内燃机不过时 创新迸发新生命力

  我们进入了新能源汽车时代，中国汽车工业协会的多个方面数据显示，新能源汽车的渗透率超过40%。有一种声音认为，内燃机日落西山，在时代的洪流面前显得过时了。

  内燃机的前景真如某些人说的的那样悲观吗？事实并非如此，10月10日，第四届中国内燃机科学技术创新大会在北京召开，多位专家分析了内燃机的发展前途及创新研究成果，尤其是混合动力、增程式发动机助力实现“双碳”目标，受到大家的关注。科研机构、高校及企业在大会上展示了多项创新研究成果，甲醇、氢、氨等替代燃料的应用也让内燃机行业表现出勃勃生机。

  近年来，随着新能源汽车销量增长，内燃机在乘用车领域的占比会降低。但是，内燃机不只是在乘用车上使用，船舶、农业机械、工程机械等多个领域都大量使用内燃机，成为他们不可或缺的动力来源。

  内燃机稳定的动力输出，为国民经济发展做出了重要贡献。中国内燃机工业协会提供的多个方面数据显示，2021年内燃机行业经济发展平稳增长，内燃机总产量突破8200万台，同比增长1.4%，总功率突破28亿千瓦，同比增长2%左右，进出口总额308.47亿美元,同比增长22.61%。

  2022年，我们国家的经济受疫情影响，内燃机行业调整阶段，全年内燃机全行业销量7608万台，同比降幅8%，因产量下降和原材料成本增加等因素影响，总功率27.2亿千瓦。内燃机行业进出口总额300.86亿美元，同比增长-2.47%，其中出口212.84亿美元，同比增长6.27%。

  2023年，内燃机行业恢复性增长，全年实现行业销量7801.7万台，同比增长2.54%，总功率29.3亿千瓦，同比增长7.7%。随着产销量增长、产品成本的改善以及管理的提升，行业主要经营业务收入和总利润同比增长分别为：11%、32.3%。进出口总额309.95亿美元，同比增长3.02%，其中出口额223.16亿美元，同比增长4.85%。

  一串串数字摆在面前，没有人可以忽视内燃机行业为我国经民经济的发展做出了重要贡献。

  这是创新大会，中国内燃机行业有哪些创新成果？从中内协公布的成绩能够正常的看到，这几年，我们虽然经历了一段艰难时期，但内燃机行业没有停止创新的脚步。2020年～2024年机械工业科技奖内燃机专业累计共评出特等奖2项，一等奖9项，二等奖、三等奖共100项。

  2022年全国内燃机标委会归口的JB/T 13202.1—2017《柴油机 颗粒捕集系统 第1部分:通用技术条件》等5项系列标准获得中国标准创新贡献奖二等奖。

  2023年7月，国家知识产权局公布了“关于第二十四届中国专利奖授奖的决定”（国知发运字〔2023〕30号），中内协推荐项目荣获一项金奖和一项优秀奖，中内协荣获“第二十四届中国专利奖优秀组织奖”。

  2023年10月，中内协参与完成的“柴油机用尿素水溶液和排放检验测试认证关键技术探讨研究及应用”获机械工业科技奖二等奖。

  历史经验告诉我们，躺在功劳簿上吃老本注定会被历史的车轮抛下。内燃机行业有辉煌的历史，面临国家“双碳”战略、下一阶段排放法规及燃油消耗量限值，内燃机未来的发展的新趋势是什么呢？多位专家进行了分析。

  中国工程院院士、天津大学教授苏万华认为，先进内燃机是基于低佣损失理论和智能控制技术的新质生产力，是国家经济和社会持续健康发展的重大需求；先进内燃机的发展目标是节油、降碳、清洁、零碳；先进内燃机的节油和清洁是在内燃机实际运行工况的节油和清洁；动态智能燃烧控制技术具备极其重大的节能、降碳、减排意义；先进内燃机需要理论创新、技术创新和AI智能控制技术的大力推广和应用。

  中国工程院院士贺泓就内燃机碳污协同控制的技术路线进行了深入的分析，并向大家展示了研究思路及成果。贺泓认为，内燃机行业要研发独立尾气净化后处理系统，应以减污为主，协同降碳。要耦合发动机和后处理系统，实现减污降碳，协同增效。要发展碳中和内燃机及其后处理技术，实现深度降碳。

  中国科学技术大学党委书记、教授舒歌群认为，双碳战略对中国的影响是全方位的；双碳战略推动了能源动力领域的技术进步和创新；高效、清洁是内燃机永恒的主题；内燃机科技工作人员要主动应变，适应双碳战略带来的各种挑战；希望能够通过大家的努力，为未来人类的交通运输带来清洁、高效、舒适的动力革命。

  1）潍柴动力发动机研究院李志杰院长向大家汇报了最近的研发成果，潍柴在传统发动机技术上进行了努力。他提到，国五升级国六，潍柴产品NOx减排收益明显，预计到2028年累计降低NOx排放超过390万吨，国六升级国七，限值差异带来的NOx排放收益降低，且排放限值加严会带来碳排放增加，无论NOx排放还是碳排放，推动混动技术路线结合中间的减排要求，能够得到更大的“用户收益+减排收益”，他建议下阶段排放法规制定时考虑混动等内燃机应用场景，制定灵活的法规政策实现节能减排效果。

  在天然气发动机上，潍柴预计可实现减碳15%，减少PM90%。采用天然气+混合动力系统，减碳能力逐步提升至28%，可以较好满足2030碳达峰要求，他倡议对于天然气内燃机及混合动力系统给予政策及法规支持，阶段性满足商用车碳达峰目标。

  潍柴也在开发氨气和氢气内燃机，潍柴13L氨柴发动机常用工况区氨气替代比达到69%，最高有效热效率达到48.8%。氨气发动机也面临着困难，这些他们正在努力攻关。

  2）广西玉柴机器股份有限公司副总工程师王辉重点谈了氢内燃机关键研发技术与展望。玉柴的氢内燃机将在2025年12月小批量投放。据介绍，K05H和K15H两款氢内燃机对比传统动力具有非常明显的零碳排放优势，可实现CCER碳交易，对比氢燃料电池，氢内燃机的优势也很明显，购置成本低，使用成本低，寿命长，维护保养成本低。王辉说，用于城市公交、重卡等多种应用场景。

  3）一汽解放商用车开发院动力总成开发院主任工程师徐光甫重点谈了重型商用车零碳内燃机技术。氢、氨内燃机都有技术难点，徐光甫重点谈了他们对这些技术难点如何攻关。针对氢内燃机异常燃烧控制困难、动力性与NOx难平衡、瞬态响应慢等难点，重点攻关超稀薄燃烧、氢-空混合优化、点火参数优化、高强化低转动惯量增压、EGR等关键技术。针对氨内燃机，围绕氨燃料燃烧困难、液氨缸内高压直喷技术空白、机油乳化、排放后处理等难点，重点攻关射流火焰引燃、液氨缸内高压直喷系统及控制、智能混合稀释强制通风、氨裂解器与后处理器一体化等关键技术。

  4）陕西柴油机重工有限公司技术中心副主任张伟谈了中速大缸径燃气发动机高效燃烧技术创新。他提到主燃室与主动式预燃室良好匹配，可以在一定程度上完成400mm缸径燃气发动机的稀薄引燃；主动式预燃室的燃气供给压力，火花塞的结构、间隙、位置，点火时刻均会影响预燃室的引燃效果；发动机的最佳空燃比试验入~1.81时，最高有效热效率超过43.05%，最高指示热效率51.4%；主动式预燃室作为一种简单、高效的缸内引燃技术方案，在中速大缸径燃气发动机开发中取得较好的效果，该技术方案在新燃料发动机开发中具有广阔前景。

  5）众所周知，吉利在甲醇汽车领域走在前列，吉利汽车动力总成研究院前瞻技术开发总工程师袁爽分享了他们的研发成果，《吉利雷神动力醇氢高热效率动力产品研究开发》。据介绍，凭借多年积累与探索，吉利雷神氢内燃机率先突破46%热效率，全球领先。2023年吉利雷神动力同时实现了汽油机稀薄燃烧BTE46%与氢气稀薄燃烧BTE46%。

  特别是让人感动的是，袁爽提到，吉利雷神动力愿意与行业内共享先进的开发成果。很多企业把技术领先当成了行业壁垒，吉利雷神却愿意与行业共同进步，这份勇气与精神就注定了内燃机行业不会过时。

  大连理工大学王洋助理研究员代隆武强教授作《JCCI技术的应用一一低碳/零碳燃料发动机高效燃烧研究》报告、哈尔滨工程大学刘龙教授作《船舶自洽能源背景下船舶氢融合内燃动力技术发展》报告、天津大学先进内燃动力全国重点实验室刘海峰教授作《甲醇发动机高效清洁点燃及压燃燃烧研究》报告、中国第一汽车集团有限公司研发总院红旗·鸿鹄混动平台CEO韩令海作《红旗·鸿鹄混动平台的内燃机发展构想与实践》、清华大学张扬军教授作《飞行汽车发展与动力技术探讨研究》。几位专家从不同研究领域、不同研究方向介绍内燃机技术探讨研究趋势、研究成果，为内燃机创新发展提供支撑，助力内燃机的转型升级。