本刊記者　韓 超　文/圖

內燃機行業(yè)的“綠色革命”

本刊記者韓 超文/圖

9月21日，作為第15屆內燃機展的同期活動，以 “創(chuàng)新驅動、節(jié)能減排、綠色制造”為主題的中國國際內燃機工業(yè)可持續(xù)發(fā)展論壇在北京新國展舉辦。會上，中國內燃機工業(yè)協(xié)會常務副會長兼秘書長邢敏表示，從第1臺內燃機誕生到現(xiàn)在經(jīng)歷了上百年的發(fā)展史，龐大的內燃機行業(yè)幾乎消耗了全球2/3的石油資源，已經(jīng)嚴重制約了世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。為了全面落實我國節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略，內燃機行業(yè)急需掀起一場“綠色革命”，引領行業(yè)朝著更健康的方向發(fā)展。

China International Internal Combustion Engine Industry Sustainable Development Forum Held in Beijing

China International Internal Combustion Engine Industry Sustainable Development Forum was held at China International Exhibition Center in Beijing on Sept. 21， 2016. Leaders， experts and representatives from governmental departments， European Association of Internal Combustion Engine Manufacturers and domestic engine R & D institutes， as well as engine manufactures，whole-vehicles production factories got together to discuss and exchange view of current situations and development trend of internal combustion engine industry both in China and abroad. to bring even high-quality oils and service.

內燃機節(jié)能減排任務艱巨

據(jù)邢敏介紹，目前內燃機行業(yè)消耗了我國60%以上的石油資源，迫使我國在2015年對進口原油的依賴程度已經(jīng)達到60%，而這一比例仍然在繼續(xù)上漲，2030年或將突破80%。不僅僅是資源消耗帶來的壓力，在歐盟環(huán)保署統(tǒng)計的人類活動導致溫室氣體CO2排放的數(shù)據(jù)中，交通運輸已經(jīng)占到25%，成為主要貢獻者。因此，內燃機節(jié)能減排對國家未來可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。

同時，在《中國內燃機工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》征求意見稿中也提到：內燃機是目前和今后實現(xiàn)節(jié)能減排最具潛力、效果最為明顯的產(chǎn)品，在相當長一段時期作為主流的動力機械的地位不可動搖。實現(xiàn)我國2030年CO2排放達到峰值的總目標，內燃機工業(yè)節(jié)能減排任務艱巨，責任重大。該意見稿還指出，我國內燃機行業(yè)要緊緊抓住當前難得的發(fā)展機遇，推動產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品品質的提升，促進企業(yè)開拓國際市場，力爭2030年把我國建成內燃機制造強國。未來要建立“領跑者”激勵機制，打造一批優(yōu)勢企業(yè)，帶動行業(yè)提高創(chuàng)新能力，加快突破內燃機產(chǎn)品節(jié)能減排的核心技術，強化內燃機節(jié)能減排成熟技術的應用，從而全方面提升行業(yè)的綜合競爭實力。

“目前來看，無論是能源和環(huán)境帶來的壓力，還是政策輿論的導向，內燃機的清潔和減排已經(jīng)成為經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大需求。至于如何滿足這一需求，則需要整個行業(yè)提高自主創(chuàng)新能力，迅速把我國從內燃機大國打造成為內燃機強國。”邢敏表示，國外專家認為內燃機的熱效率有可能提高至60%～70%，內燃機仍有較大的提升空間，并且近年來興起的柴油機電控高壓共軌噴射技術、排放后處理技術以及新燃燒技術為柴油機技術升級提供了新思路，所以，內燃機技術的發(fā)展前景還是非常廣闊的。

歐Ⅵ或成行業(yè)分水嶺

關于如何建立激勵機制，《中國內燃機工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》征求意見稿明確提到，相關部門制定并出臺內燃機產(chǎn)品和燃油消耗率公告制度，對內燃機產(chǎn)品提前達到油耗標準的階段目標值和滿足排放法規(guī)要求的產(chǎn)品制造企業(yè)，通過減免稅政策和組織產(chǎn)品示范應用工程，鼓勵企業(yè)生產(chǎn)制造高效環(huán)保內燃機，引導配套企業(yè)采用高效環(huán)保產(chǎn)品。

而在機動車排放法規(guī)方面，目前我國已有11省市率先執(zhí)行了國Ⅴ標準；2018年1月1日起，全國所有制造、進口、銷售和注冊登記的機動車都將滿足國Ⅴ標準。伴隨著國家對環(huán)保重視度的增加，以及每4～5年排放標準的升級速度來看，國Ⅵ排放標準即將在不遠的將來出臺。

“相對于國Ⅴ，國Ⅵ排放標準更加嚴格，對內燃機生產(chǎn)企業(yè)的核心技術掌握程度、自主創(chuàng)新能力等要求更高，可能會成為行業(yè)的分水嶺。”這一觀點在本次會議上得帶了許多專家的認可，他們都表示，排放法規(guī)的升級能夠倒逼內燃機行業(yè)主動淘汰落后產(chǎn)品，加快技術升級，有利于行業(yè)的整體產(chǎn)能控制和轉型升級。

雖然國Ⅵ排放標準尚未出臺，但一些領先的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了符合歐Ⅵ排放標準的柴油機，并在本屆內燃機展上亮相。濰柴動力股份有限公司李勤博士告訴記者，傳統(tǒng)的歐Ⅵ柴油機采用的是EGR+DOC+DPF+SCR+ASC（氨泄漏催化器）的技術路線，其中全脈譜的高EGR率會導致柴油機全負荷狀態(tài)氧氣不足，燃燒不夠充分，需要更高的進氣壓力來彌補。所以，發(fā)動機需要重新設計，缸內必須承受20 MPa以上的爆發(fā)壓力。同時，歐Ⅵ柴油機還有另外一條技術路線：以高效的SCR和主動再生DPF取代EGR，“這條路線是濰柴研發(fā)的目標，但時下還有很多難點需要解決，例如DPF主動再生控制、熱管理系統(tǒng)的提升，等等?！?/p>

“玉柴歐Ⅵ柴油機同樣采用了EGR+SCR的技術路線，另外我們還與整車匹配進行了PMES排放測試特性分析。”廣西玉柴機器股份有限公司王輝博士認為，內燃機生產(chǎn)企業(yè)通過對內燃機每個工況區(qū)的運行特點和各種技術的工作效率綜合考慮，進行目標確定和精細標定開發(fā)，對改善內燃機油耗和排放十分關鍵。此外，玉柴還從整車運行工況考慮歐Ⅵ柴油機的開發(fā)，他們認為，將復雜的整車運行工況融合到內燃機開發(fā)的整個過程更加重要。

另外，菲亞特動力科技中國研發(fā)總監(jiān)宋銅景還為大家介紹了HI-eSCR后處理系統(tǒng)，值得強調的是，這套技術僅依靠SCR就能滿足歐Ⅵ排放標準?！胺苼喬貙CR系統(tǒng)優(yōu)化從20世紀90年代到如今，經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，技術非常成熟。與EGR+SCR技術路線相較，HI-eSCR系統(tǒng)具有如下幾點優(yōu)勢，優(yōu)化燃燒來減少PM排放；DPF無需人工干預的被動再生；油耗與國Ⅴ柴油機基本持平；不增加車輛熱負荷，無需添加冷卻系統(tǒng)；性能不依賴復雜的增壓器；氮氧化物轉化效率高達95%以上，等等?！彼毋~景如是說。

推進綠色制造體系建設

從20世紀20年代起，內燃機行業(yè)共經(jīng)歷了3場革命，一次是機械泵的出現(xiàn)很大程度上改進了內燃機的燃燒過程；一次是廢氣渦輪增壓器使內燃機動力性、經(jīng)濟性顯著提高；還有一次是21世紀石油危機出現(xiàn)后，內燃機迎來智能化革命，使燃燒技術發(fā)生了質的飛躍。邢敏認為：“隨著資源消耗與環(huán)境的惡化，正在讓中國制造的代價越來越昂貴，中國制造必須尋找一條可持續(xù)發(fā)展的道路。因此，行業(yè)下一場革命將屬于‘綠色制造’?！?/p>

“綠色制造”顧名思義，它是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源效益的現(xiàn)代化制造模式，其目標是使產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中，對環(huán)境的影響最小，資源利用率最高，并使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調優(yōu)化。實施綠色制造可最大限度地提高資源利用率，減少資源消耗，直接降低成本；同時降低對環(huán)境造成的污染，改善員工的健康狀況和提高員工的主觀能動性和工作效率，以創(chuàng)造出最大的價值。

將“綠色制造”理念引入行業(yè)，有助于加速內燃機輕量化、熱加工、機械加工、整機測試、再制造等方面的技術升級。對此，邢敏舉例解釋說，在內燃機輕量化方面，美國、歐盟已經(jīng)大量使用蠕墨鑄鐵作為缸體缸蓋材料，而我國尚處于起步階段，國內生產(chǎn)企業(yè)需要迅速完善蠕墨鑄鐵等高性能材料的制造水平，并加強發(fā)動機CAE技術體系建設；其次，國內缸體生產(chǎn)企業(yè)鑄造過程中的余熱利用率不高，未來應該發(fā)展高效換熱技術、拓展余熱應用領域，如采暖、發(fā)電等，爭取將60%以上的熱能回收利用；曲軸等零部件機加工過程能耗高，缺乏零部件制造工藝能耗分析和優(yōu)化控制，建議開展金屬材料去除能量分析、切削比能耗研究等分析優(yōu)化，實現(xiàn)內燃機加工過程能耗與排放的分級優(yōu)化與控制等。

“總之，為了順應環(huán)境友好型社會的倡導，整個行業(yè)應加速實現(xiàn)內燃機先進制造，綜合考慮環(huán)境影響和資源使用效率，全面提升清潔高效的加工工藝水平，推廣智能化生產(chǎn)，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)?！毙厦暨M一步向記者表示，發(fā)展戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)必須掌握核心關鍵技術，而綠色、智能制造是發(fā)展戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)的關鍵與核心。因此，走向綠色和智能制造，是中國制造業(yè)發(fā)展的必由之路。