汽車作為20世紀(jì)最為重大的發(fā)明之一，為社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)。但是與此同時(shí)，對(duì)人類賴以生存的環(huán)境也造成了一些負(fù)面影響。為了汽車產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)久、健康的發(fā)展，我們應(yīng)該站在可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，以社會(huì)系統(tǒng)為背景，對(duì)整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)生命周期進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)汽車與人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。
目前，汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與城市環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日益激化，帶來的負(fù)面效應(yīng)首先是汽車尾氣污染。汽車所排放的廢氣中含有大量NO、NO2、CO、顆粒物和碳?xì)浠衔锏取?jù)統(tǒng)計(jì)，2000年我國(guó)的CO排放量為3000萬噸，NOx排放量為380萬噸。北京、上海、廣州等大城市市區(qū)機(jī)動(dòng)車排放已成為CO、碳?xì)浠衔锖蚇Ox的主要污染源。據(jù)國(guó)家環(huán)�？偩诸A(yù)測(cè)，2005年，我國(guó)機(jī)動(dòng)車尾氣排放在城市大氣污染中的分擔(dān)率將達(dá)到79%。目前廣州等地已經(jīng)出現(xiàn)了光化學(xué)煙霧現(xiàn)象。其次，噪聲也是汽車所帶來的負(fù)面影響的重要因素之一。再次，能耗已成為汽車發(fā)展的限制因素。2000年我國(guó)機(jī)動(dòng)車消耗石油4560萬噸，占全國(guó)石油產(chǎn)量的1／3；預(yù)測(cè)2010年與2020年將分別為1.38億噸和2.56億噸，為當(dāng)年全國(guó)石油總需求量的43%與57%。最后，這種矛盾還表現(xiàn)在我國(guó)發(fā)展汽車的環(huán)境空間不足。由于沒有科學(xué)的預(yù)測(cè)，目前我國(guó)的道路和預(yù)留停車位都很緊張，已經(jīng)影響了汽車的發(fā)展空間。
以上分析可以看出，環(huán)境和能源問題已成為制約汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。所以，站在可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，對(duì)整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)生命周期進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取做到汽車與人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展已勢(shì)在必行。
對(duì)整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)生命周期進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，要運(yùn)用“循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想”。目前，人們雖然積極地想各種辦法，例如采用電噴技術(shù)、三元催化器和開發(fā)清潔能源等來解決汽車與城市環(huán)境間的矛盾，但是卻忽視了汽車作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，末端的治理和局部的燃料改進(jìn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該從汽車的整個(gè)生命周期中，從整個(gè)社會(huì)汽車經(jīng)濟(jì)體系中尋找解決矛盾的根本方法，進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)。
整個(gè)社會(huì)汽車經(jīng)濟(jì)體系中存在大循環(huán)和小循環(huán)。大循環(huán)是指：原材料→汽車及零配件制造→新車銷售、運(yùn)行→報(bào)廢、回收→拆解→原材料的循環(huán)回路。小循環(huán)包括兩個(gè)部分，一是制造廠商新車銷售、運(yùn)行→報(bào)廢、回收→拆解→再生和梯級(jí)利用→制造廠商；二是零配件供應(yīng)→保養(yǎng)維護(hù)→汽車運(yùn)行→零件報(bào)廢、拆解→再生和梯級(jí)利用→零配件供應(yīng)。
綠色設(shè)計(jì)就是從循環(huán)經(jīng)濟(jì)入手，針對(duì)汽車的整個(gè)生命周期來考慮降低能耗、資源再利用和環(huán)境保護(hù)問題。它重視資源的回收利用和產(chǎn)品的環(huán)境效益，不但要求最大限度的把污染消除在生產(chǎn)過程中，而且也重視產(chǎn)品在使用和處理過程中的危害作用，是一種產(chǎn)品從搖籃到墳?zāi)沟娜^程。這種綠色設(shè)計(jì)思想為汽車發(fā)展和城市環(huán)境保護(hù)之間的矛盾的解決提供了一條可持續(xù)發(fā)展的思路。
要推崇“面向環(huán)境的汽車設(shè)計(jì)”。近年來，提出了在汽車設(shè)計(jì)階段同時(shí)開展汽車的制造、裝配、維修等方面的分析設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)途徑稱為并行設(shè)計(jì)(concunent deign)。面向環(huán)境的汽車設(shè)計(jì)就是在并行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加入對(duì)環(huán)境的考慮，它不是以汽車質(zhì)量和成本為代價(jià)來片面地滿足環(huán)境的要求，而是追求一個(gè)多目標(biāo)的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。
在“面向環(huán)境的汽車設(shè)計(jì)”中，設(shè)計(jì)者在原材料獲取階段選用的零件材料要易于加工；加工過程要能耗低、噪聲小、污染少；加工廢料要不污染環(huán)境且易于回收；零件材料本身要不含有毒成分，材料使用過程中不產(chǎn)生有害物資、不污染環(huán)境；產(chǎn)品報(bào)廢后，材料本身要易降解或易回收。此外設(shè)計(jì)者選用的零件材料種類應(yīng)盡量少，這樣也便于產(chǎn)品的回收。同時(shí)，要注重汽車新型材料的選用：根據(jù)環(huán)境材料學(xué)的概念，產(chǎn)品的所有部件由單一合金體系來制造是最理想的，這是由于材料成分越復(fù)雜，再生循環(huán)越困難。所以環(huán)境材料學(xué)中提出了超級(jí)通用合金的設(shè)想。用滿足強(qiáng)度要求的輕質(zhì)材料代替重質(zhì)材料，可以減小能耗。汽車自身質(zhì)量減輕50kg，每升燃油的行駛距離可增加1km；汽車自身質(zhì)量減輕10%，燃油的經(jīng)濟(jì)性約提高5.5%，油耗降低10%。面向環(huán)境的汽車設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在納米技術(shù)的運(yùn)用上：將無機(jī)納米微粒添加在橡膠材料中制造的汽車輪胎可大大提高輪胎的耐磨性能，可以延長(zhǎng)輪胎的使用壽命，而且還可制造出不同顏色的橡膠輪胎，使汽車更加美觀。利用納米微粒材料具有良好的防腐性，可對(duì)汽車蒙皮表面進(jìn)行熱噴涂，從而形成優(yōu)質(zhì)防腐層，以此取代傳統(tǒng)的金屬覆蓋工藝。這樣處理，不僅成本低，而且壽命長(zhǎng)。包裝材料的綠色化也是十分重要的。在產(chǎn)品包裝裝潢設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量降低商品包裝及其殘余物對(duì)環(huán)境的影響，符合“可再生循環(huán)”和“可生物分解”的要求。
“面向環(huán)境的汽車設(shè)計(jì)”的一個(gè)重要的組成部分就是要在零件生產(chǎn)和產(chǎn)品裝配階段對(duì)環(huán)境保護(hù)有所體現(xiàn)。設(shè)計(jì)者要對(duì)產(chǎn)品所有零件的加工、處理過程和產(chǎn)品裝配過程對(duì)環(huán)境的影響和資源的消耗作出分析評(píng)價(jià)，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)合理化。要求所有零件在加工、處理過程中不產(chǎn)生對(duì)工人健康有害的因素，減少加工處理過程中廢棄物的排放量，對(duì)環(huán)境的污染要求降到最低，對(duì)資源的利用要求充分合理，并且不增加生產(chǎn)成本。這些要求對(duì)傳統(tǒng)的制造技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。目前全球蓬勃開展的清潔生產(chǎn)(cleaner production)是實(shí)現(xiàn)這些要求的有效途徑。為了減少產(chǎn)品裝配過程的能耗和降低裝配成本，設(shè)計(jì)者要充分考慮裝配的便利性，通過減少零件數(shù)量、簡(jiǎn)化零件結(jié)構(gòu)形狀、提高零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度等措施來實(shí)現(xiàn)這一目的。模塊化設(shè)計(jì)可以將能重復(fù)使用的或便于回收的部分獨(dú)立出來，以便于重復(fù)使用或回收。設(shè)計(jì)時(shí)，最好將各個(gè)模塊設(shè)計(jì)成為可以維修的。此外，在設(shè)計(jì)零件時(shí)，應(yīng)盡量做到簡(jiǎn)單化和標(biāo)準(zhǔn)化。模塊化設(shè)計(jì)對(duì)綠色設(shè)計(jì)有著十分重要的意義�！懊嫦颦h(huán)境的汽車設(shè)計(jì)”也包括產(chǎn)品包裝和產(chǎn)品運(yùn)輸階段。此階段人們往往注重運(yùn)輸時(shí)間、價(jià)格和運(yùn)輸?shù)谋憷远鲆暳藢?duì)環(huán)境的考慮。為減輕產(chǎn)品運(yùn)輸對(duì)環(huán)境的影響，設(shè)計(jì)者應(yīng)選擇能效高的運(yùn)輸方式，減少運(yùn)輸途中對(duì)環(huán)境的污染，充分利用運(yùn)載工具的運(yùn)載量，避免運(yùn)載工具空載返回。包裝材料要有一定的強(qiáng)度、剛度和耐磨性，能對(duì)產(chǎn)品形成有效的保護(hù)，包裝材料廢棄后要能夠易降解或能回收重用。
在產(chǎn)品的使用和維護(hù)階段，設(shè)計(jì)者要對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生的各種排放物對(duì)環(huán)境的影響和資源的消耗情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而判斷產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的合理性。
“面向環(huán)境的汽車設(shè)計(jì)”貫穿于汽車產(chǎn)品生命周期的全過程，產(chǎn)品報(bào)廢后并不意味著所有零部件都成為廢品�？梢詫�(shí)現(xiàn)零件再生利用和梯級(jí)利用。當(dāng)零配件不能在原車上使用時(shí)，可以在要求較低的車輛上使用或轉(zhuǎn)為他用，發(fā)揮其使用價(jià)值。對(duì)再生零配件進(jìn)行分類處理：即分為不可再生零件、直接再生零件和有條件再生零件等幾個(gè)檔次，便于管理和利用，同時(shí)也可以滿足不同消費(fèi)層次的需求。在新車設(shè)計(jì)時(shí)研究、考慮零件的梯級(jí)利用，應(yīng)當(dāng)引起汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)注。
汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展給環(huán)境帶來的問題，絕非是傳統(tǒng)的、單一的方法可以解決的，所以，應(yīng)從汽車的設(shè)計(jì)開始就融入環(huán)境保護(hù)的思想；在汽車的生產(chǎn)、使用及報(bào)廢過程中，應(yīng)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想，做到“零排廢”，從而做到汽車與人類社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。
