汽車作為20世紀最為重大的發(fā)明之一，為社會發(fā)展和科技進步作出了巨大貢獻。但是與此同時，對人類賴以生存的環(huán)境也造成了一些負面影響。為了汽車產(chǎn)業(yè)長久、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，以社會系統(tǒng)為背景，對整個汽車產(chǎn)業(yè)生命周期進行研究和設(shè)計，從而實現(xiàn)汽車與人類社會和自然環(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)境保護之間的矛盾日益激化，帶來的負面效應(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、顆粒物和碳氫化合物等。據(jù)統(tǒng)計，2000年我國的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)機動車排放已成為CO、碳氫化合物和NOx的主要污染源。據(jù)國家環(huán)�？偩诸A(yù)測，2005年，我國機動車尾氣排放在城市大氣污染中的分擔率將達到79%。目前廣州等地已經(jīng)出現(xiàn)了光化學煙霧現(xiàn)象。其次，噪聲也是汽車所帶來的負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年我國機動車消耗石油4560萬噸，占全國石油產(chǎn)量的1／3；預(yù)測2010年與2020年將分別為1.38億噸和2.56億噸，為當年全國石油總需求量的43%與57%。最后，這種矛盾還表現(xiàn)在我國發(fā)展汽車的環(huán)境空間不足。由于沒有科學的預(yù)測，目前我國的道路和預(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，對整個汽車產(chǎn)業(yè)生命周期進行研究和設(shè)計，爭取做到汽車與人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展已勢在必行。
對整個汽車產(chǎn)業(yè)生命周期進行研究和設(shè)計，要運用“循環(huán)經(jīng)濟思想”。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系統(tǒng)工程，末端的治理和局部的燃料改進是遠遠不夠的，應(yīng)該從汽車的整個生命周期中，從整個社會汽車經(jīng)濟體系中尋找解決矛盾的根本方法，進行綠色設(shè)計。
整個社會汽車經(jīng)濟體系中存在大循環(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、運行→報廢、回收→拆解→原材料的循環(huán)回路。小循環(huán)包括兩個部分，一是制造廠商新車銷售、運行→報廢、回收→拆解→再生和梯級利用→制造廠商；二是零配件供應(yīng)→保養(yǎng)維護→汽車運行→零件報廢、拆解→再生和梯級利用→零配件供應(yīng)。
綠色設(shè)計就是從循環(huán)經(jīng)濟入手，針對汽車的整個生命周期來考慮降低能耗、資源再利用和環(huán)境保護問題。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)計思想為汽車發(fā)展和城市環(huán)境保護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”。近年來，提出了在汽車設(shè)計階段同時開展汽車的制造、裝配、維修等方面的分析設(shè)計，這一設(shè)計途徑稱為并行設(shè)計(concunent deign)。面向環(huán)境的汽車設(shè)計就是在并行設(shè)計的基礎(chǔ)上加入對環(huán)境的考慮，它不是以汽車質(zhì)量和成本為代價來片面地滿足環(huán)境的要求，而是追求一個多目標的綜合優(yōu)化設(shè)計。
在“面向環(huán)境的汽車設(shè)計”中，設(shè)計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)品報廢后，材料本身要易降解或易回收。此外設(shè)計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，要注重汽車新型材料的選用：根據(jù)環(huán)境材料學的概念，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)境材料學中提出了超級通用合金的設(shè)想。用滿足強度要求的輕質(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)濟性約提高5.5%，油耗降低10%。面向環(huán)境的汽車設(shè)計還體現(xiàn)在納米技術(shù)的運用上：將無機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，可對汽車蒙皮表面進行熱噴涂，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。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)計時，應(yīng)盡量降低商品包裝及其殘余物對環(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”的一個重要的組成部分就是要在零件生產(chǎn)和產(chǎn)品裝配階段對環(huán)境保護有所體現(xiàn)。設(shè)計者要對產(chǎn)品所有零件的加工、處理過程和產(chǎn)品裝配過程對環(huán)境的影響和資源的消耗作出分析評價，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方案設(shè)計合理化。要求所有零件在加工、處理過程中不產(chǎn)生對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，對環(huán)境的污染要求降到最低，對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)計者要充分考慮裝配的便利性，通過減少零件數(shù)量、簡化零件結(jié)構(gòu)形狀、提高零件的結(jié)構(gòu)強度和剛度等措施來實現(xiàn)這一目的。模塊化設(shè)計可以將能重復(fù)使用的或便于回收的部分獨立出來，以便于重復(fù)使用或回收。設(shè)計時，最好將各個模塊設(shè)計成為可以維修的。此外，在設(shè)計零件時，應(yīng)盡量做到簡單化和標準化。模塊化設(shè)計對綠色設(shè)計有著十分重要的意義�！懊嫦颦h(huán)境的汽車設(shè)計”也包括產(chǎn)品包裝和產(chǎn)品運輸階段。此階段人們往往注重運輸時間、價格和運輸?shù)谋憷远鲆暳藢Νh(huán)境的考慮。為減輕產(chǎn)品運輸對環(huán)境的影響，設(shè)計者應(yīng)選擇能效高的運輸方式，減少運輸途中對環(huán)境的污染，充分利用運載工具的運載量，避免運載工具空載返回。包裝材料要有一定的強度、剛度和耐磨性，能對產(chǎn)品形成有效的保護，包裝材料廢棄后要能夠易降解或能回收重用。
在產(chǎn)品的使用和維護階段，設(shè)計者要對產(chǎn)品產(chǎn)生的各種排放物對環(huán)境的影響和資源的消耗情況進行分析評價，從而判斷產(chǎn)品設(shè)計方案的合理性。
“面向環(huán)境的汽車設(shè)計”貫穿于汽車產(chǎn)品生命周期的全過程，產(chǎn)品報廢后并不意味著所有零部件都成為廢品�？梢詫崿F(xiàn)零件再生利用和梯級利用。當零配件不能在原車上使用時，可以在要求較低的車輛上使用或轉(zhuǎn)為他用，發(fā)揮其使用價值。對再生零配件進行分類處理：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檔次，便于管理和利用，同時也可以滿足不同消費層次的需求。在新車設(shè)計時研究、考慮零件的梯級利用，應(yīng)當引起汽車產(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)計開始就融入環(huán)境保護的思想；在汽車的生產(chǎn)、使用及報廢過程中，應(yīng)用循環(huán)經(jīng)濟思想，做到“零排廢”，從而做到汽車與人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展。
