专业性
责任心
高效率
科学性
全面性
目前我国机动车平均油耗比欧洲高25%、比日本高20%、比美国高10%,有限的土地资源和紧张的石油资源已经成为制约我国汽车行业发展的瓶颈。在这种背景下,节能成为汽车发展不可逾越的壁垒。
2005年“小排量汽车”面对的局面是,全国84个城市给小排量汽车戴上了“紧箍咒”,他们考虑问题的出发点大多是从降低本部门管理难度出发,为缓解城市交通面对的巨大压力,对小排量汽车一限了之。
但是,由于84个城市出台限制小排量汽车的政策,严重压抑了老百姓购买节能型轿车的热情,并直接影响到我国微型汽车产业的发展。如果不利用各种政策,引导消费者购买节能的小排量汽车,国民的汽车消费取向就会被地方“土政策”逼向奢华、耗能的大排量,这将有悖于国家的能源安全战略。
机动车行业属于典型的环境约束型行业,环境容量是制约行业发展的重要因素。国家采取的一系列政策措施表明,目前我国环境与发展的关系正在发生重大变化,其标志就是:环境容量成为区域布局的重要依据,环境管理成为结构调整的重要手段,环境标准成为市场准入的重要条件,环境成本成为价格形成的重要因素。
污染物排放标准是环境保护技术法规,是执行国家环境保护法律的依据,是国家环境保护和产业政策的体现,也是实现环境优化经济增长的重要手段。实践表明,污染物排放标准对行业的发展和国家环境保护工作都有十分的重要影响。
第二节 产品、技术发展状况分析
1、发动机从不寂寞
发动机发展到今天,应该说达到了近乎完美的境界,纵观它的成长历史,几乎是在它的动力性、经济性、环保性三角的斗争中度过,但它依然那么执着,依然在不断地吸收新技术,诸如V型技术、电喷技术、直喷技术、VETC可变进气门技术、可变进气歧管技术、ValveTronic气门控制技术、涡轮增压技术,正是这些高新技术的支持,才会使它表现得如此优秀、如此成功,无论现在或将来,发动机从不会寂寞。
或许有一天,汽车的速度真的像风一样快,不过也可能像风一样无法捉摸,现代的科技确实给予了人们太多,当你沉浸在加速与高速所带来的快感与动感的同时,也许你真的无法相信,发动机仅是汽车的一个设备,竟然蕴涵着如此多的高新技术。
2、与排量有关
(1)V型技术
V型技术指的是V型发动机的应用,它初看上去并不复杂,也许有点简洁,但它发出的充沛动力,绝对的平衡性,却是无与伦比的。它是在挑战直列L型发动机中诞生,一方面人们不断地要求增加发动机排量,提高发动机动力,而另一方面又不断要求减小发动机体积,减轻发动机重量,提高发动机平稳性,在这种矛盾斗争中,L型发动机已江郎才尽,永运无法满足这个要求,于是V型发动机出现了,从最初的V6到现在的V12,V型发动机已达到空前的鼎盛,它几乎统治了3.0L排量以上的所有轿车车型。
可以想象,当初发明V型发动机的那个人绝对是一个天才,从V6到V12,不要看成简单的数字叠加,它所经历的过程远远不是6+6=12那么简单,它是现代科学技术的结晶,它融汇了当代计算机设计技术、制造技术、材料技术、还有电脑控制技术,在80年代中期,连三菱吉普、蓝鸟这些中型车,也非常骄傲地将“V6”标记贴在车身上。V12将这种V型技术发挥到了炉火纯青的境界,实际上目前也只有奔驰S600、宝马760Li、奥迪A86.0这些豪华车家族拥有这种技术,用一句流传甚广的广告词形容:V12就是V12。当你在看它的时候,也许会称赞它精细的加工,但别忘了,它不是工艺品,而是干实事的家伙。
(2)电喷技术
电喷技术是发动机领域的一场革命,发动机的电喷技术,你也许听说过,但对大众仍然那么陌生,在他们眼里,发动机就是汽车一个机械部位。其实早在60年代,电喷技术就开始出现,据说是一位业界前辈从飞机发动机上得到的灵感,正是这个灵感,彻底改变了发动机的命运,在现代电子技术的强力支持下,电喷技术将发动机的动力性、经济性、环保性发挥到几乎完美的境界,从而也将传统的化油器式发动机送进了坟墓。现在大街小巷跑的到处都是电喷车,离你是如此之近,却又让你觉得非常陌生。
那么什么是电喷技术呢?其基本原理就是由传感器感应进入发动机的空气量,通过发动机电脑的精确计算,确定最佳的喷油量,然后由喷油咀喷出并送进气缸燃烧,就是这样一个过程,却使发动机的动力性、经济性、环保性得到空前的提高。
根据化学燃烧理论:1千克汽油在空气中完全燃烧需要14.8千克空气,电喷技术就能精确到这点,而发动机混合气燃烧远不只1千克汽油与14.8千克空气这么简单,在不同的负荷、转速下,要求的比例又不一样,没问题,无论何时,电喷发动机都能提供一个最佳的喷油量,这就是电喷技术的魅力。其实最初的电喷发动机只是控制喷油量,而现在的电喷发动机不仅仅控制喷油量,还控制点火,怠速、排放、空调,甚至还参与自动波箱、防滑系统、电子稳定程序控制系统的控制,使现代的机电一体化技术得到了完美的体现。
(3)直喷技术
直喷技术就是将燃油直接喷到气缸内燃烧。在几年前,直喷技术在汽油机上还是一个神话,发动机专家们发现若在汽油机上采用稀薄气体燃烧技术,将会极大地提高发动机的经济性和动力性,然而一直没有一个较好的办法,直喷技术的出现无疑给解决这一难题带来了曙光。
汽油机直喷技术就是像火花塞一样,将喷油器安装在气缸内,利用稀薄气体燃烧原理,将高压汽油直接以雾状喷射在气缸内燃烧,而传统电喷技术是将汽油喷在进气歧管内,经过进气门进入气缸内燃烧,极高的燃油压力和气缸压力保证了稀薄气体燃烧的实现。目前,一些汽油机上已经开始采用此技术,如BMW最新的顶级版760Li采用了直喷技术,它无疑会成为将来发动机的发展方向。
3、与进气效率有关
(1)VETC可变进气门技术
通过电控技术改变进气门的开启时刻,提高某些转速段内发动机进气效率,从而提高发动机扭矩和功率。由发动机电脑根据转速和负荷信号,控制可变进气门电磁阀,打开或关闭液压系统,来改变凸轮轴转角实现的。
目前,许多车上采用此技术,如本田Accord、Volvos80、AudiA4等,在BMW车上称为VANOS。
(2)Valvetronic气门控制技术
这是BMW公司独家采用的新技术,传统的方式:油门踏板通过拉线控制油门开度来改变发动机负荷或通过传感器将信号传给电子油门,控制油门开度来改变发动机负荷,不论哪种方式在怠速或中小负荷时,由于油门开度较小会对进气有阻碍作用,Valvetronic气门控制技术大胆地取消油门控制,利用气门控制器控制气门开启时间、进气门升程,提高进气量,减少了燃油消耗,特别是改善了发动机在各个速度段内的扭矩特性。
(3)可变气歧管技术
根据发功机转速调整进气歧管长度,低速时使用长进气歧管来提高进气量,增大扭矩,高速时,使用短进气歧管来提高进气量,提高发动机功率.其原理随着进气门的开启和关闭,在进气管内会产生压力波动,形成吸气波和压力波,并以声速传播,进气管的长度必须根据发动机转速而调整,以保证最高压力波在进气门关闭以前到达进气门,从而提高进气量。发动机电脑根据转速信号,控制驱动马达来调整歧管开度,从而改变歧管长度。
对于目前汽车而言,这些新技术已经足够,至于发动机的明天会怎么样,其实你完全可以去尽情想象,也许真的就像风一样无法捉摸。不过有一点可以确切,随着时代的进步和发展,发动机的技术也会不断更新,它带给人们的是质的飞跃。
二、发动机具体产品分析
1、按结构分类
一台汽车发动机往往具有3个以上的汽缸,对于汽车发动机主要的分类方式是根据汽缸的布局及排列方式来划分。一般有直列、V型、W型以及水平对置等几种。
(1)直列发动机(LineEngine)
它的所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面,它的优点是缸体和曲轴结构十分简单,而且使用一个汽缸盖,制造成本较低,尺寸紧凑。直列发动机稳定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少,但缺点是功率较低,并且不适合6缸以上的发动机采用。
直列发动机在国产车中应用十分广泛,几乎所有中档以下国产车及采用四缸发动机的车型都是直列发动机。
经典实例:宝马公司一直是直列发动机的坚决拥护者,宝马的L6(直列六缸)发动机无论在技术含量、缸数上还是在性能表现上都可算是直列发动机的极致。宝马的顶级车型新7系轿车仍然有采用L6发动机的版本。
(2)V型发动机
将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定夹角布置一起,使两组汽缸形成有一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形,故称V型发动机。
V型发动机的高度和长度尺寸小,在汽车上布置起来较为方便。尤其是现代汽车比较重视空气动力学,要求汽车迎风面越小越好,也就要求发动机盖越低越好。另外,如果将发动机长度缩短,便能为驾乘舱留出更大的空间。由于汽缸之间已相互错开布置,这便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。此外,V型发动机汽缸对向布置,还可抵消一部分振动,使发动机运转更平顺。
V型发动机的缺点则是必须使用两个汽缸盖,结构较为复杂、成本较高。另外其宽度加大后,发动机两侧空间较小,不易再安排其它装置。
目前国产的中高档车型中,不少采用V型6缸发动机,比如君威,帕萨特及奥迪A6等等。
经典实例:欧洲的豪华轿车往往采用8缸以上的V型发动机设计,比如劳斯莱斯的、奔驰顶级的S600轿车等都是V12发动机,而目前V型发动机最高可达到16缸,排量在10升以上。
(3)W型发动机
W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开(如帕萨特W8的小角度为15度),就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。
W型与V型发动机相比可将发动机做得更短一些,曲轴也可短些,这样就能节省发动机所占的空间,同时重量也可轻些,但它的宽度更大,使得发动机室更满。
W型发动机最大的问题是发动机由一个整体被分割为两个部分,在运作时必然会引起很大的振动。针对这一问题,大众在W型发动机上设计了两个反向转动的平衡轴,让两个部分的振动在内部相互抵消。
经典实例:大众的旗舰车型辉腾以前由于没2缸发动机,而与同级别奔驰S600相比底气不足,而大众全新W12发动机则彻底改变了这一劣势,大众旗下的另两款豪华车:本特利新车GT和奥迪旗舰A8L6.0都将采用W12发动机。
(4)水平对置发动机
如果将直列发动机看成夹角为0度的V型发动机,当两排汽缸的夹角扩大为180度,汽缸水平对置排列,就是水平对置发动机了。
水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的汽缸为“平放”,因此降低了汽车的重心,同时又能让车头设计得又扁又低。这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。此外,水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。
经典实例:水平对置发动机是日本富士汽车的招牌技术之一,采用水平对置发动机的富士WRX-STi车型是世界拉力赛场上的传奇车型,也是全球飚车族们梦寐以求的至爱。
(5)转子发动机
传统发动机都是通过汽缸内活塞的往复运动最终驱动车子前进,发动机及气缸本身都是相对不动的,而转子发动机则是一种三角活塞旋转式发动机,它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放。转子发动机的优点十分明显,它尺寸较小,重量较轻,功率很大,并且振动和噪声极低。但是由于转子技术的复杂,使其制造成本极其高昂,耐用性也低于传统发动机。
经典实例:至今为止,将转子发动机技术成熟运用于市场产品的仅有马自达一家厂家。目前马自达赫赫有名RX-8跑车正是转子发动机技术的最新继承者。
2、按发动机布局划分
按照发动机在车身上的布局,还可以分成前置发动机、中置发动机以及后置发动机三种。
目前在国内车市所能看到的绝大部分车型都是采用的前置发动机,即发动机位车前轮轴之前。前置发动机的优点是简化了车子变速器与驱动桥的结构,特别是对于目前占绝对主流的前轮驱动车型而言,发动机将动力直接输送到前轮上,省略了长长的传动轴,不但减少了功率传递损耗,也大大降低了动力传动机构的复杂性和故障率。因外,将发动机置驾驶员的前方,在正面撞车时,发动机可以保护驾驶员免受冲击,从而提高了车的安全性。
与前置发动机相对应的是后置发动机,后置发动机往往对应于一些后轮驱动的大马力车型,典型车型为保时捷的911系列跑车。此外,还有一种布局便是中置发动机,即发动机位于汽车的前后轮轴之间,对于一些极端追求性能的车型而言,将发动机中置是一种最理想的方式,因为发动机的位置正好位于车子重心附近,而不是重量过于集中在车头或车尾,达到最佳的配重比,这将大大提高车子的操控性和行驶稳定性。包括法拉利、兰博基尼在内的不少经典跑车都采用的是中置发动机布局。
3、按燃料分类
(1)柴油机与汽油机
汽车发动机按所使用的燃料进行分类,可以分为汽油机和柴油机。
汽油与柴油相比较,汽油的沸点低、容易汽化,汽油发动机通过气缸压缩,将吸入的汽油气化,并与缸内空气相混合,形成可燃混合气体,最后由火花塞放电点燃气体推动汽缸活塞作功;柴油的特点是自燃温度低,所以柴油发动机无需要火花塞之类的点火装置,它采用压缩空气的办法提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃测试,这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。
两种发动机相比较而言,一般来说,因为汽油发动机需要对汽油的喷入量、喷入时间以及点火时间控制得十分准确,因此结构往往比柴油机更复杂精密一些,而柴油机由于汽缸的压力大于汽油机,因而对材料的结构强度和刚度则要求更高一些。
从性能上说,汽油发动机的长处是最大功率及转速高,运转安静平顺,排放低,而柴油发动机的优点则是燃烧效率高、油耗低,并且低转速扭矩及最大扭矩远远超过汽油机。体现在驾驶感受上,人们会发现柴油驱动的轿车起步十分迅速,在山路及坡道上后劲十足,然后在中后段的加速性以及最高车速方面又会逊于同档次的汽油机版本。
国内传统柴油机一直给人以体积笨重、振动噪声大以及排放污染严重的印象,因此国产轿车基本都采用汽油发动机,然而近年来,国外知名车商开始将一些最新的柴油机技术引入到中国,大大改善了国人对柴油机的偏见,譬如一汽大众刚刚推出TDI柴油发动机宝来,其环保性、动力性以及平顺性都不逊于汽油机,同时又具有柴油机特有的巨大扭力和超低油耗,市场前景十分看好。
三、技术引进与合作
2006年8月8日,伴随喷薄而出的焰火和马达的轰鸣声,吉利自主研发的CVVT-JL4G18发动机问世。
2006年4月以来,汽车界一直关注着发动机技术的自主研发。奇瑞和奥地利AVL合作研发的ACTE?鄄CO系列发动机,华晨和德国FEV合作研发的1.8TGDI发动机,吉利自主研发拥有CVVT技术的JL4G18系列发动机,比亚迪、力帆的发动机,每一款自主品牌发动机的研发都牵动着业界人士的心。原因就在于,发动机技术是汽车工业的核心技术。
1、国产轿车长期“空心”
轿车发动机技术一直是中国汽车工业的薄弱环节。中国长期从日本、德国和美国等汽车工业强国进口轿车发动机,导致中国轿车价格居高不下。轿车工业的核心技术没有被中国所掌握,直接的代价就是中国轿车工业的技术空心化。
2005年,我国汽车销量超过日本,但我国汽车产业80%以上的技术仍受制于外国人,尤其是发动机、变速器等核心部件的研发、集成能力十分薄弱。过去,中国大多数自主品牌轿车清一色装配的是国外某公司十多年前开发的发动机。没有自己的先进发动机,成为中国自主品牌轿车的一大“心病”。
1998年以后,中国汽车工业出现一批自主品牌轿车公司,却吃够了技术空心化的苦头。吉利自主研发发动机是别人逼出来的。在刚开始,吉利豪情车用的是天津丰田8A发动机。令人无法理解的是,买得越多,丰田越不降价,反而加价,还要求先付款,也不管售后服务和索赔。
一些自主品牌汽车厂家意识到:自主造车,仅仅掌握整车技术还不够,还必须掌握核心技术及关键零部件的生产技术,否则就会受制于外国人,成为跨国公司的打工者。于是,汽车的核心技术和变速器、发动机等关键零部件,开始成为他们挑战的对象。
2、具备自主研发的条件
国内企业分析车价居高不下的原因,最常见的说法是重要零部件进口或受制于跨国公司。业内人士认为,企业为自己的新车型选择什么样的发动机,完全是市场行为,只要能够满足政策和法规要求、不影响整车性能,都是可以的。但是,如何在不受跨国公司技术控制的前提下降低生产成本,是国内汽车企业普遍关注和探索的问题。
汽车发动机的发展是“事在人为”。过去没有认真地“为”,特别是由于体制的制约,用重金引进的技术没有产生好的效益。国内对汽车发动机的各种法规要求越来越严格,汽车发动机市场的竞争已不再仅仅是“量”的竞争,而是技术含量与“量”的综合竞争。因此,在国内汽车市场连续几年大好的形势下,企业应注意资金和人才的积蓄,以便尽快增强自身的产品开发能力。
专家认为,令人欣慰的是,国内不少大学的研究部门通过多年的艰苦努力,在基础研究方面正逐渐与国际接轨,有的只差几年,有的基本相当,在有的研究领域已经达到国际水平,在科研、开发能力方面的差距已经不大了。
近年来,国内企业储备了较为充足的开发资金,掌握了较多的技术信息,且交流方便、快捷,人才队伍日益壮大,国产汽车发动机已经基本具备了自主开发的条件。
3、自主创新成为核心竞争力
具有CVVT技术的JL4G18研发成功后,吉利有关人士表示,这款发动机将装配在吉利最新研发的“远景”上。
由于中国汽车市场逐渐成熟,价格的调整固然可以维持性价比和提高购买率,但是价格战已经开始使中国自主品牌汽车走向低利润甚至零利润。在同样的劳动力成本下,如果合资品牌汽车进行大批降价,那么自主品牌的核心竞争力又会是什么呢?除了自主创新,别无他途。
第三节 清洁能源汽车发展的必由之路
近年来,随着工业化和城市化的加快,资源不足和生态恶化已成为直接制约中国经济持续发展的“硬约束”和“瓶颈”。石油资源作为一种战略性资源被全世界所关注,争夺越来越激烈。据了解,在过去20年里,我国石油消耗以每年5%的速度增加,20世纪末已成为世界第三大石油消耗国,仅次于美国和日本。仅石油一项,到2020年全国缺口就在2亿吨以上。如何建立安全、经济、高效、环保和可持续发展的能源供应体系,是保证今后20年重要战略机遇期,我国经济社会能否健康发展的关键因素之一。
基于以上国际国内形势,我们有理由相信,发展清洁能源汽车是保证我国国民经济长期稳定发展、保证国家能源安全、保证环境清洁的必然选择,也是实现我国汽车工业快速发展的必然要求。
一、未雨绸缪,看清形势
为适应日趋严格的环保法规和能源结构调整的要求,发展以天然气为主要代表的燃气汽车已成为我国汽车工业的发展趋势。所以我们得首先看清形势,做好准备。我国是天然气蕴藏丰富的国家,尤其是西部地区,燃气资源富足,但是受过去一贯以石油燃料为主要能源以及后来在发展新型汽车能源时不尊重国情等诸多因素的影响,国内天然气汽车无论是在自身技术水平还是在外部使用环境上,都需要有大幅度的提高和改善。
据有关资料显示,在目前总量为4.7万辆清洁燃料汽车中,液化石油气(LPG)汽车占总拥有量的90%,而天然气(CNG)汽车却仅占10%。造成这种比例严重失衡的原因:
一是关键技术不成熟,大部分改装的燃气汽车还只停留在采用机械式燃气系统这一水平上,控制精度不高,发动机的性能相对较差,所以导致天然气汽车的技术水平与国外相比还有很大差距。
二是燃气价格过高,天然气汽车在排放方面的综合优势是很明显的,但现在有天然气汽车的城市或地区(除四川和一些油气田区),因为没有足够天然气或天然气价格过高或加气站少等原因,所以用户或公交公司对天然气汽车并没有批量购买意向。目前我国一些主要城市天然气的价格基本上与汽油持平,而国际上天然气的价格约为汽油的1/2到2/3左右,这也限制了天然气汽车的推广。
三是配套设施建设滞后。由于没有汽车加气站的建设标准,造成站点建设滞后。在北京,液化气、天然气加气站只有19座,与实际需求相差太远;济南只有4座。某地有家公司改造了40多辆车,却没地方加气,只能做摆设。一些双燃料的公共汽车因为加气不方便,出现了背着气罐找油站的现象。目前,燃气汽车中的90%以上是液化石油气汽车,现有的加气站以液化石油气站为主,大部分城市规划或正在建设中的加气站也主要是液化石油气站。由于液化气和天然气的物理性质不同,加气站的技术要求也不相同,液化石油气站将来根本不可能改造为天然气站。因此,到2004年西气东输一期工程完成后,必须重新建设大量的天然气站,液化气站很可能被削减或淘汰,造成很大的浪费。一些行业专家认为,我国的加气站及其配套设施的建设应有长远的发展规划,目前的发展状况很难适应燃气汽车的发展要求。
四是要尽快制定相关的法规标准。由于天然气汽车是近几年来才逐渐发展起来的,因此与之相关的法律法规还处于发展的过程中,许多方面还不健全。特别引人注意的是,虽然国家现在对于天然气汽车和天然气器具方面有了一些指导性的法律法规,但对于天然气发动机的排放还没有制定出专门的法律法规。对于排放要求比较严格的城市和地区(如北京、上海等),对天然气发动机的排放要求就很高,国内现有的大部分产品很难进入;对于排放要求不高的地区,却存在不同技术档次天然气发动机混杂现象。价格和不公平竞争等许多因素左右着天然气发动机的推广与销售。因此,多数发动机企业要求尽快制定合理的天然气发动机排放法规,以便于国内天然气发动机的生产和销售。同时,因发展天然气汽车有利于大气环境的改善,他们还希望国家为鼓励开发、生产以及使用天然气发动机制定一定的优惠政策,使天然气汽车在我国得以更快发展。
二、理性发展、走向国际
任何一个产业的发展都不能离开它所处的资源环境,特别是在中国这样一个人口众多、人均资源拥有量如此贫乏的国家,产业发展不能只图一时之利。作为一个后发国家,中国的汽车业理应回避先行国家汽车发展的老路,走出一条更科学、更理性的道路。
目前,我国汽车汽油消耗占整个汽油消费量的75.5%,每辆车平均每年消耗汽油高达2.28吨,而日本只有1.1吨。在美国,大排量的汽车已开始滞销,而小排量的汽车则销售看好,这不能不说是一个重要信号。到2020年,汽车用油将占全国汽煤用油的绝大部分。面对日趋紧张的能源供应,中国汽车业该如何成长?汽车消费该如何发展?从保证国民经济健康发展的角度出发,中国应该立即严格控制大排量汽车的发展,大力发展小排量汽车和新能源汽车。
因此,发展清洁能源汽车最关键的问题就是要突破瓶颈,掌握清洁能源汽车发动机的关键技术。
第四节 中国车用发动机发展趋势分析
一、整体趋势
尽管我国汽车工业目前总的生产技术比较落后,但行家们一致认为我国的汽车潜在市场很大,所以汽车工业在我国将会有广阔的发展前景。汽车发动机的品种与数量必须与汽车的发展相适应,因此应该说我国车用发动机工业的前途也十分乐观。根据各方面的预测,我国汽车及动力在未来的十五年将处于快速增长时期。同时,在今明两年内中国又面临着要加入WTO,因而对于中国汽车及动力的生产企业,在今后的十五年内,既是一个机遇,但也是一种挑战。
从预测结果来看,在近十五年内我国轿车类发动机的增长速度最快,其次是载货汽车。而在载货汽车中,根据我国目前的国民经济总体发展分析,下一步发展的重点应该是载重汽车。
1、产业结构的调整与发展
在“九五”期间,我国汽车工业发展速度较快,生产能力有较大幅度的提高。但还存在着生产集中度小、生产效率低、投资分散和企业效益差等问题。随着世界经济的进一步全球化,我国目前这种生产模式肯定适应不了将来国际汽车工业的发展形势。所以必须对我国汽车产业结构进行合理调整,在国内重点扶持2-3家确实具有潜力的龙头企业,以形成我国未来汽车行业的巨人。
我国目录内的118家整车企业,除14家大型企业以外,剩余的104家,其生产量总和还不到全汽车总产量的10%,有30家的产量几乎为零。所以他们当中,在以后十五年内除较少部分有可能与几家大型企业集团兼并重组随之进一步发展外,其余的将面临着关、停、并、转。
车用发动机生产企业和汽车行业一样,也将面临产业结构进一步调整的问题。但各类车型的情况又不完全相同。
轿车类发动机本身就是与整车一起引进生产,因而与整车有比较固定的配套关系,其将来的命运基本取决于所配整车的沉浮。就整体水平而言,各类轿车用汽油机的生产企业目前也基本在同一个起跑线。但我国现在还缺乏轿车用柴油机,因此谁先引进或研制开发轿车用柴油机,谁将可能掌握主动权。
重型汽车用发动机,不管现在或将来,都将是柴油机的天下。而目前与之能够配套的机型较少,具有代表性的是国内自行研制开发的6130系列、6135系列及引进技术生产的WD615系列。WD615系列车用柴油机因其性能先进、质量可靠可能在今后一段时间内占主导地位。
中小型载货汽车市场本来就不十分乐观,一汽、东风集团公司主导地位一时谁也可能无法动摇。因而与之配套的锡柴、大柴、朝柴等将随之受益。而其余这个档次企业,也是我国目前最集中的车用发动机生产企业,在今后几年内会面临十分严峻,甚至可以说是生死存亡的考验。
2、技术发展趋势
发动机是汽车的心脏,是影响汽车的动力性、经济性、排放性的最重要的环节。自80年代以来,我国先后引进了多种国外发动机,在某种程度上缩小了我国与国外的差距,但由于在这段时间内只重视产品引进,不重视先进技术的消化和吸收,使国内车用发动机的发展比较缓慢。有些甚至只为生产而引进,根本谈不上技术消化吸收。所以在今后的一段时间内,我们必须通过消化吸收引进技术,着重培养产品自主开发能力,而且90年代轿车、轻型车发动机产品技术和制造技术的引进、生产和消化吸收也为我国车用发动机产品的自主开发创造了有利条件。
(1)车用汽油机已广泛采用电子控制技术,逐步淘汰传统的汽化器,而采用单点、多点电子喷射系统及缸内直喷技术。气门也由传统的2气门向3气门、4气门甚至5气门方向发展。采用稀薄燃烧来降低燃油消耗和NOx的排放,采用高辛烷值的无铅汽油等。
(2)车用柴油机主要采用多气门、增压中冷、高压喷射技术、电控技术排气后处理技术、低硫份柴油等。
(3)车用发动机的产品将走多品种系列化生产的发展道路。在制造方面将广泛采用高水平的柔性生产系统。
(4)由于空气污染和石油短缺等方面的问题,还要致力于新能源的开发,其主要方向为电动汽车和天然气汽车。电动汽车具有低污染和可利用夜间剩余电力等明显优点,一直是发达国家研究的重点,其成功的关键在于单元技术,如电池、电机、电控、充电等。天然气及液化石油气汽车同样有大幅度降低空气污染的优点,其最大优点是运行费用低,燃料费用明显低于燃油汽车,因此具有实用性。电动汽车和天然气汽车都应大力开展研究工作,并及时走向产业化。
二、汽车发动机
近年我国汽车市场发展迅速,在整车市场的带动下,发动机产量从1998年的156万台增长到2005年的471万台。目前中国汽车市场特别是在轿车市场人们普遍接受的是汽油发动机,柴油发动机在我国主要还停留于商用车市场。因此发动机市场的增长主要归功于汽油机产量的快速增加。
另一方面,汽车整车产量和发动机产量的差距进一步拉大,已从1998年的8万台扩大到2005年的近100万台,这个缺口的加大主要是由于合资品牌轿车大多使用进口发动机。随着我国汽车市场消费潜力的日益显现,到中国投资生产轿车整车的厂家越来越多,但是发动机等关键部件仍是从国外进口。
在发动机产销方面,近几年无论是汽油发动机还是柴油发动机,都基本保持产销平衡,呈良性发展状态。2005年全年共生产汽车发动机4710661台,比2004年增长8.65%;全年共销售汽车发动机4725043台,同比增加8.99%;全年产销率为100.31%,销量略大于产量,库存有所减少。其中汽油机2005年年产量为3433652台,同比增加13.59%;年销量为3449673台,同比增加13.85%。柴油机2005年年产量为1274056台,同比减少2.94%;年销量为1272536台,同比减少2.51%。
从目前我国发动机与整车配套关系看,乘用车和商用车对于发动机应用有较大差异。乘用车多以汽油机为主,商用车特别是大中型商用车多以柴油机为主。
1、乘用车用发动机市场走势不一
按配套车型汽油机主要可分三大类:一是轿车用汽油发动机;二是微型车用汽油发动机;三是轻型车和其他车型用汽油发动机。
轿车用汽油发动机:目前轿车用汽油发动机增长最为迅猛,市场份额已占据领导地位,随着轿车市场的迅速发展,轿车用汽油发动机产销增幅将呈现进一步加速的趋势。
微型车用汽油发动机:微车类发动机凭借国内微型车巨大的市场容量,前几年一直在国内市场占有半壁江山,但近年来随着轿车市场的迅猛发展,市场份额逐年萎缩,连带微车类汽油发动机市场情况呈江河日下之势。目前这类发动机市场上占主导地位的是长安汽车(集团)有限责任公司、哈尔滨东安汽车动力股份有限公司。
轻型车用汽油发动机:轻型车类汽油发动机中的沈阳航天三菱汽车发动机制造公司、沈阳航天新光集团有限公司的发展最为引人注目,其主导产品分别为4G6和491发动机,虽然这两个系列发动机的技术水平已经稍显落后,但目前在轻型车上还有很大应用市场。
2、商用车发动机格局生变
柴油机市场集中度很高,玉柴、东风、云内三家企业生产了整个柴油机市场54.9%的发动机,产量前十名的柴油发动机厂家几乎覆盖了所有柴油发动机市场。近年玉柴发展速度很快,目前是中国柴油发动机行业的龙头老大,它的柴油发动机的产量是世界第二、中国第一。东风汽车公司由于受去年商用车整体销量下降的影响,产量有所下降。而一汽去年柴油机产量下滑达31.6%,退出了前三甲。
"九五"期间,车用柴油机对汽车工业的支撑,表现出了非常强劲的增长态势,一共生产了266万台用柴油机,比"八五"增加了67%,这266万台柴油机的功率为23098万kW,平均功率为86.8kW,表明在我国整个柴油机的增长比例中,低功率的柴油机占了主要地位,这与我国几年来中轻型货客车发展较快的因素有关。
随着我国加强基础工程建设,重型载重车及工程机械的需求旺盛,对210马力-280马力柴油机的需求量增大,生产高功率的柴油机生产厂家如潍柴、玉柴以及东风康明斯因而将取得良好的收益。但是,中国能生产300马力以上的车用柴油机企业还非常少,主要靠进口发动机来解决需求问题,这是行业今后的一个发展方向。
轻型载货车市场近两年一直保持高速增长,其中柴油轻卡占绝对主导地位,拥有轻型载货车市场份额的88%以上,且其销售量远远高于重、中型载货车的销量,也是拉动柴油机市场新增需求的主力。
在客车柴油机发动机方面,高档客车主要采用进口动力或东风康明斯产品,当前国产柴油机主要为中低档次的客车产品配套。
3、2006年国产发动机市场将达535万台
2006年国产发动机将继续平稳增长,据慧聪网汽车市场研究所预计,2006年国产发动机产量将突破500万台,达到535万台。
2005年以前,国产发动机市场呈现以下主要特征:产业集中度较高;产品结构单一,同质化倾向明显;柴油发动机市场的"两极分化"形式加剧。这些特征在2006年仍将持续,短期内不会有大的改变。随着我国明确指出鼓励自主研发,加上各地"限小"政策的取消,这些政策导向必将导致整个发动机行业呈现出新的特点:环保、节能、高科技广泛应用。在2006年各发动机厂家必将加大研发力度,未来几年将出现更多以清洁燃料为动力、由国内汽车厂家或发动机企业自主开发的发动机。
另一方面,发动机整体行业利润率下降。来自中国内燃机工业协会的数据显示:2005年11月份,中国内燃机行业的利润率同比下降了21%,达到了有史以来的最低值。预计2006年随着上游原材料价格不断上涨和下游整车企业的价格压力不断加大,发动机行业利润率下降的趋势将更加明显。
三、摩托车发动机
国际上著名的摩托车公司都拥有依靠自身技术打造的知名品牌,也都有应对标准法规不断加严的前瞻性技术储备,随着摩托车技术的发展,摩托车已成为集机械、电子、冶金、化工等诸多领域技术为一体的高新技术产品。相对摩托车工业发达国家来说,我国摩托车综合技术水平落后约10年一15年。
摩托车技术包括两个方面,即赛车技术和实用技术。在赛车技术方面,我国基本是空白;在实用车技术方面,我国也仅在中小排量(≤150mL)摩托车与国外技术水平接近,而大排量摩托车也属空白。
目前,世界摩托车技术发展趋势呈现以下特点:
1、摩托车电喷化速度加快
电控燃油喷射取代化油器已成为发展必然,目前国外大排量摩托车均已采用电喷系统,而且向中小排量摩托车扩展的趋势明显加快,125mL甚至50mL电喷摩托车已有商品面市。
缸内直喷技术目前已在二冲程发动机上采用,并取得极佳的排放和节能效果,二冲程直喷与氧化型催化器匹配很可能成为今后摩托车动力装置的首选。
2、高速、高功率与可变技术组合
摩托车发动机追求高速、高功率是其重要的设计目标,但高升功率容易造成低速扭矩损失。为改善其驾驶性,采用进排气可变技术调谐进排气压力波,使其在全工况下达到调谐状态。可变技术由机械控制向电控方向发展,其控制精度大大提高。
3、电喷与排气催化技术组合是满足更严格排放法规的必由之路
电喷技术可以优化燃烧过程,达到机内净化的目的,但不可避免地造成NOx排放量增加,因此必须采用三效氧化还原型催化器进行机外净化,因此电喷和三效复合型催化器组合是摩托车实现超低排放的重要措施。
4、联合防抱死制动技术将在摩托车上普及
提高两轮摩托车制动稳定性,一直是两轮摩托车主动安全的重要课题。目前国外大排量摩托车普遍采用电子液压防抱死制动系统,但对于普通小型摩托车特别是踏板摩托车使用者来说,简化制动操作,提高制动安全感,采用前后轮联合防抱死制动装置已成为发展方向。
5、代用燃料摩托车
摩托车采用液化石油气(LPG)和天然气(CNG)为燃料,除解决不同国家能源合理配置外,更重要的是降低排气污染。为此,在LPG和CNG摩托车发动机上应用电控喷射技术,实现精确控制混合气空燃比,使动力输出和排放得到优化。可再生燃料的摩托车也正在开发。
6、电动摩托车
电动摩托车基本是零排放摩托车,动力电池的研究是电动摩托车技术攻关的重点,全密封铅酸电池是目前过渡产品,镍氢电池、锂离子电池、燃料电池能量密度大、充放电循环寿命长,国内外摩托车也都有采用,但因价格昂贵,一般由政府给予补贴,鼓励使用。
另外也有一种观点,在动力电池技术尚未取得突破性进展之前,采用混合动力摩托车是较为可取的方法。混合动力摩托车有串联和并联两种方式。但混合动力摩托车自重大,是致命的缺陷。
21世纪是人类进步发展的关键时刻,能源、环境保护是能否发展的瓶颈,因此,我们动力工作者一定要在这方面多调查研究,多做具体、切实可行的工作,为我国经济腾飞做出重大贡献。
四、未来航空发动机年产量预测
2005年,某重点型号发动机通过初始寿命试车考核,标志着该发动机顺利完成设计定型的全部考核试验。我国航空发动机制造技术继‘昆仑’、‘秦岭’发动机之后又迈上一个新的台阶。
这就意味着:
(1)这种“研制历时18年,凝结着两代航空人的心血”的新型发动机,可能就是WS10或者WS10A。
(2)从06年开始,至少从06年下半年左右开始,中国至少将自产昆仑系列、秦岭系列、WS10系列等三个系列的航空发动机。并且是同时生产。
那么就可以估算了:06、07、08年度,可以自产总共多少台昆仑系列、秦岭系列、WS10系列等三个系列的航空发动机?这是一个缺少内部数据,但是可以估算的问题。缺少的,是发动机生产线和实际生产量的数据;可以估算的则是:如果每个型号发动机、每年生产50台的话,则三年产量是:50×3系列×3年=450台发动机。
进口250台发动机,合计就是:3年可能要新增700台发动机。也有专家预测进口500台,如果进口500台,则扣除出口给巴基斯坦的250台FC1用发动机。
700台发动机,可以生产总共400架的FBC1(150架,300台发动机)、J11(150架,300台发动机)、J10(100架,100台发动机)。这还不是最多的数目。如果700台发动机按照FBC1(100架,200台发动机)、J11(100架,200台发动机)、J10(300架、300台发动机)计算的话,则为500架的总量了。
也就是说:700台发动机,可以生产400~500架的三代机。如果考虑发动机需要按照2:1或者3:1的比例备份、用于战机维护的话,则生产350~400架的三代机,也是完全可以的。也不过三个工厂、一年生产116~133架而已。沈飞、成飞、陕飞三家,平均每个工厂一年生产39~44架而已。完全有此能力的。这还没有算洪都航空的L15歼教机的生产能力、以及贵阳飞机制造厂的山鹰教练机等等的生产能力。
那么,即使按照三年生产350~400架三代机的数据计算,较之于2005年底的、网上声称的中国空军350架的三代机数量计算,也增长一倍甚至一倍多了。
那么,考虑到“空军战力倍增器”预警机的投入使用,考虑到新型战机的数据链建设、雷达系统的改进带来战力增长,考虑到新型空对空、空对海导弹的投入使用,考虑到中远程巡航导弹的配备,考虑到现有J7、J8等老机型的改装,考虑到还有可能向俄国采购一定数量的SU30MKK3、SU35、TU22等新型战机(希望是三年内又有50~100架的进口量),等等,则较之于05年底的战力、3年内空军战力增1~2倍,是完全可能实现的。
第五节 中国发动机行业发展的瓶颈
在我国发动机行业,为招聘人才而头疼的现象并不鲜见。近年来,随着一个个发动机生产企业的建立和投产,发动机专业人才紧缺问题尤为突出,各发动机生产厂、研发中心互挖墙角的现象虽被行业所诟病却也见怪不怪。竞争如此激烈,培养、吸纳、储备、留住发动机专业人才已经是考验发动机企业迫在眉睫的一个问题。
据统计,自去年以来,在建的、欲建的大型发动机项目不下20家,比如广州丰田发动机30万台年产能项目,广州日产发动机年产36万台发动机新工厂项目等等。近日,又有总投资12亿元人民币海马汽车发动机项目落户海口。
为了尽早占得先机,这些项目都加足了劲,到处招兵买马。他们对人才的需求用迫不急待来形容一点也不过分。比如,于去年在南京成立的长安福特马自达发动机有限公司,前阶段在大规模的招聘新员工,记者从其人力资源部了解到像发动机产品技术工程师这样的专业人才很难招,因为它不能直接从应届生中获取,只能是那些有3~5年工作经验的才能胜任。
大连柴油机关于柴油机的产品开发工程师、制造技术工程师实在难招,这样的招聘常年在大柴的网上挂着,还是满足不了公司的需求。
即便是在中国发动机市场享有霸主称号的潍坊柴油机也透露出了对人才的无奈。虽然打出每月2500元的薪资(这在当地是一笔很可观的收入),还是打动不了发动机专业本科生的心。
招聘对研发工程师和发动机零部件制造工程师等高端专业人才不设上限。那些科班出身、有工作经验者成为各用人单位争抢的对象,连一向被冷落的应届发动机专业的毕业生也十分走俏。
即便如此,企业也没有降低人才质量,相反对人才的综合素质要求更高。在长安福特马自达的招聘中,除了综合的业务知识,还在敬业、人品、团对协作,管理能力等方面作了规定,因此,加快对发动机专业高素质人才的培养已成为当务之急。
发动机方向高精尖人才少,能够掌握具有国际水平研发流程的就更少,现在很多学校由于教学设备硬件的落后,教育上的浮躁,导致学生研发能力的薄弱,而一个研究生从走出校门到成为发动机研发高级人才要10年左右的培育期,这个周期很长,很多外资和民营企业则用高待遇将人才挖走。
在农大,每年内燃机方向毕业的博士生也就1~2个。研究生中每年也只有1/3左右到了公司,但也只有部分在研发一线工作。
以汽车设计为主体的清华大学汽车工程系,每年有90左右的本科毕业生,其中有60%的人读研。在校研究生有100多人,但据系里人事部门的杜老师介绍,近两年系里加强了对毕业生的引导工作,出国的比例下将了,有很多同学走进了大国企、科研院所搞研发工作。虽然近两年出国的学生少了,但是发动机方向的学生一部分去了外企,还有一些改行,甚至做计算机的。虽然有很多大型发动机专业生产厂求贤若渴,但是地理位置不是在大城市,即便薪资很高,还是吸引不了毕业生。虽然学校做了引导,但毕竟现在是自由就业,学生有自主权。
随着很多跨国公司在中国设立研发中心,在中国开办汽车发动机工厂,加之民营企业的夹击,很多国有企业的总工程师、副总工程师等高层技术人员陆续离去,其中不少人掌握了发动机专业的关键技术,而留下来的人员也人心不稳。这透视了一种现象,在发动机行业,人才的流动呈单向性特点,即由大国企向外资、民营企业流动。
对于人才的流失,也有业内人士分析,虽然很多发动机国企通过改制,面貌焕然一新,但是相对外企来讲,仍然是待遇低,培训条件差,机制死。一位在某国内汽车公司工作的清华毕业生在网上发的帖子,概括了国企工作的三部曲:一两年车间实践;两三年部室锻炼;五年后被提拔,或从政或成工程师。进国企的头5年里,技术和业务已荒疏了,与世界先进技术越来越远,这无异于荒废青春。
虽然有这种单向流动,但由于发动机企业如雨后春笋一般陡然增加起来,研发人才的培育又是需要一定周期,导致相对于市场需求有一定的滞后性,所以,即便对于外资、合资及民营发动机企业来讲,招聘这方面的专业人才也不是那么容易的事了。
学校与研究所合力办学,是一种很好的培养人才、输送人才的方式。自从90年代科研院所通过转制并入大的企业集团以来,院所在硬件设备、人才资源上都积累了一定的优势。
比如,无锡油泵油嘴研究所,1998年,设立了全国内燃机行业首家企业博士后工作站,该所没有自主招生权,但是通过利用所里的优势帮助上海交大,江苏大学等院校培养内燃机的研究生,这些学生完成学业,不少又充实到所里继续搞研究。
校企联手,定向培养,也是一种常用的留住人才的方法。早在2002年,哈尔滨东安发动机(集团)有限公司拿出100多万元,对应定向资助品学兼优,家庭贫困的学生,一旦签了协议,学生整个学习费用就由企业资助,而毕业生只要到用人单位工作至少5年,就不用还款。东安公司人力资源部的人士说,等到毕业时再去选人才,那已经很落后了。公司决定在全国知名高校设立定向资助金,因为这些学校生源质量好,办学信誉高,能选择到适合企业的优秀人才,同时又能帮助贫困学生顺利完成学业。
向学校捐赠教学设备,也是储备人才,拉拢人才的方法。今年5月份,北京现代向北京理工大学等7所大、专院校捐赠了31台发动机,作为这些学校的教学器材和试验设备。这31台发动机均采用了当前最先进的电喷技术,代表了国产发动机的最高技术水平。据悉,北京现代还将加大对各院校和科研机构的支持力度,并利用自身资金、技术等优势与各教育科研单位开展广泛深入的合作。
而在长安福特马自达的招聘中,公司承诺“将为被录用员工提供具有竞争力的薪资福利和系统的海外培训机会。”
人都有趋利的动机,尤其在市场经济条件下。山不转水转,很多国字头的企业也转换思维,在招揽人才上下功夫。比如前面提到的一汽无锡油泵油嘴研究所采取了“待遇留人、感情留人、事业留人”的措施,把待遇留人放在前面,用实在的物质载体来激发人的创造性。
目前,随着汽车行业、工程机械行业的发展,国内发动机制造业也呈如火如荼,轰轰烈烈之势,而对人才的需求也将达到新的高潮。如何去培养、吸纳、储备、留住发动机专业高素质人才,是值得院校、企业、科研机构认真思考的问题。很显然,这个问题解决不好,将是制约发动机行业发展的瓶颈。
第六节 发动机再制造市场发展趋势
一、发动机的再制造和再制造发动机
(一)发动机的再制造
发动机再制造,从社会的需求性、技术的先进性、效益的明显性等几个方面来说,是废旧机电产品再制造工程中最典型的应用实例。
2000年,我国达到报废标准的汽车共有210万辆,预计到2010年我国年均汽车报废量将在200万辆以上,这些报废汽车中的发动机绝大多数都有再制造的价值,是一批宝贵的资源。由于发动机再造技术比发动机大修在性能价格方面占据明显的优势,因而以发动机再制造取代发动机大修是今后的必然趋势,国外发动机再制造已有50年的历史。
1、发动机再制造工艺流程
发动机再制造的大部分工序是拆卸、分类清洗、再制造加工、组装和试验。
发动机再制造的工艺流程图

发动机再制造的工艺流程和正规的大修有近似之处,二者最大的区别是再制造后的发动机性能要达到甚至超过原新品的,为此,再制造必须采用先进技术和现代生产管理,包括现代表面工程技术、先进的加工技术、先进和检测技术,不仅要恢复原机的性能,还兼有对原机的技术改造;必须形成批量化、规范化生产。从这个意义上讲,再制造可以简述为是对废旧发动机高科技大修的产业化,从产品的质量到生产的组织,大修都无法和再制造相比。
2、发动机再制造质量保证体系
目前,我国经国家批准开展汽车发动机再制造的公司有两家,它们分别为济南复强动力有限公司和上海大众汽车有限公司,前者是中英合资,后者是中德合资。两家公司均是高起点、专业化的具有国际水准的的汽车发动机再制造公司,生产的再制造发动机具有原新机相同的质量和完善的售后服务体系,而价格仅为新机的55%,以济南复强动力有限公司为例,它有完整的技术标准和技术文件,有严格的旧品鉴定措施,有世界一流的加工设备,有再制造技术的研发基地,有完备的技术改造方案,有高素质的员工。两家企业的发动机再制造,在全家发挥着示范作用。济南复强动力有限公司的质量保证体系具有代表性。
(1)完整的技术文件
济南复强动力有限公司在与英国Sandwell发动机再制造公司合作建厂时,引进了该公司全部技术文件,并根据我国重型汽车集团斯太尔发动机制造厂的技术文件进行了修订,使发动机再制造严格按照欧美模式和标准建立起技术、生产、供应和营销体系,从一开始就贯彻ISO9002质量标准,并是我国加入北美发动机再制造协会PERA唯一的会员,实现了全面与国际接轨。
(2)严格的旧品鉴定
旧机分解、清洗后的鉴定是保证再制造产品最终质量的第一道关卡。对旧发动机的修理,分别有小修、中修和大修的鉴定标准,但这些鉴定标准都放宽了配合间隙。而发动机再制造执行的却是新机标准,从而保证了发动机组装后摩擦副之间的间隙符合新机要求,具备了新机的质量。
(3)一流的加工设备
工厂采购的镗缸机、连杆镗孔机、曲轴磨床、气门加工机和气门座加工机等均是国际上一流的专用加工设备,为保证加工质量提供了设备基础。
(4)先进的技术支撑
旧斯太尔发动机,62%的零件通过运用表面工程等技术可以恢复其表面尺寸和性能,而且可以根据零件表面的失效情况,以预防性维修思想为指导对零件表面进行强化处理,使表面的耐磨性和耐蚀性优于新品。专业化、规范化的再制造生产方式,为采用高新技术创造了条件,复强动力有限公司当前采用的表面工程技术有:纳米电刷镀、高速电弧喷涂、微脉冲冷焊、黏涂等,主要用于缸体、曲轴、连杆等10多种零件的再制造加工,今后表面工程技术的应用范围会进一步扩大,工艺将更加成熟。
企业以再制造技术国防科技重点实验室为研发基地,积极开展废旧发动机的失效分析,剩余寿命预测、全寿命周期费用评价以及先进的表面技术、微纳米减摩自修复技术、修复热处理技术、再制造快速成型技术的研究与推广。
(5)完备的技术改造方案
复强动力有限公司是我国重型汽车集团下属的子公司,可以充分发挥制造商与再制造商同属一个集团密切合作的优势,及时掌握斯太尔发动机技术进步的情况,将新技术、新工艺、新部件及时引进到旧发动机的再制造中,使旧发动机的性能提升,例如旧斯太尔发动机的尾气排放只符合欧O标准,根据用户的需要,复强动力有限公司可以很方便地为用户加工出符合欧II排放标准的再制造发动机,还可以根据用户的要求,把汽油机改为柴油机,将车用发动机改为工程机械用发动机,将燃油发动机改为燃气发动机等。
(6)高素质的员工
再制造厂的主要员工都有曾赴英国培训,他们责任心强,技术熟练,经验丰富,严格执行工艺规程。员工的素质是再制造产品质量保证体系中的第一要素。
3、我国发动机再制造产业展望
资源短缺、能源紧张是实施发动机再制造的基本动力,我国发动机再制造业未来将会有较大的发展,国外的成熟经验是发动机再制造可行性的重要佐证,两家合资的发动机再制造企业是我国推广发动机再制造的先行者;国家将开展汽车发动机再制造示范试点工作,试点取得成功后将在全国逐步推广;在我国建立完善的发动机再制造市场体系尚需一段时间,包括法律和法规的完善、制造商责任制的建立、行业准入标准的制定与颁布、再制造发动机技术标准的制定与颁布、严格和完备的废旧发动机回收体系的构建等。
(二)再制造发动机
随着我国汽车工业的快速发展,汽车的社会保有量正在与日俱增。上海大众汽车有限公司自1989年以来,已累计生产桑塔纳轿车200万辆,其中相当部分车辆的发动机仍在不正常运转,功率降低,油耗增大,排放超标,必须予以大修或更换。
传统的发动机大修由于缺乏系统的标准和技术、全面的检测条件、必要的专用设备,一般仅是更换易损件或作少量简单的加工,对于缸体、缸盖等主要零件的磨损或变形缺乏根本的、高质量的纠正措施,更没有整机测试手段,因此大修后的发动机仅能一般使用,不可能达到新机的性能指标。
发动机再制造把旧发动机作为"毛坯",按照严格的技术要求,采用专门的设备和工艺,对发动机的主要部件进行清理,全面检测和加工,更换易损件,最后经整机检测,性能达到新发动机标准后才包装出厂。这是一种脱胎换骨的转变。与大修相比,具有高质量、高性能、大批量的优点,且更换快捷,费用又与大修相当,对用户是最大的实惠。
机电产品制造业是最大的资源使用者,也是最大的环境污染源之一。发动机再制造可以使原机85%的价值得到循环应用,节约了能源和地球上有限的资源,也减少了生产过程中的环境污染。北京申奥成功、既向世界展示了中国的国力,但同时又向北京市在2008年前治理严重的大气污染提出了艰巨的任务。再制造发动机的全面推广使用,恰恰为大修不能解决的汽车废气超标排放提供了最佳的选择。所以再制造发动机是一项实实在在的绿色工程,具有巨大的社会效益。
发动机再制造这一在中国尚处于起步阶段的汽车维修新理念,在国外已有50多年的历史,从技术标准、生产工艺、加工设备、配件供应至销售和售后服务,已形成一套完整的体系和规模。美国和欧洲已成立发动机再制造协会。德国大众在50年时间里已再制造发动机720万台,销售的再制造发动机与配件新发动机的比例达1。
近年来,再制造工程的研究应用已经受到我国政府的重视,并将其列入"十五"先进制造技术发展前瞻和国家自然科学基金机械学科优先发展领域,是符合国家可持续发展战略的一项绿色系统工程。
上海大众联合发展有限公司向市场推出的再制造发动机采用了德国大众发动机再制造50多年发展起来的先进技术、标准和经验,具有上海大众提供优质稳定配件供应的优势,充分利用上海大众的销售网络和维修服务体系,承诺与上海大众汽车公司新机同样的保修和索赔条例。该发动机经国家内燃机质量监督检验中心检测合格,并联获得上海市人民政府交通办公室颁发的经营许可证。质量、性能和售后服务与新机一致,而价格仅为新机的55%。再制造发动机这一新生事物已经受到用户的欢迎,显示了良好的发展前景。
二、发动机再制造的意义和作用
汽车发动机再制造既不是一般的发动机制造,也不是普通的发动机大修,它是一个全新的模式。新发动机的制造是从原材料开始,经过复杂的专业化制造过程,生产出产品。
发动机的大修,则仅限于磨损的更换和极少量的机械加工。它的质量和性能不能完全保证,大量有使用价值的零部件无法得到充分的利用,修理的周期也很长。而发动机再制造,则是把旧的发动机作为“毛坯”,按照严格的技术要求,采用专用设备和生产工艺,分门别类的对发动机上的每个零部件进行全面测试和重新加工;使其性能再一次达到新发动机的标准,整机检测合格后才喷涂包装出厂。这等于是给予了旧发动机的第二次新生命,这是一种脱胎换骨的转变。再制造发动机与大修相比,具有高性能、高质量、成批量的优点,更换快捷、费用却相差无几。由此可见,发动机再制造技术将会是汽车发动机维修行业的未来发展方向。
我国对再制造的探索从上世纪90年代开始,但将再制造作为一门学科与产业体系加以全面研究并推广,则是从1999年开始的,那一年在西安召开的"先进制造技术"国际会议上,中国科学家发表了《表面工程与再制造技术》的学术论文,在国内学术会议上首次提出了"再制造"的概念。
2004年结合我国国情,创造性地提出了关于建设中国循环经济的"4R"发展战略(Reduce再减量,Reuse再利用,Recycle再循环,Remanufacture再制造),将再制造作为我国建设循环经济的重要一环来强调。2005年7月,科技部将再制造的关键技术开发列为"十五"科技攻关项目。
美国2002年再制造产业的年产值为GDP的0.4%。中国2020年GDP预计到4万亿美元,如果以美国2002年再制造的水平作为中国2020年的目标,则再制造产业年产值将达到160亿美元。
从"十一五"期间发展先进装备制造业的大背景来看,我国开发对废旧机电产品的回收再制造技术,推进再制造产业,应被提高到战略高度。
谈到我国绿色再制造的现状,当前我国的再制造企业比较少,仅限于一些试点。例如,中国重型汽车集团有限公司和英国合作建立的汽车发动机再制造企业--济南复强动力有限公司;另外,在德国大众汽车公司总部的建议下,上海大众汽车有限公司下属的动力分厂承担了发动机再制造的任务等。
这距构建循环经济的要求相差甚远。推进再制造产业要在国家示范试点的基础上,稳步有序地发展。需要政府以完善的政策法规、良好的舆论环境,优惠的政策导向、健全的市场管理,前沿的科技支持和相应的资金投入来引导和扶持再制造产业快速、健康发展。而从制造业企业的角度来说,任何一个有责任感和眼光的企业都应有敢于淘金再制造领域的魄力。
三、中国发动机再制造尚存的问题与市场前景
1、产业体系蓄势待发
再制造是废旧产品高技术修复的产业化,既是一种节约资源的先进制造,又是一种保护环境的绿色制造,已经受到中国政府的高度重视及全社会的普遍关注,同时已有越来越多的中国企业将目光瞄准了再制造市场,一个蓬勃发展的再制造产业体系正在中国悄然崛起。
2001年5月,经总装备部批准,在装甲兵工程学院建立了装备再制造技术国防科技重点实验室,这一国家级重点实验室的建立充分体现了国家和军队对再制造工程的重视。
2004年被国家列为“装备再制造技术国防科技重点实验室科研教学实践基地”的中国重汽济南复强动力有限公司是我国第一个发动机再制造基地,该公司在引进国外“发动机再制造”先进技术的同时开展自身的技术研究和创新。目前已具备年产5万台的生产能力,2005年被国家发改委列为循环经济发动机再制造惟一试点企业。
发动机再制造技术贯穿了绿色制造理念,改变了传统的发动机维修方式,和我国目前通行的大修比较,最大不同在于发动机再制造的生产模式是制造而不是修理,这也将改变传统的模式而形成一种新的产业体系。
2、“绿色制造”大有空间
一台到了大修期的小轿车发动机送去大修,一般得3天时间修好,用发动机再制造技术3个小时就可换上再制造发动机。以桑塔纳轿车为例,发动机大修如果需要5000元,换台再制造发动机6000元,还像新产品一样实行‘三包’售后服务。
一台再制造发动机基本上抵得上两台大修机;从修理费用上看,一台再制造机也基本上是大修机的两倍。但再制造发动机基本上没有故障发生,机油、零配件的消耗量明显低于大修机;另外,再制造发动机的动力性、经济性都强于大修机,算下来还是再制造发动机的优势大。
如此看来,再制造大有空间,应该怎样推动这一“绿色制造”产业的发展呢?首先,相关部门要制定一套行之有效的政策、法律、法规。其次,国家在重点抓好再制造示范企业的基础上,积极引导建立一批专业化再制造企业群。第三,应组织好科研工作者对再制造关键技术的攻关。第四,尽快建立制造商责任制,从制造开始关注产品报废后的再制造。第五,要唤起公众的参与,消除公众对再制造的不正确认识。
四、开辟发动机再制造市场的紧迫性与应采取的措施
国内目前对再制造产业仍然主要停留在理论研究阶段,对此有所认识的企业或投资者并不多,目前国内只有两家再制造企业,而全球有7.3万多家再制造企业,可能是我国在全球所占比重最小的行业。济南复强动力有限公司是由中国重型汽车集团有限公司与英国ListerPetter公司合资创办,国内第一家真正的汽车发动机再制造公司。企业主要生产桑塔纳、斯太尔、康明斯、捷达等再制造发动机,可以把欧0的斯太尔发动机经再制造后达到欧2标准,不仅能达到新品质量,而且还会超过新品性能,节材70-80%,节能60%以上。
鉴于我国再制造产业还处于起步阶段,从社会、法律、环境到技术均存在一系列制约因素:
(1)政策法规不完善
再制造行业的特点是在取得经济效益的同时,产生显著的环境与资源节约等社会效益,目前我国有关再制造的法律法规不完善,有些必要的法规尚未出台,个别处理方式的界定缺乏科学性,对再制造企业缺乏优惠的税收政策支持。如国家关于报废汽车回收管理办法规定,“拆解的‘五大总成'应当作为废金属交售给钢铁企业作为冶炼原料”。
这项通令虽然在制止旧汽车非法拼装方面发挥了积极效力,但同时又为旧品的再制造断绝了毛坯来源,成为我国实施汽车再制造的制约因素。
(2)责任制和付费机制不明确
机电产品制造业是最大的自然资源使用者,也是最大的环境污染源,产品制造过程中的污染约占污染总量的70%。发达国家根据“谁污染、谁处理”的原则,大部分采用了制造商责任制。我国目前没有明确相关责任,需结合本国国情,从长远和全局出发,确定我国再制造产品的责任制及合理的付费机制。
(3)技术开发和理论研究滞后
开展废旧产品的再制造,需要先进的理论作为支撑,如物流理论、产品全寿命分析理论等。为降低废旧机电产品的处理费用和达到政府规定的再生利用率,国外通常用全寿命评价法(LCA)指导产品设计,以达到从生产用料、使用到报废后回收和再生利用的全寿命周期在能耗、环保和成本方面的最优化。我国在这方面的理论研究才刚刚起步,还不够深入和成熟。
(4)企业、公众认识不足,参与意识不强
控制人口、保护资源环境是我国的基本国策,已深入人心。与此相反,资源过度消耗和严重匮乏并未引起人们的普遍警觉,“中国地大物博,资源丰富”等观念仍深深地印在人们的脑海中。公众对再制造的概念认识不清,对再制造的产品或再循环材料生产的产品存有偏见。当商品冠以“再制造”或“再循环材料生产”时,便认为其质量一定比不上新品。
根据我国国情,实现循环经济和可持续发展战略,再制造产业发展应当抓好以下几个方面:
(1)建议实施“全民节约资源工程”,以此加强对企业、公众的环境警示教育,科学引导公众使用再生产品,推动落实各项节约资源措施。
(2)逐步建立具有中国特色的再制造产品法律体系。可出台相关法规及废旧汽车、电子电器、农用拖拉机资源化的单项法规;确立“制造商责任制”、建立资源化企业和产品认证体系、制定相应的奖惩制度。
(3)建立管理科学、运转协调的逆向物流体系;以公共财政专项资金带动企业和民间资金尽快投资该领域推动其产业化发展;建立机电产品制造、使用、回收、再制造、再使用的闭环物流链,形成集社会、经济、环保效益为一体的新型资源化产业群。
(4)设立专门的研究基金支持再制造的基础理论和关键技术研发,加强过时产品的信息化再制造升级改造;引进并消化吸收国外先进技术、设备和管理经验,完善我国再制造、再循环技术和管理体系;培养我国资源化工程开发/研究与设计/制造队伍以及不同层次的技术专业人才,形成具有中国特色再制造工程体系。
第七节 中国发动机出口战略发展趋势
随着中国汽车社会的到来,国内汽车市场虽仍在继续增长,但出口到国外仅占市场的1%,反映出出口竞争能力薄弱和出口自主权旁落。因此笔者提出这个主题,并分别从四个方面予以剖析,即制定出口战略的必要性,出口战略的内容,实施战略的措施,预测实施效果。希望对做强中国汽车工业有所裨益。
一、制定出口战略的必要性
2005年,我国汽车产出能量估计可达550万辆以上,成为世界第三大生产国。不论产量、销量、生产规模还是生产基地分布,汽车产业成为支柱工业的地位都已肯定。但我国出口量小、能源不足、自主开发能力弱、汽车出口缺乏政策支持、企业领导精力集中在国内市场竞争、追求短期效益、出口受到跨国公司干扰等问题明显存在。归纳起来有以下几条:
第一,我国还不是汽车强国--卡车、客车、小型车还有些出口能力,但出口量仅占产量的1%。
第二,出口受制于跨国公司。我国许多合资企业,在谈判之初曾提出过“出口反销”。但20年来,主要还是争夺中国市场,国外许多大企业竞争对手,转移到我国市场上来。对此我们必须有清醒的认识。
第三,出口产品呈现出低价格、低水平、小市场的状态。
第四,我国是石油、水、资源不足的国家,应当考虑采取“卖车买油”路线。
第五,我国经济和世界先进水平存在明显差距,也反映在汽车出口和自主开发水平上。
二、出口战略的内容
我国建国以来,一直是汽车进口国。到目前汽车产业成为支柱工业,并正在进入汽车社会的时代,逐步增加汽车出口,有利于我国社会和谐发展,有利于经济平衡,有利于提高自主创新和提高技术水平。
因此,就涉及出口目标、经济目标,自主开发品牌加快,合资企业如何出口世界市场区域的目标以及我国汽车出口政策等问题建议从以下几个方面予以考虑。
在出口总目标方面。按每一个五年计划增加5%,即十一五计划为5%(2010年),2015年为10%,2020年为15%,2025年为20%,2030年为30%。我国出口最高水平只能达到30%左右。
大力扶持自主品牌出口。对合资企业鼓励合作开发,拥有自己的知识产权。
优先出口东盟、上海合作组织六国、非洲、中东等地区。
吸取纺织、家电、摩托车等出口经验。
学习日本、韩国出口经验,走“卖车买油”路线。
在国外建厂或建装配厂,扶持不发达或次发达发展中国家。
三、实施出口战略的措施
汽车产品出口率高,标志着国家工业化、科技化水平提高,这项任务任重道远,要一步一个脚印扎扎实实做好以下几项工作,以自主创新带动发展。
一是出口产品要执行六项国际标准(安全标准、油耗标准、排放标准、噪声标准、道路驾驶标准);
二是要加强自主开发能力,增加自主产品知识产权;
三是要建立十大出口基地;
四是提高中国品牌知名度;
五是到国外举办汽车展;
六是要利用合资企业共建出口目标(难度甚大);
七是建立汽车出口销售体系及售后服务体系;
八是要培养开发人才、出口销售人才。
四、对出口效果的预测
如果能够坚持做到以上几点,每年外汇收入将达到500亿美元;能够有效缓解能源费用;自主开发能力也将得到进一步增强,2010年将占全部产品的50%,并能很好地适应市场需要。
总之,有出口目标和没有出口目标的设想,效果是不一样的。我国汽车工业是国家支柱工业,但同时是为世界市场服务,为世界和平发展服务的。我国汽车工业以人均计算,还未达到国际平均水平,整个发展过程是一个动态过程,所谓“产能过剩”论,认识上有很大片面性。
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