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商用车动力总成研发现状及未来

作者: 汽配人网 发表于: 2008-11-27

  商用车动力总成生产情况 

  (1)发动机 

  2007年,汽车用柴油机生产239.8万台,扣除一汽-大众生产捷达轿车用柴油机(18659台)及SUV(23139台)和MPV(2572台)用柴油机及微客用柴油机384台,全年共生产商用车柴油机235.3万台,同比增长23.8%。2007年共生产汽车汽油机601.0万台,其中商用汽车用汽油机约48.77台,同比增长13.0%。 

  (2)商用车变速器 

  2007年我国生产商用车变速器约2857台,同比曾长21.6%。2007年商用车增幅较大,因此商用车变速器增幅也较大。其中由于2007年重卡增长76.6%,大客车产量增长46.3%,半挂牵引车增长95.6%,货车底盘增长32.8%,因此重型汽车变速器的增幅也较大,一些企业的出口量也较大(如法士特重型车变速器)。 

  (3)商用车用离合器 

  2007年我国共生产商用车250.1万辆,国内生产的汽车离合器大约在400多万套(OEM+售后+进出口差)。国产离合器由于技术水平和材质关系与世界先进水平相比还有一定差距,国内产品基本上满足了大多数商用车的需要。由于过去车辆超载严重,离合器容易损坏,更换率高,随着国内计重收费及限超载加严,超载现象将有所改变(但非公路车使用时仍有不少超载)。 

  商用车及动力总成进出口 

  一些商用车动力总成随整车出口。2007年商用车出口35万辆,占汽车出口总量61万辆的56.8%,以货车出口为最多,总质量≤5t的载货车占商用车出口量的55.4%。国内大企业是出口主力,如北汽福田出口2.77辆,同比增长66%;中国重汽出口重型货车1.47辆,金额超过4亿多美元。 

  (1)2007年我国进口汽车发动机60.7万台,15.32亿美元(含部分非汽车用);出口汽车用发动机51.2万台,7.53亿美元(含部分非汽车用)。柴油机大部分为商用车用,进口66730台,32.2亿美元;出口44573台,757万美元。我国发动机主要出口到北美、日本、韩国、越南、伊朗等国家和地区。 

  (2)除随整车进出口外,变速器、离合器、发动机进出口情况如下(海关数):2007年汽车(含乘用车)变速器总成进口32.76亿美元,同比增长62.4%;出口2.62亿美元,同比增长223.5%,主要出口北美、欧洲、澳洲,如陕西法士特产品较大批量出口。 

  (3)2007年我国汽车离合器及零件进口3.35亿美元,同比增长36.2%;出口1.75亿美元,增长42.3%。 

  商用车动力总成主要技术引进及合资合作 

  改革开放以来我国汽车发动机、变速器、离合器相继引进美国康明斯、奥地利斯太尔、意大利依维柯、日本五十铃、日本日野等发动机及美国伊顿、博格华纳、德国ZF变速器技术,技术水平有很大提高,基本上满足国内商用车需求,并有一些出口。 

  我国商用车动力总成方面存在的问题及政策建议 

  虽然我国商用车动力总成在技术水平上有很大的提高,但也存在着一些亟待解决的问题。 

  1.存在主要问题 

  (1)关键技术,关键零部件大多由外方控制。发动机电喷系统(汽油机)目前国内由博世、德尔福、西门子控制,虽然联合电子、万源德尔福为中外合资企业,但在技术上中方没有话语权。我国执行国Ⅲ、国Ⅳ,柴油机必须采用共轨电喷或电控单体泵、泵喷嘴。目前这些技术为博世、德尔福、日本电装等控制,中国成都威特、一汽无锡油泵油嘴研究所虽然开发出电控单体泵和共轨电喷系统,但大批量生产尚需时日。 

  (2)在动力总成方面外资控股趋势明显。中国加入WTO时,对汽车零部件的合资股比未作要求,外方为了控制核心技术,在动力总成方面力求独资与控股。博世在无锡建的共轨电喷系统企业,博世占67%;2007年6月美国康明斯公司在武汉建共轨电喷独资企业(总投资1000万美元);唐山爱信齿轮由中外合资变为日本爱立信独资。 

  (3)中方自主开发能力弱,产品技术升级大多依赖外方。在汽车发动机、自动变速器(AT、AMT)等领域中方并未全面掌握核心技术,中方在产品开发时依靠外方技术帮助。例如:玉柴开发新柴油机由德国FEV公司帮助;杭发开发国Ⅲ机由英国里卡多、日本电装、荷兰TNO检测中心协助;一汽锡柴开发奥威柴油机由AVL公司帮助;长城2.8LTC节油王柴油机利用博世技术等等。 

  (4)中方动力总成企业由于利润较低,研发费用较少。国外企业不仅从整车上获利,并且在进口配套件、技术转让费上也获得大量利润,他们投入的研发费用高,大跨国公司研发费用一般占销售收入的4%-5%(高的占8%);而中方大多占2%-3%。 

  (5)中方在发动机、变速器研发方面人才较为缺乏,随着国Ⅲ、国Ⅳ排放标准的实施,发动机技术水平不断提高,中方技术人才缺乏,开发新机型经验少,数据库缺乏,同时也缺乏共轨电喷等核心匹配经验和数据。 

  (6)国内产品与国外相比在技术水平上尚有一定的差距,如发动机可靠性、无故障里程等。 

  (7)排放升级,发动机企业面临成本大幅上升的压力,如大型柴油机使用共轨电喷、装OBD增加2-3万元,小型柴油机也要增加6000-1.5万元,几乎使小发动机成本上升一倍。发动机厂不能将成本全部转嫁给整车厂,自己利润下降,将导致后劲不足,开发资金缺乏。 

  (8)发动机生产集中度不高,技术来自国外各个系列,如美国康明斯、德国道依茨、英国珀金斯、意大利VM、日本五十铃、日本日野、法国雷诺、美国万国、奥地利斯太尔等等。国内实现国IV、国V采用什么路线(SCR和EGR+后处理)不明确,国家应及早明确国IV、国V技术路线。 

  2.政策建议 

  (1)政府部门要切切实实落实自主开发的鼓励政策,自主开发发动机、离合器、变速器要在科研经费、税收、信贷等方面子以减免和优惠。进口样机、试验仪器材料应在关税上予以减免。要改变一些大企业自主开发商用车动力总成动力不足问题,国资委考核企业领导人时,自主开发要列为重要考核内容; 

  (2)要坚决制止外商并购中方动力总成排头兵企业; 

  (3)利用政策杠杆、调控外商投资结构、鼓励外资在华研发生产高端产品; 

  (4)要求外商建立合资企业时,必须建立研发机构; 

  (5)中外合资企业再建发动机厂应要求在合资公司内建立(保持中外50:50股比,以免外方发动机生产独资或控股); 

  (6)组织全国力量,产、学、研共同攻关,对于动力总成核心部件联合攻关(如共轨电喷系统、EMS、OBD、AT、DCT、CVT等),成果共享。 

  (7)加强人才培养,广泛吸收国外人才,共同提升技术水平。 

  (8)及早制定国IV、国V排气后处理路线。 

  商用车动力总成未来发展 

  1.对商用车动力总成发展的影响因素分析 

  (1)计重收费对汽车动力总成影响 

  现在全国已有20多个省市执行计重收费,将来可能进一步推广。计重收费使大吨小标车减少;使超载车减少(超载罚款很多);使多轴车增多;使车辆运输速度加快(每次装载少了,但运输速度快了也可以提高运输效率);使整车需求量增加(不超载每辆车运送少了,需要更多的车来运送相同货物)。纵观以上情况计重收费,使重卡用发动机、变速器、离合器总需求增加;一些变速器速比要适应较高车速;半挂列车增多,对大功率发动机及变速器需求将增多。 

  (2)城市BRT(快速公交)对客车动力总成影响 

  现在不少城市在发展BRT,对客车动力总成的影响有:①由于车速提高,对变速器速比有一定变化;②由于增加一些12m、13.7m、18m、25m车型,对于大功率发动机有一定增长需求;③由于城市环保需求更严格,对国Ⅲ、国Ⅳ发动机、CNG、混合动力车动力系统也将有所增加,一些车型装用的AMT、AT国内还不能生产,进口量将加大。 

  (3)全国执行国Ⅲ排放,北京执行国Ⅳ排放对动力总成影响 

  商用车80%左右使用柴油机,柴油机由国II升至国Ⅲ排放标准在技术上有较大提升;大多需要共轨电喷或电控单体泵(或泵喷嘴),现在这一技术被博世、德尔福、电装等跨国公司掌控,价格很高,一般7000-2万多元/套,一些小型柴油机国Ⅲ后成本上升1倍;整车厂不能全部接受,动力总成厂要消化掉一些成本,压力大,利润将降低。 

  (4)交通部正在制定《营运客车燃料消耗限值标准》将油料消耗指标纳入考核范围,能耗超标车将不能上路运营。此标准除要求客车厂减轻车重,合理设计外,也要求客车发动机能耗要降低(如比油耗);要求发动机变速器重量减轻,体积缩小。 

  (5)不同需求要求商用车动力总成更加多样化 

  我国村村通、BRT、城市化(对消防、环卫车需求)、城乡物流发展很快,因此对商用车发动机、变速器有了更多的个性化需求。 

  (6)人民币增值,对发动机、离合器、变速器出口降低了价格上的竞争力,对出口有一定影响,由于中方价格优势明显,影响还不十分大。 

  (7)发改委批准的《汽车燃料消耗量标识》将于2008年7月1日起实行,该标准要求汽车出厂时加贴统一的油耗标识,要求汽车厂家在标识上说明这一款车在市区、市郊行驶油耗和综合油耗,以及最低与最高油耗等,这就要求车用发动机生产厂配合整车厂生产出低油耗的机型以及合理匹配的离合器、变速器。高油耗老机型将被淘汰。《轻型商用车燃料消耗限值》标准的实施对发动机总成也提出了同样的要求。 

  2.动力总成未来技术发展趋势(参考动力总成“十一五”规划重点发展方向) 

  (1)汽车发动机。主要发展方向:节能、环保两大方向。 

  ①共性技术:a.多气门(每缸3-5气门)、电子油门控制;b.废气再循环(EGR);d.减轻重量(如全铝机型、塑料进气歧管);e.使用环保可回收材料,限用铅、汞、镉六价铬等材料。 

  ②汽油机:a.可变进气系统(根据发动机不同转速使用不同长度及容积进气管向气缸内充气);b.稀薄燃烧;c.缸内直喷(GDI);d.可变气门技术(CVVT、VTEC)。 

  ③柴油机:a,电控燃油直喷技术;b.高压共轨电喷(单体泵或泵喷嘴) 

  ④发动机动力性不断增大,对变速器、离合器扭矩要求也随之加大。今后还会逐渐增大汽车动力。我国汽油车单车功率由2000年的49kW增至2007年78kW,增长59.2%;柴油车单车功率由2000年的89kW增至116kW,增长30.3%。 

  ⑤其它:代用燃料发动机、混合动力、纯电动、燃料电池也是需要不断改进与发展的产品。 

  (2)变速器。主要发展方向:安全、环保、节能、操纵轻便化、换档自动化、智能化。 

  ①大功率、大扭矩。客车最大功率达397kW、2300Nm,如ZF8S180,ZF商用车变速器输入扭矩3300Nm。 

  ②系列化、多种档位、组合化。如ZF公司拥有16种AT、3种MT、3种CVT;Getrag公司拥有23种MT、AMT。伊顿公司用42种变速器覆盖了700-2500Nm商用车。 

  ③变速器中心距系列化。ZF公司用10种中心距系列,覆盖了所有变速器;伊顿公司用8种中心距系列覆盖了所有机械变速器等等。 

  ④主箱与副箱组合化。如ZF公司主箱有3、4、5档3种,副箱2档,组合为5×2(10档);2×3×2(12档)、2×4×2(16档)等。 

  ⑤大传动比,小档间级差化,重型商用车国外最低档传动比已至17左右,最高档传动比已达到0.7左右。 

  ⑥小型化、轻量化。用冲压件代替铸锻件、广泛使用铝镁合金、用电焊代替铆接等;减小中心距,如ZF公司20世纪80年代至90年代末单体变速器中心距减少23mm。 

  ⑦换档向轻便化、自动化、智能化、电子集成化方向发展。 

  ⑧中国商用车今后有可能大力发展AMT(价格低于AT,与AT相比物美价廉)。 

  3. 至2010年商用车动力总成发展目标 

  汽车工业“十一五”规划中预测至2010年年产量900万辆左右,其中商用车210万辆左右,汽车保有量5500万辆,40辆/千人。该数字看来偏小(2007年汽车产量已达888万辆),那么至2010年我国汽车年产量预计可达1100~1200万辆,其中商用车大约300-320万辆。2010年我国车用发动机总需求在1200万台~1300万台左右,其中商用车柴油机270~280万台左右,商用车汽油机60-65万台左右。变速器产量要略高于汽车产量(还有一些进口),汽车动力总成“十一五”规划中规划至2010年我国离合器盖总成产量将达2800万件;离合器从动盘产量将达到5704万件,实际数可能高于该规划数。