物质高达7.15亿吨。近年来，北京等城市的大气污染日益严重，已引起国内外高度重视。据北京市环保局统计，北京市大约73%%的HC(碳氢化合物，包括有机挥发物VOC)、50%%的NOX(氮氧化物)和63%%的CO(一氧化碳)来自汽车尾气排放。北京市大气环境污染的40%%-50％来源于汽车排放。

　　汽车尾气净化技术开发课题，将自主开发的高强度、耐高温氧化导电泡沫陶瓷材料应用于电加热强化三效催化净化，这种新的净化技术除保持了金属电加热强化技术的优势外，所需的电力条件完全能由现有车载电力系统提供，而且这一技术还能用于柴油车尾气净化，可能形成能同时消除碳烟和氧化氮。目前该技术正在一汽集团进行现场应用试验(8万公里道路试验)。

　　专家点评：目前，尾气净化技术已经从两效发展到三效。但是，由于不能有效解决冷启动污染，三效催化净化技术不能满足欧Ⅲ、欧Ⅳ及美国的LEV和ULEV等更高的尾气排放标准。因此，采用在发动机排气口和常规三效催化剂之间添加一个氧化型催化剂的所谓紧耦合催化净化技术，是目前汽油车满足欧Ⅲ标准的尾气净化技术。

　　该技术除要求更严格的空燃比控制外，还必须大幅度增加钯等贵金属的用量。这直接导致了全球范围内金属钯价格的飓升，几乎达到4年前的4倍。国外正在开发的电加热技术很容易满足欧Ⅲ以上标准，且具有成本优势，但由于采用金属蜂窝载体，需要很高(200A以上)的电流才能保证催化剂的快速起活，无法为现有车载电力系统承受。因而，需要发展低成本、易实现、大幅度降低冷启动污染的新技术。

　　核心提示

　　2005年7月1日，北京将开始执行欧Ⅲ排放标准。

　　政策法规对于汽车尾气排放各项指标的要求日益严格，汽车工业如何适应更加严格的环保要求？

　　科技攻关项目“清洁汽车材料及油品技术开发”旨在通过对制造清洁燃油系列成套技术、降低汽车自重的新型材料及其关键技术以及新型高效尾气净化技术的开发，为满足我国燃油汽车实现高标准排放的需要奠定一定的技术基础。

　　在油品方面，包括汽油、柴油各有两个课题，并且从一开始就保持了一定的前瞻性，能够适应欧Ⅲ排放标准的严格要求。

　　在轻量化材料等方面，课题组也取得了重大技术突破，创新设计了高速性能、耐久性能优异的汽车材料。

　　在汽车尾气净化方面，则采用在发动机排气口和常规三效催化剂之间添加一个氧化型催化剂的所谓紧耦合催化净化技术，成为目前汽油车满足欧Ⅲ标准的尾气净化技术。

　　相信这一系列的技术，能够为城市空气污染治理带来明显的效果。

　　背景描述：清洁汽车材料及油品技术开发　　点评专家：伍振毅(高级工程师，中化化工科学技术研究总院)　　李定一(教授级高工，中化化工科学技术研究总院) 　