2018年中国发动机行业发展现状与未来发展趋势分析「图」

  一、发动机的定义与分类

发动机(是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器(如:汽油发动机、航空发动机)。发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。

气缸排列形式,是指多气缸内燃机各个气缸排布的形式,直白的说,就是一台发动机上气缸所排出的队列形式。目前主流发动机汽缸排列形式有直列和V型排列,其他非主流的汽缸排列方式有W型排列、水平对置发动机、转子发动机。

发动机——按气缸排列形势分类

资料来源:公开资料整理

二、中国发动机行业发展现状分析

2012年开始,中国发动机产量呈稳定增长趋势,截止到2018年,中国发动机产量达到270128.56万千瓦,同比增长1.02%。

2012-2018年中国发动机产量及增长

资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

2018年12月中国发动机产量为22202.5万千瓦,同比下降15.64%。

2018年中国发动机产量统计数据

资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

从涡轮喷气发动机进口量方面来看,从2012年开始,中国涡轮喷气发动机进口量呈增长趋势,截止到2018年,中国涡轮喷气发动机进口量为992台,同比增长56.71%。

2012-2018年中国涡轮喷气发动机进口量统计数据

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

2018年12月,中国涡轮喷气发动机进口量为149台,同比增长325.71%。

2018年中国涡轮喷气发动机进口量统计数据

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

从涡轮喷气发动机进口金额来看,截止到2018年,中国涡轮喷气发动机进口金额为2813671千美元,同比下降0.13%。

2012-2018年中国涡轮喷气发动机进口额统计数据

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

2018年12月,中国涡轮喷气发动机进口金额为296927千美元,同比增长47.25%。

2018年中国涡轮喷气发动机进口额统计数据

资料来源:中国海关,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2019-2025年中国发动机行业市场运行态势及投资战略咨询研究报告

三、中国各省市发动机产量排行

从全国各省市发动机产量来看,截止到2018年,中国发动机产量排名第一的是上海市,达到386796106千瓦。排名第二的是吉林省,发动机产量为331999131千瓦,其次是广东省,发动机产量为261059693千瓦。

2018年中国各省市top发动机产量(单位:千瓦)

资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

四、中国发动机行业发展趋势分析

1、提升发动机经济性和降低排放

(1)改善燃烧和排放

350bar缸内直喷、低压冷却EGR、米勒/阿特金森循环和GPF逐步成为技术主流,PFI仅在小排量发动机上继续应用,部分发动机采用双PFI或PFI+GDI。高压缩比、可变压缩比和HCCI技术日趋成熟,利用负阀叠开和离子电流检测技术可以有效扩大HCCI工作范围,有望在下一代发动机上实现批量生产。

(2)充气策略

单涡轮双涡管增压器或可变几何面积增压器、双VVT、分段式VVL成为企业广泛采用的技术,部分发动机采用了CVVL、可变进气歧管、甚至停缸技术。电子增压器随着48V技术的引入,正引起发动机开发人员的关注。

(3)发动机能量管理

改善发动机附件控制,提高能量利用效率,如变排量机油泵、智能发电机、缸盖集成排气管、电子节温器、变排量水泵、电子水泵、独立冷却系统、超越皮带轮等,最大程度降低发动机的能量损耗。

(4)低摩擦技术

包括低张力活塞环、液压滚子摇臂、低张力气门弹簧、低粘度机油、激光珩磨技术、低摩擦轴承、缸孔等离子电弧加工技术、偏置曲轴、活塞表面涂层等。

(5)轻量化技术

塑料进气管、塑料缸盖罩、铝合金缸体、铝合金缸盖、结构设计优化减重。

2、完善发动机与变速箱的匹配

完善发动机和变速箱及整成传动系统的匹配,采用降低发动机转速的策略(Down-speeding),让发动机更多地工作在最经济的工况点附近,对降低发动机油耗效果同样非常显著。在这一点上,经济性和动力性的匹配要求是矛盾的。主要措施就是采用多档手动、自动变速箱,如6MT,8/9/10AT、7DCT或者CVT变速箱,降低发动机转速,进而提高发动机的平均有效压力BMEP,使发动机更多地工作在高BMEP、低比油耗的最佳经济区域。

3、电气化

近年来,内燃机汽车、纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等的技术水平随着电气化技术的发展取得了长足进步。常规内燃机与不同功率、不同拓扑结构的电机配合,成为当今汽车界竞相开发的热点。主要方式包括:12V起停(S/S)、48V微混、以及高电压混合动力车辆(HEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)、增程式电动汽车(REV)等,低速、低负荷的高比油耗区域尽可能让电机工作,而让发动机更多地工作在低比油耗的经济区域,结合米勒/阿特金森循环,发动机可以实现更高的热效率。同时,通过制动能量回收,进一步提高能量利用率,如博世公司的12V发电机能量回收系统(GRS)和48V增强能量回收系统(BRS),而HEV、PHEV和REV可以回收更大比例的制动能量。内燃机和电机已经成为不可分割的整体,为汽车提供驱动力。

4、代用燃料

近几年,汽车行业最热的话题无疑是新能源动力与传统内燃机之争。内燃机行业是不是日薄西山了,能不能用到本世纪中叶,其中一个主要原因是石油能源探明储量非常有限。随着新的石油形成机理的发现和广泛接受,即石油不是古生物遗体形成的,而是地壳中的主要成分甲烷在一定的地质条件下形成的。因此在一定条件下石油也是可再生的。同时,代用燃料也在快速发展,一方面是作为降低对石油依赖的重要战略,另一方面,对于欧洲以CO2排放为控制目标,代用燃料是降低CO2排放的重要措施。内燃机燃料的多元化是未来的发展趋势。因此代用燃料的研究,一直是内燃机研究的重要方向。

本文采编:CY343

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