2022年内燃机进气系统行业市场供需规模结构走势分析及未来市场发展战略可行性预测
(1)内燃机进气系统产业政策分析:全球汽车排放标准包含欧洲、美国和日本三大体系,我国以欧洲标准为参考,目前实行的国六a排放标准对CO(一氧化碳)排放要求相比国五提升30%,而将于2023年7月开始全面推行的国六b排放标准将全面超过欧盟和美国的排放标准,大幅度提高了对汽油蒸发排放的控制要求。
《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》相比《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》作出诸多升级调整,具体内容如下:
1)变更了Ⅰ型试验测试循环,加严了污染物排放限值,增加了汽油车粒子数量测量要求;
2)将实际行驶污染物排放(RDE)试验定为Ⅱ型试验;
3)加严了Ⅵ型试验项目和限值;
4)对车载诊断系统的监测项目、阈值与监测项目要求等进行了修订;
5)修订了获取汽车车载诊断系统和汽车维护修理信息的相关要求;
6)修订了生产一致性检查的判定方法和在用符合性检查的相关要求;
7)修订了试验用燃料的技术要求;
8)增加了加油过程蒸发污染物测试循环及控制要求。
9)与国5排放标准相比,附录A、B增加蒸发排放、加油排放、OBD以及RDE材料要求。附录C由于测试循环变化,增加了换档策略要求。附录D用实际排放测试RDE代替了原来的双怠速测试。附录E增加柴油车的要求。附录F蒸发污染物排放实验要求也有较大变化,增加了混合动力汽车试验规程。其它附录也作出了较大的变化。
轻型车国六标准在技术内容上具有六个突破,一是采用全球轻型车统一测试程序,全面加严了测试要求,有效减少了实验室认证排放与实际使用排放的差距,并且为油耗和排放的协调管控奠定基础;二是引入了实际行驶排放测试(RDE),改善了车辆在实际使用状态下的排放控制水平,利于监管,能够有效防止实际排放超标的作弊行为;三是采用燃料中立原则,对柴油车的氮氧化物和汽油车的颗粒物不再设立较松限值;四是全面强化对VOCs的排放控制,引入48小时蒸发排放试验以及加油过程VOCs排放试验,将蒸发排放控制水平提高到90%以上。五是完善车辆诊断系统要求,增加永久故障代码存储要求以及防篡改措施,有效防止车辆在使用过程中超标排放。六是简化主管部门进行环保一致性和在用符合性监督检查的规则和判定方法,使操作更具有可实施性。
轻型车国六标准实施后,一方面,从以往跟随欧美机动车排放标准转变为大胆创新,首次实现引领世界标准制定,有助于我国汽车企业参与国际市场竞争,推动我国汽车产业发展;另一方面,在我国汽车产能过剩的背景下,可以起到淘汰落后产能、引领产业升级的作用。对于汽车零部件制造企业而言,模仿创新已经成为历史,相关企业一方面与上游材料供应商建立战略合作关系,深度融合材料物性研究,掌握材料基本特性。另一方面参与主机厂系统级同步开发,了解系统匹配策略及系统子件功能,从系统层面定制化设计,并搭建系统台架进行试验验证。在此趋势下,具备系统级同步研发能力的企业将面临崭新的发展机遇。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国内燃机进气系统市场监测调查分析与投资战略咨询预测报告》
(2)内燃机进气系统是发动机的重要组成部分,进气系统性能的优劣直接决定着发动机乃至整车性能的高低。随着汽车技术的迭代,进气系统除了具备微粒过滤、提升发动机寿命的基本功能之外,还在提升发动机燃油经济性和进气噪声控制等方面发挥了日益重要的作用。
①进气性能:容积相同的气缸在同等进气状态下,若吸入更多的新鲜空气,则容许喷入更多的燃料,在相同的燃烧条件下可以做更多有用功。因此,提高充气效率是提高发动机动力性及经济性的一个重要手段。
进气过程具有间歇性与周期性,会在进气歧管内产生压力波,利用特定几何参数的进气歧管和谐振室构成的谐振进气系统,可增强进气歧管内的压力波,提高进气压力,增加进气量。谐振进气可以在某些转速下大大提高发动机的进气效率,并已在国内外多种车型上得到应用。进气管道内的压力波的形成和传播与进气管道的长度、直径等几何参数以及转速密切相关,因此充分了解进气管道内的气体流动特征,掌握进气系统各组成部分对进气性能的影响,也成为企业研发的重要课题。
②进气噪声:空气动力性噪声是发动机噪声的主要来源,其中包括进气噪声和排气噪声。实验研究表明,进气噪声有时可比发动机自身的噪声(燃烧噪声、机械噪声)高出5-10dB(A)。随着汽车排气消声器、汽车发动机弹性支承、机械机构改进等多种降低噪声的控制措施的广泛使用,以及发动机转速和强化程度的提高,进气系统噪声对车内噪声的影响逐渐凸显出来,并成为了车内噪声的主要噪声源。通过优化设计空气滤清器,应用多种消声元件,可有效降低进气系统的噪音,提升汽车NVH性能和消费者驾乘舒适性。
(3)内燃机进气系统的结构和功能日趋复杂,对企业的综合技术实力要求大幅提高:在发展之初,内燃机进气系统及其主要的功能部件空气滤清器是与内燃机用作汽车原动力而同时产生和发展起来的,并且随着内燃机负荷的不断增加、性能的逐步提升和工作环境的变化,与之匹配的空气滤清器及进气系统的结构、性能等均发生了较大的变化。
早期,汽车采用化油器将空气和汽油进行混合并送入气缸进行燃烧,发动机直接与空气滤清器相连,结构较为简单。“十三五”期间,为确保实现节能减排约束性目标,我国各大汽车整车厂相继推出涡轮增压发动机,相比同排量自然吸气发动机,功率大幅度提升、油耗减少。进气系统也逐渐演化出了以空滤器为主的低压管路、增压器、高压管路、中冷器等零部件,功能也更为丰富,材质和结构更加复杂。
一方面,涡轮增压器在高速运转下会产生高频振动,常伴有复杂的气流运动,带来较大的气流噪声问题,并且高压侧管路内气流速度大、压力和温度较高。因此,为提高NVH性能,涡轮增压谐振腔、多孔编织管、1/4和1/2波长管以及多种吸声材料等得到了综合应用,系统声学设计更为复杂。
另一方面,涡轮增压进气系统的材质选择和应用难度更大,已由传统的材料向新型改性材料方向发展。例如,中冷器进气胶管使用温度高达150℃~275℃,其材料要求满足优异的高低温性、良好的耐油性及耐气候性等。诸如内氟外硅胶管等新型的先进技术陆续涌现和应用,对企业的材料选型、结构设计、工艺控制等综合实力的要求大为提高。
(4)市场发展前景:随着汽车行业的快速发展,汽车呈现大众化、普及化的趋势,消费者对汽车的各项性能要求也逐渐提升。其中,NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能是消费者对车辆性能感受最直观的性能之一,已经成为评价汽车品质的最重要的技术指标之一,在消费者购车决定因素中占比可达20%~30%。随着竞争日益激烈,各汽车制造企业纷纷加大对汽车降噪技术的研究。
汽车内燃机进气系统噪声是发动机主要噪声之一,仅次于排气噪声。而随着汽车排气消声器等多种降低噪声的控制措施的广泛使用,以及发动机转速和强化程度的提高,进气系统噪声对车内噪声的影响逐渐凸显出来,成为了车内噪声的主要噪声源,是提高整车NVH性能不可忽略的研究内容。而进气系统噪声的消除并非易事,除了要消除自身的进气噪声,还要消除由发动机和涡轮传递来的燃烧噪音和机械噪音。目前,行业内部分企业通过对材料、工程结构等学科的研究,研发出用其他材料制作进气系统的结构件,或通过改变系统中某些部位的连接方式等方法,取得了较好的降噪效果。