国产发动机的水平到底如何？听听金东寒院士怎么说

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国产发动机的水平到底如何？听听金东寒院士怎么说
   
金东寒，中国内燃机学会理事长，中国工程院院士，天津大学校长。他是杰出的动力机械工程专家，我国特种发动机动力系统技术领域的开拓者和领军人物。他是国际内燃机学会主席，是这一国际学术组织成立近70年来，担任该职务的第一位中国人。

从中船重工上海船用柴油机研究所所长，到担任上海大学党委书记、校长，再到2019年5月履新天津大学校长，30载砥砺前行，他始终致力于特种发动机及其动力系统的研究与应用开发，主持研制的我国首台具有自主知识产权的特种发动机及其动力系统，开创了我国新型特船从无到有的历史，使我国特船技术水平、综合性能步入世界先进行列，他为中国舰船装上了性能优越的“中国心”。

汽车、火车、飞机、轮船等交通工具，挖掘机、起重机、盾构机等工程机械，还有热电厂、发电站以及工业制造领域，包括我们熟知的神州飞船、蛟龙号潜水器等特种设备，乃至大兴国际机场、青藏铁路、港珠澳大桥等超级工程，可谓天上飞的、地上跑的、海里游的各种设备和大大小小的工程建设，都离不开发动机作为动力。发动机广泛应用于各个领域，在国民经济和国防建设中具有不可替代的地位。

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1/ 怎样评价发动机的先进性呢？

怎么样评价发动机的先进性呢？主要有这么五个指标：高效率、低排放、高可靠性、便于操作、智能化。

拿高效率来说，大家都知道越省油越好，对于一艘船而言，船的价格在全寿命周期里边只占10%，90%是油的价格，所以船东对主机的油耗是非常看重的。如果说多加几百万元，你油耗少了5克每千瓦时，他是马上就会下单的。

低排放主要是氮氧化物和硫化物，要满足日益严苛的排放标准。氮氧化物是致癌物质，硫化物是酸雨的来源。

高可靠性就是大修期要长，对于车用发动机谁都不希望去大修，对于船用发动机实际上跟船是同寿命的，但是也需要定期地维修。

智能化最主要的目的是让它更高效、更可靠、更便于操作，所以智能化是要给发动机赋能。

我们举一个实例，目前船用发动机达到了什么水平？

油耗已经到了159克每千瓦时，效率就远远超过了50%，所以跟车用发动机相比，领先了起码是10到15个百分点，同时排放满足国际海事组织第二阶段的标准。我们的所有船用发动机现在都采用电子控制，智能化水平是比较高的。另外，它的大修期已经达到了24000小时，是非常可靠的。通过50年的努力，船用柴油机的油耗降低了25克每千瓦时。油耗降低1克每千瓦时意味着什么？经过50年的努力才降低了25克每千瓦时，实际上平均两年降低1克每千瓦时，对于一艘一万箱的集装箱船来说，油耗降低1克就意味着每年节省150万元人民币。

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2/ 面临两个重大挑战

发动机类似于人体的心脏，它可以将一次能源转换成源源不断的动力，为人类充分享受现代生活提供便利。2018年我国各种交通工具运送旅客176.7亿人次，相当于把全世界人口运送两次。2018年，中国发电量居全球第一，达到了6.8万亿千瓦时，而带动发电站运行的核心正是发动机。

与此同时，发动机也是能源消耗的第一大户和多种污染物的一个主要来源。我国60%的石油被发动机消耗，59%的煤炭被蒸汽轮机消耗，如今，污染控制成为全社会的共识，污染排放标准不断提高，高性能、低排放对发动机的性能提出了越来越高的要求。

我们花了非常大的力气来降低油耗、保护环境、减少排放，为什么？主要是我们面临了两个重大挑战。

第一个挑战就是能源紧缺。根据2019年英国石油公司发布的世界能源统计，世界煤炭可开采188年，中国只有53年；世界石油可开采为54年，中国只能开采18.5年。但是再看看我们的消费结构，我们每年用了所有煤炭消费的50%，我们用了所有石油消费的14%，所以我们的消费量光靠我们自己的开采量是远远满足不了的，我们大概超过60%的石油要依赖于进口。

第二个挑战就是污染严重。我们通过研究发现，道路交通和航运是有害气体排放的第一、第二个源头。我们举一个例子，一艘集装箱船的排放量到底是多少？一艘一万箱的集装箱船的氮氧化物和硫化物的排放量相当于15万辆卡车的排放量，这个排放量是非常大的。
从氮氧化物的空间分布情况来看，氮氧化物浓度高的主要是从印度沿海经马来西亚，然后再到中国的沿海，中国的沿海排放是污染物最严重的。航线上我们的排放比在其它的地方也要严重得多。

国际海事组织对有害物质的排放要求也越来越严格，其中美国和加拿大沿海水域，北海还有波罗的海实行了排放控制区，日本海还在申请当中。如果这些地方实行了更加严格的要求，而我们还是用一般的船去运输的话，到了港它就会不让你停靠码头，那时候你换船肯定是不行的，所以它就用这种方式限制你必须满足更高的要求。不像是陆用的车，我们国家说欧洲实行欧5标准，我们可以实行国4标准，反正我们的车不开出国门。但是船就不能做到这一点，所以我们国家从去年开始也开始实行了排放控制区，主要是在珠三角、渤海湾还有长三角。

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3/ 与制造强国之间的差距在哪儿？

我国发动机行业经历了从仿制、到联合开发、再到自主开发的历程，创新能力持续提高。

在内河航运、航海运输领域，我国陆续开发出的自主品牌系列船用柴油发动机，性能已经达到了国际先进水平。在重型卡车等运输领域，我国生产的多系列柴油发动机，技术水平已经同世界先进国家并驾齐驱，涌现出了像潍柴、玉柴这样的领军企业，自主品牌约占全球重卡柴油机市场份额的三分之二。

而在家用轿车等乘用车领域，我国生产的发动机由于油耗较高、可靠性不足等原因，目前占据的主要是低端市场，正处在奋勇直追的跟跑阶段。

从整体来看，我国在发动机新材料研发、自主创新能力等方面依然存在一定的瓶颈，我们该如何突破瓶颈，缩短与制造强国之间的差距呢？

我们现在是发动机的制造大国，但还不是制造强国。主要体现在以下这几个方面。

1）差距一是高端产品的自主创新能力不足。在大部分细分市场上，我们开发的发动机还不能满足高端客户的需要，所以我们占据的都是低端的市场。在高端市场我们自主开发的产品与国际先进水平也有一定的差距，主要反映在效率可靠性上，这说明我们还不掌握正向设计的能力，我们没有办法满足用户的需求，通过建立数学模型，然后正向设计开发出满足需要的发动机。

2）第二个差距，核心零部件制造能力不足。所谓核心零部件通常是技术难度大、投入大、回报周期长、风险大的这样一些零部件。通常是被国际少数几家公司所掌握，处于垄断地位。现在即使国内有些公司能够做一些核心零部件，它也做得不如人家更便宜、效率更高。

2018年上海举行的中国国际进出口博览会上展出的价值最高的一台设备，重量超过200吨，2000多万元人民币，这个设备非常贵。船用四冲程柴油发动机的零部件一般都是用数控龙门镗铣床来加工，它一天的折旧费就要高达一万块钱。现在我们的员工工资只是国外员工的十分之一，我们这样算出来的话，成本还是非常高的，为什么？因为在国外他们做了大量的工艺研究，加工这个机身只花12到15个小时，而我们加工这个机身用同样的设备要超过50个小时，甚至70、80个小时，这样一算的话，我们的成本可能是别人的两倍。
   
这三个产品实际上就是所谓的高端产品，高压共轨、模块化的选择性催化还原系统以及增压器。共轨系统的喷嘴精度是0.5微米，什么概念？就是一根头发丝的1%，30年前我们说精度达到一根头发丝，那都是很精密了，现在是一根头发丝的1%，这个要求非常高。现在我们的柴油机用的一些还是合资品牌的，只是在中国制造的而已。最早的时候我知道这个共轨系统占发动机总成本的要超过20%，现在由于我们的话语权不断地在提高，现在已经降到了10%。那么增压器也差不多，只不过增压器的价值更少一点。

那么怎么样来衡量说是哪个产品或者核心零部件是高附加值的？根据定义它是说在原有的价值上附加了一个价值，这个就是高附加值。其实我觉得没那么复杂，我找到了一个简单的办法可以衡量哪些产品算是高附加值，就是用单位重量的价值。

我们这里面列出来的东西主要的原材料都是钢铁，航空发动机每公斤超过15000元，空中客车每公斤超过12000元，宝马740根据配置不一样每公斤在700到1000元，引进的中速柴油机每公斤是250元，潍柴的重卡发动机大概就每公斤100到200元之间。雅马哈摩托车每公斤是70元，永久自行车只有40元。所以100元钱以下的基本上就跟高附加值搭不上边，单价越高，附加值越高。

3）第三个差距，在产品质量稳定性方面我们还有差距。近30年来，中国产品的质量进步应该说是很大的，但是目前存在的问题就是质量不稳定。根据原国家质量监督检验检疫总局抽检的结果来看，我们的制造业的产品大概在市场上有10%不合格，所以每年造成的损失要超过2000亿元。所以我就称之谓有一个叫“99分”的现象，就是说我们现在的产品不大能看出来质量不好，但是总是那么差一口气，得不了100分，所以我们只能靠价格去跟别人竞争。

我们国家企业的理念基本上首先关心成本，比如说今天做一个东西我卖100元钱，我就在想着我明天怎么做能够卖90元钱也能挣钱。它就是怎么样做降低成本，至于质量呢？差不多就行。所以我们的排序是首先关注成本，然后关注交付，最后才关心质量。那么那些世界上的百年老店最关注的就是质量，就是怎么想着把质量做好，其次关心的是交付，按时交付，最后才关心成本。

我还发现一个现象，我看了很多企业，特别是一些中小企业，它们生产的产品品种很多，但是这些产品之间没有什么相互的协同联系，就是拼凑个规模。包括一些国有企业，特别一些集团化的企业给子公司下指令，你今年要增长多少，明年要增长多少，那么很多人都关注规模而不是关注效益。

同时我也看到另外一些企业，这些企业非常专注就做它自己的那个产品，别人说现在做房地产赚钱，赚钱多，它不为所动，几十年做下来，它在这个方面做得非常厉害，占据国际市场20% 甚至30%。这种企业被人们称作隐形冠军。据调查统计，全球有2300家隐形冠军企业，德国有1300家，美国有将近700家，日本有超过200多家，中国只有78家。所以我非常地欣赏这种隐形冠军企业，我主张要做就要做得专注，就要做得极致，我觉得我们太缺少这样的企业了。

er4re4

er4re4

顶楼主

luobo28

需要过程，慢慢来，这个社会就是不断发展进步的

3088

国产发动机的水平，目前确实还不够好！