中级工程师论文浅谈内燃机产品节能减排标准化发展

　　[提要] 内燃机是交通运输、工程机械、农业机械以及国防装备的主导动力，我国已经成为全球内燃机生产和使用大国，但与国际先进水平相比，我国内燃机产品在节能环保指标上仍有较大差距，关键核心技术欠缺，节能减排标准体系不健全，内燃机工业节能减排的潜力巨大。本文首先介绍内燃机产品节能减排战略意义和关键技术，从标准化对内燃机节能减排重要性引出内燃机标准化工作进展情况，提出对制标工作的建议和展望。

　　关键词：中级工程师论文,内燃机产品,节能减排,标准化

　　引言

　　内燃机是交通运输、工程机械、农业机械以及国防装备的主导动力，从国内外能源发展趋势和市场需求看，未来几十年，以石化能源为燃料的内燃机仍然是各种机械装备的主导动力，控制燃油消耗和CO2及其他污染物排放已经成为全球内燃机产业发展的重要趋势。2013年2月17日，国务院办公厅印发了《关于加强内燃机工业节能减排的意见》(国办发[2013]12号，以下简介《意见》)。《意见》要求到2015年，节能型内燃机产品占全社会内燃机产品保有量的 60%，与2010年相比，内燃机油消耗率降低6%～10%，实现节约商品燃油2，000万吨，减少二氧化碳排放6，200万吨，减少氨氧化物排放 10%，采用替代燃料节约商品燃油1，500万吨;培育一批汽车、工程机械用发动机等在制造重点企业;实现高效节能环保型内燃机主机及其零部件生产制造装备的国产化、大型化;建立内燃机产品节能减排政策法规和标准体系。

　　一、内燃机产品节能减排战略意义和关键技术

　　(一)内燃机产品节能减排战略意义。2011年，我国内燃机产量超过7，700万台，总功率突破1.4亿千瓦大关，成为名副其实的内燃机制造大国。据中科院公布的“大气灰霾追因与控制”专项组最新研究结果表明，雾霾天气中检出了大量含氮有机颗粒。柴油内燃机在燃烧过程中产生的细小颗粒物、二化硫、氮氧化物等在大气中经过一系列化学转化而成的颗粒物，是PM2.5的重要来源，也是构成雾霾天气的主要原因，成为了污染环境的一大源头。据国务院发展研究中心产业部预测，到 2020年，机动车的燃油需求为2.56亿吨，为全国石油总需求的57%，也就是说，到时候汽车将要“吃”掉超过一半的石油，新增的石油需求将越来越多地依赖进口。在当前我国一次能源的消耗结构中，内燃机产品年消耗我国60%以上的石油能源，以2010年我国生产内燃机总功率13.5亿千瓦计算，如每千瓦节省一克油品，每年节约汽油、柴油等能源数量将十分可观。内燃机产品的节能减排，不仅有效减缓我国石油对外依存度过快增长的趋势，又可加快内燃机工业的产业升级。

　　(二)内燃机产品节能减排技术发展现状。“十一五”期间，内燃机工业节能减排取得了积极进展，内燃机产品燃油消耗率明显下降，但总体上还存在着一些突出问题，主要表现在：(1)内燃机产品综合能效水平与国际先进水平相差10%～20%。我国内燃机关键零部件的设计制造基础薄弱，制约内燃机高效低排的高压共轨、增压、电子控制等关键技术完全依赖进口;(2)先进节能产品比例较低。我国市场保有量中高耗能落后产品还占有相当大的比例，商用车用柴油机绝大部分燃油消耗率偏高，工程机械和农业机械用柴油机90%以上属于能耗高、排放高的产品;(3)替代燃料内燃机发展正处于起步阶段。我国甲醇燃料发动机、生物柴油发动机等产品的研发和应用尚处于探索中;(4)内燃机绿色制造和再制造基础薄弱。我国内燃机绿色制造技术与国际先进水平存在阶段性差距，内燃机产品再制造处于初期发展阶段;(5)内燃机产业政策有待进一步完善。我国内燃机节能减排技术标准体系不健全，燃油消耗量综合评价标准缺失。

　　(三)内燃机产品节能减排关键技术。《意见》提出了内燃机产品节能减排11项重点任务和领域建设，包括加强工程机械、农业机械、渔业船舶、排灌机械、发电机组等非道路移动机械用柴油机与配套装置之间的优化匹配。实现内燃机节能减排的关键技术包括：(1)增压及增压中冷技术。国内科研机构要大力研发增压及增压中冷技术，推动以高效节能多缸小缸径直喷柴油机替代单缸大缸径柴油机;(2)内燃机产品再制造关键共性技术。内燃机制造企业必须要优选再制造技术路线，完善再制造工艺流程;(3)表面修复等关键技术。政府要建立健全有利于旧件回收的市场体系，推广符合标准的内燃机再制造产品。为配合内燃机再制造技术的开发，国家要鼓励对汽车、工程机械用发动机及其关键零部件开展再制造。

　　(四)内燃机行业节能减排重点专项工程。为加快内燃机先进节能技术推广和应用，内燃机行业未来将进行6个节能减排重点转向工程。(1)高压燃油喷射系统示范工程，实现节约燃油消耗5%～8%;(2)缸内直喷燃油系统示范工程，实现车用汽油机30%～40%的产品应用缸内直喷燃油系统，实现节约燃油消耗8%～10%;(3)高效增压系统应用示范工程，实现多缸柴油机增压技术普及率达到90%以上，车用柴油机达100%，车用汽油机达30%～40%以上;(4)节能节材型小缸径多缸柴油机示范工程，实现多功能型(微型)乘用车用柴油机20%的配套率，替代高耗能大缸径单缸柴油机50万台的目标;(5)高效应用替代内燃机示范工程，实现替代商品燃油500万吨的目标;(6)船舶柴油机能量综合利用示范工程，实现单船综合效能提高5%，CO2减排5%。

　　二、内燃机产品节能减排标准体系

　　(一)标准化对内燃机产品节能减排的意义。内燃机标准化工作是内燃机行业规范市场秩序、加快产品升级换代、提升产品的质量和安全水平、推进产业结构调整的重点和抓手。分析内燃机标准化体系结构，有利于对现有的内燃机行业标准、国家标准进行梳理和分析。通过分析和完善内燃机标准化体系工作，初步建立适应我国国民经济和社会发展的内燃机行业标准体系，从而有力地推进内燃机全行业的节能减排工作，对实现内燃机行业的可持续发展具有重要意义。(1)内燃机节能减排减量化指标需要标准化提供技术基准。标准是实现节能减排效果的依据，能够使节能减排等技术活动指标化、择优化和规范化;(2)内燃机产品节能减排需要标准化提供技术规范。标准是内燃机行业进行产品设计、生产、检验、销售和服务的重要依据。标准研究应该与科技研发同步，标准实施与产业发展同步，尤其是随着我国汽车工业的迅猛发展以及保护环境、节约资源消耗、降低振动噪声等要求的不断提高，不但要求进一步地降低车辆的有害排放物、燃油消耗量、振动、噪声等，还要求内燃机能够燃用多种燃料，实现燃料多样化和能源综合利用;(3)内燃机产品节能减排执法监督和科学管理需要标准化提供技术依据。节能减排是以法律为依据，以政府为主导的强制性活动，政府专管和执法单位必须严格按照标准的规定进行监测和检验，以便对节能减排效果进行检查、监督和评价。因此，需要在规定量化指标的基础上进一步制定检验要求、监测方法、评价程序以及审核标准;(4)标准是内燃机行业进行自主创新、参与国际市场竞争的工具。总结符合我国内燃机行业可持续发展所需要的标准化体系，完善现行标准体系，尽可能解决标准缺失、老化、滞后、交叉重复甚至矛盾的现象，使标准全面适应内燃机行业发展的需要。加大自主知识产权标准的研制力度，提高行业标准的自主创新技术含量，保护内燃机产业安全，加快与国际接轨的步伐，进一步促进我国产品、企业和产业竞争力的提高。 　　(二)内燃机产品标准化现状。内燃机行业标准化对象范围主要包括燃机整机(含通用汽油机)、零部件、附属装置及配套设备的设计、生产、检验检测所需要的要求和方法、涉及内燃机性能、内燃机零部件和系统、节能、环保和各种代用燃料等，包括为各种用途(车用、船用、拖拉机等农业装备用、工程机械用、内燃发电用、摩托车用、机车用、航空用等)发动机燃料(含代用燃料)喷射系统，其他热能动力装置和燃烧器等所使用的燃料喷射(或供给)系统。

　　1、标准体系结构和布局。我国内燃机工业标准化工作经过几十年的建设，特别是改革开放30多年的发展，建成了一套基本上满足我国内燃机工业发展需要的标准体系，为促进国民经济和社会发展发挥了积极作用。“九五”期间，对1990年底以前批准发布的内燃机国家标准、行业标准，以及1997年1月1日前批准发布的行业内部标准进行了复审。这次标准复审工作是在“九五”期间标准清理整顿的基础上，按照《中华人民共和国标准化法》的规定，对标准代号、标准类别、标准内容和标准有效性的又一次较大范围的清理，废止了一批不适应内燃机工业发展要求和不适应市场需要的标准，从而使标准体系更加科学合理。2008年和 2009年分别再一次对标准进行清理和行业标准复审，经过“十五”及“十一五”期间国家标准化管理委员会和全国内燃机标准化技术委员会及行业的努力，已初步形成了适应内燃机行业发展的标准化基础体系。

　　2、参与国际标准化活动情况。我国于1978年参加国际标准化组织下属内燃机技术委员会(ISO/TC 70)，该委员会的主要任务是制定有关内燃机整机、零部件及其配套机械的基础、通用标准。上海内燃机研究所是ISO/TC 70、ISO/TC 70/SC 7和ISO/TC 70/SC 8的中国技术对口负责单位，几乎每年都派代表参加该技术委员会组织的标准制修订工作。从2007年起，全国内燃机标准化技术委员会开始承担ISO/TC 70内燃机技术委员会秘书处的工作，加快与国际接轨步伐，提高我国参与国际标准化活动的能力，争取承担更多国际标准化组织的工作，力争实现从“国际标准本地化”到“国家标准国际化”的转变。内燃机行业采用国际标准和国外先进标准的工作也取得可喜成果，在ISO/TC 70制定的66项内燃机标准中，到2007年底已有56项转化为我国的国家标准和行业标准，转化率为84.85%。而全国内燃机标准化技术委员会(SAC/TC 177)在2008年底，其归口的77项国家标准中(含SC4的三项)，有59项采用国际标准或国外先进标准，采标率为86%，与国际标准水平相当。

　　(三)内燃机产品节能减排标准化范围。《意见》指出2015年将建立健全以下四方面的内燃机产品节能减排标准：(1)内燃机产品燃油消耗限值及测量方法标准，此标准将明确燃油消耗率限定值、推荐值和目标值，达不到限值标准的内燃机产品不得生产、销售、使用;(2)节能环保型内燃机产品技术标准，此标准将明确燃油消耗率及污染物排放技术指标，规范节能型产品分类;(3)替代燃料内燃机产品技术标准;(4)内燃机再制造工艺技术、产品质量、生产管理等标准，对替代燃料内燃机和再制造产品发展进行规范，开展行业能效对标活动，提高内燃机制造业能源利用效率。

　　(四)内燃机产品节能减排标准化工作进展。2011年l2月13日中国内燃机工业协会标准化工作委员成立，全面规划、组织并实施内燃机及其零部件行业标准化工作，建立内燃机行业的标准化体系，进行相关行业标准的清理、整顿、调整、协调、规划并组织实施等。委员会按照不同的专业成立专业小组，具体实施标准化工作规划。

　　2012年 10月全国内燃机标准化技术委员会可靠性工作组成立大会在山东潍坊召开，会上讨论通过了《全国内燃机标准化技术委员会可靠性工作组工作细则》，初步搭建了内燃机可靠性标准体系框架，确定2013年申报标准项目及工作进度。可靠性工作组是由全国内燃机标准技术委员会批准成立，国家标准化管理委员会备案，负责内燃机可靠性领域内标准研究与制定工作的技术组织。工作组主要成员有上海内燃机研究所、天津内燃机研究所、中国兵器工业集团等70家研究所;浙江大学、山东大学、同济大学、北京理工大学等国内知名高校;潍柴、玉柴、锡柴、常柴、上柴等内燃机制造企业。同期召开全国内燃机标准化技术委员会节能工作组会议，会议讨论通过了《柴油机用润滑油清洁度分级和检测方法》立项建议书、中小功率内燃机清洁度试验方法和限制两项国家标准草案。

　　(五)对内燃机产品节能减排标准化工作的建议。建立健全我国内燃机产品标准化体系是一项综合性工作，为能顺利按时完成制标工作，必须从以下三方面入手：一是要从完善社会主义市场经济体制的需求出发，运用市场机制，引导企业成为标准制定和实施的主体，提高标准与市场的关联度，走出从立项到制定实施全过程探索市场取向的新路子;二是要适应经济全球化的新形势，进一步加大采用国际标准和国外先进标准的力度，大力推进国内优势企业实质性参与国际标准化活动，尤其要积极鼓励优势企业参与国际标准的制定，使我国的标准或技术方案更多地被国际采纳;三是必须进一步完善标准化工作的运行机制，加快标准的制修订速度，提高我国标准的总体水平。

　　具体有以下建议：(1)完成国家标准的清理。理清国家标准之间、行业标准与国家标准之间是否存在交叉、重复、矛盾，解决国家标准适用性差、老化的问题;(2)抓好行业标准清理和备案;(3)推进产品采标工作;(4)进一步加强企业标准化工作，充分调动各方力量，建立和完善企业相应的标准化专业技术委员会，加强对节能减排标准的统一组织、协调，共同推进节能减排标准化工作的开展;(5)逐步建立健全对国内外技术法规的评议机制。从制度建设上尽快开展工作，充分发挥现有技术资源的作用，做好评议工作，维护我国利益;(6)进一步加强标准化领域的对外交流与合作，加强对参与国际标准化活动的统一管理，集中优势资源，提高参与国际标准化活动的有效性;(7)完善先进检测设备，为节能环保标准提供有力技术保障。

　　主要参考文献：

　　[1]于智伟.内燃机节能减排借势起跑[J].现代工业经济和信息化，2013.

　　[2]国务院办公厅.国务院办公厅关于加强内燃机工业节能减排的意见.00014349/2013-00025.

　　[3]朱剑明，彭代勇.自主创新推进我国内燃机节能减排技术进步[J].现代车用动力，2012.

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