“2012年,能源科技展望報道稱,內燃機汽車在2035年仍將占有汽車市場84.4%的份額。2017年,彭博新能源財經報道,內燃機汽車在2035年仍將占有81%的份額。2017年,國際能源署預測,2030年,電動汽車數量將增長到1.25億輛,但仍不超過汽車總量的10%!睹梨诠2018年至2040年世界能源展望》也預測,未來在交通運輸行業(yè),石油仍將是主要能源形式。”8月6日,中國內燃機工業(yè)協(xié)會秘書長邢敏對記者說。
當前,新能源汽車在政策利好的助推下得以快速發(fā)展,業(yè)內也有不少唱衰內燃機的聲音。對此,邢敏斬釘截鐵地說:“未來很長一段時間,內燃機仍將是汽車主要動力。”
■內燃機產業(yè)仍是國民經濟基礎
內燃機工業(yè)是我國重要的基礎產業(yè)。內燃機是我國石油消耗的最大主體,同時也是節(jié)能減排的最大主體。2017年,內燃機消耗商品燃油2.7億噸,其中有7738萬噸汽油、16717萬噸柴油,還有潤滑油、燃料油,占我國石油消費總量的64%,超過全年進口石油總量。內燃機是道路、非道路移動機械和國防裝備的主導動力。內燃機是用途最廣泛、熱效率最高、結構最緊湊、成本最低的多種機械動力源,未來30年至50年仍將是主要的動力源。
2013年至2017年,在國家全面深化改革、經濟穩(wěn)中求進、調結構、轉方式、促升級的大環(huán)境下,我國內燃機行業(yè)平穩(wěn)調整,整個行業(yè)發(fā)展沒有大起大落,調整幅度在正負5%之間,整體運行情況良好。五年來,整機銷量經歷了由高向低再回升的態(tài)勢,呈“U型”狀;全國內燃機工業(yè)發(fā)展較為平穩(wěn),功率水平逐年提高。2018年,內燃機總產量達到8100萬臺,總功率達到26億千瓦,進出口總額達到278億美元。其中,車用內燃機產量達到2653萬臺,摩托車用內燃機達到1791.5萬臺。
內燃機發(fā)展已經有100多年。在漫長的歷史進程中,內燃機技術不斷發(fā)展,滿足社會對動力的需求,推動了近代工業(yè)革命,彰顯了內燃機的價值。
當前,隨著時代的進步,內燃機技術仍在迅猛發(fā)展:稀燃技術、快速燃燒系統(tǒng)、分層進氣系統(tǒng)、隔熱發(fā)動機、新型增壓技術逐步得到應用;新材料、代用燃料、高性能潤滑油的研究也廣泛開展,并取得了引人關注的成績。同時,新的設計思想、新的制造技術、先進的實驗手段的產生和應用,使內燃機面目一新,特別是電子技術、信息技術在內燃機上的應用,將使得內燃機進入全新的時代。電控化使內燃機的運行參數保持最佳值,使內燃機功率、消耗、排放得到了最佳平衡,使內燃機工業(yè)處在新技術發(fā)展高潮之中。
邢敏認為,在未來相當長的時期,或者說在未來若干個技術發(fā)展周期里,作為移動動力,內燃機仍將占有主要支配地位。其中有三個決定因素。
一是現在內燃機的綜合熱效率仍有很大的上升空間,美國DOE綜合29位權威專家意見,認為不考慮摩擦損失,內燃機最高有效熱效率可達60%;我國重點研發(fā)規(guī)劃項目和中美卡車能效合作項目近期將柴油機有效熱效率提高到50%以上;馬自達SKYACITY-X汽油機采用GCI技術,熱效率有望達到50%。
二是搭載內燃機裝備的特殊特定使用需求所致。
三是當前和未來內燃機燃料的供應和保障是充足的,油、氣、可燃冰、煤炭、生物質等能源都可作為內燃機的燃料來源。
■車用內燃機技術仍需與時俱進
邢敏認為,我國車用內燃機產品綜合能效與國際先進水平仍有不小差距,在關鍵的“卡脖子”技術方面,仍需穩(wěn)扎穩(wěn)打,推動關鍵技術取得突破,縮小與世界內燃機領先技術之間的差距。此外,在關鍵部件產業(yè)化應用、排氣后處理裝置、內燃機制造過程節(jié)能、燃料多元化、內燃機再制造等領域,我國內燃機工業(yè)仍大有可為。
具體來說,在推動乘用車汽油機發(fā)展方面,要重點推廣應用增壓直噴技術,掌握燃燒和電子控制等核心技術,開發(fā)直噴燃油系統(tǒng)、增壓器等關鍵零部件,鼓勵2.0升以下排量特別是1.6升以下小排量汽油機采用增壓和直噴技術,推廣輕量化技術。
在乘用車柴油機方面,要重點推動提高整機熱效率,推廣應用電控高壓燃油噴射系統(tǒng)、高效增壓中冷系統(tǒng)、排氣后處理系統(tǒng)以及電子控制技術,鼓勵發(fā)展乘用車用柴油機電控高壓燃油噴射系統(tǒng)、高效增壓中冷及排氣后處理系統(tǒng)。
在微型商用車柴油機方面,要加快推廣應用高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)、高效燃油濾清系統(tǒng)和增壓系統(tǒng),提高燃油經濟性和可靠性。
在輕型商用車柴油機方面,要重點推廣應用高壓共軌、電控單體泵等先進燃油噴射系統(tǒng),加快增壓技術的應用普及,掌握整車標定和匹配技術。
在中重型商用車柴油機方面,要加快高效渦輪增壓、余熱利用、動力渦輪等技術應用。加強內燃機機械效率提高技術的研發(fā)和應用。同時,重點開展低摩擦技術的開發(fā)應用,推進智能化、模塊化部件的產業(yè)化應用,實現部件的合理配置和動力總成的優(yōu)化匹配。
在關鍵部件產業(yè)化應用方面,要重點開展電控燃油噴射系統(tǒng)關鍵技術的研發(fā)和產業(yè)化應用,加強和改善噴油器總成、電控執(zhí)行器、軌壓傳感器、進油計量閥、電控單元生產的質量控制。提高增壓器制造水平及其自主研發(fā)能力,掌握可變幾何截面渦輪、可調多級增壓、汽油機增壓器、增壓器輕量化等關鍵技術。
在排氣后處理裝置方面,要重點提升選擇性催化還原器、顆粒捕集器、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、三元催化和氧化催化轉化器、在線診斷系統(tǒng)、關鍵氣體傳感器的技術水平。加強排氣后處理裝置與整機的協(xié)調匹配,提高產品生產與使用的一致性和產品的可靠性、耐久性。
在內燃機制造過程節(jié)能方面,要重點推廣薄壁鑄造、精密鑄鍛、熱處理及表面加工等綠色制造工藝,實現內燃機生產過程節(jié)能節(jié)材。鼓勵企業(yè)在新產品開發(fā)和出廠試驗環(huán)節(jié)使用具有高效能量回收功能的交流電力測功器,回收利用內燃機測試過程中產生的余熱和電能。
在替代燃料內燃機產品研發(fā)方面,要鼓勵替代燃料發(fā)動機與現有發(fā)動機制造體系兼容。積極發(fā)展柴油、天然氣雙燃料內燃機,生物柴油內燃機。開展汽油、甲醇雙燃料點燃式內燃機,柴油、甲醇雙燃料壓燃式內燃機的應用試點工作。加強內燃機高效燃用替代燃料、有效控制非常規(guī)排放等基礎研究,重點掌握耐醇燃料供應系統(tǒng)、天然氣供應系統(tǒng)、點火及其電控系統(tǒng)等關鍵核心技術。開發(fā)適于內燃機應用替代燃料專用潤滑油和排氣后處理技術。
在內燃機產品再制造方面,要制定實施內燃機產品再制造推進計劃,積極開展內燃機產品再制造關鍵共性技術研發(fā),優(yōu)選再制造技術路線,完善再制造工藝流程,支持采用表面修復等關鍵技術。建立健全有利于舊件回收的市場體系,推廣符合標準的內燃機再制造產品,鼓勵對汽車、工程機械用發(fā)動機及其關鍵零部件開展再制造。
■協(xié)會仍將全力推動內燃機產業(yè)升級
邢敏表示,中國內燃機工業(yè)協(xié)會致力于推動內燃機技術進步;推動內燃機產業(yè)轉型升級;強化人才培養(yǎng),為行業(yè)輸出優(yōu)秀人才;在政府和企業(yè)間發(fā)揮好橋梁紐帶的作用,壯大內燃機企業(yè)實力。
邢敏表示,在接下來一段時間,中國內燃機工業(yè)協(xié)會將努力編制好內燃機中長期發(fā)展規(guī)劃,做好內燃機行業(yè)“十四五”規(guī)劃,推動內燃機產業(yè)循序漸進地發(fā)展。
如何實現內燃機產業(yè)轉型升級,是中國政府、行業(yè)、企業(yè)各界聚焦關注的重大問題,也是世界各國共同關注的問題。新舊技術更替、新舊動能轉換,是技術和社會進步的必然過程。
邢敏認為,內燃機行業(yè)要堅持發(fā)展和創(chuàng)新思維,研究制定燃料車輛動力技術及產業(yè)轉型升級的長遠發(fā)展戰(zhàn)略,堅持創(chuàng)新驅動發(fā)展,著力推動產業(yè)轉型升級;同時,要積極推動內燃機與電驅動技術融合發(fā)展,加大與新技術、新材料的嵌合力度,推動諸如稀薄燃燒、均質壓燃、轉子發(fā)動機等新技術研發(fā)和應用,根據新的動力系統(tǒng)混合驅動需求,融合智能化技術,助推內燃機產業(yè)轉型升級,開創(chuàng)新天地。