Kaiyun 开云Kaiyun 开云Kaiyun 开云1、我国节能汽车发动机关键技术 的研发及政策建议 张书林 主要内容 v一、我国节能汽车发动机研发现状 v二、我国重点发展的汽车发动机节能技术 v三、我国节能汽车发动机技术研发的发展目标 v四、政策建议 v五、对企业的研发建议 一、我国节能汽车发动机研发现状 节能汽车发动机研发现状 v我国汽车发动机研发的主要形式： 企业自行研发独立的发动机生产企业 委托或与国外技术公司合作研发-多是自主品牌的整车企业或发动机 企业 引进先进技术，消化、吸收、改进-合资企业为主 v我国汽车发动机技术水平如下表： 发动机类型小排量发动机大排量乘用车发动机大型商用车发动机 技术现状升功率、升扭矩低 ，1.0L以下小排量 发动机多为2气门， 动力性能及节能效 果差。 不掌握先进的电子和喷 射技术，核心技术需要 从国外公司购买，燃油 经济性水平与国外差距 较大 商用车发动机的电 控单体泵、泵喷嘴 、高压共轨技术由 外方掌握 研发节能汽车发动机的必要性 v我国车用能源消耗日益紧迫，从2000年至今，我国汽车保有 量以年均10%以上的速度递增，2008年的汽车保有量达到 4975万辆，车用燃油消费占石油消耗的比例逐年增加

　　2、， 2007年末达到34.12%。 v我国汽车发动机的质量及可靠性取得了较大的进步，但是发 动机的节能减排技术远低于国外先进水平，平均油耗高于国 外发动机10%以上。 v汽车发动机节能减排技术的研发也是国内汽车企业参与国际 竞争、走向国际市场的需要。 v我国汽车燃油经济性标准和排放法规日益严格，汽车及发动 机企业有必要在节能减排上作一些技术储备。 节能汽车发动机研发存在问题 v我国汽车及发动机企业对节能汽车发动机的研发还 没有形成有效的开发模式，相应的经验积累也较少 ； v由于我国汽车发动机新的节能减排技术研发滞后， 每到新的节能减排标准实施时，自主品牌企业不得 不依靠国外技术，并因此支付过多的费用； v对先进的、前沿的节能减排技术，国内企业由于能 力的限制，目前只能是模仿； v政策层面也缺少行之有效的支持措施。 二、我国重点发展的汽车发动机节能 技术 解决车用能源的短缺途径 发展节能汽车 提高小型车、柴油车等市场份额 采用高效内燃机、高效变速器、整车优化、轻量化等技术 实施乘用车、轻型车、商用车燃料消耗量标准 公交优先、智能化交通、提高道路通行效率 调整汽车产品结构 采用汽车节能技术

　　3、 推行汽车燃料消耗量标准 提高交通运输效率 发展新能源汽车 混合动力汽车 纯电动汽车 燃料电池汽车 发展替代燃料汽车 气体燃料 生物质基液体燃料 煤基液体燃料 氢 天然气、液化石油气 乙醇、生物柴油、生物质合成油 甲醇、二甲醚、煤制油 气态氢、液态氢 解 决 车 用 能 源 短 缺 的 途 径 汽车节能与替代目标的确定 保持国内目前燃油经济性和 年均行驶里程水平 采用国务院发展研究中心公布的 车辆保有量和保有结构预测数据 参照国际经验，设定2020年，我国汽车用油占石油总 消耗量的55%，则2020年可供汽车（包括低速汽车和摩 托车）消耗的燃油总量为：1.75亿吨 根据模型预测结果，2020年 车用燃油消耗量（包括低速汽车和摩托车） 为3.05亿吨 2020年燃油缺口（包括低速汽车和摩托车）为：1.3亿吨 若不考虑低速汽车和摩托车，2020年车用燃油的缺口为1.24亿吨 2020年汽车（不含低速 车及摩托车）应实现的 节能与替代目标为 1.24亿吨 未来车用燃油消耗量 预测 技术节能与结构节能相结合 降低车 辆燃料 消耗 传动与驱动技术 轻量化技术 整车设计优化技术 高效内燃机技术 小

　　4、排量乘用车 柴油乘用车 优化产品结构 采用节能技术 我国重点发展的汽车发动机节能技术 汽车发 动机节 能技术 柴油 发动机 汽油 发动机 通用节 能技术 柴油机 电控高压 技术 增压 中冷 多气门 和EGR 技术 重型柴 油机SCR 技术 汽油机 直喷技术 先进的 充气技术 高效燃 烧技术 降低 摩擦功 采用低 功耗附件 柴油机电控和高压喷射技术 v电控高压喷射技术是提高燃烧效率，降低排放的重要手段， 能够协调柴油机燃油经济性和排放性能； v排放法规的严格使我国柴油机对电控燃油喷射系统的需求十 分迫切； v电控高压喷射技术包括泵喷嘴、电控单体泵和高压共轨技术 。我国目前已经掌握电控单体泵的核心技术，电控高压共轨 技术正处于起步阶段； v目前国III排放法规虽然可以通过EGR来实现，但是未来将有 更加严格的燃油经济性标准和排放法规要求，柴油发动机电 控高压喷射技术也是柴油发动机必须要采用的技术。 柴油机增压（中冷）技术 v有统计表明增压中冷技术能够降低柴油机油耗5%10%，节 能效果显著； v我国柴油机已经广泛采用增压中冷技术，是降低排放提高经 济性的重要手段； v新的增压器技术在向可变

　　5、和电子控制以及高效率方向发展， 我国增压应用技术水平还较低，在增压度、增压效率和低速 响应等方面还存在差距； v我国柴油机增压（中冷）技术也要瞄准可变和电子控制技术 的研发，并能提高增压技术的可靠性。 柴油机多气门和EGR技术 v柴油机要提高功率密度和进一步降低排放和油耗，多气门技 术是一个重要方向； v四气门技术已经被我国多数重型柴油机企业所掌握，并在一 些机型上采用； v国际上小型高速柴油机已经开始采用多气门技术； v我国在小缸径高速柴油机上的多气门技术上应用还不成熟； vEGR技术是小型柴油机满足国III/IV的关键技术，而且相对于 电控高压喷射技术，具有较大的成本优势； v国内已经开始逐步采用，需要在可靠性和控制技术上做进一 步研究。 重型柴油机SCR技术 v提高柴油机燃油经济性，国IV SCR柴油机较国III柴油机油耗 降低6%左右 v催化器对燃油硫含量敏感性小 v对柴油机结构影响小，匹配时间短 v提供高品质尿素溶液，目前国内可以自主生产 v社会尿素的固定供应站和罐装产品供应 v尿素使用的监督管理 汽油发动机节能技术的贡献率 v各种节能技术路线的节能和成本不同，应根据技术成熟

　　6、度和 市场需求来决定采用何种技术路线； v先进充气技术是目前最具产业基础的技术，成本较低； v缸内直喷技术对汽油机的燃油消耗率降低显著； v多种技术的综合采用是应对更高油耗标准的重要手段。 汽油机技术燃油消耗率降低(%) 零售价增加（元） 最低最高低高 多气门、顶置凸轮25820 1120 可变气门正时352801120 可变气门升程和正时510560 1680 增压和尺寸减小5730004500 直接喷射汽油机0 先进的汽油发动机充气技术 v先进的汽油发动机充气技术可以有效提高发动机进气效率，提高燃油经 济性并减低有害物的排放； v目前先进的充气技术包括多气门技术、可变气门正时技术、增压技术； v目前国内采用多气门技术的车型达到85%，采用可变正时气门技术的车 型比例将近30%，采用增压的车型非常少。 v发达国家的汽油机多气门技术，可变气门正时技术和增压技术的采用已 经比较普遍，我国将逐步普及多气门发动机技术，加大可变气门正时技 术和增压技术的研发，逐步实现产业化。 汽油发动机直喷技术 v应用缸内直接喷射技术汽油机的 汽车其平均油耗比常规电喷汽油 车提高10%-

　　7、20%； v缸内直喷汽油机的研制是从1990 年前后开始的，在1996年首次应 用。世界上主要汽车公司都开发 出多种缸内直喷汽油机产品； v近年来，国内已有高校和企业在 直接喷射汽油机方面作了一定的 研究工作； v个别企业最近推出的个别车型上 装配了均匀混合缸内直接喷射汽 油发动机。 三、我国节能汽车发动机研发的发展目标 柴油发动机节能技术研发目标 v近期目标 全面采用增压技术，提高涡轮增压（中冷）技术水平，开展先进增 压技术自主研发和生产； 推广电控喷射技术，加快电控喷射系统的硬件和标定技术的自主开 发能力，柴油机排放水平达到国IV； 发展升功率大于30kW/L重型柴油机和大于40kW/L轻型柴油机； 开展先进后处理技术的引进和研发，加快SCR和DPF后处理技术的 应用。 v远期目标 全面采用高压电控燃油喷射，掌握电控系统核心技术； 升功率为中重型发动机达到35kW/L，轻型柴油机达到50kW/L； 最低燃油消耗率达到190g/kW.h(38L)和188g/kW.h(8L以上）； 掌握先进柴油机后处理技术，并能够实现完全国产化； 柴油机HCCI燃烧技术在较大工况范围内实现。 汽油发动

　　8、机节能技术研发目标 v近期发展目标 鼓励升功率达到55kW/L以上小排量汽油机的开发和生产； 全面采用多气门技术，推广可变气门技术，增加增压技术应用；新 产品采用气门可变技术的比例增加到45；部分中高级车采用增压 技术。 推动汽油直喷等先进技术应用，2012年国内采用汽油直喷技术的中 高档轿车市场占有率达到2%，使该类车年消耗汽油减少0.3左右。 v远期发展目标 增压直喷汽油机升功率70kW/L以上； 汽油机的燃油消耗率降低20%； 多气门技术和气门可变技术全面采用；增压技术采用率提高到40 ，直喷技术采用率占20，掌握汽油直喷核心技术； 发展可变压缩比技术和停缸技术，推进HCCI技术实际应用。 广泛采用节能附件。 发动机通用节能技术研发目标 v2012年通过推动燃油消耗率标准的提高，促进企业在发动机 摩擦降低方面的研发，推动发动机企业采用低能耗附件。 v2020年全面采用低能耗附件，降低发动机内部摩擦，使发动 机燃油消耗率降低5%。 四、节能汽车发动机研发的政策措施 技术措施 v将节能与新能源汽车的关键技术和零部件研发列入国家科技计划，给予 重点支持。 v建立节能与新能源汽车产业联盟

　　9、，集中力量攻克关键技术，促进产业化 发展 v建立符合中国实际的行驶工况和特定地区、特定车型的行驶工况，促进 燃料经济性水平提高。 v尽快制定和完善节能与新能源汽车技术标准和法规。主要包括: 建立全国平均燃料消耗量评价体系（NAFC）、企业平均燃料消耗量 评价体系（CAFC），对国家和企业每年生产车辆的总体节能减排效 果进行科学评价。 制定乘用车燃料消耗量第三阶段限值和中、重型商用车燃料消耗量 限值标准，完善我国汽 车燃料消耗量标准体系。 修订汽车燃料消耗量评价体系，使之适合近中期汽车小型化发展， 以利于调整企业产品结构。 制定适合汽车工业发展的油品质量标准，保障符合节能和排放技术 要求的油品品质。 管理措施 v积极研究并制定分阶段的激励、约束性政策，逐步提高节能 和新能源汽车产品在生产企业产品结构中的比例。 v尽快实施“汽车燃料消耗量公示”制度和实施“汽车燃料消耗量 标识”国家标准。 v制定“汽车燃料消耗量生产一致性管理”办法，实施生产一致 性管理。 v研究制定可以对企业的生产和产品进行综合节能管理的 CAFC制度。 v政府采购应包括一定比例的节能与新能源汽车。 财税措施 v国家采取补贴和税费优惠政策，推动纯电动汽车、混合动力 汽车等新能源汽车发展。 v建立以汽车燃料经济性标准为依据的财税奖罚机制。对达到 国家标准的汽车产品，纳税人执行标准的纳税税率；对优于 国家标准的汽车产品，按等级调减纳税税率；对低于国家标 准的汽车产品，按等级提高纳税税率。 v建立与车辆燃料经济性挂钩的惩罚性特别目的税：对不达标 的车辆给予惩罚性的税收，在交纳了相应的罚款后准予生产 和进口，以及上牌和注册使用。建立这种目的税是为了在不 增加国家财政支出的情况下，很好地解决节能降耗目标实现 与市场需求间的一些难以协调的矛盾。 五、对企业的建议 v随着能源问题的日益紧张，节能这一课题将是未来汽车工业发展的重要 主题，汽车企业、发动机企业及上游零部件企业应充分认识到这一课题 的重要性，重视节能汽车发动机的研发，并要有相应的技术储备； v节能汽车发动机技术的研发关系到我国汽车工业的发展，应以自主开发 为主，如需与国外企业联合研发，国内企业应掌握自主权，拥有相关技 术的知识产权； v节能汽车发动机的研发往往需要丰富的经验、较长的开发周期并

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