07-1柴油机行业报告2.1

柴油发动机产业分析报告根据辽阳实际情况重点分析车用轻型柴油机、适当分析车用重型柴油机及船用柴油1.柴油发动机产业发展概况1.1柴油发动机制造业发展概况1.1.1柴油机制造业柴油机是我国机械行业的一个十分重要的行业，柴油机是目前产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型，它已经成为汽车、农业机械、工程机械、船舶、内燃机车、地质和石油钻机、军用、通用设备、移动和备用电站等装备的主要配套动力。柴油机行业的发展对工业、农业、交通运输和国防建设以及人民生活都有十分重大的影响。1.1.2柴油机制造业发展概况画一个柴油机发展图，体现国际上柴油机发展处于什么阶段，中国处于什么阶段目前柴油发动机发展已经进入电控喷射阶段，电控喷射又经历了三次变革，即位置式燃油喷射系统、时间式燃油喷射系统和时间压力式燃油喷射系统（共轨系统）。高压共轨系统实现了压力建立和喷射过程的分离，从而使控制过程更具有柔性，能更准确地实现小油量的精确控制，更好地实现多次喷射。截至2008我国内燃机工业诞生100周年，从简单仿造到具有独立自主的技术开发和产品制造能力，并出口国外，形成相对完备的工业体系，完成了历史性跨越，绝大多数的车用柴油机机型实施国Ⅲ排放标准，我国柴油机正在步入了电控时代。从数量看,我国已经成为柴油机生产大国,行业中出现了玉柴和潍柴这样世界级生产企业,但我国柴油机产业的整体发展仍然面临着许多问题。在产品构成上不尽合理，农用柴油机车用柴油机比重大，船用柴油机主要依赖进口，车用柴油机关键技术还依赖欧美国家。我国对柴油机行业投入不足,严重制约了生产工艺水平、规模发展和自主开发能力的提高。我国柴油机技术基础薄弱,整体技术水平落后于国际先进水平10－20年,也落后于国内车用汽油机的发展,还不具备完整的全新柴油机产品和关键零部件特别是涉及节能减排、安全和驾乘舒适性的电控产品的开发能力。许多国外已经普遍采用的技术在我国仍处于研究阶段,有些甚至仍是空白。好在许多有实力的企业已经建立了研发中心或研究院,并积极同国外有实力的关键零部件供应商合作开发适应我国条件的产品。在完成经验积累之后,假以时日,这些企业完全可以独立开发全新自主产品。1.1.3柴油发动机关键技术走向1.1.3.1柴油发动机主要技术柴油发动机由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和启动系组成，燃料供给系为其提供燃料，是柴油发动机的核心系统，燃料喷射技术是柴油发动机的核心技术。目前柴油机喷射技术已经由传统的柱塞泵脉动供油发展到电控喷射供油。高压共轨电控喷射系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流，可有效提高燃油效率，降低排放。此外配气机构及冷却系中四气门技术、增压中冷技术、排气再循环(EGR)技术及后处理技术等也是柴油发动机的重要技术，这些新兴柴油机技术的发展，解决了困扰柴油机发展的一系列问题，如:噪音高、振动大，尾气排放冒黑烟等，改变了柴油机在人们心目中的低劣形象，使柴油机产品市场取得了突破性的发展。使得柴油发动机应用范围正从传统的重型汽车、工程机械向大型客车、中型汽车、轻型汽车、MPV、轿车等方向扩展。1.1.3.2高压共轨技术高压共轨(CommonRail)电喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管(Rail)，通过公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力(Pressure)大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式，由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。共轨式喷油系统于二十世纪90年代中后期才正式进入实用化阶段。这类电控系统可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有：a.共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。b.可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力（120MPa~200MPa），可同时控制NOx和微粒（PM）在较小的数值内，以满足排放要求。c.柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NOx，又能保证优良的动力性和经济性。d.由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪的三大突破之一，是21世纪柴油机燃油系统的主流。比较成熟的系统有：德国ROBERTBOSCH公司的CR系统、日本电装公司的ECD-U2系统、意大利的FIAT集团的unijet系统、美国的DELPHIDIESELSYSTEMS公司的LDCR系统等，目前德国博世公司、日本电装公司、美国德尔福公司等几乎垄断了中国技术市场。。我国目前大部分采用引进技术来满足现阶段排放标准（国Ⅲ），但也有部分企业在进行自主研发，如中国一汽无锡油泵油嘴研究所、无锡威孚高科技股份有限公司、成都威特等，投入了很大的精力对其进行研究，但均未取得实质性突破。2006年初，辽宁新风企业集团有限公司从德国利勃海尔旗下的CRT共轨技术公司引进柴油机高压共轨技术专利，通过消化、吸收、再创新，开发出具有世界一流水平并适合中国车用柴油机达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准要求的共轨技术，填补了国内空白，并拥有多项自主知识产权。国内主要柴油机生产企业引进、采用、研发高压共轨技术情况：潍柴动力：蓝擎电控国Ⅲ发动机与德国BOSCH合作，采用电控高压共轨技术。广西玉柴：国Ⅲ机型采用DELPHI电控单体泵技术或德国BOSCH电控高压共轨技术两种技术路线，国Ⅳ机型采用DELPHI电控单体泵技术路线。东风朝柴：NGD3.0型柴油机是朝柴公司与美国万国公司联合开发的一款排放达欧Ⅲ，并具欧Ⅳ、欧Ⅴ升级能力的四气门柴油机，该机采用西门子高压共轨技术。一汽大柴：C系列产品也采用了BOSCH公司的电控共轨系统。福田康明斯：福田康明斯ISF3.8发动机具备电控高压共轨系统（哪家技术）辽阳新风：为了打破国外企业的垄断，抢占汽车工业技术竞争竞争的国际最前沿和制高点，2006年初，辽宁新风企业集团有限公司从德国利勃海尔旗下的CRT共轨技术公司引进柴油机高压共轨技术专利，通过消化、吸收、再创新，开发出具有世界一流水平并适合中国车用柴油机达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准要求的共轨技术，填补了国内空白，并拥有多项自主知识产权。目前已经建立立足国内、面向世界的目前国内一流的电控高压共轨产品研发生产基地（设在辽阳），并组建高压共轨产品研发精英团队（设在大连）。该产品拥有自主知识产权，达到欧III、欧IV排放标准要求，能适应国产柴油机的共轨技术。高压共轨产品打破国外一直以来对共轨技术的垄断，填补了国内空白。产品的投产，给国家带来了可观的经济和社会效益。目前，企业在该技术项目中投资11.8亿多元，建设高压共轨生产基地，已完成朝柴CY4100ZLQ柴油机共轨系统的开发。通过了德国国际TUV检测中心的检测。报告显示，完全达到欧III标准。目前高压共轨产品正在为全国多家柴油机厂进行产品试制及小批量生产。1.1.3.3国Ⅲ标准的技术路线之争（给出结论——高压共轨能否成为主流，请教清华大学汽车系刘彪）中国商用车各级别排放标准实施时间国家标准号地点级别实施时间GB18352.3(轻型车3.5t)北京国II2003.01国Ⅲ2005.09国Ⅳ2008.01全国国II2004.07国Ⅲ2007.07→推迟至2009.07国Ⅳ2010.07→推迟至？GB17691-2005(重型车3.5t)北京国Ⅲ国Ⅳ国Ⅴ全国国Ⅲ2007.01→推迟至2008.07国Ⅳ2010.01→推迟至？国Ⅴ2012.012008年7月1日，国Ⅲ标准在全国范围内实施。但是由于准备不充分，3.5吨以下轻型载货车推迟一年实施此标准，即2009年7月1日后，国Ⅲ标准将真正意义上在全国范围内实施。去年，在国Ⅲ实施后，一度曝出维修、价格、油品等问题制约了国Ⅲ的步伐和效果。也一度出现国Ⅲ标准的技术路线之争，排放达到国Ⅲ标准主要采用高压共轨、电控单体泵和泵喷嘴技术。目前潍柴、上柴、玉柴、朝柴、康明斯、锡柴、大柴等大部分发动机企业采用高压共轨、电控单体泵技术。高压共轨的发动机比EGR发动机价格高1万元左右,电控单体泵发动机比EGR机型的价格约高出7000～8000元，可见EGR机型的成本优势非常明显。高压共轨技术路线与“电控直列(机械)泵＋EGR”的技术路线成为争论焦点。时至今日，关于高压共轨和EGR发动机的技术路线之争逐渐淡化，市场给出的答案越来越清晰。高压共轨系统在未来有望成为主流技术路线围绕国III标准，“电控直列(机械)泵＋EGR”的技术路线是一种“非常规路线”，从国际上来看，高压共轨技术路线是主流的技术路线。国内市场，EGR路线短期内有一定的成本优势，但从长期来看，高压共轨技术路线将有望成为主流的技术路线。1.2柴油发动机产业链（根据辽阳情况收缩产业链——细化到车用轻型柴油机，未来可做重型车用柴油机及船用柴油机）农机用柴油机主要指配套农机产品中的农机泵、田园管理机械、拖拉机、三轮农用车和四轮农用车以及联合收割机等用的柴油机，主要为单缸柴油机，也包括部分多缸、小缸径柴油机。车用柴油机可用于乘用车和轻、中、重商用车上，在欧洲采用柴油发动机配套乘用车约占到50%，在我国主要用于配套商用车，中、重型卡车和大客市场一直是柴油机的主要阵地。多年来，商用车，尤其是中、重货车(相对于中、重货来讲，大、中型客车的市场份额很小)的市场走向决定了柴油机的市场走向。从长期来看，轻型车用柴油机未来将有很大发展空间和市场前景。船用柴油机主要用于民用船舶、中小型舰艇和常规潜艇的主要动力(见船舶动力装置)。船用柴油机按其在船舶中的作用可分为主机和辅机。主机用作船舶的推进动力，辅机用来带动发电机、空气压缩机或水泵等。船用柴油机一般分为高速、中速和低速柴油机。高速柴油机用于中小型船舶，中速柴油机用于舰艇大中型船舶，低速柴油机用于舰艇大中型沿海河远洋船舶。2.柴油发动机市场分析（查资料看一下车用、船用、工程机械用、农用柴油机在整个柴油机市场中各占的比重）（根据辽阳情况主要分析车用柴油机市场，简要分析船用柴油机市场）根据辽阳目前实际情况，发展柴油发动机制造业应依托新风集团，抓住车用轻型柴油机市场机遇，重点发展轻型柴油机，未来根据企业发展情况和市场情况，向重型车用柴油机及船用柴油机领域发展。因此，对柴油机市场分析主要集中在车用柴油机市场，尤其是轻型车用柴油机市场。2.1车用柴油机市场发展趋势及变化规律2.1.1中国车用柴油机市场主要跟着商用车市场走近年来，全球汽车业都在迫切地寻求节油以及替代能源的方案，并且认识逐步趋于一致，即“三步走”：近期，推广柴油，以及非石油产品的天然气、乙醇等；中期，油电混合动力；远期为资源丰富、污染为零的氢动力燃料电池。这其中，柴油发动机以其经济性、耐久性和优异动力性能，成为一种国际新趋势。如今在燃油最为昂贵的欧洲，路上跑着的汽车50%以上装着柴油发动机。然而在中国，截至2008年汽车采用柴油机的比例还只有23.18％，且这部分采用柴油机的汽车几乎全部是商用车(如表1、图1)，目前中国车用柴油机市场主要跟着商用车市场走（乘用车则几乎全部采用汽油机，2008年乘用车的柴油机采用率仅为6.3％），2.1.2柴油机产销量逐年增长，商用车中柴油机的采用率逐年