汽车产业的发展，增大了能源的消耗，排放造成的大气污染和地球的温室效应已成为人类的公害。因此，人、车和自然和谐发展，促进汽车工业可持续发展，对汽车工业提出了严峻的挑战。本文从汽车节能减排的重要性角度出发，介绍节能新技术、尾气处理技术的应用和发展。

1节能环保技术在汽车上的应用
1.1汽车动力装置的节能
    提高发动机负荷率可以提高燃油经济性，因此，在同样满足汽车功率要求的情况下提高发动机的负荷率，成了汽车动力装置节能的新动向，除了采用混合动力装置和自动变速器以外，还可以采取分缸断油和通过增压缩小排量的策略。
1.1.1优化发动机工况
    优化发动机工况是节能的新动向，通过优化发动机工况来提高汽车燃油经济性有巨大潜力。由于对温室气体排放的限制，这种节能潜力目前已经越来越受到世界汽车工业的瞩目。挖掘这种潜力的策略有如下几种。
    （1）混合动力装置。混合动力装置就是既有内燃机又有电动机的动力装置。无论是串联式、并联式还是混联式混合动力装置，其中的内燃机都可以工作在油耗最低的工况区域。三种形式都有明显的节能效果，最高可达3091，左右，而且节能效果都跟发动机工况的优化有关。
    （2）节能优先的自动变速器。当汽车在恒定车速下行驶时，采用不同的挡位，发动机就工作在不同的转速和转矩，从而带来不同的燃油消耗率。在控制单元的控制下，自动变速器可以选择在最合适的时刻切换到最合适的挡位，得到最佳的转矩和转速组合，从而缩短汽车的加速时间，提高动力性。但是，自动变速器也可以选择最经济的挡位，使发动机工作在最低油耗的工况区域，以提高燃油经济性。
    （3）分缸断油。这种策略就是在低工况下切断发动机一部分气缸的燃油供应，其余各缸就会大幅度提高其负荷率，
  工作在经济性和排放都大为改善的工况区域。一旦这几个工作气缸已不能满足功率要求时，断油的气缸便恢复供油并点火工作。这种工作方式称为分缸断油。分缸断油策略的思路是，发动机总排量按照要求的标定功率设计，低负荷条件下关闭一部分气缸以提高负荷率。
      （4）缩小排量。缩小排量策略是，在保持发动机标定功率不降低的前提下，缩小发动机总排量，使得在较低负荷条件下的负荷率得以提高，而在较高负荷的条件下就通过增压来达到标定功率。举例来说，如果说标定功率为300 kW的自然吸气式汽油机需要12缸6L排量的话，那么采用增压以后也许只要6缸3L排量即可。如果将分缸断油和缩小排量这两种策略结合起来使用，则节能效果更佳。

1.1.2增压技术
    涡轮增压器能满足降低排放并能够提供更好的燃油经济性，因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。对于汽油机，有涡轮增压器后，CO2的排放与相同功率的自然吸气式发动机相比，要少10%～20%。目前常用的增压技术是涡轮增压。机械增压正在悄然兴起，机械增压器对于中小排量的发动机具有价格上的优势，所以它用于小型轿车，在经济相对落后、城市交通比较拥堵的发展中国家尤其受欢迎。

1.2开发新能源汽车
1.2.1混合动力技术
    混合动力，是以传统汽油机为主动力，辅助以电动机动力，是传统汽车动力的延续，具有较强的可实现性，而且不改变原来的驾驶习惯。在混合动力车上，同时装有汽油发动机和电动机两套系统。起动、加速和上坡时两套系统同时工作；制动时能量逆向存入蓄电池，转化为电能驱动汽车，从而达到节省能源、减少排放的效果；平稳行驶时，由蓄电池驱动电动机单独工作，汽油机不再工作；制动时将汽车制动过程中浪费的能量收集起来。

1.2.2太阳能汽车技术
    太阳能是最清洁的能源，因此太阳能汽车是“绿色汽车”发展的更高目标，也是当前国际的研究热点之一。目前的太阳能汽车功率比较小，速度较慢，承载能力不强，所以尚属于概念车。太阳能电池转换的难题现在一步步攻克，材料科学的发展将会逐步解决成本过高的问题。所以，相信50年内，太阳能汽车能够实现商业化。太阳能技术在汽车中的运用人们很快就能看到，比如用太阳能电池替代汽车发动机的部分功能，既可减少汽车尾气排放量，又可提高发动机工作效率。和传统的汽车不同，太阳能汽车已经没有发动机、底盘、驱动、变速器等构件，而是由电池板、储电器和电动机组成，车辆的行驶只要控制流入电动机的电流就可以解决，全车主要有3个技术环节：一是将太阳光转化为电能；二是将电能储’存起来；三是将电能最大程度地发挥到动力上。太阳能汽车由于其零污染，能源用之不竭，代表了汽车发展的新水平，因此被人们称为“未来汽车”。但目前因其造价昂贵、动力受太阳照射时间限制及承载能力差等特点而无法普及。

1.23燃料电池技术
      燃料蓄电池是把氢、甲醇等燃料和空气中氧气的化学能通过电化学反应直接转变成电能的发电装置，主要用在近几年发展起来的电动汽车上。燃料蓄电池的能量转换率极高，理论上可达100%，实际效率已达60%～80%。燃料蓄电池汽车的等效燃油经济性高于汽油内燃机车，而且不产生污染物，有效地减少了尾气中的有害物质。

1.2.4生物燃油与代用燃料技术
    环境保护对汽车排放提出了越来越严格的要求，生物柴油以其优越的环保性、润滑性、安全性和可再生性受到各国的普遍重视。用甲醇或乙醇等短链醇和菜籽油进行醋化反应，再经洗涤干燥即可得到生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，在生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。目前，生物柴油使用最多的地区是欧洲，份额已占成品油市场的5%，美国能源政策法也已把其正式列为一种汽车替代燃料。在亚洲的一些国家和地区已开始建立商品化生物柴油生产基地，并把生物柴油作为代用燃料广泛使用。

    在汽车燃料方面的另一个发展是使用代用燃料发动机，它可以使能源结构合理化，减少人类对石油的依赖，又可以降低有害物的排放，这是石油短缺的要求，也是内燃机自身排放性能发展及人类维护自身健康的要求。目前开发的代用燃料主要有液化石油气（LPG）、压缩天然气（CNG），醇类燃料、合成燃料、氢燃料等。

2尾气处理技术的应用
    汽车尾气排放造成大气污染是个世界性的问题，我国目前治理这种污染所采取的措施有“改善汽车发动机工作过程”的机内净化技术、“对尾气进行催化净化”的机外净化技术、“采用新的消声器”及“使用无铅汽油”等。

2.1尾气净化
    综合治理汽车排气污染包括机内净化和机外净化两个方面。机内净化主要是提高燃料质量和改善燃料在发动机中的燃烧条件，尽可能减少污染物的生成；机外净化的主要方式是安装净化器，对有害气体进行处理。汽车尾气净化催化剂可分为以下3种。
      （1）一段净化法。又称催化氧化法，汽车排气中的CO和HC在催化剂的作用下，被空气中的氧氧化成CO2和水，净化后的气体直接排入大气。
      （2）二段净化法。又称催化氧化-还原法，采用两个反应器，汽车排出的气体先通过第一段净化反应器，排气中的CO将 NOx还原为氮气；从还原反应器出来的气体再进入第二段净化反应器，使CO和HC氧化成CO2和H2O。
      （3）三元催化法。三元催化法是采用同时对CO，NOx和HC有催化作用的催化剂，利用排气中的CO、HC将NOx还原为氮。三元催化转化器是目前汽车尾气净化普遍采用的形式，其核心技术包括载体、洗涂层和助剂三部分。

2.2废气再循环系统
    废气再循环（EGR）系统用于降低废气中的氮氧化物 （NOx）的排出量。氮和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应，发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件，在强制加速期间更是如此。当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的废气进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室。怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机。进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。

    综上所述，节能和环保正在成为影响世界汽车技术发展的两大因素。基于地球石油资源的有限性及人类社会的未来可持续发展，为了解决经济发展与能源短缺及环境污染之间日益加剧的矛盾，发展清洁、高效、可持续发展的汽车节能环保技术，已成了十分紧迫的任务。