當(dāng)代輕型載貨車用柴油機(jī)發(fā)展趨勢

當(dāng)代輕型載貨車用柴油機(jī)發(fā)展趨勢第一頁，共二十九頁，2022年，8月28日目錄二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展三、技術(shù)發(fā)展存在問題一、輕型載貨車用柴油機(jī)排放法規(guī)四、營銷體系與服務(wù)體系變化五、企業(yè)概況第二頁，共二十九頁，2022年，8月28日一、輕型載貨車用柴油機(jī)排放法規(guī)排放法規(guī)

我國從2000年開始執(zhí)行車用柴油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，截止今年已執(zhí)行到國四階段，2018年全國范圍實施國V排放標(biāo)準(zhǔn)。實施階段一氧化碳（CO）碳?xì)浠衔铮℉C）氮氧化物（NOx)顆粒物

(PM)執(zhí)行日期第Ⅰ階段4.51.18.00.612000年9月1日第Ⅱ階段4.51.17.00.152003年9月1日第Ⅲ階段2.10.665.00.102008年1月1號第Ⅳ階段1.50.463.50.022013年7月1號第Ⅴ階段1.50.462.00.022018年1月1號柴油車單車排放量下降趨勢第三頁，共二十九頁，2022年，8月28日北京地方環(huán)保將走在全國前列京環(huán)發(fā)【2014】67號-關(guān)于重型車排放控制有關(guān)規(guī)定的通知，要求2014年底前，新增重型柴油車全部實施機(jī)動車第五階段排放標(biāo)準(zhǔn)，其中市行政區(qū)內(nèi)使用的重型柴油車建議安裝DPF，采用其他技術(shù)路線發(fā)動機(jī)，WHTC顆粒數(shù)（PN）小于6X10（12）；2014年底前，低速貨車執(zhí)行與輕型貨車同等標(biāo)準(zhǔn)，即施行國IV標(biāo)準(zhǔn)（N1類）；2014年底，北京市交通委示范100輛第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)的公交車；2015年，輕型柴油車執(zhí)行國V排放標(biāo)準(zhǔn)（N1類），辦理長期進(jìn)京證的外埠輕型柴油車輛，必須達(dá)到第四階段及以上排放標(biāo)準(zhǔn)；2016年力爭實施第六階段機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)，基本與歐洲同步。排放法規(guī)一、輕型載貨車用柴油機(jī)排放法規(guī)第四頁，共二十九頁，2022年，8月28日直列泵

S型噴油器

自然吸氣

2000200320082013直列泵

P型噴油器

增壓中冷電控燃油系統(tǒng)

EGR增壓中冷排放標(biāo)準(zhǔn)

高壓共軌

增壓中冷

后處理年份國一國二國三國四車用柴油機(jī)技術(shù)路線一、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展第五頁，共二十九頁，2022年，8月28日

隨著國家排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，國內(nèi)各柴油機(jī)企業(yè)根據(jù)自身特點對上述諸多柴油機(jī)新技術(shù)均開展了一定的研究開發(fā)，并不同程度地獲得了應(yīng)用，推動我國車用柴油機(jī)產(chǎn)品從傳統(tǒng)技術(shù)向現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)過渡。

從國二到國三是一次跳躍式發(fā)展，由機(jī)械控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)為電子控制系統(tǒng)。國內(nèi)輕型柴油機(jī)國Ⅲ技術(shù)路線為電控燃油系統(tǒng)+EGR技術(shù)。

燃油系統(tǒng)：主要以高壓共軌技術(shù)、電控單體泵技術(shù)、電控VE泵技術(shù)為主。共軌單體泵VE泵國三技術(shù)路線二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展第六頁，共二十九頁，2022年，8月28日采用電控高壓共軌技術(shù)

提高燃油噴油噴射壓力，通過對燃油噴射的靈活控制，改善燃燒、降低廢氣中的顆粒物排放。②電控單體泵技術(shù)

燃油噴射由各自的獨立噴射單元來完成。控制噴油正時和噴油量，從而達(dá)到提升柴油機(jī)排放性能的目的。③電控VE泵

通過轉(zhuǎn)速和油門位置信號，調(diào)整噴油正時從而達(dá)到排放控制目的。④EGR技術(shù)廢氣再循環(huán)裝置（EGR）是將排氣的一部分返回進(jìn)氣系統(tǒng)，減緩燃燒速率、降低燃燒最高溫度從而抑制NOx生成的裝置。為了將更大量的廢氣回流到進(jìn)氣系統(tǒng)中，我公司采用了高性能的EGR冷卻器來冷卻廢氣，使得混合后的進(jìn)氣溫度和燃燒溫度進(jìn)一步降低，再通過標(biāo)定推遲噴油正時，并適當(dāng)增加EGR率，大幅降低NOx，使4A/4B發(fā)動機(jī)達(dá)到歐IV排放工程目標(biāo)二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展國三技術(shù)路線第七頁，共二十九頁，2022年，8月28日三種技術(shù)路線的對比燃油系統(tǒng)電控VE泵電控單體泵電控高壓共軌控制類型位置控制式時間控制式壓力時間控制式最高噴射壓力1100bar1100bar14500bar噪聲一般一般優(yōu)油品的適應(yīng)性優(yōu)優(yōu)一般燃油耗優(yōu)優(yōu)優(yōu)可靠性一般一般優(yōu)排放一致性達(dá)標(biāo)困難達(dá)標(biāo)容易達(dá)標(biāo)容易成本＋＋＋＋＋＋二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展國三技術(shù)路線第八頁，共二十九頁，2022年，8月28日國4產(chǎn)品的開發(fā)基本上采用兩種技術(shù)方案：一是SCR技術(shù)通過優(yōu)化缸內(nèi)燃燒過程盡量控制顆粒產(chǎn)生，再機(jī)外后處理采用尿素溶液對氮氧化物進(jìn)行選擇性催化還原；另一是EGR+DPF技術(shù)，通過廢氣再循環(huán)在機(jī)內(nèi)抑制氮氧化物的產(chǎn)生，再機(jī)外后處理采用顆粒捕集器減少顆粒排放。由于SCR體積較大需要占據(jù)較大的整車布置空間，而且成本較高，目前國內(nèi)重型柴油車采用此路線較普遍。出于對后處理成本、開發(fā)標(biāo)定難易程度以及整車布置空間考慮，我國輕型柴油機(jī)更側(cè)重于EGR+DOC+POC路線，來滿足國四排放標(biāo)準(zhǔn)。

燃油系統(tǒng)選擇高壓共軌或者電控單體泵均能滿足法規(guī)要求，但共軌燃油系統(tǒng)排放一致性更容易控制。

N1類（<3.5T)輕卡以及皮卡柴油機(jī)，采用VP泵（全電控VE泵）+EGR+DOC/雙DOC的技術(shù)路線，滿足整車國四排放要求。國四技術(shù)路線二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展第九頁，共二十九頁，2022年，8月28日DOC+POC后處理器工作原理:

DOC的主要作用：DOC是一種氧化型催化轉(zhuǎn)化器，能夠通過氧化作用凈化柴油發(fā)動機(jī)尾氣排放中的CO/HC和顆粒物中的SOF部分。氧化NO生成NO2，用于POC的碳處理。POC主要作用：POC是一種部分流式（直通式）圓形蜂窩狀的陶瓷載體顆粒捕集器。柴油發(fā)動機(jī)排放尾氣流經(jīng)POC時，一部分發(fā)動機(jī)排氣直接進(jìn)入開放的孔道并排入大氣,

而另一部分排氣進(jìn)入后端封閉的通道中,這樣這部分排氣中的顆粒物被POC捕獲收集在壁上,從而達(dá)到降低柴油尾氣顆粒物排放的要求。POC(顆粒氧化催化轉(zhuǎn)化器)主要通過催化氧化方式降低廢氣中顆粒的含量。這種后處理裝置與DPF和SCR相比,產(chǎn)品體積最小,而且不需要消耗額外燃油進(jìn)行再生。二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展國四技術(shù)路線第十頁，共二十九頁，2022年，8月28日產(chǎn)品型號4A1-68C4B1-82C4B1-88C4B2-95C4F1-135C缸數(shù)－缸徑×行程4-80X904-85X1004-85X1004-90X1004-102X118排量（ml）18092270227025453856額定功率(kW/rpm)50/320060/320065/320070/320095/2800最大扭矩(N.m/rpm)170/2000205/2000225/2000240/2000360/1600全柴全系列國四產(chǎn)品表匹配的整車廠家金杯Concept江淮南駿吉奧長安唐駿重汽南汽東風(fēng)揚子福田北汽黑豹二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展第十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日國五技術(shù)路線N2類（總質(zhì)量>3.5T）國V技術(shù)路線有兩種：第一種后處理技術(shù)為EGR+DOC+DPF；第二種后處理技術(shù)為DOC+SCR。N2類京V技術(shù)路線——由于北京環(huán)保對顆粒數(shù)（PN）的嚴(yán)格要求，詳見京環(huán)發(fā)【2014】67號，兩種：第一種后處理技術(shù)為EGR+DOC+DPF；第二種后處理技術(shù)為DOC+SCR+DPF。N1類國V技術(shù)路線N1類整車由于排放標(biāo)準(zhǔn)《GB18352.5-2013輕型汽車污染物排放限值及測量方法》增加了PN（顆粒物數(shù)量）要求，所以必須采用EGR+DOC+DPF技術(shù)路線。二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展第十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日DPF工作原理：DPF又稱微粒捕集器，即采用過濾材料對排氣進(jìn)行過濾捕集，是一種物理性的降低排氣顆粒方法，過濾效率可達(dá)90%以上，顆粒會積存在過濾器內(nèi)，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)背壓升高，當(dāng)壓力損失達(dá)到一定值，需要進(jìn)行燃燒除去顆粒物以達(dá)到再生捕集器目的。SCR工作原理:SCR又叫選擇性催化還原，SCR轉(zhuǎn)化器的催化作用具有很強(qiáng)的選擇性，氮氧化物的還原反應(yīng)被加速。二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展國五技術(shù)路線第十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日國五后處理解決方案EGR+DOC+DPF系統(tǒng)DOC+SCR系統(tǒng)優(yōu)點可升級到EU6進(jìn)氣系統(tǒng)簡單（無需EGR&節(jié)氣門）適合京五使用成本較DPF低4-7%（包括燃料+尿素消耗）布置空間小標(biāo)定難度小發(fā)動機(jī)冷卻能力無需改變?nèi)秉c進(jìn)氣系統(tǒng)復(fù)雜（EGR+節(jié)氣門）滿足京五&EU6需要增加DPF對燃油硫含量敏感需要有較大的整車布置空間高比油耗尿素加液站的基礎(chǔ)建設(shè)標(biāo)定難度大發(fā)動機(jī)冷卻能力需加強(qiáng)（尤其是EGR冷卻能力）國V兩種技術(shù)路線對比二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展國五技術(shù)路線第十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日國六技術(shù)路線顆粒個數(shù)限值的新要求導(dǎo)致壁流式DPF成為滿足歐六要求的必需裝置NOx下降幅度又要求EGR和SCR技術(shù)的采用因此EGR+SCR+DPF是達(dá)到歐6階段排放要求的主流技術(shù)（部分N1類輕型發(fā)動機(jī)采用EGR+DOC+DPF能夠滿足排放要求）N2類ESC/ETC排放限值N2類WHSC/WHTC歐六排放限值二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展第十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日采用技術(shù)：冷卻EGRVGT增壓器空空中冷電子節(jié)氣門DOC+DPF壓差傳感器排溫傳感器NOx傳感器尿素噴射泵尿素箱尿素混合器國六技術(shù)路線二、輕型載貨車用柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展第十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日三、技術(shù)發(fā)展存在問題1、油品問題：目前，國內(nèi)多數(shù)城市尚未實現(xiàn)國四油的供應(yīng)，柴油品質(zhì)差、柴油標(biāo)準(zhǔn)的制修訂嚴(yán)重滯后于汽車工業(yè)發(fā)展的需要，對柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及各種新技術(shù)、改善柴油機(jī)排放措施的應(yīng)用造成障礙，也是排放標(biāo)準(zhǔn)推遲的主要原因。（但新一屆政府大力推行的一系列政策，油品質(zhì)量已得到較大改觀）2、關(guān)鍵零部件問題目前國4核心零部件主要是國外企業(yè)在國內(nèi)設(shè)立獨資公司的國外零部件供應(yīng)商，很少有合資企業(yè)，之所以采用獨資方式，是因為這種投資方式可以保證技術(shù)的長期壟斷性，可以為其帶來超額的壟斷利潤。國內(nèi)供應(yīng)商的技術(shù)和產(chǎn)品并不成熟，產(chǎn)品性能尚有待于完善，而且自主品牌的某些產(chǎn)品尚在實驗室階段，距離商品化還有一定的時間和很長的路要走，國內(nèi)主要柴油機(jī)產(chǎn)品的國IV技術(shù)路線基本還是采用國外背景的核心零部件供應(yīng)商。3、成本與價格問題目前國內(nèi)輕型柴油機(jī)的主要使用人群還是個體經(jīng)商戶、農(nóng)民等，其主要還是作為謀生的手段或工具來用，主要考慮其功能性的需求，對產(chǎn)品價格和使用成本敏感，在國Ⅳ產(chǎn)品核心零部件國產(chǎn)化率不高，成本大幅上漲、后期使用和維修成本過高的背景下，國4及更高標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在此類人群中推廣存在難度。第十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日4、發(fā)動機(jī)標(biāo)定技術(shù)：目前，滿足柴油機(jī)國V及更高排放要求的后處理路線為DPF和SCR兩種技術(shù)路線，國內(nèi)柴油機(jī)企業(yè)大部分沒有完全掌握國V的標(biāo)定技術(shù)，而如果同燃油系統(tǒng)來合作開發(fā)，開發(fā)費用都在千萬元以上，因此先進(jìn)的標(biāo)定技術(shù)（尤其是DPF主動再生技術(shù)）也是制約現(xiàn)階段國內(nèi)柴油機(jī)制造企業(yè)技術(shù)發(fā)展升級的一道屏障。三、技術(shù)發(fā)展存在問題第十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日三、技術(shù)發(fā)展存在問題5、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)國V以上發(fā)動機(jī)強(qiáng)化程度非常高，通常升功率能達(dá)到45KW/L左右，因此也要求發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計采用更先進(jìn)的技術(shù)（如下）。然而目前國內(nèi)企業(yè)的先進(jìn)發(fā)動機(jī)主要技術(shù)來源有如下幾種，要么直接引進(jìn)先進(jìn)發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)許可，要么花費高昂費用請AVL、FEV技術(shù)咨詢公司進(jìn)行開發(fā)，要么測繪國外發(fā)動機(jī)進(jìn)行逆向設(shè)計。因此缺乏先進(jìn)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，也是技術(shù)發(fā)展存在的問題。高強(qiáng)度、低變形量的發(fā)動機(jī)本體結(jié)構(gòu)；高流量系數(shù)，低渦流比的四氣門缸蓋；減小氣門傳動機(jī)構(gòu)往復(fù)運動質(zhì)量的雙頂置凸輪軸設(shè)計；消除氣門間隙的滾子搖臂，液壓挺??；

傳動機(jī)構(gòu)更為緊湊的鏈傳動和帶傳動設(shè)計第十九頁，共二十九頁，2022年，8月28日四、營銷體系與服務(wù)體系變化1、高端輕卡發(fā)動機(jī)是市場發(fā)展趨勢

隨著國家政策法規(guī)要求輕型柴油機(jī)實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，用戶要求其要有良好的經(jīng)濟(jì)性、動力性和舒適性，催生了中高端輕柴這兩年的快速發(fā)展，從目前來看此類產(chǎn)品主要為江鈴、慶鈴、福田、南汽等自產(chǎn)自銷發(fā)動機(jī)。中高端發(fā)動機(jī)產(chǎn)品研發(fā)周期長、生產(chǎn)資金投入大、生產(chǎn)成本高，但產(chǎn)品毛利也高，符合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的方向，是輕型柴油機(jī)行業(yè)發(fā)展到一定階段的必然趨勢。2、競爭格局形成輕型柴油機(jī)市場的競爭格局基本形成，一是具有歐系和日系血統(tǒng)的整車企業(yè)自產(chǎn)的發(fā)動機(jī)，如江鈴、慶鈴、南京依維柯、東風(fēng)朝柴等；二則是中外合資企業(yè)，如大柴、福田康明斯等，第三是本土自主品牌企業(yè)，包括全柴、玉柴、錫柴、云內(nèi)、萊動和揚柴等。從產(chǎn)銷量上看，主要以本土自主品牌發(fā)動機(jī)為主。這幾年，國內(nèi)卡車市場正處于成長期，市場競爭激烈，主流企業(yè)對于動力配套的認(rèn)識也進(jìn)入一個新階段，越來越重視動力體系的建設(shè)，對高端發(fā)動機(jī)做了細(xì)致的戰(zhàn)略規(guī)劃，比如福田汽車、江淮汽車等。對于產(chǎn)銷規(guī)模不是很大，自建發(fā)動機(jī)項目無法達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)的汽車企業(yè)而言，很長一段時間將仍需要外購動力系統(tǒng)。這就要求獨立發(fā)展的輕型柴油機(jī)企業(yè)，必須加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的再調(diào)整，以獲得新的發(fā)展機(jī)會和空間。第二十頁，共二十九頁，2022年，8月28日四、營銷體系與服務(wù)體系變化3、柴油機(jī)由過去的純機(jī)械系統(tǒng)，發(fā)展為機(jī)電一體化，智能化。

售后服務(wù)也由過去的“扳手+螺絲刀”模式變?yōu)楝F(xiàn)在的故障診斷儀、數(shù)字萬用表以及工具箱的模式。

對服務(wù)人員的要求也大幅度提高，能看懂電器原理圖、熟悉電控系統(tǒng)控制原理、了解后處理系統(tǒng)已成為服務(wù)人員的基本技能。第二十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日四、營銷體系與服務(wù)體系變化

4.、嚴(yán)格按照故障診斷程序來進(jìn)行故障診斷，杜絕誤診斷，誤操作。第二十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日五、企業(yè)概況全柴集團(tuán)是全椒縣屬國有企業(yè)，成立于1949年1970年進(jìn)入單缸柴油機(jī)行業(yè)1998年全柴動力成功上市2001年成功實現(xiàn)多缸柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整形成了以柴油機(jī)發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)為主，高品質(zhì)鑄造、汽車零部件、塑料管材等共同發(fā)展的多元化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)第二十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日中國機(jī)械500強(qiáng)企業(yè)國家火炬計劃重點高新技術(shù)企業(yè)中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)排頭兵企業(yè)安徽省百強(qiáng)企業(yè)安徽省優(yōu)秀高新技術(shù)企業(yè)安徽省創(chuàng)新型企業(yè)安徽省省級企業(yè)技術(shù)中心……五、企業(yè)概況第二十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日在產(chǎn)品開發(fā)過程中，全柴通過對外合作、技術(shù)引進(jìn)、自主開發(fā)等，廣泛采用包括現(xiàn)代柴油機(jī)分析技術(shù)，性能預(yù)測技術(shù)，噪音、功率檢測技術(shù)等。概念設(shè)計五、企業(yè)概況燃燒開發(fā)試驗分析技術(shù)仿真計算第二十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日研發(fā)成果序號項目名稱計劃編號備注1歐Ⅲ系列車用柴油機(jī)研制2008DFA80310科技部重大國際合作項目2小型挖掘機(jī)柴油機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)2009AA04XK1485857國家863計劃3四缸柴油機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與開發(fā)2009AA04XK1485861國家863計劃44D22E型柴油機(jī)2010GRC30025國家重點新產(chǎn)品計劃54B1-88C40型柴油機(jī)2011TJC30030國家重點新產(chǎn)品計劃64B2-95C40型柴油機(jī)2012GRC30038國家重點新產(chǎn)品計劃國家級科技計劃5項地方科技計劃5項序號項目名稱14D18E歐Ⅲ系列車用柴油機(jī)開發(fā)2高效低排放柴油發(fā)動機(jī)3歐Ⅳ排放車用系列柴油機(jī)技術(shù)攻關(guān)44D25F歐Ⅲ排放車用柴油機(jī)開發(fā)54B1歐Ⅳ系列柴油機(jī)開發(fā)五、企業(yè)概況第二十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日研發(fā)成果序號專利名稱專利號授權(quán)日期1柴油發(fā)動機(jī)的油氣分離器ZL201030517580.42010年3月2日2缸徑80毫米柴油機(jī)的油底殼ZL201120519117.82011年4月13日3缸徑80毫米柴油機(jī)的盒式呼吸器ZL201120530345.52011年4月13日4柴油機(jī)空調(diào)壓縮機(jī)支架ZL201120530342.12011年4月20日