綠色設(shè)計(jì)在汽車工業(yè)中應(yīng)用

1、綠色設(shè)計(jì)在汽車工業(yè)中應(yīng)用摘要：本文闡述了綠色設(shè)計(jì)理念在當(dāng)今汽車設(shè)計(jì)中必要性, 總結(jié)了綠色設(shè)計(jì)在汽車材料、減少汽車尾氣排放、汽車外觀 造型、降低噪聲污染、汽車材料回收等方面的應(yīng)用，分析了 綠色設(shè)計(jì)給汽車企業(yè)帶來的效益，并對(duì)其美好的發(fā)展前景進(jìn) 行了展望。關(guān)鍵詞：綠色設(shè)計(jì);汽車設(shè)計(jì)；汽車工業(yè)中圖分類號(hào):u462文章標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1005-2550 (2012)02-0000-001引言科技進(jìn)步給人類帶來了越來越多的物質(zhì)享受，極大地提 高了人類的生活質(zhì)量，但同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也愈來愈嚴(yán) 重。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，許多社會(huì)難題也隨之產(chǎn)生：致命的 石油危機(jī)、擁堵的城市交通、驚人的汽車?yán)?、惡化的環(huán)境

2、污染等。汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展變得越來越重要，綠色設(shè)計(jì)思想應(yīng)運(yùn)而生。綠色設(shè)計(jì)在重建人類良性生態(tài)家的過程中正發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，將成為本世紀(jì)世界汽車市場(chǎng)的主導(dǎo) 設(shè)計(jì)思想。它不但是未來文明社會(huì)發(fā)展的需要，也是眾多汽 車生產(chǎn)企業(yè)提髙自身產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的需要。所謂的綠色設(shè)計(jì)就是將防止污染、保護(hù)資源的戰(zhàn)略集成到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去，兼顧生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)性的一種全新的產(chǎn)品設(shè) 計(jì)思想。它強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行 系統(tǒng)性地分析和評(píng)價(jià)，消除潛在的、負(fù)面的環(huán)境影響，著重考 慮產(chǎn)品的可回收性、易拆除性、可維護(hù)性和可循環(huán)利用性。 而傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想是以人為中心，以滿足人的需要和解 決問題為出發(fā)點(diǎn)，無視后繼的產(chǎn)品生產(chǎn)

3、及使用過程中的資源 污染和能源消耗，以及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響?？梢哉f，綠色設(shè)計(jì) 是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善和發(fā)展，兼顧了產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，從 源頭上減少了廢棄物的產(chǎn)生1。綠色設(shè)計(jì)是如何應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)中的呢？綠色汽車是環(huán) 保型汽車的美稱，通常是指那些開發(fā)過程無污染，使用健康 安全，不會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，在特定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下生產(chǎn)出來的 汽車產(chǎn)品。它對(duì)汽車生產(chǎn)基地、汽車能源和汽車尾氣，對(duì)汽 車從生產(chǎn)、銷售到廢品回收的整個(gè)過程，以及對(duì)環(huán)境、生產(chǎn) 技術(shù)、安全等方面，都有一定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。新技術(shù)、新能源 和新工藝的不斷出現(xiàn)，為設(shè)計(jì)出對(duì)環(huán)境友好的汽車產(chǎn)品開辟 了嶄新的前景。綠色設(shè)計(jì)在汽車工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景, 尤其在汽車材料

4、、減少汽車尾氣排放、汽車外觀造型、降低 噪聲污染、汽車材料回收等方面，同時(shí)，也將給汽車生產(chǎn)企業(yè) 本身帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2綠色設(shè)計(jì)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用2. 1在汽車材料方面的應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)要求汽車設(shè)計(jì)使用輕質(zhì)、能耗低、噪聲小、無 毒和便于回收的綠色材料。例如，車內(nèi)污染可歸納為兩個(gè)來 源，一是汽車本身。車內(nèi)人造革和紡織品飾件中含有大量甲 醛、苯、二甲苯等有害物質(zhì)，尤其新車和內(nèi)部裝飾豪華的汽 車更為嚴(yán)重。像汽車內(nèi)部裝飾用到的真皮、挑木、金屬、 膠黏劑等，都可能釋放出有害物質(zhì)。二是汽車長(zhǎng)期使用導(dǎo)致 的空氣質(zhì)量下降。首先，人呼出的氣體在封閉的車內(nèi)淤積，得 不到散發(fā)；其次，汽車空調(diào)因長(zhǎng)時(shí)間不清洗而產(chǎn)生許多細(xì)

5、菌 和有害物質(zhì)，導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量差甚至缺氧；最后，汽車發(fā)動(dòng) 機(jī)產(chǎn)生的一氧化碳、汽油氣味附著在車內(nèi)，使空氣質(zhì)量下降。 因此，要求設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少汽車內(nèi)的裝飾品，并且要盡量采 用綠色環(huán)保材料，在結(jié)構(gòu)上還要做到通風(fēng)。目前在汽車上廣泛使用的新材料有增強(qiáng)塑料、碳纖維和 高強(qiáng)輕質(zhì)合金等。例如，美國(guó)通用汽車公司的轎車就采用高 強(qiáng)、輕質(zhì)且成型方便的碳纖維材料做車身，其圓潤(rùn)、流暢的 造型使風(fēng)阻系數(shù)非常理想，碳纖維也大大減少了汽車的整體 質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸，使該車的效率大為提高。據(jù)報(bào)道，歐寶汽 車總質(zhì)量中的塑料比例從1985年的10%增加到目前的15%o 部件質(zhì)量小，空氣動(dòng)力性好，可以提高燃油效率；同時(shí)，選用 聚丙烯為

6、材料，價(jià)格低，耐用性和可回收性高，并且具有吸收 噪音的性質(zhì)2。2.2在減少汽車尾氣排放方面的應(yīng)用減少汽車尾氣排放的有效方法是對(duì)汽車進(jìn)行技術(shù)改造 和尋求替代能源。例如，日本豐田公司開發(fā)的汽油超稀空燃 比及其控制系統(tǒng)，能夠在保證汽車動(dòng)力性的前提下，減少排 放污染，降低燃油消耗。同時(shí)，該車采用電子化油器，進(jìn)行廢 氣再循環(huán)，采用催化裝置，改變點(diǎn)火正時(shí)等。尤其是采用微處 理機(jī)控制的燃油噴射系統(tǒng)，不但可以大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的 動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能，而且還可以大幅度地減少排放污染, 因此受到了廣泛重視。目前，全世界生產(chǎn)的轎車中有90%左右 已裝有微處理機(jī)控制裝置3。但是，無論對(duì)汽車怎么改造，目前還是消除不了燃

7、燒汽 油造成的排氣污染。況且石油的儲(chǔ)量是有限的，地下資源不 能再生，因此，我們必須積極尋求新的替代能源。如電動(dòng)汽 車、太陽能汽車、混合動(dòng)力車，甲醇、液化石油氣、天然氣、 氫氣、燃料電池等燃料。目前，最容易實(shí)現(xiàn)的是混合動(dòng)力車。 混合動(dòng)力車是日本工程師內(nèi)山田竹志結(jié)合汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電 動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)研制的、具有開創(chuàng)性的復(fù)合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。使用 該系統(tǒng)的汽車在起步階段和低速行駛時(shí)，靠電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)車 輪，而在汽車進(jìn)入正常速度時(shí)，驅(qū)動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)提供，同時(shí) 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的小部分能量可轉(zhuǎn)換為電力。這種車比普通 汽油機(jī)的二氧化碳排放量降低了一半。當(dāng)然，最理想的是零污染。目前，零污染汽車有燃燒氫氣 的汽車和電動(dòng)汽車兩種

8、。據(jù)報(bào)道，美國(guó)加州就規(guī)定，到2004 年，汽車廠在加州出售的汽車中，10%要為零排放車輛?？梢?零污染汽車的開發(fā)研究越來越受到關(guān)注。例如，德國(guó)聯(lián)邦鐵 路公司（db公司）己研制出一種燃料電池為動(dòng)力的樣車 necar3o但要使電動(dòng)車具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，還得經(jīng)過一段 時(shí)間的努力。2.3在汽車外觀造型方面的應(yīng)用在高度發(fā)展的現(xiàn)代化城市中，人類生存的空間越來越少, 感覺越來越擁擠。寸土寸金的房?jī)r(jià)，越來越嚴(yán)重的堵車，如何 節(jié)省空間是人們面臨的難題。很多汽車廠商在不斷開發(fā)體積 小、油耗低的新型車，用于城市使用需求。例如，豐田的三門rav4、大眾的cross高爾夫、奧迪q1等。對(duì)于在汽車的造型設(shè)計(jì)上，可以發(fā)揮設(shè)

9、計(jì)師的天才創(chuàng)意，設(shè)計(jì)出比如折疊的、可伸縮的汽車。當(dāng)汽車不使用時(shí)，通過機(jī)體的變形節(jié)省出普 通汽車1/4甚至1/2的體積。雖然這些創(chuàng)意還沒投入生產(chǎn), 但足以打開一條汽車設(shè)計(jì)的新道路4。2.4在降低噪聲污染方面的應(yīng)用汽車噪音污染包括三方面。一是汽車?yán)鹊捻懧?；二是汽車本身的噪音，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的噪音;三是汽車行駛時(shí)輪胎與地面產(chǎn)生的摩擦聲。另外，汽車窗戶、 隔板等因車體行駛發(fā)生振動(dòng)以及汽車在高速行駛時(shí)產(chǎn)生的 風(fēng)噪聲使得車內(nèi)形成一個(gè)噪聲區(qū)。對(duì)于汽車?yán)鹊捻懧暎瑥?設(shè)計(jì)上來講，可通過安裝低頻率喇叭來緩解。例如，本田奧德賽就安裝有4個(gè)喇叭，其中兩個(gè)為低音喇叭。對(duì)于汽車本身的噪音，諸如風(fēng)噪聲等

10、就和汽車的外形相關(guān)，可通過汽車空 氣動(dòng)力學(xué)來控制。對(duì)于輪胎與地面產(chǎn)生的摩擦聲，可以盡量 使用較小的輪胎，減小輪胎與地面的摩擦。加強(qiáng)汽車的密封 性能方面，也可以盡量用整體模具，少用零部件，來提高零部 件的精密度，以此從根本上控制噪音。2.5汽車材料回收方面的應(yīng)用汽車使用幾十年總歸要報(bào)廢，利用它們循環(huán)再生是對(duì)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展提出的一項(xiàng)戰(zhàn)略要求。為了減少汽車?yán)? 綠色汽車需要從開始生產(chǎn)就考慮廢棄后的再利用，以保證一 萬多個(gè)部件均可以循環(huán)再利用。在設(shè)計(jì)汽車零部件時(shí)，要注 明部件的具體材料代號(hào)。組裝時(shí)，各零件要盡量使用相似材 料，這樣就無需拆卸、直接一同回收。給每一個(gè)零件進(jìn)行標(biāo) 記，在回收舊汽車時(shí)方

11、便拆卸分類，以達(dá)到節(jié)約資源和能源、 保護(hù)環(huán)境的目的。目前，世界各國(guó)都對(duì)汽車材料回收非常重 視。據(jù)報(bào)道，美國(guó)汽車制造商在電池、反應(yīng)注射成型設(shè)備(rim)、冷卻器端蓋、復(fù)合金屬板等方面回收汽車零部件；日 本汽車工業(yè)協(xié)會(huì)致力于處理環(huán)境問題，對(duì)廢車的回收率達(dá)100%,回收質(zhì)量達(dá)到75%o日本汽車專家們正進(jìn)行技術(shù)開發(fā), 將殘剩的粉碎渣用固化機(jī)進(jìn)行壓縮、固化，并將固化物干憎 汽化，作為氣體能源加以有效利用；在歐洲，人們?cè)谄嚥牧?回收方面也做了許多工作，諸如回收利用廢車的保險(xiǎn)杠。德 國(guó)大眾將回收的聚丙烯與未用過的材料混合，開發(fā)新車保險(xiǎn) 杠。bmw回收廢車保險(xiǎn)杠中的pbt和聚碳酸酯材料，用在新車 零部件中。

12、歐寶使用典型的面向環(huán)境的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行材料 選擇和面向制造、面向拆卸、面向回收的設(shè)計(jì)，計(jì)劃每年對(duì) 20個(gè)以上的汽車部件使用萬噸的回收塑料，并計(jì)劃對(duì)新車 astra和calibre中所用的塑料進(jìn)行100%回收【5】。3綠色設(shè)計(jì)帶來的經(jīng)濟(jì)效益綠色設(shè)計(jì)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，將會(huì)產(chǎn)生明顯的社會(huì)效 益和環(huán)境效益，主要表現(xiàn)在節(jié)約資源和能源，實(shí)現(xiàn)資源的永 續(xù)利用，減輕了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的健康協(xié)調(diào) 發(fā)展。同時(shí)，綠色設(shè)計(jì)還可以提高汽車生產(chǎn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，降 低汽車生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的整體成本，塑造完美的汽車生產(chǎn)企業(yè) 形象，迎合消費(fèi)者日益增強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)等。具體來說,綠色設(shè) 計(jì)給汽車生產(chǎn)企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益有：1

13、）綠色設(shè)計(jì)可以提高資源使用效率，改善汽車品質(zhì)，降 低汽車生產(chǎn)成本。綠色設(shè)計(jì)符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)減量化、再利用、 再循環(huán)的原則，可以減少每輛汽車的原材料使用量，降低最 終廢物的排放量，減少“三廢”治理費(fèi)用。因此，汽車生產(chǎn)企 業(yè)通過對(duì)汽車進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、提高產(chǎn)品質(zhì) 量、降低生產(chǎn)成本、改善公司財(cái)務(wù)績(jī)效等多重目標(biāo)。2）綠色設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)汽車品牌的競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大市場(chǎng)份 額。將企業(yè)、消費(fèi)者、環(huán)境、政府等多方面利益整合到一起。 在推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)、倡導(dǎo)綠色消費(fèi)的今天，把汽車產(chǎn)品的環(huán)保 質(zhì)量通過各種渠道推向市場(chǎng)，可以提升汽車生產(chǎn)企業(yè)的整體 形象。還可以通過提升汽車產(chǎn)品的環(huán)境友好度增加汽車產(chǎn)品 的銷售量，使汽車企

14、業(yè)獲得規(guī)模效益，最大限度地保證汽車 生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益【6】。4結(jié)語總之，綠色設(shè)計(jì)是未來汽車設(shè)計(jì)的總趨勢(shì)，在汽車工業(yè) 中應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)是當(dāng)今綠色消費(fèi)、可持續(xù)發(fā)展的必然需求， 也是汽車產(chǎn)品在當(dāng)今國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)的必然結(jié)果。未來的汽 車綠色設(shè)計(jì)將趨向全球化、社會(huì)化、集成化、并行化、產(chǎn)業(yè) 化,將給汽車生產(chǎn)企業(yè)與整個(gè)社會(huì)帶來明顯的效益。當(dāng)前，我 國(guó)政府要加強(qiáng)對(duì)汽車生產(chǎn)企業(yè)的“綠色”教育，培養(yǎng)廣大消 費(fèi)者的“綠色消費(fèi)”理念，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)綠色制造的監(jiān) 督、立法和稅收方面的引導(dǎo)，鼓勵(lì)和促進(jìn)綠色設(shè)計(jì)和制造技 術(shù)的深入研究和學(xué)科發(fā)展。使我國(guó)的經(jīng)濟(jì)走上綠色、低碳、 環(huán)保和可持續(xù)的發(fā)展道路。參考文獻(xiàn)：1 肖茜，鄭惠強(qiáng)綠色設(shè)計(jì)在汽車工業(yè)的應(yīng)用展望j. 北京汽車.2002(4). p：2