我国内燃机工业发展历程
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我国内燃机工业发展历程
中华人民共和国成立前,中国内燃机工业的萌动
20世纪初,中国已有广州均和安机器厂( 1908)、上海求新制造机器轮船厂(1908)等先后制造过2.9~7. 4kW的煤气机。第一台柴油机要算1915年广州协同和机器厂按照英国柴油机仿制的船用柴油机。由于当时的柴油价格较低,所以20世纪20年代以后各动力厂逐步转向生产柴油机。上海先后创办了新中、中华、环球、上海和大隆等较大的制造内燃机的机器厂,还有吴祥泰、协泰、丰泰、永大等机器厂也制造内燃机。与此同时,无锡的工艺、实业和合众等20多家机器厂以及常州(原武进县)的厚生和万盛等机器厂也开始制造内燃机。武汉有周恒顺机器厂制造的11.0~58. 8kW的煤气机。山东潍坊的华丰铁工厂在1932年仿制了英国Blackstone公司的单缸卧式llkW低速柴油机。20年代末中国柴油机工业发展很快,上海的最高总年产量达4400kW。年产量最多的大隆机器厂曾达到300台。当时许多机器厂并非专业生产内燃机,根据市场需要也生产轧花机、碾米机等,或从事发动机修理工作。这些工厂的内燃机年产量一般只有20~100台,厂房和加工机床较简陋。20世纪30年代随着抗日战争爆发,沿海刚发展起来的内燃机民族工业遭到严重破坏。
从1915年到1949年,中国柴油机工业尚处于萌芽状态,以修配和仿制为主,生产方式以单件生产为主,生产规模很小,设备简陋,有些主要零件(如油泵油嘴、曲轴等)自己没有能力制造,还需从外国购买。到1949年,中国总共累计生产不足14.7万kW内燃机(包括柴油机和煤气机),1949年的产量约7300kW,当时主要生产厂只剩下上海新中、广州协同和及常州厚生机器厂3家。
中华人民共和国成立后,中国内燃机工业的建成和发展壮大
中华人民共和国成立后,内燃机工业蓬勃发展起来,为中国的现代化建设做出了贡献。
回顾中国内燃机工业解放后的发展历程,大致可分为以下4个阶段。
一、恢复和改造内燃机工业(1949-1957)
1949年10月1日,中华人民共和国成立。在中国共产党和人民政府的领导下,立即着手恢复国民经济,内燃机行业也开始逐步恢复和改造。
1. 恢复内燃机生产,组织产品试制。
1950年中央重工业部机器工业管理局成立了设计室,华东工业部机械工业处也成立了技术室,集中了一批技术人员进行柴油机产品的开发。
除了恢复低速柴油机和煤气机的生产外,还组织试制一些中、高速柴油机和汽油机。
1950年,吴淞机器厂(后为上海柴油机厂)制成5.5马力①汽油机41台,为小型发电机配套;同年,该厂把1949年试制成功的1140型单缸中速柴油机正式投产。该柴油机参考日本洋马公司,燃料系统参考美国卡特彼勒公司设计,750r/min、8.9kW、质量600kg,这是中华人民共和国成立后最早投入小批生产的柴油机。
1951年,中央重工业部机器工业局设计室与天津机器厂(后为天津动力机厂)组成试制小组,参考卡特彼勒公司8800型柴油机设计4146柴油机,1050r/min、59. 7kW、质量1850kg。这样高的转速在当时国内生产的机型中是一项突破。
1951年,华东技术室参考Fairbanks Morse公司4缸机进行设计,由吴淞机器厂1952年试制成功41 10型40马力柴油机,1953年制成6110型60马力柴油机。无锡柴油机厂在生产41 10型的同时又发展了3110型。
1953年,济南柴油机厂参照捷克4S160柴油机进行试制,于1955年投产,后又发展8160型。其后潍坊柴油机厂试制6160型,从而形成67.1~134. 2kW的160系列。
在中、大功率中速机方面,为了满足城镇、矿山及工厂动力与照明的需要,1952年,上海新中机器厂(后为新中动力机厂)试制成功200马力、500r/min柴油机。上海通用机器厂(上海汽轮机厂)按审订后的昆明中央机器厂VD -25型柴油机图样,完成了6250型柴油机和200kW柴油发电机组的试制。
同时,天津机器厂、上海通用机器厂等也试制成功配4146型、6250型等柴油机的曲轴。仅3年时间,内燃机零部件已开始在国内进行生产。
2. 从整顿产品质量人手,对企业进行整顿和改造。
1952年9月成立第一机械工业部(简称一机部②),下设第四机器工业管理局,统一规划全国动力机械,包括汽轮机、锅炉和内燃机等产品的生产。划归四局直属的内燃机专业厂有:上海柴油机厂(上柴)、新中动力机厂(新中)、无锡柴油机厂(锡柴)、天津动力机厂(天动)、济南柴油机厂(济柴)、潍坊柴油机厂(潍柴)、南昌柴油机厂(南柴)和武汉动力机厂(武动)8个企业以及兼产柴油机和煤气机的2个厂。还有一部分生产内燃机的地方企业,如江苏常州机器厂、山东莱阳隆茂铁工厂、潍坊华丰机器厂和广州协同和机器厂等,也由四局归口管理。
第一机械工业部四局组成产品质量联合检查组,对武汉动力机厂、上海柴油机厂、天津动力机厂等9个工厂的产品质量进行了巡回检查。这次大检查对于促使企业建立正常的生产秩序,增添必要的检测设备和手段,建立和完善产品检验制度,纠正长期形成的修配习惯等,都有很好的作用。
在生产管理方面,一些企业制定了生产作业计划和定额管理制度、废品管理制度,建立原始记录和统计制度。重点放在制品管理、质量检验、工具管理、设备维修4个薄弱环节。在工艺和工装方面,建立了各种工艺过程卡、毛坯卡、工具清单等工艺文件,制定了典型工装设计规范。按照苏联专家建议,引入工艺路线概念,按工艺路线组织生产,将机床设备改为按工艺流程排列。同时整顿产品图样,修订公差和技术条件,并编制了主要零件工艺文件,严格工艺纪律。通过一系列的措施,内燃机生产开始逐步走向了正轨,产品产量和质量都有明显的提高,成本有所下降。例如上海柴油机厂1957年实现的利润比上年增长60. 3%,而人员只增加12%。一些直属厂还成立了中央计量室和化验室,以保证计量标准的统一和严格控制。为适应内燃机批量生产需要大量工艺装备和专用机床的特点,把工具制造和设备维修工作从生产车间独立出来,加强了企业的技术后援力量。
3. 组织内燃机关键零部件的专业化生产与协作。
在“一五”期间,一机部四局十分重视内燃机关键件的专业化生产与协作的问题。一是在一些柴油机厂组织专业化生产车间;二是对一些原来生产维修配件的小厂进行技术改造和扩建,使之成为配附件专业厂。如1953年上海柴油机厂和天津动力机厂先后建立起油泵油嘴专业车间。此间,济南柴油机厂建立了铝活塞、轴瓦车间,潍坊柴油机厂建立了齿轮箱和油泵车间,南昌柴油机厂建立了活塞环车间等。又如对上海动力设备公司的宝昌、大中华等一批生产活塞、活塞环、轴瓦、滤清器的工厂加以改造、扩建,使之成为配附件专业厂。配附件专业化生产大大减轻了主机厂供应维修配件的负担,为部分主机厂提供了优质廉价的配附件。同时还为开发新产品创造了极为有利的条件。
4. 推广应用球墨铸铁,解决了内燃机曲轴、凸轮轴等毛坯生产的薄弱环节。
球墨铸铁的试制成功及其在内燃机上的应用推广,对中国内燃机行业的发展起了重要作用。从1950年起国内开始研究生产球墨铸铁,1952-1954年在国内逐渐推广应用。无锡柴油机厂1952年即铸造并应用球墨铸铁缸套、齿轮、摇臂等柴油机零件,1956年中国第一支柴油机球铁曲轴在该厂浇铸成功,加工装机后经过超速超负荷及冲击试验,实际使用达8700小时。当时内燃机生产批量迅速扩大,但国内缺少大规格的钢材和大型模锻设备,矛盾十分尖锐。无锡柴油机厂把球墨铸铁应用到3110型柴油机曲轴的正式生产上,并首创了“横浇竖冷”的球墨铸铁曲轴浇铸新工艺。此后,球铁曲轴在全行业得到普遍应用,成为解决中国内燃机曲轴、凸轮轴等关键件毛坯生产薄弱环节的十分有效的办法,并节约了大量钢材,减少了工时和成本。
5. 制定内燃机系列型谱和技术政策。
在国民经济逐步恢复的过程中,当时一些内燃机厂恢复了老产品的生产,也开始参照一些不同国家、不同类型的内燃机进行试制,机型较杂乱,对内燃机工业的发展和使用维修都很不利。1954年,一机部四局组织制定了中国第一个内燃机系列型谱,同时明确了有关内燃机发展的几个重大技术政策。一是中国内燃机工业必须实行产品的系列化,即以若干合理的系列,满足国民经济各部门的需要,避免产品的重复和空白,并从国家的整体出发,全面统筹、有计划地加以安排。二是以发展节能的柴油机为主,不单独发展煤气机产品系列。三是确定以高速柴油机为主要发展方向。
四局所属中央设计室帮助各厂试制新产品。1954-1955年,济柴试制成功4S160及8S160型柴油机;1955年潍坊柴油机厂又在4S160型的基础上试制6L160型船用中速柴油机,构成160系列;南柴先后试制成2105型及285型柴油机;上柴、锡柴及宁动发展了2、3、4缸及6缸,形成20、30、40及60马力的110系列;天动在4146型柴油机基础上发展了6146型柴油机,形成146系列柴油机;上海汽轮机厂在6250型柴油机基础上发展了4250型200马力柴油机及其135kW发电机组、8250型440马力柴油机及其256kW发电机组,形成250系列柴油机及其发电机组;新中动力机厂试制成350系列中的6L350型柴油机(675马力,375 r/min),用于船舶主机及发电机组。在“一五”期间,仅部属专业厂就发展了9个系列、26个新品种的柴油机。此外,1954年柳州机械厂及天津机械厂等还先后试制成功2. 57kW、3000r/min及4.4kW、2200r/min的1101型及26型汽油机;广州协同和机器厂、常州机器厂、无锡“机一联”等地方工厂也制成一些柴油机和煤气机新产品。常州机器厂逐年改进产品结构,制成空气预热煤气发生炉及复合式煤气清洁器。
在一系列扎实工作的基础上,内燃机行业于1956年提前一年完成了“一五”规定的指标。到1957年,全国内燃机专业生产厂发展到34家,当年提供的内燃机商品量达69万马力,是1952年的17. 25倍,占国内内燃机总销量的79%(1948年国产内燃机约占5%)。
在“一五”期间,国家对内燃机行业的投资共计4300万元,主要是用于几家新厂的建设上,其中有苏联援建生产船用内燃机的洛阳柴油机厂和陕西兴平柴油机厂两个“156项”工程。而同期内燃机的年产量每年平均却以76.8 010的速度递增。内燃机行业加强配附件专业化生产,改善企业管理,组织系列化生产,取得了投资小、见效快、效益大的优异成绩。到1957年,中国内燃机行业已初具规模,为内燃机制造业的发展打下了初步基础。
二、 内燃机工业体系基本建成( 1958-1980)
第一个五年计划完成之后,内燃机行业科技人员和广大职工在开发新产品,推广新技术、新工艺和新材料方面积极性大大提高;行业管理体制也由解放初期的统一管理,相对分散到机械、农业机械、船舶、兵工、铁道、交通等几个相关部门管理,调动了各方面的积极性;内燃机行业的建设和改造资金的投入有了较大的增长。由于新技术的采用和大量资金的投入,以及中国石油工业和基础工业的发展壮大,使中国内燃机行业得以较快的发展,并形成了比较完整的工业体系。
为满足农业抗旱对排灌机械的要求,1957年12月国家经济贸易委员会(简称国家经委)、水利部、农业部、一机部等联合召开了全国农田排灌机械、农业机械化会议,决定1958年供应50万马力动力排灌机械,这个数量几乎等于当时排灌机械的总和,是那时中国实现农业机械化所采取的现实步骤。
1958年,在“大跃进”的形势下,各地大办农业机械厂和内燃机制造厂。据统计,到1959年年底,全国内燃机厂猛增到185个,当年产量达到442万马力,1960年又增到525万马力(其中农机系统489万马力)。
1958年成立了上海内燃机研究所,在这个历史阶段中,70%以上的农用柴油机都是该所设计的,大大促进了非道路用柴油机工业,特别是农用柴油机工业的发展。
1959年9月农业机械部(简称农机部)成立后,动力机械中除车用和为军工、铁路、大型船舶等配套的大型的内燃机以外,农业用、工业用以及小型车用(整车厂自配者除外)的各种内燃机及其配附件都归农机部管理。
1959年大庆油田的开发,国内原油和石油制品生产的发展,为内燃机工业的发展提供了必要条件,原来产量较大的煤气机,由于使用不便,材料消耗大,逐渐被柴油机所取代。
在主管部门的规划指导和组织实施下,中国内燃机工业在以下几方面取得了很大进展。
1. 开发了一代内燃机新产品。
中国生产的内燃机,由参照国外样机发展到自行设计,是这个阶段取得的重大历史性进展之一。自行设计的柴油机新产品包括135系列柴油机、小马力农用柴油机、废气涡轮增压器和增压柴油机、配大中型拖拉机的柴油机和大马力柴油机等。
1956年求新造船厂开发出用J - 270涡轮增压器(由船舶工业管理局组织研制)配套的6 -187/270增压柴油机,将功率提高了50%,这是国内第一台大中马力船用增压中速柴油机。随后1958年新中动力机厂制成轴流式T250X型废气涡轮增压器及1200马力的8L3502型柴油机。同年中国科学院动力研究室研制成10号径流式增压器,配6135型柴油机进行废气增压试验,功率可提高30%—50%,油耗亦有所降低。由于废气涡轮增压可以提高柴油机的升功率、降低柴油机的比质量、降低柴油机单位马力的制造成本,对于节能、减低排气中的有害物质,以及改善柴油机的使用特性等都有好处,因此涡轮增压是柴油机技术的一项重大突破。
继轴流式废气涡轮增压器研制成功之后,中国开始了大马力增压柴油机的研制。1958年6月一机部六局组织上海内燃机研究所、上海交通大学、无锡柴油机厂和上海柴油机厂共同研究分析国外进口样机,随后仅用了82天时间,就开发出一台样机,配装在青岛四方机车车辆厂生产的巨龙牌机车上进行试用。根据在试用过程中发现的问题加以改进设计后,1960年上海柴油机厂设计成12V180型增压高速柴油机,又经过五年多的试用和几轮改进设计,终于在1965年10月投入批量生产。同一时期,红岩机器厂也完成了62502型增压柴油机的研制工作,为长江等内河船舶和工矿发电提供了配套的动力机械。
2. 加强了内燃机的系列化、标准化、通用化工作。
由于新产品大量出现,旧的系列型谱已不适用。1961年农机部向上海内燃机研究所下达了重新编制柴油机系列型谱的任务。该所对内燃机的国内外情况以及国内用户对柴油机性能的要求,作了一次比较广泛的调查,提出了各种用途中小功率柴油机第三个系列型谱(草案)。农机部还向天内所下达了制定通用小型汽油机系列型谱的任务。由该所提出的小汽油机系列型谱(草案)在新机型的发展上得到了贯彻实施。新的系列型谱(草案)在实际工作中成为内燃机行业规划和开发新产品的主要参照依据,对于中国内燃机产品的系列化、多品种以及组织维修配件的供应等,都起到一定的推动作用。在标准化工作方面,1963-1964年制定了内燃机产品和重要配附件(包括活塞、活塞环、缸套、轴瓦、缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、油泵油嘴等)技术条件及整机台架试验方法等国家和部颁标准,对于提高产品质量和促进整个行业的技术进步,都有重要的作用。
3. 企业自制设备,进行技术改造。
农机部动力局于1960年4月在苏州召开了全国动力机械行业技术革新、技术革命经验交流和规划会议。5月,一机部和农机部在上海联合召开了全国机械工业技术革新和技术革命现场会。这两次会议促进了内燃机行业进一步解放思想、自力更生,组织起来自制专机、提高工艺水平和生产效率。例如上柴形成具有年产30多台组合机床专用设备的制造能力。到1984年该厂已拥有组合机床专用设备317台,组成了组合机床自动线10条、机体流水线2条以及多工位机床等生产线。
4. 整顿产品质量,扩建重点企业,调整企业布局。
1961年3月,农机部在根据中央提出的调整国民经济八字方针,提出了整顿产品质量的方法和步骤。不久重新颁发了《柴油机试验办法》和《煤气机试验办法》,制定了《出国柴油机制造与验收质量标准》等部颁标准。同时,对生产内燃机的地方企业进行了调整。到1965年,内燃机生产企业由1959年的185家下降到53家,农机系统内燃机年产量由1960年的489万马力下降到245万马力。
内燃机行业骨干厂的基本建设主要是在农机部成立以后进行的。例如,对上海柴油机厂国家投资3887万元,形成年产135系列柴油机35万马力、12 V180型柴油机10万马力的生产规模改造和扩建;对潍坊柴油机厂国家投资2069万元进行扩建,形成年产6160型柴油机10万马力的生产能力;对天津动力机厂国家投资1386万元,形成年产146系列柴油机1500台的生产能力;对北京内燃机总厂、无锡柴油机厂和南昌柴油机厂等都进行了扩建和改造。
在此期间,国家还投资进行了内燃机科研基地的建设,先后成立了上海内燃机研究所和天津内燃机研究所。从1958-1965年,国家对内燃机行业的投资总计达4.28亿元,为内燃机行业以后的迅速发展,从物质条件上做了准备。
从1964年开始,根据中央指示进行大“三线”建设。内燃机行业把生产250系列中速柴油机的无锡动力机厂和生产小型汽油机的上海动力机厂内迁重庆,分别定名为红岩机器厂和浦陵机器厂,由上海柴油机厂、天津机械厂、天津动力机厂分别包建贵州柴油机厂、贵阳农机铸造厂、贵州汽油机厂、青海柴油机厂以及在西北扩建和改造了西安动力机厂、兰州柴油机厂、宁夏柴油机厂等,从而改善了内燃机行业的布局。但由于受“左”的思想干扰,内迁厂厂址选择不当,给企业生产和职工生活都带来不少困难,在由计划经济向市场经济过渡的过程中多数内迁厂被淘汰。
通过贯彻“调整、巩固、充实、提高”的八字方针,内燃机的品种、质量,行业的管理水平、技术水平和设计能力,都有很大提高。到1966年,中国初步形成了比较完整的内燃机工业架构。
1966-1976年“文化大革命”中,全行业的工厂管理和文明生产遭到破坏,产品质量全面下降。一些省、市盲目发展了一批小型内燃机企业,造成损失浪费;同时,普遍忽视了内燃机配套性能和技术水平的提高。
由于国家对内燃机行业增加了基本建设投资(13年累计投资8. 38亿元),以及通过广大干部、技术人员和工人努力,内燃机行业还是得到了一定的发展。例如扩大了农用内燃机生产能力,1980年全国内燃机产量已达3138万kW;发展了机械加工流水线、自动线和铸造生产线(据1974年统计,当时全国机械工业共有130多条自动线,其中内燃机行业就有70条,占54 010);以及开发了一批新产品,推广应用了一些新材料、新工艺。例如:小型汽油机生产采用压铸机节约金属88.5 010、工时下降70010,推广失腊精密铸造用于制造增压器叶片、凸轮轴、摇臂等零件,在热处理方面推广了球铁曲轴软氮化工艺等。
应当指出,“文化大革命”期间,正是国外技术迅速发展的十年,而中国则基本上停留在20世纪60年代的水平上,致使与国外技术水平的差距愈拉愈大。
三、 内燃机工业体系发展壮大(1981-1995)
1978年中国共产党十一届三中全会确立了中国重点转向经济建设的方针,中国内燃机工业迈开更大的步伐,开始走上新的发展阶段。汽车、摩托车以及农用运输车等配套主机的快速发展,带动了内燃机工业的高速发展。
随着改革开放的不断深化,中国由计划经济向社会主义市场经济过渡。国营企业开始按照现代企业制度进行管理,大型国营企业股份化,小型国企转制,民营企业大量出现,外资企业增多。内燃机企业体制开始进入多元化时代。
内燃机及其配附件外资企业日益增多,先进工业国家的内燃机产品、装备、技术和资金不断地进入中国市场,大幅度提高了中国内燃机工业的能力和技术水平。但由于条块分割体制等多方面原因,导致重复开发、重复引进、重复建设严重,造成资源的极大浪费,并在一定程度上削弱了中国尚不强大的内燃机自主开发能力。
1. 调整企业方向,加强经营服务。
1979年中国调整国民经济,给内燃机行业改进企业管理一个很好的机会。企业转变经营观念,市场和质量意识大为加强。许多企业实行全面计划管理和全面经济核算,加速资金周转,降低产品成本,提高了企业的经济效益。行业内普遍加强了销售和服务部门,积极执行“三包”与索赔等规定。不少内燃机企业在许多省、市建立了产品维修和技术服务中心。
内燃机企业认识到产品质量是企业生存的首要条件,坚持“用户第一”和“质量第一”的指导思想,把设计质量、制造质量和使用质量三个方面都管理起来。为了保证产品的高质量,大多数企业实行高于国家标准的企业内控标准、积极推行国际标准,内燃机产品的质量有了明显提高。
2. 改革开放推动中国内燃机工业快速发展。
1)销售市场兴旺繁荣。改革开放促使经济发展,市场对摩托车、汽车、农机、工程机械、发电机组以及内燃机车、船舶(尤其是远洋航运)和出口需求以较大的幅度增长,内燃机工业市场兴旺。
改革扩大了企业的自主经营,大力调整产品结构,实行系列化、多品种生产。军工企业按照“军民结合、平战结合、军品优先、以民养军”的方针,充分发挥军工企业技术、装备的优势,利用富余能力,大力发展军民通用型产品。如兵器系统开发和引进了内燃发电机组、矿用汽车、工程机械、摩托车等配套的汽油机和柴油机十余种;船舶系统开发了军民结合、船陆结合柴油机;航空航天系统以微型汽车、摩托车用发动机作为民品发展的重点之一,这些使中国内燃机工业的生产能力有了很大的发展。
2)在发扬自力更生精神的同时,努力吸收国外先进技术。一批重点、骨干企业成立了产品研究开发机构,改进老产品、开发新产品。不少企业引进了国外先进技术和产品,与国外研究机构合作开发、派出技术和管理人员出国进修考察。这使中国内燃机产品技术水平得到很大提高,而且开扩了视野,看到了中国内燃机工业的差距。“六五”、“七五”计划期间,全行业就引进了整机技术72项、配附件及材质工艺技术57项,其中包括风冷和水冷机型,小至0. 735kW小汽油机,大到4.2万kW的船用低速长冲程柴油机。如船舶系统自1979年先后引进了苏尔寿(Sulzer)、曼恩公司( MAN B&W)公司等世界众多名牌柴油机制造技术,到1988年年底引进生产的柴油机的国产化率达到75%。
3)调整产品结构,内燃机生产大幅度增长。由于体制改革的深入发展,企业普遍重视调整产品结构适应市场需求。许多企业通过自行研制、合作开发和引进国外技术,开发了一批具有20世纪70年代末、80年代初国际水平的内燃机产品。随着各行各业对各种机动车辆的需要量激增,中小功率柴油机和汽油机的年产量恢复并超过了历史上最高年份。内燃机企业通过技术改造和新建形成了一批铸造中心、锻造中心,以及一批采用国内外先进工艺和设备的内燃机关键零部件的专业化大量生产企业,为中国内燃机产品实现专业化、协作化、大批量生产奠定了基础。
四、 内燃机工业走向现代化,成为世界内燃机生产大国( 1996-2008)
1. 内燃机企业优化资源配置,生产集中度提高。
1996年前后,中国企业改革开始进入新的“抓大放小”发展阶段。内燃机行业主要整机和配附件企业进入兼并重组、优化资源配置的过程。在“十一五”期间内燃机企业进一步进行战略重组和整合,以求做强做大,参与国内外市场的激烈竞争。
2006年单缸柴油机产量超过60万台的有4家,产量占中国单缸柴油机总产量816万台的44%左右;小缸径多缸柴油机产量超过10万台的有5家,产量占中国小缸径多缸柴油机总产量313万台的42%左右;中等缸径多缸柴油机产量超过10万台的有5家,产量占中国中等缸径多缸柴油机总产量145万台的63%左右;通用小型汽油机销售量接近或超过100万台的有5家,销售量占中国通用小型汽油机总销售量91 1万台的54 010左右;车用汽油机销售量超过20万台的有10家,销售量占中国车用汽油机总销售量468万台的66. 2%左右。
中国已经成为世界内燃机生产大国。单缸柴油机、小型汽油机、车用内燃机、大型低速柴油机产销量及内燃机总产量都名列世界前茅。
2. 技术进步加快,与国外先进水平的差距缩小。
1)排放标准成为推动中国内燃机技术进步的主要动力。中国等效采用欧洲排放法规,2000年、2004年、2007年、201 1年分别执行国I、国Ⅱ、国Ⅲ、国Ⅳ标准。北京市于2005年开始执行国Ⅲ标准,2008年开始执行国Ⅳ标准,基本上与国外先进水平接轨。国Ⅱ标准比国I标准CO降低30. 4%;HC和NO、降低55. 8%。国Ⅲ标准的尾气污染物排放限值比国Ⅱ标准又降低了30%。国Ⅳ标准的尾气污染物排放限值比国Ⅲ标准又降低了50 010左右。
排放标准是推动内燃机技术进步的主要动力。在减少有害排放物的同时还要考虑经济性。
2)中国正在加大新能源、新动力的研发及应用。中国大中城市已在推广应用CNG和LPG汽车。中国已在进行二甲醚、煤制合成燃料的应用研究。在甲醇、乙醇研究方面,吉林、河南等省已推广应用乙醇汽油汽车;山西、上海等省、市已进行了甲醇汽车的产业化试点。
一汽、上汽、奇瑞、长安、吉利、长城等汽车生产企业开发或已研发出混合动力汽车。
中国已重点开展燃料电池和燃料电池发动机的研发,并已开发出多种燃料电池汽车。
3)技术和产品引进加速,合资合作步伐加快,世界主要内燃机企业进入中国。2001年中国加入世贸组织。内燃机企业的主要技术、产品、装备来源从国内转向国外是一个主要的趋势。通过1~2轮的技术引进,中国大型内燃机企业已逐步形成了一定的自主开发能力,但是核心技术还要借助于国外。
中国轿车和重型车市场进入快速发展时期,国外著名汽车生产企业通过合资和技术转让的方式,将整车和配套发动机同时进入。
中国内燃机大型企业纷纷采用当代国际先进制造工艺与设备,一批具有国际先进水平的、采用网络化柔性制造技术的工厂在国内建成投产。内燃机制造的工艺难点由此获得突破,产品质量稳步提高。中国部分内燃机企业的工艺水平己接近国际先进水平。
3. 中国内燃机工业未来发展趋势。
1)更广阔的市场前景。交通运输方面,2009年中国汽车产销量都超过1300万辆,成为世界第一汽车生产大国。再加上农业机械、工程机械、船舶工业等方面的配套要求,内燃机的总需求量是很大的。
2)更严峻的能源和环保压力。石油是短缺能源,地区分布极不平衡,价格剧烈波动。中国已经成为石油消费绝对水平的第二大国,增量水平的头号大国。内燃机是石油资源的最大用户。开展内燃机节能以及代用燃料的利用已成为内燃机工业持续发展的唯一途径。
中国内燃机汽车已成为城市的主要大气污染源。北京市大气中45 010的NOx、60 010的CO和70 010的HC;上海市84%的CO、94 010的HC、54%的NO。;深圳65%的NO,、95%的CO和71%的HC来自汽车尾气。内燃汽车已成为城市的主要噪声源。能否充分发挥柴油机节能的先天优势已成为影响柴油汽车生存的关键。
到2020年,如果中国机动车总量发展到1.9亿辆(不含低速汽车和摩托车),将消耗3.6亿t车用燃料,排放11.7亿t C02。燃油耗和C02排放将比1995年增加8倍。燃料和动力的多元化是21世纪内燃机工业面临的基本态势。
各种动力和燃料将要在竞争中求生存和发展,先进内燃机在近、中期还将是汽车的主要动力,汽、柴油仍然将是内燃机的主要燃料。
控制排放是内燃机工业可持续协调发展的关键。
3)更激烈的国际竞争。中国进一步开放国内市场,内燃机市场竞争更加激烈,高技术产品市场受到冲击。中国内燃机企业正面对发达国家同行在资本、技术、策略、管理、人才、品牌等方面的巨大挑战。
4. 内燃机工业未来发展的基本思考。
1)提升自主开发和自主创新能力。加快企业技术进步,提高企业技术创新能力,特别是核心技术的创新能力。提升自主开发能力,创造自主品牌,是由内燃机生产大国走向生产强国的必要条件。
2)以电子技术为主线,强化内燃机高新技术的发展。为了适应国内外市场竞争的需要,中国内燃机企业应该加快内燃机高新技术开发的进程,加大对高新技术科研和产业化的投入,研究开发节能、低排放的内燃机技术和产品。
3)实施内燃机节能与能源多元化。中国石油资源不能长期支持内燃机广泛应用的需求,必须加快内燃机节能应用和气体代用燃料、煤制代用燃料(二甲醚、合成汽油、合成柴油等)以及复合动力的应用研究和产业化。
加大电力、燃料电池等高效清洁能源的应用研究力度并在有条件的地方积极推广应用。
4)以集团化为主导,优化行业结构。以市场为导向,加快行业结构优化调整和改革,重点支持一批有较强竞争能力的大型企业集团和重点骨干企业,形成合理的经济规模,全面提高以企业为中心的技术开发能力及核心竞争力,降低研发和生产成本,提高工艺和装备水平,把内燃机工业建成优质高效的产业。
5. 以两个市场为主导,实现国际化发展。
中国内燃机企业要建立现代营销体系,提高经营国际化、市场化水平,创造机会开拓国外市场,融入国际大循环。
能源和环境是内燃机可持续发展的两大制约因素。内燃机长远的发展前景,根本上取决于石化能源动力与新能源动力之间的竞争。纯电动力机械的发展前景主要取决于电能储存技术的发展,燃料电池动力机械的发展前景主要取决于燃料电池技术和制氢技术的发展。内燃机、纯电动力机械、燃料电池之间的竞争是长期的,根据当前技术发展进程预测,至少在21世纪的上半叶,内燃机完全有能力接受各种新型动力的挑战,能够满足日益严格的法规和用户要求,继续占领移动动力源的统治地位。
中国已经成为世界内燃机的生产大国,再有十几年必将成为内燃机的生产强国。随着电子技术及相关学科的不断发展,内燃机的产品开发技术和制造技术将会日臻完善,以应付环境和能源的挑战,在21世纪再创新的辉煌。
参考文献
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中国机械工程学会编著. 中国机械史 行业卷 上[M]. 北京:中国科学技术出版社, 2015.01.
文章来源:交大高等工程教育博物馆
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