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汽车加速柴油化 电喷技术主导柴油机发展 |
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| http://cn.newmaker.com
1/12/2007 9:25:00 AM
中国汽车工程学会发动机分会秘书长 陈上华
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汽车柴油化进程加快
不断攀升的燃油价格促进了汽车柴油化的进程，原来以汽油机为主要动力的轻型客车，2006年上半年第一次出现了柴油车销量超过汽油车的现象，这个趋势仍在继续。
国内几个骨干柴油机企业也相继开发出供乘用车(轿车及微型车)用的柴油机，改变了原来乘用车柴油机基本由国外柴油机独揽的局面。目前国产中重型车用柴油机以国产品牌为主，且基本拥有自主知识产权，乘用车柴油机以国外品牌为主，且基本依靠进口，只有部分低端产品用国产柴油机，轻型车柴油机则是中外合资和国产品牌并举。
经过这几年的快速发展，国内已出现了几家技术力量及资金雄厚的企业，如潍坊柴油机公司、玉林柴油机公司、上海柴油机公司、无锡柴油机厂、大连柴油机厂、朝阳柴油机厂、云南内燃机厂等，其销售量、销售收入及生产规模都非常可观。国外先进的柴油机技术如高压喷射、增压中冷、可变截面增压器、四气门技术、电控燃油喷射技术、排放控制技术等已在国内得到推广应用，柴油机的升功率、燃油消耗率、排放性能、可靠性等指标有了大幅度的提高，开始了从传统机械产品向机械电子技术产品的过渡。但与欧美日先进水平相比，还有较大差距，主要是没有掌握柴油机的核心技术，如电控燃油喷射系统的技术仍被国外公司垄断。自主研发和创新能力还较弱，产品研发主要依靠与国外设计公司合作开发。另外，乘用车柴油机尽管已开发出产品，但基本没有投放市场，只在一些低端轻型客车和SUV上使用。
过去的几年，国内柴油机行业发展迅速，但应清醒地认识到，国产柴油机生产规模虽然很大，但大多数国产柴油机产品的技术水平还是较低的，国内柴油机企业的研发力量还很薄弱，新产品的研发大多依靠国外公司，因此我国目前只是柴油机的制造大国，还不是制造强国。
电控燃油喷射技术取得突破
国际上柴油机电控燃油喷射系统都是由实力雄厚的专业生产厂来研发生产的，比如德国博世、日本电装、美国德尔福等。以前，国内还没有一家零部件厂商有能力研发和生产电控燃油喷射系统，可喜的是，近几年国内在最薄弱的柴油机电控燃油喷射系统技术研发方面取得了重大突破，如成都威特电喷公司与清华大学联合于2004年成功研制出具有自主产权的电控单体泵系统，并于当年开始提供成套产品供重型车用，现已提供了上千套产品，成为国内第一家生产柴油机电控燃油喷射系统产品的企业，打破了国外企业的垄断。一汽集团无锡油泵油嘴研究所完全依靠自己的力量也成功开发出具有自主产权的第一代电控共轨燃油喷射系统，但还没有进行商业应用。
国4重型柴油机技术路线待定
经过这几年的发展，国内柴油机企业已能适应排放标准，很多企业已在开发符合国4排放标准要求的产品，而国4排放标准对柴油机来讲，是一个技术的转折点。国4标准之前，柴油机排放可以通过机内净化技术来解决污染物的排放控制，达到相应的标准，而从国4开始，除了改进燃油喷射系统、优化燃烧过程等机内净化措施外，还必须增加机外后处理装置才能使排放达标。欧洲主要采用了两条技术路线：其一是SCR(选择性催化还原)技术路线，它是通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒的产生，在机外后处理过程，采用尿素溶液对氮氧化物进行选择性催化还原；其二是EGR+DPF(废气再循环加微粒捕集器)技术路线，它以废气再循环为基础，在机内抑制氮氧化物的产生，在机外后处理过程中采用微粒捕集器对微粒进行微粒捕捉。
两种技术路线各有优缺点，采用SCR方案，对发动机不须做进一步的强化处理。燃油中的硫含量对于系统的影响较小，可回避燃油含硫量高的难题，而硫含量高是国产柴油近几年难以克服的技术问题，采用SCR方案可通过调整喷油特性而节省燃油消耗约5%，但需在加油站设立相关的尿素溶液补充设备，整车也需增加一套尿素贮存和转化装置而使成本增加。采用EGR+DPF方案需对原发动机进行强化，提高喷油压力和增压中冷能力。其次，需提高微粒捕集器的再生能力，还有对燃油含硫量要求较严，且燃油消耗较高，但不增加额外的装置，用户只要定期更换微粒捕集器。
对于汽车厂和柴油机厂来说，采用以EGR+DPF方案对柴油机的改动较大，但不需增加基础设施。采用SCR方案可以较容易地使现有欧Ⅲ柴油机升级到欧Ⅳ机型，而且由于省油，可以抵消使用尿素所增加的费用。但用户需不断给车辆补充尿素溶液。目前在欧洲两种技术方案并存，以SCR方案略占优势。
实施国4排放标准的另一个重要条件是低硫柴油，国内目前市场供应的柴油只符合国2标准(北京等地有少量符合国3标准的柴油)，含硫量在500ppm以下，而国4标准要求的柴油含硫量小于50ppm。国内的炼油企业何时能提供符合要求的超低含硫量柴油仍是个未知数，这也是国内大多数柴油机企业准备采用SCR技术方案的原因之一。当然，选择SCR技术路线将牵涉到社会基础设施的建设，需要政府部门和相关行业的支持，因此，选择哪种技术方案目前未定。
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