1、內燃機及柴油發動機行業基本情況

　　（1）內燃機及柴油發動機行業發展概述

　　內燃機是一種通過控制燃料在機器內部燃燒，并將釋放的熱能直接轉換成機械能對外提供動力的動力機械，廣泛應用于汽車以及其他專用和通用機械。由于燃料做功后排出污染和溫室氣體，內燃機也是如今大氣污染的重要來源，是世界“節能減排”和“降低碳排放”的主戰場之一。
內燃機作為近代最偉大的發明之一，徹底改變了社會發展進程，使人類許多夢想得以實現，內燃機產業也成為一個國家工業化的重要基礎。中國內燃機產業起步較晚，但經過幾十年發展，已成為我國重要的基礎產業。據《中國內燃機工業年鑒2015 年》數據顯示，2014 年，我國內燃機產量突破8,000 萬臺，內燃機工業總產值突破4,500 億元，內燃機總功率突破20 億kW，進出口總額突破267億美元。內燃機產業是推動我國經濟增長、社會運行的重要裝備基礎。

　　根據內燃機采用燃料的不同，常見的內燃機主要有柴油發動機和汽油發動機。在燃料點火方式方面，柴油發動機采用壓燃燃料的方式。柴油發動機工作時，進入氣缸的是空氣，然后通過壓縮空氣的辦法來提高空氣溫度，當空氣溫度超過柴油的自燃點時，燃油噴射系統以極高的壓力在極短的時間內向氣缸燃燒室內噴入柴油，柴油噴霧與空氣混合的同時自行燃燒，猛烈膨脹產生爆發力，推動活塞下行做功。

單缸四沖程柴油發動機工作原理示意圖

數據來源:公開資料

　　柴油發動機的點火方式決定其結構相對簡單，可靠性相對汽油發動機高。同時由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油發動機具有高壓縮比，熱效率要優于汽油發動機。富氧燃燒和高壓縮比還使得柴油發動機在一氧化碳、二氧化碳、碳氫化物等物質的排放方面要低于汽油發動機7。

　　柴油發動機較高的熱效率，同時還使得其燃油消耗要低于汽油發動機，具有較好的經濟性。此外，相同功率情況下，柴油發動機的扭矩大，最大功率時的轉速低。因此，基于柴油發動機大扭矩，突出的可靠性和熱效率以及經濟性，柴油發動機用途相較汽油發動機廣泛，廣泛應用于交通運輸、工程機械、農用機械、船舶動力、鐵路內燃機車、發電機組設備、國防裝備和其他各種通用機械。

　　根據內燃機最終用途劃分，內燃機又可劃分為道路領域內燃機和非道路領域內燃機。其中道路領域內燃機一般指配套在乘用車、商用車及摩托車上的發動機。非道路領域內燃機一般指配套在非道路移動機械（如工程機械、農業機械等機械設備）以及船舶動力、鐵路內燃機車、發電機組上的發動機。道路領域內燃機目前呈柴油發動機和汽油發動機共存局面，非道路領域內燃機則主要以柴油發動機為主。

　　（2）中國柴油發動機行業發展趨勢

　　據中國國家統計局數據顯示，2016 年1-6 月，全國汽車總產量累計為1,507.80萬輛，其中，新能源車8產量累計為28.50 萬輛，新能源車產量僅占全國汽車總產量的1.89%，以柴油發動機和汽油發動機為代表的傳統內燃機仍為汽車主流動力。

　　近年來，柴油發動機在結構上從自然吸氣式發展到渦輪增壓式，在控制策略上從機械控制過渡到電子控制，燃燒過程也從兩氣門發展到多氣門，并提高燃油噴射壓力，未來將主要聚焦于燃油噴射系統的進一步改進。進入電子控制階段，目前柴油發動機燃油噴射系統在技術路線方面，主要有電控高壓共軌系統、電控單體泵系統、電控泵噴嘴系統和電控分配泵等路線，從國內的實際發展情況來看，電控單體泵系統和電控高壓共軌系統的應用相對廣泛。

　　柴油發動機的發展趨勢概括為：直噴化、高壓噴射化、電子控制化。其中電控高壓共軌系統主要是由電子控制系統和燃油供給系統等組成，電控單元根據傳感器信號直接對噴油器進行控制，實現噴油壓力、噴油量和噴油率的自由調節。

　　其優點有：電控高壓共軌系統中的噴油壓力柔性可調，對不同工況可以確定所需的最佳噴射壓力，從而優化柴油機綜合性能；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氣泡和殘壓為零的現象，因此在柴油機運轉范圍內，循環噴油量變動小，各缸供油不均勻可得到改善，從而減輕柴油機的震動和降低排放。

　　電控單體泵技術是燃油噴射系統領域中另一項成熟技術，其同樣由電子控制系統和燃油供給系統組成，可實現定時、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 階段排放標準。由于其精密部件相對電控高壓共軌系統較少，生產制造成本較低，具有較好的經濟性，因此自面市以來受到市場廣泛歡迎。此外，我國自主研發生產的電控單體泵系統在現階段非道路領域內，其使用維護條件和燃油質量敏感度方面具有更好的適應性，因此尤其適用于我國目前條件下的非道路領域。