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密封动态:评论|我也谈谈内燃机之二:超越不该谈捷径 埋首脚下是正道2017.11.01
评论|我也谈谈内燃机之二:超越不该谈捷径 埋首脚下是正道
 

  “我国燃油车和内燃机行业从未停止技术进步的脚步。”曾在“我也谈谈内燃机之一”文中一再重申的这一观点,在标题党们竞相传播的热门话题——“燃油车禁售时间表”催发下,还是引来了质疑声。

  不想辩驳和争论,因为事实胜于雄辩,但回答质疑是必须要做的,阐述技术进步的实例也是应该的,对那些默默无闻推动内燃机行业进步的从业者更是负责的。

  2013年2月6日,国务院办公厅以【2013】国办发12号文件,下发了《国务院办公厅关于加强内燃机工业节能减排的意见》。文件定义内燃机是交通运输、工程机械、农业机械、渔业船舶、国防装备的主导动力设备,内燃机工业是重要的基础产业。文件指出,内燃机工业节能减排的潜力巨大,同时提出了以加强内燃机工业节能减排,促进节约石油资源和改善空气质量,提高我国内燃机产品的节能减排水平和内燃机工业的国际竞争力的目标要求。文件综合内燃机的专业特性,提出了十一个重点领域和具体任务,六个重点工程和四项政策措施,完整地规划了我国内燃机工业节能减排的发展目标和蓝图。

  内燃机的产业地位和重要性已不言而喻。

  上世纪末,我在业内不同场合多次谈到,现在的乘用车配套动力,我们并没有话语权。轻型商用车配套动力,我们正在与国际品牌博弈。但在重型商用车配套动力领域,还没有哪个外国品牌敢说在中国产业中有绝对的话语权。今天不想再对乘用车配套动力评说什么,在过去的20多年历程中,有缩小差距说;有弯道超车说;有赶超说;还听说过有跨越者。现在面对我国乘用车内燃机动力,谁人评说已不重要,重要的是我们是否已经无事可做?是否已经面对行将断崖式切换?是否面对响亮了多年的“弯道超车”口号,开始迈入博物馆的门槛了?

  内燃机动力始终坚持创新

  在当今中国重型商用车的配套动力领域,号称中国自主品牌“三剑客”的潍柴、玉柴、锡柴,当属先进和实用的楷模。

  潍柴十几年致力研究开发的“商用车动力总成关键技术及工程化”成果,其核心在于围绕动力总成一体化的总体目标,解决了节能减排、动力性和可靠性提升、系统动态协调控制三个技术难点,实现了百公里油耗和B10寿命等各项指标的全面提升,并通过产业链资源整合和技术链优化配置,创造了巨大的经济效益和社会效益,推动我国商用车配套柴油机产业自主创新与竞争综合实力的提升,支撑我国商用车整车产业技术进步和竞争力的有效提升。这就是实力的体现,这就是引领的基础。

  锡柴经过多年艰苦的探索、研究、验证,实施了震惊业界的重型柴油机出厂冷试生产技术。其核心是通过生产线在线测量、自动测量反馈补偿等智能化绿色工厂设计,以及大容量的样本数据积累与大数据分析,建立调试缺陷数据库,而形成的整机冷试出厂工艺规范。冷试生产技术与热试工艺相比,每年可节约柴油2000吨以上(燃料费支出减少1300万元以上,二氧化碳排放减少6000吨以上),节能减排及经济效果显著。用震惊业界形容都不为过,这是一汽锡柴对产品所有零件、部件、材料、性能的绝对自信,它标志着企业高水平的管理制度、科学严谨的开发能力、审慎的质量把控能力和建立在科学实践基础上强大的自信,这就是巨大的和跨越式的进步,领先会由此开始。

  玉柴在国内率先批量投入使用的满足欧六标准要求的发动机。YC6L-60柴油发动机是玉柴以节能环保为核心,以低油耗、低排放为目标,通过优化结构设计、创新新的燃烧技术、排放控制技术和电子控制技术而开发的节能、环保、全电控高效柴油机。2015年至今累计销售六百台左右,主要服务北京公交,在香港市场也有少量投放。YC6L-60柴油发动机在北京市场和国外品牌欧Ⅵ柴油机同台竞技,已累计运行15万公里左右,排放、油耗运行综合数据均优于或与对手相当,故障率低的优势特别得到用户一致好评。前文提到的在重型商用车配套动力领域,还没有哪个外国品牌敢说在中国产业中有绝对的话语权,这就是例证。

  2011年首届“我信赖的商用车动力评选”启动,今年已至第七届。在内燃机行业产生了较大的反响和持续的关注,多家主流企业参评,市面上销量大、口碑好的机型都曾获获奖,既从消费市场的角度验证了机型的确可信赖,也从制造方的角度来促进产品的销售。今年的参评机型就全部是国五排放,有的可达到国六,各种先进技术,如增压中冷、废气再循环、新型冷却系统、制动技术等都得到了普遍应用。该活动自2015年起还增设了金牌发动机的评选,通过真实用户的真实使用案例,切实反映了内燃机行业在可靠性方面的长足进步,100万公里无大修的机型比比皆是,近年更是涌现出150、180万公里无大修的案例。

  2005年,《汽车与运动》针对我国正在蓬勃发展的汽车产业,发起了评选中国心十佳发动机的活动。评选机型必需是在中国生产的产品。第一届评上的十佳发动机基本上都来自进口或合资企业,国内自主企业十分勉强上了一款。活动举办以来至今已经有十二届,目前评上的机型自主产品几乎占到半壁江山。

  这些都足以说明中国内燃机工业从未停止技术创新的步伐,不仅如此,创新成果也深受市场和用户的信赖。

  核心零部件硕果和差距并存

  说完整机,再来看看核心零部件产业。

  在内燃机排气后处理领域;选择性催化还原(SCR)技术已经成为欧美国家针对内燃机为动力的机动车满足排放标准要求的主流技术路线。柴油机颗粒捕集器(DPF)和汽油机颗粒捕集器(GPF)同样是欧美国家针对内燃机为动力的机动车满足排放标准升级的主流技术路线。

  在氮氧化物的处理上,液体尿素固然有其优势,但也存在着频繁加注的不便捷性,液体尿素保管导致使用成本增大,尿素桶不可回收导致白色垃圾污染等弊端,在使用上还存在着结晶和喷嘴堵塞的问题。

  针对上述问题,早在十几年前,原中国一汽技术中心和吉林众鑫汽车装备有限公司共同探索研究,开发出被评价为世界首创的固态氨尾气后处理(SSCR)技术。SSCR系统氨气喷射无需液体泵和高压喷嘴,解决了液体尿素水溶液结晶、堵塞管路和喷嘴的问题,故障率低、索赔率低。另外,SSCR系统在-40℃的环境下也可以快速的供给氨气,实现全天候尾气排放控制,不仅极大降低了使用成本,减少环境污染,转化率及安全性高的优点也颇受业界赞誉。

  为了将这一国际领先技术推而广之,2012年8月25日,机械工业联合会召开专家会议对此进行鉴定。之后,中国内燃机工业协会向工信部、发改委和环保部多次报告,建议推进产业支持和推广应用该技术,并与环保部机动车排污监控中心合作召开了三次推广会,向全行业推荐此项技术。华菱汽车于2014年开始,正式启动SSCR系统搭载应用、配试验证、10万公里可靠性验证、三高试验等工作,经过严格的考核测试和实验验证,采用该技术的整车产品获得环保部公告,并于2016年起批量投放市场。2016年在中国汽车工业协会主办的第一届商用车及零部件国际展览会(昆山车展)上,吉林众鑫汽车装备有限公司作为中国首创的SSCR技术的系统制造企业,正式携SSCR系统亮相第一届商用车展览会。可以说,在当今内燃机排气后处理技术领域,中国的SSCR系统属于首创,属于前沿,属于引领。我国排气后处理领域从不谈弯道超车,因为没有实验验证,无从谈可靠性安全系数,当然也就不科学。

  面对采用SCR技术产生“白色垃圾”的世界难题,以山东新蓝环保科技有限公司和珠海格力智能装备有限公司为代表的民族企业,分别自主研发的“车用尿素水溶液智能制造一体机”,成为这一难题的“破局者”。该产品的推广应用,解决了车用尿素水溶液生产销售过程中的白色污染和运输成本高的两大痛点,美国一尿素制造销售公司总裁看过中国的首创技术后说过,“这个技术的发明和智能制备的工艺,改变了全球车用尿素水溶液生产、分装、分销的游戏规则”。德国汽车工业协会(VDA)的Ralf Scheidach博士,专程赴昆山出席会议,介绍德国尿素认证管理体系,探讨德国尿素水溶液品牌AdBlue同中国尿素水溶液品牌CGT管理体系合作互认事宜。这也是首创,是世界汽车工业强国来华,与我国内燃机行业探讨在SCR技术上应用尿素水溶液标识标志使用认证管理上开展互认合作。

  在内燃机排气后处理技术中,细微颗粒物的处理也一直是业界关注的焦点,DPF(颗粒捕集器)作为国五升国六的必然选择,能够净化排气中70%-90%的颗粒物,而DPF效果如何,很大程度上取决于核心载体和催化剂。贵州皇帝车辆净化器有限公司主导的碳化硅载体、山东国瓷材料股份公司旗下的宜兴王子制陶有限公司主导的堇青石载体、天津高能智核引进美国陶氏公司技术主导的莫莱石载体是现今世界汽车内燃机工业认可的排气后处理三大载体材料,在我国均有生产制造和提供,这从侧面说明了中国汽车内燃机排气后处理行业,在节能减排的基础材料储备上,已经扎轧实实地做好了准备。

  这些工作没有获得如电动汽车那样的国力支持、财力支持、舆论支持。但默默无闻的汽车内燃机工业体系没有放弃,没有停滞,始终如一地还在努力着。

  国务院总理李克强在今年的政府工作报告中提出鼓励发展清洁能源汽车,由天津大学发明的柴油甲醇组合燃烧技术,率先在国际上实现了甲醇在柴油机这类压燃式发动机上应用。首创了只需对现有柴油机做简单变动,加装一套甲醇电控喷射装置、尾气上安装氧化催化转化器,无需尿素辅助便可以使发动机排放满足国V排放法规的新技术途径。经检测,使用该技术的发动机不仅满足国家规定的常规排放物限值要求,并且尾气中的甲醛等非常规污染物也可以完全消除。在工信部组织的甲醇汽车试点中,陕西榆林参加的试点车辆经过2年的运行并于今年7月通过专家组验收。试验车行驶里程超过39.2万公里,行驶中百公里柴油消耗30.8升,平均消耗甲醇15.4升。经对试验车辆的排放检测,排气中烟度大幅度改善,数值不到国家规定的20%,非常规排放甲醛等指标也低于工信部关于甲醇试点车辆的规定值。整车在运行中润滑油、涉醇人员的健康也同时进行监测,所有指标均符合要求。所开发的一系列满足车辆使用要求的关键零部件,比如高效甲醇雾化器、甲醇泵、耐醇的胶管及其密封件、专用液位计以及控制甲醇喷射的电控单元等完全可以满足使用,具备了可以推广使用的条件。

  在11月4日于昆山举行的“第二届甲醇汽车发展研讨会”上,美国南加州大学洛克碳氢化学研究所和全球甲醇行业协会,将为我国长期致力甲醇汽车发展的领导者也是该领域的专家颁发“乔治 奥拉甲醇经济奖”,该奖项是以诺贝尔化学奖获得者乔治 奥拉名字命名,这是美国首次将该奖项颁发给中国人,也是美国第一次将该奖项颁发给外国人。上述两个机构近年来在世界范围内组织的多次国际会议上明确,中国的甲醇汽车已走在了世界的前沿,引领世界甲醇汽车的发展。

  每次在不同场合的会议上听到如此的评价时,我总是在想,在更多的领域,包括我们装备制造产业,其实有许多基础工作需要我们认真做好,弯道超车既不是我们的选项,也不是我们的追求,因为我们还有许多工作没有做好,科学和产业实体没有弯道可走,我们也没有资格去谈。

  绝不能放弃基础研究工作

  没有做好、做扎实的工作应该坚定不移的查漏补缺、潜心钻研。  在汽车和内燃机节能减排前沿技术研发和先进技术应用上,影响内燃机,当然也具备汽车节能减排效果的,主要是高压燃油喷射技术、高效增压技术和排气后处理技术,掌握和优化应用这些新技术,则可有效提升发动机和整车的经济性、环保性、可靠性、舒适性等性能,但这些技术的应用,需要基础研究保证;这些产品的制造,需要严密的工艺规程实现。燃油系统,我们尚存在掌握技术的差距;增压系统,我们除了存在技术差距外,还存在规模生产的差距;而后处理系统还存在产业基础建设的问题。

  辽阳新风科技有限公司引进消化吸收后形成的自主品牌燃油喷射系统实现了产业化,经过十多年的艰苦努力,经过自主品牌整机整车企业的支持,已成为我国燃油喷射系统制造行业民族品牌中的翘楚。

  说到高压燃油喷射系统的应用,就必须提到原一汽技术中心,该技术中心为了打破德国博世、日本电装和美国德尔福等外资企业在这一领域对我国的长期垄断,为了有效地在内燃机领域实现完全的自主开发,于2000年正式组建设置了电子事业部(也是我国汽车工业第一个从事电子基础研究的机构)。在柴油机燃油喷射系统中,该中心研发的第一代产品实现了对组合单体泵的控制,第二代产品实现了对高压燃油喷射系统和排气后处理SCR系统的控制,现在的第三代产品则实现了对国六产品包括DPF/GPF在内的全控制功能。他们经过多年的基础储备,沉淀了大量的基础技术,开展了多项多学科的研究,建立了适应我国产业全新和完整的研发流程。最终将外资企业从燃油系统集成供应商改变为零部件供应商,这一改变打破了我国商用车动力长期由外资企业在燃油系统和捆绑排气后处理系统的垄断,从根本上扭转了以往产业被动的局面,也为我国内燃机制造企业带了个好头,同时在我国汽车和内燃机产业中,极大地展现出了民族工业的自尊和自强。

  笔者不对一汽技术中心的撤销和变革做任何评价,但应该承认的是一汽技术中心确实为我国汽车工业的发展做出的巨大贡献。与此同时,笔者更担心的是,我国汽车工业唯一具备完整的基础研究功能和基础研究力量的中心撤销后,这些基础研究也随之被丢弃。

  在我国的内燃机行业基础研究机构中,有天津大学的国家燃烧学重点实验室,有玉柴的国家工程实验室,有潍柴的国家可靠性重点实验室。但在汽车行业,两个国家重点实验室均在大学,唯一一个同制造体系关联的机制和基础健全的技术中心已经消失了,担忧正是由此而来。希望我们汽车和内燃机产业决策者和技术负责人,务必认识到技术进步和升级的前提是基础研究,我们还有许许多多的基础工作要做,没有捷径可走。

  燃油汽车不可能断崖式地被电动汽车替代,弯道超车不可能实现,我们与世界汽车工业发达国家的先进技术还有差距,需要我们做的工作还太多太多,坚持基础研究别犹豫,别停下。

  当下,商用车承载着我国物流运输总量的77%和客运总量的81%,笔者在“寄托中国商用车的今天和明天”一文中曾经谈到,在未来相当长的时期内,以内燃机为驱动力的燃油车将不会被取代。现在的关键是内燃机行业要踏实走好每一步,也希望社会和政府认可我们的每一步,让内燃机行业助力中国从汽车大国稳步迈向汽车强国。相信11月2日开幕的昆山商车展,将以最好姿态呈现我们多年来科技进步一路走来的清晰可循的印记。  2017年重阳节成稿于北京家中

  编辑 孙伟川 李沛洋

| 来源:中国汽车报
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