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可靠性不仅靠技术 内燃机面临排放挑战

日期:2014年5月15日 16:17

如果从性能参数看,在内燃机市场有一个奇怪的现象:国内外企业生产的内燃机产品相差无几,但跨国企业生产的产品牢牢占据高端市场,本土内燃机品牌却只能游离于低端市场。4月20日,在中国汽车工业协会车用发动机分会主办的2014年内燃机可靠性技术国际研讨会上,中国汽车工业协会副秘书长叶盛基提出这一现象,他认为:我国内燃机产品可靠性不足是产品游离于低端市场的主要原因。

排放升级给内燃机可靠性带来新挑战

在节能和环保成为内燃机主题的今天,阻碍内燃机发展的依然是技术问题。4月23日,工业和信息化部网站发布了2014年第27号公告,宣布自2014年12月31日起废止适用于国家第三阶段汽车排放标准(以下简称“国三”)柴油车产品《公告》,2015年1月1日起国三柴油车产品将不得销售,国四标准正式实施。这给内燃机产品可靠性带来了更多挑战,规范各项技术法规,采用通用、成熟的技术路线,提升行业相关标准以促进内燃机可靠性提升,成为大家关注的问题。

●  排放升级挑战可靠性

国四排放升级给内燃机可靠性带来新的挑战。东风康明斯发动机有限公司副总经理卢卓华提到:“节能减排要求提高发动机的燃烧效率、气缸压力、热负荷、喷射压力,这些是对内燃机可靠性的挑战,要求内燃机在研发过程中,在新材料应用、零部件耐受、高机械负荷、热负荷、摩擦磨损能力方面有大的提升。”

南岳电控(衡阳)技术有限公司主任刘小军认为,由于喷射压力和功率要求不断提高,对产品的可靠性要求也越来越高,企业面临热处理工艺薄弱的挑战,因为对所用材料应用研究不深入,导致经常出现早期磨损,甚至断裂等故障,大大降低了产品的可靠性。此外,排放升级对产品的加工精度和工艺性要求也越来越高,一些企业设计、工艺落后,直接影响了产品的可靠性。

无锡威孚力达净化器有限责任公司部长刘洋介绍,中国现阶段面临柴油机排放后处理研究起步晚,排放标准升级速度快的特点,而可靠性的研究需要大量的基础数据、实测反馈与改进,短期之内,完成研发、可靠性研究、批产工艺开发、产能快速提升,这无疑是对国内后处理企业的巨大挑战。

●  使用环境影响大

然而,在具体应用中,影响安全稳定性的不仅仅是技术。刘小军认为,用户习惯和使用环境也是影响产品可靠性的重要因素之一,即使是技术十分成熟的博世共轨系统,在中国市场的可靠性表现也与欧美市场差距巨大。一汽技术中心发动机部主任蒋文虎认为,中国用户特别是卡车用户使用情况复杂,超载、保养不当、燃油机油油品都比较混乱,等级较差的油品市场中仍比比皆是,这对整车及发动机可靠性是较大的挑战。

刘洋认为,在使用中,柴油品质会直接影响到后处理的可靠性。欧Ⅱ及以下油品会使SCR催化剂失效,从而导致整套系统发生堵塞。油品中硫含量过高也会对PM的排放带来显著影响。此外,后处理系统需要相应的使用要求和维护方法。例如,SCR系统必须要加注尿素,需要对整车使用者进行相关知识的普及,使其了解为什么车辆还要另外花钱加尿素。

同时,也要考虑如果确实违背了使用要求或者系统中已经发生了个别零部件的失效时需要加强对OBD的监控。以避免由于个别部件的失效导致整套系统失效。刘文虎说,超载、油品问题不能是整车可靠性低的理由,整车厂通过管理规范的市场,同时也要通过可靠性设计开发,开发出适合中国使用工况的整机、整车。一汽质量致胜战略明确提出了降低整车故障率,延长整车寿命的目标,将逐步提升整车稳定性。

●  提升可靠性不仅是技术问题

叶盛基认为,内燃机作为发动机的心脏,其可靠性直接影响整车的可靠性,这并不是单纯的技术问题,而是影响企业产业规模的战略问题。正因如此,各大主机厂及零部件企业对发动机稳定性非常重视,并持续在研发、生产等方面进行投入改进。

据悉,潍柴、玉柴、锡柴和东风商用车等企业在可靠性技术应用领域积极探索,获得了宝贵的实践经验;另一方面,国内外各科研机构及高校,如美国麻省理工学院、威斯康辛大学和清华大学等对内燃机可靠性的基础性研究日益深入并取得了许多阶段性成果;这些都对内燃机行业可靠性技术的研究与应用起到了巨大的推动作用。

潍柴动力技术中心主任王志坚介绍,潍柴动力非常重视可靠性研究,企业招募国际上知名的可靠性领域专家团队加盟,同各大咨询机构及高等院校开展可靠性研究项目,建立一套系统的从零部件到发动机的可靠性研究流程及规范,投入近15亿人民币打造国际先进的内燃机可靠性重点实验室,在机械疲劳、摩擦磨损、密封紧固等领域开展了大量研究,并利用内燃机可靠性国际技术创新联盟这个平台,带动国内整个行业在可靠性领域得到提升。

“更加可靠耐久的零部件,可以大大延长发动机的使用寿命和排放耐久性,减少在修复、报废、再制造乃至购置新发动机对能源材料的需求,同时减少发动机使用状态恶化带来的排放污染。”卢卓华介绍。

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