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节能减排 排放标准升级推动内燃机工业发展

——访中国内燃机协会秘书长邢敏
2014-09-22    作者: 于永初
内容摘要:【编者按】“内燃机协会”作为一个行业协会,一不是政府,只能把政府的意图传达给企业;二不是企业,但是协会的宗旨是为企业服务,把企业的需求反映给政府。“既能满足政府的要求,又能使企业受益”是内燃机协会的最终目标。
  MC记者:按照国家节能减排的总体要求,2013年7月1日全国将全面实施国Ⅳ排放标准,请您谈一下内燃机节能减排的重要意义。
  邢敏:内燃机是交通运输、工程机械、农业机械以及国防装备的主导动力。内燃机工业是我国重要基础产业,我国已经成为世界内燃机制造大国。2011年,内燃机产量逾7700万台,总功率逾14亿kW。截止到2012年7月,我国内燃机产品社会保有量为2.75亿台。内燃机是我国石油消耗的最大主体,2011年消耗商品燃油2.7亿t,占我国石油消费总量的59%,超过全年进口石油总量。2010年,仅机动车排放氮氧化合物就达599.4万t,占排放总量30%左右。从国内外能源发展趋势和市场需求看,未来几十年,以化石能源为燃料的内燃机仍然是各种机械装备的主导动力,控制燃油消耗和CO2及其他污染物排放已经成为全球内燃机产业发展的重要趋势。
  “十一五”期间,内燃机工业节能减排取得了积极进展内燃机产品燃油消耗率明显下降,但总体上还存在着一些突出问题,主要表现在:一是我国内燃机产品综合能效水平与国际先进水平相差10%~20%,关键零部件基础薄弱,制约内燃机高效低排的高压共轨、增压、电子控制等关键技术完全依赖进口;二是先进节能产品比例较低,市场保有量中高耗能落后产品还占有相当大的比例,商用车用柴油机绝大部分产品燃油消耗率普遍偏高,工程机械和农业机械用柴油机90%以上属于能耗高、排放高的产品;三是替代燃料内燃机发展正处于起步阶段,代替汽油和柴油的甲醇燃料发动机、生物柴油发动机等产品的研发和应用尚处于探索中;四是内燃机绿色制造和再制造基础薄弱,绿色制造技术与国际先进水平存在阶段性差距,内燃机产品再制造处于初期发展阶段;五是内燃机产业政策有待进一步完善,内燃机节能减排技术标准体系不健全,燃油消耗量综合评价标准缺失。
  “十二五”时期是我国实现产业转型升级的关键时期。内燃机工业是实现全社会节约石油的基础和节能减排的重要环节,在建设“资源节约型、环境友好型”社会过程中肩负着重大的社会责任。加快推进内燃机工业节能减排,着力解决内燃机节能减排存在的突出问题,是当前面临的一项艰巨而紧迫的任务,对于促进内燃机工业产业升级、保障国家石油能源安全和应对气候变化意义重大。
  MC记者:国Ⅳ排放标准实施在即,目前内燃机行业准备得如何?
  邢敏:2012年3月28号,内燃机协会联合汽车工业协会举办了一个“贯彻落实国Ⅳ排放标准”的技术交流会,大约300多家企业,共400人参加会议。会议以表述全行业贯彻落实国Ⅳ排放标准的决心和态度,搭建技术领域互动交流的平台为宗旨,商请部分内燃机主机、燃油系统、增压系统、滤清系统、后处理系统以及控制系统的部分制造企业,将其在研发国Ⅳ内燃机产品历程中的经验、教训和对相关部件要求建议形成技术交流报告,提供给与会者和全行业分享。旨在引导全行业形成合力,协同开展贯彻落实国Ⅳ排放标准的工作,确保在2013年7月1日起向市场提供优质的产品,承担全行业节能减排的社会责任。会议同时还组织专题报告,介绍国外汽车和内燃机界在排放标准升级过程中的成功经验和产业准备的提示建议。
  最近,国家正在召开科技进步大会。内燃机工业共获得了三个二等奖,三个企业分别是潍柴、玉柴和天润曲轴。这标志着我国内燃机工业已经很进步了。
  柴油机企业集中度很高,这几家企业很具有代表性,玉柴的年产值接近72万台柴油机,潍柴的年产值是57万台,如果潍柴再加上扬柴的话,年产值能达到76万台,两家企业就能达到150万台的年产值。如果再加上锡柴,三家的年产值已经超过柴油机企业总产值的一半以上。所以说柴油机企业的集中度非常高,非常具有代表性。
  国家的环保政策使企业真正认识到要在节能减排上下功夫,节能减排促使内燃机企业从技术上进行提升。从法规上来讲我们要认真执行,从节能减排上来讲我们更要执行。企业不单要完成经济效益,还要承担社会责任。内燃机行业第一次理事会就提出了“和谐共赢,绿色制造”所以内燃机行业对实施国Ⅳ排放标准有充分的准备。
  MC记者:2013年,内燃机行业在大力推进发动机及其关键零部件开发,推动先进节能技术应用及节能产品产业化,将准备从哪些方面入手?
  邢敏:针对内燃机的节能减排问题,准备从以下几个方面入手:
  (1)关键零部件产业化应用  开展电控燃油喷射系统关键技术研发和产业化应用,重点解决喷油器总成、电控执行器、轨压传感器、电控单元生产中的质量控制,确保集成系统有效配套主机。提高增压器制造水平及其自主研发能力,重点解决可变几何截面涡轮、可调多级增压、汽油机增压器、增压器轻量化等关键产品和技术问题。
  (2)排气后处理装置  加强排气后处理装置的研发和推广应用。提升选择性催化还原器、颗粒捕集器、废气再循环系统、三元催化和氧化转化器、在线诊断系统的技术水平,做好排放后处理装置与整机的协调匹配工作,提高产品生产使用一致性和可靠性。
  (3)内燃机制造过程节能  鼓励采取薄壁铸造、精密铸造、热处理及表面加工等先进的绿色制造工艺,实现内燃机生产过程节能节材。鼓励企业在新产品开发和出厂试验的环节中,推广使用具有高效能量回收功能和高动态性能的交流电力测功器,利用和回收内燃机测试过程中产生的余热和电能,实现燃料能源的高效综合利用。
  (4)高效应用替代燃料内燃机产品研发  鼓励替代燃料发动机与现有发动机制造体系兼容。鼓励发展柴油/天然气双燃料内燃机、生物柴油内燃机。开展汽油/甲醇双燃料点燃式内燃机以及柴油/甲醇双燃料压燃式内燃机应用试点工作。加强内燃机高效燃用替代燃料、非常规排放有效控制等基础研究,重点解决应用过程中耐醇燃料供应系统、天然气供应系统、点火及其电控系统等关键零部件的突出问题。开发适于内燃机应用替代燃料专用润滑油以及专用的后处理技术。
  (5)内燃机产品再制造  积极开展再制造关键技术研发,探索内燃机再制造共性技术,优选再制造技术路线及工艺,支持采用表面修复等关键技术,完善再制造工艺流程,建立健全有利于旧件回收的市场体系,鼓励对汽车、工程机械用发动机及其关键零部件的再制造,推广符合标准的内燃机再制造产业。
  MC记者:为了加快推进内燃机先进节能技术的推广和应用,将具体开展哪些工作?
  邢敏:在未来三年里,我们内燃机行业将做六个节能减排重点专项工程。
  (1)压燃式内燃机高压燃油喷射系统示范工程  推广高压燃油喷射系统在车用柴油机的应用,重点开展电子控制系统、高动态响应执行器和超高压运动偶件的关键制造技术和工艺研发,开展先进制造工艺和加工装备的技术改造。完成车用柴油机全部应用高压燃油喷射系统,实现节约燃油消耗5%~8%。
  (2)点燃式内燃机缸内直喷燃油系统示范工程  推广缸内直喷燃油系统在车用汽油机的应用,重点开展缸内直喷汽油机燃烧系统及其关键部件的生产制造,特别是汽油高压喷油器总成加工制造,开展燃油喷射泵、电控喷油器等关键零部件制造工艺和加工设备的技术改造。实现车用汽油机30%~40%的产品应用缸内直喷燃油系统,实现节约燃油消耗8%~10%。
  (3)内燃机高效增压系统应用示范工程  开展高效增压系统在内燃机的应用,重点解决汽油机用废气涡轮增压材料和制造工艺问题,轻型车用柴油机用可边截面增压器生产制造问题,中重型车用柴油机用符合增压匹配标定技术问题。实现多缸柴油机用复合增压匹配标定技术问题。实现多缸柴油机增压技术普及率达到90%以上,车用柴油机达100%,车用汽油机达30%~40%以上。
  (4)节能节材型小缸径多缸柴油机应用示范工程  推广应用小缸径多缸柴油机,重点解决缸径小于80mm的多缸柴油机电控高压喷射系统生产制造工程技术问题,微型车用燃油供应系统关键部件以及后处理装置的生产和制造问题。实现多功能型(微型)乘用车用柴油机20%的配套率,替代高耗能大缸径单缸柴油机50万台的目标。
  (5)高效应用替代燃料内燃机示范工程  推广天然气单一燃料及双燃料燃烧技术在乘用车用汽油机上的应用,开展柴油/甲醇二元燃烧技术在载重车、船舶、机车、固定柴油发电机组用重型柴油机上的应用,重点解决燃料供应系统关键零部件的可靠性问题和耐腐蚀问题,实现替代商品燃油500万t的目标。
  (6)船舶柴油机能量综合利用示范工程  优化船舶柴油机排气余热梯级能量利用。重点推广船舶柴油机排气余热梯级利用技术在大型集装箱船、散货船和油船上的应用,解决设备、系统优化组合和智能控制问题。实现单船综合效能提高5%,CO2减排5%。
  MC记者:燃油电喷技术一直是国内企业的软肋,目前尽管有辽宁新风、成都威特等少数自主企业开发了电喷技术,但形成大批量产业化的企业还甚少,与博世形成技术竞争的几乎没有,国内发动机企业如何加快电控技术产业化?
  邢敏:也不是完全没有,要看是在哪个层面上。从国Ⅲ排放标准来说,我们已经满足了基本要求,但是往更高端上来讲,比如欧Ⅳ、欧Ⅴ,我们还是空白。但是辽宁新风已经具备了年产40万件的能力,目前新风正在跟长城、朝柴等发动机企业进行匹配,这一点很关键,零部件的开发必须跟整机同时匹配。在匹配过程当中进行研发,一定要从源头开始做,这是今后的一个大方向。
  提到电控技术,以前大家习惯性地关注新风、威特以及国外的德尔福、博世,其实一汽也在做。一汽集团的副总工程师李骏博士在汽车电子和汽车化学方面做了精心的策划、精心的组织、精心的安排来提升技术。在汽车电子方面,重点要把共轨系统做好;在汽车化学方面,重点要把尾气排放做好。这标志着国内企业在燃油电喷技术领域已经开始加快步伐。
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