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汽車振興規(guī)劃重點支持的發(fā)動機分析
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http://www.china-zesir.com 發(fā)稿日期:2009-6-16
- 【搜索關鍵詞】：發(fā)動機行業(yè) 研究報告 投資策略 分析預測 市場調(diào)研 發(fā)展前景 決策咨詢 競爭趨勢
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1.5L以下直噴汽油機攻克核心技術(shù)難度不小
2009年中國海運市場研究報告 2008年在一系列消極因素打擊下，世界經(jīng)濟持續(xù)多年高增長隨之結(jié)束，2009年，全球經(jīng)濟更可能2009年中國港口碼頭市場研究報告 2008年在一系列消極因素打擊下，世界經(jīng)濟持續(xù)多年高增長隨之結(jié)束，2009年，全球經(jīng)濟更可能2009年中國港口碼頭市場趨勢觀察研究報告 市場現(xiàn)狀 2008年1-11月份港口生產(chǎn)經(jīng)營情況受當前金融危機的影響，貨物吞吐量、外貿(mào)吞吐2009-2012年中國大飛機產(chǎn)業(yè)鏈分析及投資前景規(guī)劃 【出版日期】 2009年6月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個 【印“一汽將汽油機的發(fā)展分為四個階段：第一階段是化油器式；第二階段是采用電控燃油噴射系統(tǒng)，滿足國Ⅱ排放標準；第三階段是采用可變進氣系統(tǒng)，包括可變氣門正時、可變氣門升程等，國內(nèi)目前投產(chǎn)的發(fā)動機都處于這一階段；第四階段即下一階段的目標是采用缸內(nèi)直噴技術(shù)�！币黄夹g(shù)中心發(fā)動機部副部長李豐軍說。
“對汽油機而言，目前國際上比較好的技術(shù)方案就是缸內(nèi)直噴加增壓�！惫枮I東安汽車發(fā)動機制造有限公司技術(shù)開發(fā)部部長于忠貴說。
相對于柴油機，我國汽油機的研發(fā)水平一直較低。《規(guī)劃》提出，未來幾年，我國1.5L以下排量乘用車的市場份額要達到40%以上。與此相對應的是，對具有先進技術(shù)水平的小排量汽油機要重點支持�！皣抑灾攸c支持1.5L以下、滿足國Ⅳ排放標準的車用直噴汽油機，有兩方面原因。一方面，當前政府大力倡導小排量汽車的開發(fā)；另一方面，缸內(nèi)直噴汽油機在節(jié)能減排方面具有優(yōu)勢�！鄙虾Ｆ嚰瘓F乘用車公司副總工程師辛軍說。
缸內(nèi)直噴是汽油機的發(fā)展方向，國際上該項技術(shù)已十分成熟。目前，國內(nèi)雖有不少企業(yè)在開發(fā)缸內(nèi)直噴汽油機，但整體水平較低。
據(jù)了解，國內(nèi)開發(fā)缸內(nèi)直噴汽油機的難點主要集中在兩個方面。
首先，核心零部件的缺失是制約企業(yè)自主開發(fā)缸內(nèi)直噴汽油機的關鍵�！爸眹娖蜋C的核心是包括噴嘴、電控系統(tǒng)在內(nèi)的直噴系統(tǒng)。目前，直噴系統(tǒng)的技術(shù)核心仍掌握在國外供應商手中�！毙淋娬f。
其次，燃燒、后處理等系統(tǒng)的開發(fā)難度大。“燃燒系統(tǒng)的開發(fā)比較困難。為獲得良好的性能，需要開展一系列研究，包括選擇燃燒室類型，確定噴油壓力、噴射角度的最佳參數(shù)等。”李豐軍說。除了燃燒系統(tǒng)，后處理系統(tǒng)的開發(fā)十分關鍵。據(jù)了解，傳統(tǒng)后處理系統(tǒng)僅在理論空燃比的情況下具有較高的轉(zhuǎn)換效率，直噴汽油機涉及包括稀薄燃燒在內(nèi)的新型燃燒方式。如何在稀薄燃燒的情況下，使后處理系統(tǒng)保持較高的轉(zhuǎn)換效率，是目前國際上熱門的研究課題。
由于缸內(nèi)直噴汽油機技術(shù)難度較大，企業(yè)需要很大的研發(fā)投入�！皣以谖磥�3年安排100億元作為技術(shù)進步、技術(shù)改造的專項資金，雖然數(shù)目不小，但分散后的每一筆不是很多�！庇谥屹F說。
辛軍認為，突破直噴汽油機關鍵零部件的核心技術(shù)，是國內(nèi)所有相關企業(yè)共同面臨的課題。因此，合作開發(fā)非常重要�！罢贸鲆徊糠仲Y金，各發(fā)動機企業(yè)拿出一部分資金，重點支持幾家技術(shù)能力相對較強的零部件供應商，進行發(fā)動機核心零部件的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。產(chǎn)業(yè)化成功后，零部件供應商反過來為發(fā)動機企業(yè)服務。這樣才能提高國內(nèi)發(fā)動機企業(yè)的整體競爭力�！彼f，“國內(nèi)汽車企業(yè)間競爭有余，合作不足。國外這方面的經(jīng)驗值得借鑒。比如在美國能源部的組織下，美國三大柴油機公司有很多共同研發(fā)的項目。目前，很多國外公司到中國建廠，國內(nèi)勞動力成本優(yōu)勢已不明顯，如果核心零部件依然向全球供應商采購，自主品牌產(chǎn)品將不具備競爭優(yōu)勢。只有突破核心零部件技術(shù)，才能在技術(shù)和價格方面更具競爭力�！�
此外，國內(nèi)開發(fā)直噴汽油機還受其他條件的限制。
“一項新技術(shù)能否被廣泛推廣和應用，除技術(shù)本身的特點外，還取決于市場條件。直噴汽油機對燃油品質(zhì)要求較高，目前國內(nèi)汽油硫含量比較高，會對直噴汽油機的長期運行造成影響。如果燃油品質(zhì)不提升，很多發(fā)動機先進技術(shù)很難在國內(nèi)推廣應用�！毙淋娬f。
“小排量汽油機主要配裝經(jīng)濟型轎車，對成本非常敏感。目前，直噴系統(tǒng)的價格是氣道噴射系統(tǒng)的兩倍左右，經(jīng)濟型轎車生產(chǎn)企業(yè)很難接受這樣的價格�！崩钬S軍說。
“要完全自主開發(fā)缸內(nèi)直噴汽油機難度很大，兩年內(nèi)很難有實質(zhì)性突破。”于忠貴對短期內(nèi)突破缸內(nèi)直噴汽油機核心技術(shù)不樂觀。
柴油機高壓燃油噴射系統(tǒng)需重點突破
過去，受道路條件限制，我國車用大功率柴油機市場需求不是很大。隨著國內(nèi)道路條件的逐步改善，目前，大功率柴油機的研發(fā)已成為業(yè)內(nèi)關注的重點。
“國內(nèi)重型卡車在高速公路上爬坡時，很難保證80km的時速，這就是發(fā)動機功率不足的表現(xiàn)�！庇癫穸戮种飨呒壖夹g(shù)顧問李琴說，“目前，國內(nèi)多家企業(yè)都在開發(fā)大功率柴油機。與功率稍小的柴油機相比，大功率柴油機的開發(fā)難度并沒有增加很多。在開始階段，包括曲軸在內(nèi)的一些零部件可能遇到一些技術(shù)問題，但這些困難都是可以克服的�！�
與其他類型發(fā)動機相比，國內(nèi)重型柴油機技術(shù)水平相對較高，自主品牌產(chǎn)品的市場份額比較大。“國內(nèi)對重型柴油機核心技術(shù)的掌握仍顯不足，首當其沖的是高壓燃油噴射系統(tǒng)。排放標準升級到國Ⅳ后，后處理系統(tǒng)也非常關鍵。因此，這兩種系統(tǒng)的開發(fā)成為國家支持的重點�！币黄夹g(shù)中心副總工程師李康說。
高壓燃油噴射系統(tǒng)一直是國內(nèi)柴油機行業(yè)的軟肋，縱觀全球也只有少數(shù)幾家企業(yè)開發(fā)出了該系統(tǒng)�！案邏喝加蛧娚湎到y(tǒng)的開發(fā)難度比較大，主要是精密制造和控制策略的開發(fā)�？刂撇呗允顷P鍵，首先是發(fā)動機運行的控制策略，其次是燃油噴射系統(tǒng)本身的控制策略。要完成相關工作，必須有大量的經(jīng)驗積累�！崩钋僬f，“同時，包括噴油器在內(nèi)的一些高壓燃油噴射系統(tǒng)的核心零部件，國內(nèi)很多企業(yè)還不具備生產(chǎn)能力�！�
據(jù)了解，雖然目前國內(nèi)一些企業(yè)正在開發(fā)高壓燃油噴射系統(tǒng)，但進入市場的產(chǎn)品非常少。自主品牌燃油噴射系統(tǒng)要在市場上站住腳，不能僅憑價格優(yōu)勢，產(chǎn)品可靠性更重要。
“重型柴油機要達到國Ⅳ排放標準，后處理系統(tǒng)必不可少。受市場需求的限制，目前國內(nèi)還沒有成熟的重型柴油機后處理系統(tǒng)推向市場，但很多供應商都在做技術(shù)儲備�！睘H柴動力副總裁、技術(shù)中心主任佟德輝說。據(jù)了解，催化劑成分和涂覆工藝以及與整機的匹配是開發(fā)后處理系統(tǒng)的關鍵。
李琴認為，核心技術(shù)的突破固然重要，把已有技術(shù)落實到具體的工作中也很關鍵。將發(fā)動機和整車匹配、發(fā)動機各部件之間的匹配等工作做好，可以使整車油耗降低10%～15%。
對于排量3L以下，升功率45kW以上的柴油機，幾位被訪者均表示，升功率達到45kW對國內(nèi)相關企業(yè)來講已不是難事，國際上正在開發(fā)或者馬上要投產(chǎn)的相關產(chǎn)品，升功率一般為55～60kW，有些甚至達到70kW�！�3L以下、升功率45kW以上的柴油機適用于轎車。我們目前開發(fā)的一款產(chǎn)品升功率在50kW左右。”李康說。
辛軍告訴記者，國內(nèi)發(fā)展柴油轎車，市場條件不是很好。首先，在國內(nèi)，柴油機比同功率的汽油機貴很多。其次，國內(nèi)柴油含硫量高，會對柴油機的后處理裝置產(chǎn)生負面影響。
新能源汽車專用發(fā)動機理解系統(tǒng)應用要求是關鍵
國家實施新能源汽車戰(zhàn)略，專用發(fā)動機的研發(fā)不可或缺。
目前，國內(nèi)新能源發(fā)動機可以分為兩類：一類是采用新型燃料的發(fā)動機，另一類是混合動力發(fā)動機。
“國內(nèi)天然氣發(fā)動機的開發(fā)進展比較順利，但最核心的電控系統(tǒng)仍需從國外采購。”佟德輝說。
混合動力汽車是目前國內(nèi)汽車行業(yè)研發(fā)的重點，國內(nèi)相關企業(yè)對混合動力發(fā)動機的關注程度略顯不足�！鞍l(fā)展混合動力汽車，首先要明確一點，那就是能量轉(zhuǎn)換次數(shù)越多損失越多。不把發(fā)動機在新的使用條件下的優(yōu)勢發(fā)揮出來，混合動力汽車的節(jié)油性能將大打折扣�！崩钋僬f。
“國內(nèi)在混合動力發(fā)動機開發(fā)方面做的工作很少，以前開發(fā)混合動力車型的時候，都是采用已有的傳統(tǒng)發(fā)動機。相比之下，國外一些公司，比如豐田公司，針對混合動力車型開發(fā)了專用發(fā)動機。該發(fā)動機采用的熱力循環(huán)與傳統(tǒng)發(fā)動機不同，與傳統(tǒng)發(fā)動機相比，壓縮比更大、熱效率更高�！崩羁嫡f，“混合動力發(fā)動機應該看做是對傳統(tǒng)發(fā)動機的一種全新應用，然后有針對性地開發(fā)�！�
與傳統(tǒng)汽車相比，混合動力汽車有兩個及以上的動力源，在正常行駛狀態(tài)下，混合動力發(fā)動機和傳統(tǒng)發(fā)動機的工況不同。此外，混合動力汽車的一部分動力來自其他動力源。因此，與升功率和升扭矩相比，效率是混合動力發(fā)動機研發(fā)中需要關注的重點�！盎旌蟿恿Πl(fā)動機與傳統(tǒng)發(fā)動機相比，優(yōu)化的側(cè)重點不同，這就是需要開發(fā)混合動力專用發(fā)動機的原因�！毙淋娬f。
據(jù)李康介紹，與傳統(tǒng)發(fā)動機相比，混合動力發(fā)動機的開發(fā)沒有特別的難點，關鍵是要理解混合動力系統(tǒng)應用的要求。“目前，一汽正在開發(fā)一款混合動力發(fā)動機。首先，我們根據(jù)發(fā)動機的常用工況優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，以獲得較好的節(jié)油性能。其次，混合動力發(fā)動機在車輛運行過程中會頻繁起停，需要在研發(fā)階段考慮如何適應這種工況，同時要考慮相關零部件的可靠性問題，進行一些專門的試驗�！彼f。
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