#汽車技術熱點#我國重點發展的汽車發動機節能技術分析
一、我國節能汽車發動機研發現狀
我國汽車發動機研發的主要形式:企業自行研發—獨立的發動機生產企業;委托或與國外技術公司合作研發—多是自主品牌的整車企業或發動機企業;引進先進技術,消化、吸收、改進—合資企業為主。
研發節能汽車發動機的必要性:我國車用能源消耗日益緊迫,從2000年至今,我國汽車保有量以年均10%以上的速度遞增,2008年的汽車保有量達到4975萬輛,車用燃油消費占石油消耗的比例逐年增加,2007年末達到34.12%。我國汽車發動機的質量及可靠性取得了較大的進步,但是發動機的節能減排技術遠低于國外先進水平,平均油耗高于國外發動機10%以上。汽車發動機節能減排技術的研發也是國內汽車企業參與國際競爭、走向國際市場的需要。我國汽車燃油經濟性標準和排放法規日益嚴格,汽車及發動機企業有必要在節能減排上做一些技術儲備。
節能汽車發動機研發存在問題:
我國汽車及發動機企業對節能汽車發動機的研發還沒有形成有效的開發模式,相應的經驗積累也較少;
由于我國汽車發動機新的節能減排技術研發滯后,每到新的節能減排標準實施時,自主品牌企業不得不依靠國外技術,并因此支付過多的費用;
對先進、前沿的節能減排技術,國內企業由于能力限制,目前只能是模仿;
政策層面也缺少行之有效的支持措施。
二、我國重點發展的汽車發動機節能技術
解決車用能源短缺的途徑有三,分別是發展節能汽車(調整汽車產品結構、采用汽車節能技術、推行汽車燃料消耗量標、提高交通運輸效率),發展新能源汽車(混合動力、純電動汽車、燃料電池汽車),發展替代燃料汽車(氣體燃料、生物質基液體燃料、煤基液體燃料、氫)。
技術節能與結構節能相結合:采用節能技術(高校內燃機技術、傳動與驅動技術、整車設計優化技術、輕量化技術)優化產品結構(小排量乘用車、柴油乘用車)來達到降低車輛燃料消耗的目標。
我國重點發展的汽車發動機節能技術有:柴油發動機的電控高壓技術、增壓中冷技術、多氣門和EGR技術、重型柴油機SCR技術;汽油發動機的直噴技術、先進的充氣技術、高效燃燒技術;通用節能技術則有降低摩擦功與采用低功耗附件。
三、我國節能汽車發動機技術研發的發展目標
柴油發動機節能技術研發目標:近期目標有全面采用增壓技術,提高渦輪增壓(中冷)技術水平,開展先進增壓技術自主研發和生產;推廣電控噴射技術,加快電控噴射系統的硬件和標定技術的自主開發能力,柴油機排放水平達到國IV;發展升功率大于30kW/L重型柴油機和大于40kW/L輕型柴油機;開展先進后處理技術的引進和研發,加快SCR和DPF后處理技術的應用。遠期目標有全面采用高壓電控燃油噴射,掌握電控系統核心技術;中重型發動機升功率達到35kW/L,輕型柴油機升功率達到50kW/L;最低燃油消耗率達到190g/kW.h(3-8L)和188g/kW.h(8L以上)
掌握先進柴油機后處理技術,并能夠實現完全國產化;柴油機HCCI燃燒技術在較大工況范圍內實現。
汽油發動機節能技術研發目標:近期發展目標有鼓勵升功率達到55kW/L以上小排量汽油機的開發和生產;全面采用多氣門技術,推廣可變氣門技術,增加增壓技術應用;新產品采用氣門可變技術的比例增加到45%;部分中高級車采用增壓技術。
推動汽油直噴等先進技術應用,2012年國內采用汽油直噴技術的中高檔轎車市場占有率達到2%,使該類車年消耗汽油減少0.3%左右。遠期發展目標有增壓直噴汽油機升功率70kW/L以上;汽油機的燃油消耗率降低20%;多氣門技術和氣門可變技術全面采用;增壓技術采用率提高到40%,直噴技術采用率占20%,掌握汽油直噴核心技術;發展可變壓縮比技術和停缸技術,推進HCCI技術實際應用。廣泛采用節能附件。
發動機通用節能技術研發目標:2012年通過推動燃油消耗率標準的提高,促進企業在發動機摩擦降低方面的研發,推動發動機企業采用低能耗附件。2020年全面采用低能耗附件,降低發動機內部摩擦,使發動機燃油消耗率降低5%。
四、節能汽車發動機研發的政策措施
技術措施:將節能與新能源汽車的關鍵技術和零部件研發列入國家科技計劃,給予重點支持。建立節能與新能源汽車產業聯盟,集中力量攻克關鍵技術,促進產業化發展建立符合中國實際的行駛工況以及特定地區、特定車型的行駛工況,促進燃料經濟性水平提高。盡快制定和完善節能與新能源汽車技術標準和法規。
管理措施:積極研究并制定分階段的激勵、約束性政策,逐步提高節能和新能源汽車產品在生產企業產品結構中的比例。盡快實施“汽車燃料消耗量公示”制度和實施“汽車燃料消耗量標識”國家標準。制定“汽車燃料消耗量生產一致性管理”辦法,實施生產一致性管理。研究制定可以對企業的生產和產品進行綜合節能管理的CAFC制度。政府采購應包括一定比例的節能與新能源汽車。
財稅措施:國家采取補貼和稅費優惠政策,推動純電動汽車、混合動力汽車等新能源汽車發展。建立以汽車燃料經濟性標準為依據的財稅獎罰機制。對達到國家標準的汽車產品,納稅人執行標準的納稅稅率;對優于國家標準的汽車產品,按等級調減納稅稅率;對低于國家標準的汽車產品,按等級提高納稅稅率。建立與車輛燃料經濟性掛鉤的懲罰性特別目的稅:對不達標的車輛給予懲罰性的稅收,在交納了相應的罰款后準予生產和進口,以及上牌和注冊使用。建立這種目的稅是為了在不增加國家財政支出的情況下,很好地解決節能降耗目標實現與市場需求間的一些難以協調的矛盾。
五、對企業的研發建議
隨著能源問題的日益緊張,節能這一課題將是未來汽車工業發展的重要主題,汽車企業、發動機企業及上游零部件企業應充分認識到這一課題的重要性,重視節能汽車發動機的研發,并要有相應的技術儲備;節能汽車發動機技術的研發關系到我國汽車工業的發展,應以自主開發為主,如需與國外企業聯合研發,國內企業應掌握自主權,擁有相關技術的知識產權。
節能汽車發動機的研發往往需要豐富的經驗、較長的開發周期并需要大量的人力及資金投入,企業可就某一專題開展聯合攻關,技術共享,“產學研”是很好的研發形式,應得到重視和推廣;汽車發動機的節能技術是一個系統工程,單一的技術進步往往導致其整體節能效果不明顯,建議企業將其作為整體系統來對待,才能使各項節能技術的綜合應用達到明顯的節能效果。
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