喬偉,楊文謙,靳玉濤
(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000;2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心,河北保定 071000)
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OEM應(yīng)對有害物質(zhì)和回收利用率管理要求的措施
喬偉1,2,楊文謙1,2,靳玉濤1,2
(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000;2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心,河北保定 071000)
隨著國內(nèi)市場汽車生產(chǎn)與保有量的日益增多,汽車材料中含有的有害物質(zhì)如鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚帶來的環(huán)境污染和對人體健康的威脅也越來越嚴(yán)重。為有效應(yīng)對國內(nèi)的《汽車有害物質(zhì)和回收利用率管理要求》,建立標(biāo)準(zhǔn)體系和信息化應(yīng)用、應(yīng)用綠色環(huán)保設(shè)計和綠色供應(yīng)鏈控制整車零部件材料中有害物質(zhì)和提高整車回收利用率顯得尤為重要。
有害物質(zhì);管理要求;應(yīng)對措施;環(huán)??苫厥招栽O(shè)計
2015年6月9日,工業(yè)和信息化部發(fā)布第38號公告,即《汽車有害物質(zhì)和可回收利用率管理要求》,自2016年1月1日起,我國將對總座位數(shù)不超過9座的載客車輛(M1類)有害物質(zhì)使用和可回收利用率納入公告管理,標(biāo)志著汽車行業(yè)的有害物質(zhì)和可回收利用率要求由企業(yè)自愿行為轉(zhuǎn)變?yōu)閲覐娭埔?。如果不滿足要求,汽車企業(yè)將面臨無法上市銷售的局面。
1.1 《管理要求》制定的背景及必要性
2014年我國汽車產(chǎn)銷量雙超2 300萬輛,汽車保有量達(dá)1.54億輛,位列全球第二。汽車材料中鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯等有害物質(zhì)被廣泛應(yīng)用在鋼材、玻璃、剎車片、電子器件、鍍層等部件或材料中。加強汽車有害物質(zhì)管理,可提高報廢汽車的回收利用率,降低對環(huán)境和人體健康的危害。
歐、美、日、韓等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家對汽車有害物質(zhì)及回收利用領(lǐng)域管控已十余年,有害物質(zhì)替代與減量化技術(shù)應(yīng)用已達(dá)到較高水平,環(huán)境效益顯著,形成了明顯的綠色競爭優(yōu)勢。
如歐盟自2000年頒布《2000/53/EC指令》以來,汽車中鉛的平均使用量減少90%以上,鎘、六價鉻、汞的含量基本趨于0,汽車可回收利用率達(dá)到95%以上;日本于2002年頒布《汽車回收再利用法》,至2011年,平均單車含鉛量已降至96 g/輛,循環(huán)利用率達(dá)93%以上。
我國汽車行業(yè)整體水平與歐、美、日、韓相比尚有一定差距,面對綠色貿(mào)易壁壘,我國汽車產(chǎn)品難以進(jìn)入發(fā)達(dá)國家市場,參與國際競爭。
1.2 我國汽車行業(yè)有害物質(zhì)及可回收利用率現(xiàn)狀
政策與標(biāo)準(zhǔn)方面:自2004年起,相關(guān)部門先后發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》《汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策》等政策文件;制定了《道路車輛 可再利用性和可回收利用性計算方法》(GB/T 19515-2004)《汽車部件可回收利用性標(biāo)識》(GB/T 26988-2011)《汽車回收利用 術(shù)語》(GB/T 26989-2011)《汽車禁用物質(zhì)要求》(GB/T30512-2014)等標(biāo)準(zhǔn),推動了汽車有害物質(zhì)和回收利用工作開展。
企業(yè)技術(shù)儲備:在歐盟汽車綠色壁壘、國外汽車行業(yè)先進(jìn)理念及相關(guān)技術(shù)的影響下,我國汽車企業(yè)逐步引入限制使用有害物質(zhì)和提高可回收利用性的管理理念,并具有了一定的技術(shù)儲備。如長城、吉利、上汽等企業(yè)在企業(yè)的質(zhì)量管理體系中增加了有害物質(zhì)和回收利用率管理要求。
但我國有害物質(zhì)和可回收利用率與發(fā)達(dá)國家尚存在一定差距,主要表現(xiàn)在:
(1)部分企業(yè)對汽車產(chǎn)品有害物質(zhì)和回收利用的重視程度普遍不夠;
(2)企業(yè)自身的有害物質(zhì)控制體系、標(biāo)準(zhǔn)的建立不完善,信息化應(yīng)用差;
(3)汽車產(chǎn)品的供應(yīng)鏈缺乏統(tǒng)一的行業(yè)材料數(shù)據(jù)、有害物質(zhì)申報、跟蹤的平臺,部分企業(yè)使用IMDS系統(tǒng)、Excel電子表格等形式,造成供應(yīng)商申報標(biāo)準(zhǔn)不一致、工作量大。
1.3 管理要求的內(nèi)容及解讀[1]
《管理要求》提出了產(chǎn)品全生命周期綠色管理,從產(chǎn)品設(shè)計、原材料選擇、生產(chǎn)加工等過程推進(jìn)綠色制造,并推行年度發(fā)展報告制度,開展綠色評價,引導(dǎo)綠色生產(chǎn)和綠色消費。
推行生態(tài)設(shè)計,要求汽車生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計生產(chǎn)階段采取環(huán)境友好的設(shè)計方案,確保產(chǎn)品具有良好的可拆解和易拆解性,便于回收利用階段的拆解以及材料的分揀,提高回收利用效率和效益。
落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,打造綠色供應(yīng)鏈。要求汽車生產(chǎn)企業(yè)向各級零部件和材料供應(yīng)商傳遞相關(guān)管理要求。
強化綠色監(jiān)管,開展綠色評價,汽車生產(chǎn)企業(yè)定期向工信部節(jié)能與綜合利用司報送有害物質(zhì)使用及可回收利用率等相關(guān)數(shù)據(jù)和信息,推行年度信息披露制度,并每年向社會公布相關(guān)信息,引導(dǎo)綠色消費,利用市場機(jī)制推動企業(yè)提高環(huán)保水平。
2.1 搭建汽車材料綠色供應(yīng)鏈管控機(jī)制
汽車零部件的有害物質(zhì)管控不僅僅是汽車生產(chǎn)企業(yè)的責(zé)任,更是整個汽車產(chǎn)品供應(yīng)鏈皆需要履行的義務(wù)。
需要從產(chǎn)品的設(shè)計開始。汽車生產(chǎn)企業(yè)需對對各級供應(yīng)商的選擇、采購、生產(chǎn)、包裝等各階段進(jìn)行嚴(yán)格準(zhǔn)入和控制,將滿足環(huán)保要求作為材料供應(yīng)商選擇的重要依據(jù)。
積極開展原材料供應(yīng)商的環(huán)保生產(chǎn)一致性控制能力認(rèn)可,認(rèn)可后納入汽車生產(chǎn)企業(yè)的供應(yīng)商資源,并通過技術(shù)協(xié)議/合同等要求一級供應(yīng)商采購認(rèn)可的原材料供應(yīng)商的產(chǎn)品,從產(chǎn)品的源頭保證綠色環(huán)保。
目前,有害物質(zhì)超標(biāo)風(fēng)險最大的材料是帶六價鉻表面處理的金屬部件,因此為保證從源頭消除有害物質(zhì),適度開展金屬表面處理環(huán)保能力認(rèn)可非常重要,并通過技術(shù)協(xié)議要求一級供應(yīng)商采購認(rèn)可的表面處理供應(yīng)商的產(chǎn)品,從產(chǎn)品的源頭保證綠色環(huán)保。
2.2 應(yīng)用信息化的材料數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行申報、監(jiān)控
依據(jù)國內(nèi)《管理要求》,各級汽車零部件和材料供應(yīng)商應(yīng)如實提供產(chǎn)品的材料和有害物質(zhì)使用信息,以利于汽車生產(chǎn)企業(yè)對汽車有害物質(zhì)和可回收利用率進(jìn)行跟蹤與分析。
因此,需要各級汽車供應(yīng)商向汽車生產(chǎn)企業(yè)提供材料數(shù)據(jù)信息,按照零部件實際結(jié)構(gòu)把所有材料名稱、比例,構(gòu)成材料的物質(zhì)名稱、比例、有害物質(zhì)含有量等完全申報出來。
為了降低供應(yīng)商的申報工作量、提高數(shù)據(jù)申報質(zhì)量和準(zhǔn)確性,避免重復(fù)申報,中國汽車技術(shù)研究中心聯(lián)合國內(nèi)數(shù)家汽車生產(chǎn)企業(yè)如長城、奇瑞等共同開發(fā)了中國汽車材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)(即CAMDS系統(tǒng),見圖1)[2],目前已正式運營。該系統(tǒng)能夠幫助零部件企業(yè)進(jìn)行平臺化申報,并且?guī)椭囍鳈C(jī)廠收集全產(chǎn)業(yè)鏈的材料數(shù)據(jù)信息及監(jiān)控有害物質(zhì)的使用情況。
圖1 CAMDS系統(tǒng)主界面
2.3 汽車生產(chǎn)企業(yè)建立基于有害物質(zhì)和回收利用率的體系和標(biāo)準(zhǔn)
汽車企業(yè)應(yīng)參考QC 080000 《危害物質(zhì)流程管理體系》、ISO 140001等體系,建立內(nèi)部管理體系,主要包含以下幾個方面的工作:
2.3.1 管理小組的組建
由研發(fā)單位中材料部門牽頭,聯(lián)合設(shè)計、法規(guī)、配套、品質(zhì)、生產(chǎn)等單位組成虛擬的多功能跨部門的小組。
材料部門為整體產(chǎn)品有害物質(zhì)控制、回收利用率目標(biāo)達(dá)成的主責(zé)部門,負(fù)責(zé)整個體系流程、標(biāo)準(zhǔn)的建立及維護(hù)。
設(shè)計部門主要負(fù)責(zé)在產(chǎn)品開發(fā)階段與供應(yīng)商明確有害物質(zhì)限量要求、輸出文件等。
法規(guī)部門主要跟蹤國內(nèi)外關(guān)于有害物質(zhì)相關(guān)法規(guī)、準(zhǔn)入等政策的調(diào)研、跟蹤、宣貫,如十環(huán)認(rèn)證、中國生態(tài)汽車評價規(guī)程等。
配套部門主要負(fù)責(zé)將滿足有害物質(zhì)限量要求作為供應(yīng)商選擇、準(zhǔn)入的必要條件,并將有害物質(zhì)的執(zhí)行情況納入供應(yīng)商評價中。
品質(zhì)部門主要監(jiān)控有害物質(zhì)控制體系的運行及異常解決。
生產(chǎn)部門主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品正式量產(chǎn)后的產(chǎn)品有害物質(zhì)法規(guī)一致性。
2.3.2 內(nèi)部管理體系的制定
對比國際一流汽車企業(yè)如大眾、通用、博世等公司的有害物質(zhì)先進(jìn)管理理念,對企業(yè)內(nèi)部設(shè)計研發(fā)、配套、品質(zhì)、生產(chǎn)、銷售等單位明確相關(guān)職責(zé)、流程、輸出物標(biāo)準(zhǔn)及激勵機(jī)制。
將有害物質(zhì)控制、回收利用率納入到整車開發(fā)流程中并固化下來,明確不同開發(fā)階段、相關(guān)部門的有害物質(zhì)控制及回收利用率的相關(guān)活動。
在技術(shù)協(xié)議/合同中規(guī)范供應(yīng)商應(yīng)提交的有害物質(zhì)證明材料、審核的標(biāo)準(zhǔn)、橡塑件材料標(biāo)識打刻要求,并將此類文件提交的準(zhǔn)確情況納入供應(yīng)商考核范圍,對供應(yīng)商進(jìn)行評價。
2.3.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立
依據(jù)國內(nèi)外有害物質(zhì)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合公司產(chǎn)品的銷售區(qū)域,制定公司內(nèi)部有害物質(zhì)控制企標(biāo),對物質(zhì)種類、適用范圍、限值、檢測方法、判定標(biāo)準(zhǔn)等做出明確規(guī)定。
制定、明確供應(yīng)商申報的零部件材料數(shù)據(jù)信息填報和審核標(biāo)準(zhǔn)及激勵措施。
建立或直接引用ISO 22628 2002《道路車輛 可再利用性和可回收利用性 計算方法》和QC/T 797-2008《汽車塑料件、橡膠件和熱塑性彈性體件的材料標(biāo)識和標(biāo)記》,明確企業(yè)的回收利用率計算標(biāo)準(zhǔn)和橡塑件材料標(biāo)識打刻標(biāo)準(zhǔn)。
2.3.4 其他事宜
建立日常公司內(nèi)部人員及供應(yīng)商的環(huán)保宣貫培訓(xùn)機(jī)制,明確供應(yīng)商的環(huán)保管理要求及供應(yīng)鏈傳遞途徑。
2.4 建立內(nèi)部材料數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)
一般而言,一部汽車含有的零部件數(shù)以萬計,零部件的供應(yīng)商也比較多,材料涉及鋼鐵、塑料、橡膠、玻璃、紡織品、有色金屬、電子產(chǎn)品和各種化工產(chǎn)品等,材料組成復(fù)雜,且汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置也比較多,采用人工進(jìn)行管理、監(jiān)控、計算回收利用率的話難度太大。
為有效管理、監(jiān)控整車所有配置的零部件的用材信息、有害物質(zhì)信息、法規(guī)符合情況,出具整車回收利用率結(jié)果,并在零部件設(shè)計變更過程中信息有效傳遞、更新,信息化系統(tǒng)開展顯得尤為重要。信息化系統(tǒng)主要功能如圖2所示。
圖2 信息化系統(tǒng)主要功能
該信息化系統(tǒng)需要具備以下功能:
(1)整車零部件EBOM管理。包括零部件創(chuàng)建、更新、質(zhì)量、版本、屬性修改等。
(2)有害物質(zhì)法規(guī)分析模塊。包括歐盟ELV指令、ROHS、REACH、GADSL、GB/T 30512-2014等。
(3)回收利用率計算模塊。導(dǎo)入ISO 22628/GB/T 19515計算邏輯,計算整車回收利用率,出具標(biāo)準(zhǔn)中各項表單如Mp、Md、Mm、MTr、MTe等。
(4)有害物質(zhì)符合性監(jiān)控模塊。利用法規(guī),設(shè)置有害物質(zhì)管控種類、限值、豁免等信息,實時監(jiān)控零部件、材料的法規(guī)符合性狀態(tài)。
(5)報表輸出模塊。根據(jù)國家公告和CCC要求,輸出整車有害物質(zhì)分布清單、豁免零部件清單等。
(6)和中國汽車材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)(CAMDS系統(tǒng))建立接口程序,自動下載供應(yīng)商申報的零部件材料數(shù)據(jù),并在線多方審批,將結(jié)果同步到CAMDS系統(tǒng),數(shù)據(jù)被批準(zhǔn)后自動掛接到本地系統(tǒng)EBOM零部件上。
(7)文檔管理。根據(jù)供應(yīng)商提交的有害物質(zhì)符合性證明文件,通過上傳系統(tǒng)進(jìn)行在線審批后,實現(xiàn)與EBOM零部件的關(guān)聯(lián)。
(8)其他管理。如系統(tǒng)用戶管理、供應(yīng)商代碼管理、系統(tǒng)權(quán)限等。
2.5 積極開展汽車綠色環(huán)??苫厥招栽O(shè)計
2.5.1 材料選擇
2.5.1.1 綠色材料選擇
生物基塑料、橡膠、天然植物纖維的復(fù)合材料,在滿足功能需求的基礎(chǔ)上可作為材料選擇的首選:
(1)生物基橡膠材料開發(fā)[3]。福特汽車公司和俄亥俄州立大學(xué)對蒲公英展開研究,有望讓蒲公英成為可持續(xù)發(fā)展的天然橡膠來源;普利司通公司致力于開發(fā)銀膠菊作為高品質(zhì)天然橡膠商業(yè)上可行的可再生來源。
(2)生物基尼龍材料[4]。可取代PA6、PA66,可選擇應(yīng)用在發(fā)動機(jī)油底殼、發(fā)動機(jī)裝飾罩、快接插頭、油路管線等部件上。
(3)PLA/PC復(fù)合材料[5]。PC/PLA合金材料結(jié)合了PLA材料的成型性及生物降解性和PC的機(jī)械性、沖擊強度和耐溫、抗紫外線等性質(zhì),可取代PC/ABS在汽車裝飾條上應(yīng)用,如出風(fēng)口裝飾條、門扣手等。
(4)亞麻纖維PU復(fù)合板[5]。它本身不含有有毒有害物質(zhì),在減質(zhì)量、吸音性方面很具優(yōu)勢,在阻燃性、氣味及有害氣體等方面也表現(xiàn)良好,可應(yīng)用于頂棚的制作;并取代玻璃纖維,應(yīng)用于汽車排氣管、引擎蓋及發(fā)電機(jī)組等,既實現(xiàn)消音、隔熱的目的,還實現(xiàn)了可降解回收處理。
(5)PLA(聚乳酸)和洋麻的復(fù)合材料[5]。成型加工為汽車輪胎罩和車墊。
(6)以甘蔗乙醇為原料生產(chǎn)的聚乙烯(PE)[4],在汽車油箱及內(nèi)飾等方面具有廣泛的應(yīng)用。
2.5.1.2 材料種類選用
設(shè)計時宜避免選用多種不同的材料,尤其是非金屬材料的種類應(yīng)控制:一般整車主體塑膠材料種類控制在5種,最多不應(yīng)超過9種;內(nèi)飾件主要塑膠材料控制在3種以內(nèi),其中用量最大的前兩種塑料應(yīng)占90%以上。
2.5.1.3 多種材料共用選擇原則
聯(lián)接不易分離的零部件應(yīng)采用相同的材料或相容的材料,以減少拆解量、提高回收率。零件及其螺栓、卡扣等連接件使用的材料宜屬于同種材料、同一族材料或可兼容性比較好的材料。
2.5.1.4 易回收再生材料的選擇
PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PA(尼龍)、PC(聚碳酸酯)、PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)、PS(聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、橡膠等在國內(nèi)外均有產(chǎn)業(yè)化的回收利用技術(shù),可優(yōu)先選用。
2.5.1.5 有毒有害的材料或物質(zhì)的選用
(1)鉛的替代
在滿足部件/材料的功能和性能的前提下,宜不用或少用含有害物質(zhì)的材料。
如車輪上鉛質(zhì)平衡塊、滅火器上鉛封等可用鋅合金材料或其他材料替代,采用無鉛焊接、無鉛封裝等工藝。
(2)緊固件六價鉻替代方式
無鉻鋅鋁涂層替代達(dá)克羅涂層。目前無鉻鋅鋁產(chǎn)品國外的有交美特、德爾卡、美加力, 以及近年來新興產(chǎn)品鋅美特等,國內(nèi)的企業(yè)有北京永泰和金屬防腐技術(shù)有限公司、常州捷邁特表面工程技術(shù)有限公司及南京達(dá)克羅涂裝技術(shù)有限公司。
三價鉻鈍化層替代六價鉻鍍鋅鈍化層。目前德國賽德克和安美特、美國麥德美、日本迪普索等都可以批量供應(yīng)三價鉻鈍化液;國內(nèi)企業(yè)有武漢風(fēng)帆電鍍技術(shù)有限公司、深圳氟隆寶、香港恩森等。
2.5.2 零部件環(huán)保可回收性設(shè)計
產(chǎn)品的可回性設(shè)計是綠色產(chǎn)品設(shè)計的主要內(nèi)容,產(chǎn)品的可回收性是與產(chǎn)品設(shè)計密切相關(guān)的。若產(chǎn)品不按回收性來設(shè)計, 則能夠回收的零件數(shù)量是很少的;反之,若在產(chǎn)品設(shè)計時,就考慮到這種產(chǎn)品未來的回收及再利用問題,則可使產(chǎn)品零件的回收利用率大為提高,從而可以節(jié)約材料及能源,并對環(huán)境污染影響最小。正因如此,產(chǎn)品的回收性設(shè)計已越來越受到人們的關(guān)注[6]。
(1)減少零部件種類
采用集成化設(shè)計,零部件的功能合并,減少零部件的個數(shù),減少螺栓的個數(shù)、種類,并規(guī)范螺栓、螺帽的形狀和尺寸。
(2)模塊化設(shè)計
把能夠設(shè)計在一起的塑料件等非金屬材料設(shè)計為一體,便于拆解;把含有禁用、限用物質(zhì)的零部件設(shè)計在便于拆卸的位置。
(3)緊固方式優(yōu)化
在不影響零部件設(shè)計性能的前提下,設(shè)計中零部件之間的緊固方式、連接方式都采用可拆卸形式,統(tǒng)一并減少緊固件數(shù)量、類型,盡可能地減少不可拆卸的焊接、鉚接、膠粘接等。
優(yōu)化連接方式還可以減少拆卸工具種類,簡化拆卸工作。
(4)易拆解設(shè)計
在不影響零部件整體性能的情況下,多采用對稱性結(jié)構(gòu),充分考慮裝配斜面、引導(dǎo)槽、定位等易裝配和易拆卸的設(shè)計模式。
(5)簡化產(chǎn)品功能
宜簡化產(chǎn)品的造型和功能,減少產(chǎn)品的附加結(jié)構(gòu),簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,合理精簡零部件結(jié)構(gòu),宜選擇標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)則的零部件形狀。
(6)零部件少量化、小型化、簡單化
在不影響功能的情況下,通過產(chǎn)品的小型化可節(jié)約資源的使用量,如采用輕質(zhì)材料、去除多余的功能及減輕產(chǎn)品質(zhì)量等。
簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提倡“簡而美”的設(shè)計原則,合理精簡、優(yōu)化零件的結(jié)構(gòu),在形狀等外觀方面選用標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)則的零件,簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
(7)方便廢液排空
在某些廢棄的產(chǎn)品中往往含有殘留的廢液體,如燃油、各種潤滑油等,在拆卸和回收之前應(yīng)將廢液排出。由于存儲的位置各不相同,產(chǎn)品設(shè)計時需根據(jù)油品提取方式,考慮排放口的位置及排油操作空間布置。
(8)零部件表面加工一次性要求
宜選擇一次性表面部件或工藝,避免在其表面再進(jìn)行諸如電鍍、涂覆、油漆等二次加工。 因二次加工后的表面附著材料往往很難分離,殘留在零件表面形成材料回收時的雜質(zhì),影響材料的回收質(zhì)量。
采用二次表面加工的零部件,其表面涂覆附件材料宜選用與基本材料相容性良好的材料。
(9)材料易分離原則
不兼容材料組成的相互連接的零部件,應(yīng)保證材料間能夠容易地分離。在材料不相兼容的零件之間宜不用粘接連接方式,簡化因粘接造成的材料之間的污染,提高材料回收的純度。
2.5.3 包裝物環(huán)保設(shè)計要求
(1)最小化包裝以及包裝廢料
在選擇材料或零部件的包裝時,盡量選擇可再利用或可回收的材料,最好在設(shè)計零部件時盡可能減少對包裝的需求。
(2)盡可能減少塞、帽、蓋
一部分塞、帽、蓋最初的用途是用來保護(hù)零部件,使其在被集裝箱散裝運輸過程中不受到損傷。而現(xiàn)在,這些零部件/組件可能是使用分層式的可返還托盤來運輸,以達(dá)到保護(hù)的目的,因此盡可能減少塞、帽、蓋。在可能的情況下,選用一種常用的可回收材料作為所有塞、帽、蓋的材料,比如低密度的聚乙烯。
(3)盡可能使用天然色樹脂作為所有塞、帽、蓋的材料。
如今,汽車給社會帶來便利的同時,也潛伏著危機(jī),實現(xiàn)汽車產(chǎn)品的綠色化有必要開展禁限用物質(zhì)的替代。只有整個汽車產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色,才能促進(jìn)汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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大陸尿素傳感器讓柴油機(jī)更潔凈
尾氣后處理對于機(jī)動車進(jìn)一步減排十分重要。除二氧化碳減排外,盡可能減少有害一氧化氮排放量也是汽車行業(yè)要應(yīng)對的最大挑戰(zhàn)之一。從2011年開始,作為一家科技公司,大陸集團(tuán)著力開發(fā)選擇性催化還原(SCR)技術(shù)。很多使用柴油機(jī)的轎車和商務(wù)車目前都已安裝了選擇性催化還原系統(tǒng)。水性尿素(也稱“AdBlue”車用尿素或尿素溶液)與尾氣中的一氧化氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將一氧化氮分解(“還原”)為氮N2和水。該流程的效率高低取決于能否對尿素注入量進(jìn)行精確檢測,從而順利實現(xiàn)對尿素濃度的檢測。為此,大陸集團(tuán)即將首次推出具備新控制功能的尿素傳感器,該設(shè)備有利于進(jìn)一步優(yōu)化選擇性催化還原效果,并進(jìn)行記錄。這種創(chuàng)新性尿素傳感器能夠?qū)δ蛩叵渲心蛩厝芤簼舛?、液位及溫度進(jìn)行檢測。已有多家汽車廠商有意采用該設(shè)備。
大陸集團(tuán)動力總成事業(yè)部傳感器與執(zhí)行器業(yè)務(wù)單元負(fù)責(zé)人Klaus HAU對此介紹說:“我們的尿素傳感器技術(shù)能夠有力支持選擇性催化還原。首先,該設(shè)備能夠提供數(shù)據(jù)依據(jù),可針對瞬時發(fā)動機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)尿素量。其次,此類數(shù)據(jù)對于車載尾氣后處理功能診斷是必不可少的。此外,這種尿素傳感器還能對尿素箱中尿素填充液位進(jìn)行檢測,便于駕駛員及時添加AdBlue車用尿素?!比绻獫M足即將執(zhí)行的歐洲6c排放標(biāo)準(zhǔn),高效的選擇性催化還原技術(shù)是其中一項核心要求,在系統(tǒng)中集成尿素傳感器后,駕駛員對于車輛尾氣后處理功能會更加放心。
這種創(chuàng)新性尿素傳感器由多個壓電元件、一個負(fù)溫度系數(shù)(NTC)電阻式測溫儀以及專用集成電路組成,以上各元件之前已被大陸集團(tuán)成功應(yīng)用于油位檢測。大陸尿素傳感器既可焊接到尿素箱中,也可焊接在泵設(shè)備中,利用超聲波信號對尿素濃度以及尿素箱填充液面進(jìn)行檢測。
HAU繼續(xù)介紹說:“汽車行業(yè)必須做到精準(zhǔn),因此對傳感器的需求非常旺盛。選擇性催化還原就是一個絕佳范例:要使選擇性催化還原系統(tǒng)最高效運轉(zhuǎn),就必須根據(jù)尾氣流量及其組分對AdBlue車用尿素注入量進(jìn)行精準(zhǔn)控制。”這是多種因素共同作用的結(jié)果。尿素溶液注入量必須根據(jù)瞬時發(fā)動機(jī)負(fù)荷進(jìn)行計算。要得出正確的注入量,就必須了解AdBlue車用尿素溶液中精確的尿素濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。此外,尿素溶液溫度不能過低,必要時為確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行就必須啟動加熱系統(tǒng),此時就要對尿素箱溫度進(jìn)行檢測。最后一點也非常重要,那就是油箱中必須保持足夠數(shù)量的尿素。利用超聲波傳感原理我們就能從油箱外部檢測液體情況,這不僅是防凍關(guān)鍵,同時也能避免傳感器組件或電子設(shè)備受蝕。
創(chuàng)新性大陸尿素傳感器能夠向我們提供以上各種數(shù)據(jù),作為尿素檢測過程中的輸入值。傳感器與執(zhí)行器業(yè)務(wù)單元流體傳感器研發(fā)負(fù)責(zé)人Wighard JGER博士對此進(jìn)行了說明:“提高選擇性催化還原控制的質(zhì)量有助于在尿素檢測過程中避免出現(xiàn)過度或不足等偏離情況。對傳感器信號進(jìn)行處理后,我們就能精確地控制尿素注入量,基本可杜絕氮化物或氨從選擇性催化還原催化劑中排出。”
對于需要記錄各種檢測結(jié)果的應(yīng)用而言,尿素傳感器檢測元件中包含兩片壓電瓷片,壓電瓷片既可發(fā)出超聲波信號,也能探測到超聲波信號。通過對超聲波抵達(dá)流體表面所用縱向傳輸時間以及超聲波在溶液中水平傳播速度的測量,就能計算出溶液的液面和溶液質(zhì)量高低。這種傳感器應(yīng)用了超聲波在尿素濃度較大的溶液中傳播速度更快的原理。為確保車輛處于較大傾斜位置時液面檢測結(jié)果精確,還加裝了另一套液面檢測系統(tǒng)來確保信號的可靠性。
(來源:大陸集團(tuán))
Response Measure of OEM to Management Requirements on Hazardous Substances and Recycling Rate
QIAO Wei1,2, YANG Wenqian1,2,JIN Yutao1,2
(1.Technical Center, Great Wall Automobile Co., Ltd., Baoding Hebei 071000, China;2.Automotive Material Engineering Research Institute, Baoding Hebei 071000, China)
With the daily increase of car production and ownership in domestic market, automotive materials containing hazardous substances such as lead, mercury, cadmium, hexavalent chromium, polybrominated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers, cause environmental pollution and threat human health serious. In order to effectively respond domesticCarsofHazardousSubstancesandRecyclingRateManagementRequirements,it was important to establish standard system and informative application,to apply green environmental protection design and green supply chain to control vehicle parts materials harmful substances and to improve vehicle recovery rate.
Hazardous substances; Management requirements; Response measure; Green recyclable design
2015-10-20
喬偉(1989—),男,本科,工程師,研究方向為全球有毒有害物質(zhì)法規(guī)搜集、整車有毒有害物質(zhì)控制、有毒有害物質(zhì)應(yīng)用、替代技術(shù)的研究等領(lǐng)域。E-mail:weiqiaoxx@126.cn。
TB39
A
1674-1986(2016)02-033-05