1、內(nèi)燃機(jī)及柴油發(fā)動機(jī)行業(yè)基本情況

　�。�1）內(nèi)燃機(jī)及柴油發(fā)動機(jī)行業(yè)發(fā)展概述

　　內(nèi)燃機(jī)是一種通過控制燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒，并將釋放的熱能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能對外提供動力的動力機(jī)械，廣泛應(yīng)用于汽車以及其他專用和通用機(jī)械。由于燃料做功后排出污染和溫室氣體，內(nèi)燃機(jī)也是如今大氣污染的重要來源，是世界“節(jié)能減排”和“降低碳排放”的主戰(zhàn)場之一。
內(nèi)燃機(jī)作為近代最偉大的發(fā)明之一，徹底改變了社會發(fā)展進(jìn)程，使人類許多夢想得以實現(xiàn)，內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)也成為一個國家工業(yè)化的重要基礎(chǔ)。中國內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)起步較晚，但經(jīng)過幾十年發(fā)展，已成為我國重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。據(jù)《中國內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒2015 年》數(shù)據(jù)顯示，2014 年，我國內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)量突破8,000 萬臺，內(nèi)燃機(jī)工業(yè)總產(chǎn)值突破4,500 億元，內(nèi)燃機(jī)總功率突破20 億kW，進(jìn)出口總額突破267億美元。內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)是推動我國經(jīng)濟(jì)增長、社會運行的重要裝備基礎(chǔ)。

　　根據(jù)內(nèi)燃機(jī)采用燃料的不同，常見的內(nèi)燃機(jī)主要有柴油發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)。在燃料點火方式方面，柴油發(fā)動機(jī)采用壓燃燃料的方式。柴油發(fā)動機(jī)工作時，進(jìn)入氣缸的是空氣，然后通過壓縮空氣的辦法來提高空氣溫度，當(dāng)空氣溫度超過柴油的自燃點時，燃油噴射系統(tǒng)以極高的壓力在極短的時間內(nèi)向氣缸燃燒室內(nèi)噴入柴油，柴油噴霧與空氣混合的同時自行燃燒，猛烈膨脹產(chǎn)生爆發(fā)力，推動活塞下行做功。

單缸四沖程柴油發(fā)動機(jī)工作原理示意圖

數(shù)據(jù)來源:公開資料

　　柴油發(fā)動機(jī)的點火方式?jīng)Q定其結(jié)構(gòu)相對簡單，可靠性相對汽油發(fā)動機(jī)高。同時由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油發(fā)動機(jī)具有高壓縮比，熱效率要優(yōu)于汽油發(fā)動機(jī)。富氧燃燒和高壓縮比還使得柴油發(fā)動機(jī)在一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠�物等物質(zhì)的排放方面要低于汽油發(fā)動機(jī)7。

　　柴油發(fā)動機(jī)較高的熱效率，同時還使得其燃油消耗要低于汽油發(fā)動機(jī)，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。此外，相同功率情況下，柴油發(fā)動機(jī)的扭矩大，最大功率時的轉(zhuǎn)速低。因此，基于柴油發(fā)動機(jī)大扭矩，突出的可靠性和熱效率以及經(jīng)濟(jì)性，柴油發(fā)動機(jī)用途相較汽油發(fā)動機(jī)廣泛，廣泛應(yīng)用于交通運輸、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、船舶動力、鐵路內(nèi)燃機(jī)車、發(fā)電機(jī)組設(shè)備、國防裝備和其他各種通用機(jī)械。

　　根據(jù)內(nèi)燃機(jī)最終用途劃分，內(nèi)燃機(jī)又可劃分為道路領(lǐng)域內(nèi)燃機(jī)和非道路領(lǐng)域內(nèi)燃機(jī)。其中道路領(lǐng)域內(nèi)燃機(jī)一般指配套在乘用車、商用車及摩托車上的發(fā)動機(jī)。非道路領(lǐng)域內(nèi)燃機(jī)一般指配套在非道路移動機(jī)械（如工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等機(jī)械設(shè)備）以及船舶動力、鐵路內(nèi)燃機(jī)車、發(fā)電機(jī)組上的發(fā)動機(jī)。道路領(lǐng)域內(nèi)燃機(jī)目前呈柴油發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)共存局面，非道路領(lǐng)域內(nèi)燃機(jī)則主要以柴油發(fā)動機(jī)為主。

　�。�2）中國柴油發(fā)動機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢

　　據(jù)中國國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016 年1-6 月，全國汽車總產(chǎn)量累計為1,507.80萬輛，其中，新能源車8產(chǎn)量累計為28.50 萬輛，新能源車產(chǎn)量僅占全國汽車總產(chǎn)量的1.89%，以柴油發(fā)動機(jī)和汽油發(fā)動機(jī)為代表的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)仍為汽車主流動力。

　　近年來，柴油發(fā)動機(jī)在結(jié)構(gòu)上從自然吸氣式發(fā)展到渦輪增壓式，在控制策略上從機(jī)械控制過渡到電子控制，燃燒過程也從兩氣門發(fā)展到多氣門，并提高燃油噴射壓力，未來將主要聚焦于燃油噴射系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)。進(jìn)入電子控制階段，目前柴油發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)在技術(shù)路線方面，主要有電控高壓共軌系統(tǒng)、電控單體泵系統(tǒng)、電控泵噴嘴系統(tǒng)和電控分配泵等路線，從國內(nèi)的實際發(fā)展情況來看，電控單體泵系統(tǒng)和電控高壓共軌系統(tǒng)的應(yīng)用相對廣泛。

　　柴油發(fā)動機(jī)的發(fā)展趨勢概括為：直噴化、高壓噴射化、電子控制化。其中電控高壓共軌系統(tǒng)主要是由電子控制系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)等組成，電控單元根據(jù)傳感器信號直接對噴油器進(jìn)行控制，實現(xiàn)噴油壓力、噴油量和噴油率的自由調(diào)節(jié)。

　　其優(yōu)點有：電控高壓共軌系統(tǒng)中的噴油壓力柔性可調(diào)，對不同工況可以確定所需的最佳噴射壓力，從而優(yōu)化柴油機(jī)綜合性能；可獨立地柔性控制噴油正時，配合高的噴射壓力，可減少氮氧化物等污染物排放；由電磁閥控制噴油，其控制精度較高，高壓油路中不會出現(xiàn)氣泡和殘壓為零的現(xiàn)象，因此在柴油機(jī)運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，循環(huán)噴油量變動小，各缸供油不均勻可得到改善，從而減輕柴油機(jī)的震動和降低排放。

　　電控單體泵技術(shù)是燃油噴射系統(tǒng)領(lǐng)域中另一項成熟技術(shù)，其同樣由電子控制系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)組成，可實現(xiàn)定時、定量并以較高壓力噴射燃油，目前可滿足國Ⅲ、國Ⅳ、國Ⅴ和T3、T4 階段排放標(biāo)準(zhǔn)。由于其精密部件相對電控高壓共軌系統(tǒng)較少，生產(chǎn)制造成本較低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，因此自面市以來受到市場廣泛歡迎。此外，我國自主研發(fā)生產(chǎn)的電控單體泵系統(tǒng)在現(xiàn)階段非道路領(lǐng)域內(nèi)，其使用維護(hù)條件和燃油質(zhì)量敏感度方面具有更好的適應(yīng)性，因此尤其適用于我國目前條件下的非道路領(lǐng)域。