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浅谈现今汽车工业中的绿色设计

2011-04-09杨雨凡周俊良

科学之友 2011年1期
关键词:噪声工业绿色

杨雨凡,周俊良

(北京化工大学机电工程设计学院,北京 100029)

浅谈现今汽车工业中的绿色设计

杨雨凡,周俊良

(北京化工大学机电工程设计学院,北京 100029)

绿色设计称为生态设计,其阐述了一种生态价值观。汽车工业的繁荣给人类的生存环境带来了灾难,绿色设计也就应运而生并不断发展。绿色设计在汽车工业中主要表现在燃料动力的改进、造型外观的改变以及噪声污染的降低等方面,具有很好的发展前景。

绿色设计;汽车设计

“绿色设计”这一名词出现在新旧世纪的交替之际,其阐述了一种生态价值观,并逐渐成为21世纪的主流设计开始影响世界。绿色设计也称为生态设计,指在产品及其寿命周期全过程的设计中,要充分考虑对资源和环境的影响,在充分考虑产品的功能、质量、开发周期和成本的同时,更要优化各种相关因素,使产品及其制造过程中对环境的总体负影响减到最小,使产品的各项指标符合绿色环保的要求。

对于工业设计而言,绿色设计的核心是“3R”,即Reduce,Recycle,Reuse,出于考虑影响环境的因素,绿色设计也更加细化,针对性地向低碳设计深入。

汽车工业的繁荣给人类带去了难以想象的物质享受和精神追求,但坏境给予人类的反馈却给这一片欣欣向荣的产业浇了一盆冷水。在材料加工、燃料消耗上对资源的过多汲取,庞大的汽车数量造成的交通拥堵、刺耳的鸣笛声对周边环境的影响等等。当生存环境逐渐恶化,影响到日常生活时,人们忘记了汽车带给我们的便捷、享受和繁荣,人们开始申讨,开始呼吁汽车工业改革,开始关注汽车工业给环境带去的灾难。

绿色设计是如何应用于汽车设计中的呢?绿色汽车是环保型汽车的美称。通常是指那些开发过程无污染、使用健康且安全,不会破坏环境和生态,在特定的技术标准下生产出来的汽车产品。它对汽车生产基地、汽车能源、汽车尾气的要求,对汽车从成产、销售到废品回收的整个过程的要求,以及对环境、生产技术、安全等方面的要求,都有一定的国际标准。

汽车的哪些方面需要改进,就要从汽车带来的问题中进行研究。

1 外观造形

在高速发展的现代化城市中,人类生存的空间越来越少,虽然城市的领地在不断扩张,但人们依然感觉越来越拥挤。寸金寸土的房价,越来越严重的堵车,如何节省空间是人们面临的一个棘手的问题。

现在很多汽车厂商在不断开发体积小、油耗低、机动性强的新型汽车,用于适应城市的使用需求。比如丰田的三门RAV4、大众的Cross高尔夫、奥迪Q1等。

对于在汽车的造型设计上可以发挥设计师天马行空的创意,设计出比如可折叠的、可伸缩的汽车。当汽车不使用时,通过汽车机体地变形节省出普通汽车1/4甚至1/2的体积。虽然这些创意还没投入生产,但足以打开一条汽车设计的新道路。

2 燃料动力

尾气排放以及对自然资源的过度消耗是汽车带来的最大问题,解决这一问题刻不容缓。节省燃料,减少汽车尾气中的有害物质在笔者看来可以从提高发动机的效率和使用新能源两方面来改进。

柴油机的热效率高,和汽油机相比,可节省20%~25%的油耗,而且近年来涡轮增压及中冷技术、共轨式燃油喷射技术、新型废气再循环系统、颗粒物过滤器及其再生技术等的应用,使新型柴油机的性能大大改善,并能满足严格的尾气排放要求。

汽车在行驶途中对于发动机的功率要求是不一样的,比如爬坡、加速时就需要大功率,而平稳行驶时,小功率低油耗的发动机足以满足。因此,可以开发一种可变排量的发动机,采用具有迅速反应能力的多功能微处理器,及时调节行驶条件,实现尽可能地降低能耗。

至于新能源方面,现在很多科研设计部门都在竭尽全力地实现多种新能源的普及。混合动力驱动机较同类型普通汽车上所用发动机的功率小,并可以在运行中向蓄电池补充电能,实现节能、低排放、低噪声。电动汽车主要以二次电池、燃料电池或太阳能电池为动力,不用汽油,无废气排放污染。作为清洁、节能的新型交通工具,它在行驶过程中无污染、热辐射低、噪声小、不消耗汽油,可应用多种能源,结构简单,使用方便等,具有无以伦比的优势。氢气汽车是目前最有前途的车型。氢气既可以用于清洁发电,又能通过电解水得到,由于它燃烧生成的也是水,所以对水资源影响不大。它与电动汽车相结合产生的氢燃料电池汽车对环境污染同样很小。

在2006年的洛杉矶汽车展上,悍马旗下的一辆造型奇特的概念车横空出世,它吸引了所有在场者的目光。吸引人的不仅仅是这辆车异想天开的外观造型,更是这辆车在绿色环保、高效节能上的魅力。

如图1、图2所示,概念车包含一个充满海藻并可以释放氧气的车身。在它的车顶上含有海藻类生物,让其宛如可以移动的树木,可以吸收二氧化碳通过光合作用,并且在车辆行驶时可以产生氧气,释放到环境当中,同时,在停车的时候,车身可以像树叶一样展开,吸收阳光。这也是这款车的命名根据。这辆车还拥有铝制车体,并且由氢和燃料电池提供能量。

汽车不会污染环境还能改善环境,这个设计很好地解决了汽车燃料动力上的问题。虽然这辆车还处于概念阶段,但是它所掀起的绿色汽车设计潮流已经势不可挡,也引发了设计界关于绿色设计的思考。

图1

图2

3 噪声污染

据国外有关资料表明,城市噪声的70%来源于交通噪声。过高的噪声既能损害驾驶员的听力,还会使驾驶员迅速疲劳,从而对汽车行驶的安全性构成了极大威胁。控制噪声刻不容缓。汽车的噪声根据研究可分为胎噪、路噪、风噪等等。

为了尽可能降低这些噪声,可以使用尽可能小的轮胎,以此减少地面与轮胎的摩擦,既能减少磨损,又能降低胎噪。同时加强汽车的密封性,直接改善汽车的隔音效果,截断驾驶员与噪声的接触,减少噪声对驾驶员的直接伤害。此外,还应该改善车身外型,采用流线型车身并加强车门密封条和内心密封条,可以很好地减小风噪。

地球上的人口在不断增多,对资源的消耗和环境的污染也在不断增加,绿色设计不仅是一种普通的设计理念,更是人类的自我救赎。在未来的汽车工业中,绿色设计理念无疑扮演着重要角色,针对环境变化的需求,继续深入、发展,使汽车工业续写辉煌。

4 总结

在汽车设计中,对于造型外观方面,以流线型和缩小汽车体积为主线。在燃料动力上要开发高效发动机以及普及新能源的使用。改良车胎和车身密封性的设计,以降低噪声。然而汽车工业的绿色改良设计还涉及到很多方面,需要更多的设计师和工程师参与进来。这是一项浩大的、非常有意义和前景的工程,它的发展可以带动很多其他新技术和新理念的发展。

Discusses Nowadays in the Automobile Industry Green Design

Yang Yufan,Zhou Junliang

The green design is called the ecology design,it elaborated one kind of ecology values.Automobile industry’s prosperous brought the disaster for humanity’s living environment,the green design has also arisen at the historic moment and develops unceasingly.The green design mainly displays in the automobile industry in the fuel power improvement,the modelling outward appearance change as well as the noise pollution reduces and soon aspects,has the verygood prospects for development.

green design;automobile design

TB472

A

1000-8136(2011)02-0135-02

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