內(nèi)燃機工業(yè)是重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),發(fā)展至今,已經(jīng)有一百多年的歷史了。當前,新能源汽車的發(fā)展給傳統(tǒng)內(nèi)燃機技術(shù)帶來了巨大挑戰(zhàn),在節(jié)能減排政策力度不斷加大的背景下,內(nèi)燃機行業(yè)面臨著較大的壓力。去年,中國提出,將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。而如何實現(xiàn)這一目標,這也是我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)所面臨的共同課題。
與國際巨頭正面競爭
日前,在第九屆內(nèi)燃機可靠性技術(shù)國際研討會上,中國工程院院士、中國內(nèi)燃機學會理事長、天津大學校長金東寒指出,內(nèi)燃機技術(shù)進步和發(fā)展水平關(guān)乎能源安全、關(guān)乎生態(tài)環(huán)境、關(guān)乎鄉(xiāng)村振興、關(guān)乎民計民生,在相當長一個時期內(nèi),內(nèi)燃機作為主流動力的地位不可動搖。
回首過去的幾十年,我國內(nèi)燃機行業(yè)自主創(chuàng)新能力不斷提高,從跟跑逐步發(fā)展到并跑,甚至在重卡柴油機領(lǐng)域正在向領(lǐng)跑邁進。特別是國六排放標準中,我國內(nèi)燃機的技術(shù)水平已經(jīng)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。
眾所周知,國六排放標準被稱為是史上最嚴苛的汽車排放標準,是我國汽車排放升級過程中一座難以逾越的高山。隨著2019年7月1日我國部分省市率先實施國六標準以來,我國商用車市場也全面進入了“國六時代”。
目前,面對嚴苛的國六排放標準,我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)早已超前布局、搶占先機,滿足了政策、市場以及用戶的不同需求。其中,早在2018年多家內(nèi)燃機企業(yè)就已全面?zhèn)浜昧藝l(fā)動機。例如,2018年10月1日,由玉柴生產(chǎn)的柴油機K08機型在中汽研汽車檢驗中心(天津)有限公司通過了我國重型車國六b階段排放標準認證,成為國內(nèi)第一款拿到國六b階段排放標準認證報告的國六柴油發(fā)動機;11月份,解放動力發(fā)布的“國六”發(fā)動機實現(xiàn)了全新自主升級。據(jù)介紹,該國六產(chǎn)品采用完全自主正向開發(fā)的EGR+DPF+SCR的技術(shù)路線,排放生產(chǎn)一致性穩(wěn)定,節(jié)油3%以上,尿素消耗比低3%~5%,每10萬公里運行成本可以降低1萬元;并且該發(fā)動機大幅提升山區(qū)剎車片使用壽命,年減少剎車片更換3次,用戶可節(jié)約成本一萬多元;2018年底,濰柴動力以WP4.6N發(fā)動機率先獲得重型柴油機國六b官方認證,成為了國六時代的“領(lǐng)跑者”。
特別值得一提的是,面對發(fā)動機熱效率等前沿技術(shù)難題,我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)聚集優(yōu)勢資源,對熱效率提升展開專項攻關(guān),在2020年9月16日,濰柴動力正式發(fā)布了全球首款突破50%熱效率的商業(yè)化柴油機,該發(fā)動機熱效率達到50.26%,這一成績站在國際柴油機行業(yè)的最高水平。而且在大馬力上,解放動力的奧威16L發(fā)動機建設(shè)項目也正式開工,開啟了與國際巨頭正面競爭的新篇章。
我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)“十四五”如何走
“十三五”期間,我國內(nèi)燃機取得了很大的成就,不管是產(chǎn)銷量還是技術(shù)水平都實現(xiàn)了新跨越,但是我國與國際先進水平還有多大差距?下一步我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)還有哪些突破和挑戰(zhàn)?這是業(yè)內(nèi)人士關(guān)心的問題。
“雖然自主內(nèi)燃機產(chǎn)品的技術(shù)水平不斷提高,熱效率和大功率也取得了新突破,但是在可靠性方面,我國內(nèi)燃機產(chǎn)品與國際最先進水平相比還存在一定的差距?!痹诮饢|寒看來,可靠性作為評價內(nèi)燃機產(chǎn)品的重要技術(shù)指標,是產(chǎn)品核心競爭力的重要體現(xiàn)??梢哉f,內(nèi)燃機的可靠性直接關(guān)系到配套裝備的性能和使用壽命,并深刻影響著我國內(nèi)燃機行業(yè)及相關(guān)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。他指出,我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)要不斷推進關(guān)鍵核心技術(shù)快速進步,不斷提高我國內(nèi)燃機產(chǎn)品的競爭力。
“在能源排放清潔化、動力系統(tǒng)電氣化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展智能化的大趨勢下,內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)?!敝袊鴥?nèi)燃機工業(yè)協(xié)會秘書長邢敏也表示,“十四五”期間,我國內(nèi)燃機技術(shù)仍具有較大的提升潛力和發(fā)展空間,其中在高強化整機技術(shù)、高性能關(guān)鍵零部件技術(shù)、先進燃燒技術(shù)、低摩擦技術(shù)、低消耗功能附件、輕量化、余熱能利用、先進后處理技術(shù)、內(nèi)燃機整機可靠性、關(guān)鍵零部件可靠性和可靠性預測與評估等方面的新技術(shù)和方法等領(lǐng)域,以及天然氣、醇類燃料等多能源高效利用等方面,仍有進一步提高效率、降低排放的空間,這是內(nèi)燃機技術(shù)進步的重要方向。
在邢敏看來,提高內(nèi)燃機的熱效率,降低燃油消耗,滿足日益嚴格的油耗和二氧化碳法規(guī),是內(nèi)燃機技術(shù)發(fā)展的首要目標;第二,內(nèi)燃機及其動力裝置作為國際市場的產(chǎn)品,滿足各國的排放標準是市場準入的必要條件,因此內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)需要發(fā)展有害物的排放控制和后處理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù);第三,內(nèi)燃機燃料的多元化是未來的發(fā)展趨勢,應更加關(guān)注全生命周期的低碳燃料。
“節(jié)能減排、綠色制造、循環(huán)經(jīng)濟是內(nèi)燃機發(fā)展總體趨勢;高效、低碳、零環(huán)境影響已成為內(nèi)燃機發(fā)展重要方向;提高內(nèi)燃機熱效率、燃料多元化是內(nèi)燃機技術(shù)創(chuàng)新的重要途徑,低碳化、電氣化、智能化、輕量化是綠色制造、循環(huán)經(jīng)濟的重要目標?!毙厦舯硎?。
面對“十四五”及“碳中和”的一系列挑戰(zhàn),天津大學內(nèi)燃機燃燒學國家重點實驗室副主任、教授姚春德認為,“我國內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)還要向電氣化、智能化以及能源結(jié)構(gòu)多元化轉(zhuǎn)變,從產(chǎn)品質(zhì)量、壽命、低碳、節(jié)油等等全方面取得更大的進步,為內(nèi)燃機產(chǎn)業(yè)落實‘碳達峰、碳中和’打下良好的基礎(chǔ)?!?/span>
中國內(nèi)燃機學會副秘書長、工信部甲醇汽車試點專家組秘書長魏安力也認為,在實現(xiàn)碳中和的道路上,內(nèi)燃機企業(yè)可以通過提高產(chǎn)品效率,降低燃油消耗等方式貢獻自己的力量。