1.2 为国家重大装备和重点工程发挥重要的支撑作用

“十一五”期间，内燃机作为基础产业，为响应国家“装备制造业调整和振兴规划”“汽车产业调整和振兴规划”“船舶工业调整和振兴规划”，面对国内外两个市场竞争与挑战，抓住新的发展机遇，加快调整产业结构和产品结构，提高行业整体素质、经济效益和技术创新能力。全行业以国家出台实施的节能减排各类法规为目标，结合国外先进技术自主研制开发了一大批为汽车、摩托车、工程机械、农业机械、船舶、铁道内燃机车、内燃发电设备、石油钻机和国防装备等配套的新一代先进发动机产品，为汽车工业和船舶工业振兴和发展发挥了重要的支撑作用。

“十二五”期间，国务院颁布了国发〔2012〕28号《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》《国家重大技术装备研制和重大产业技术开发专项规划》，明确指出了交通运输、工业、农业、船舶、电力等行业重点工程和重大装备配套内燃机的国内制造计划。主要包括：高效清洁发电重点工程，实现二代改进型核电机组中应急柴油发电机组的国内制造；高速铁路重点工程，实现高速动车组、大功率交流传动电力/内燃机车、重载货车、大型养护机械等装备的国内制造；海洋工程设备，实现大功率柴油机及其他船用关键配套设备的国内制造；大型环保及资源综合利用设备，实现多种燃料发动机的国内制造；在航空产品中，实现活塞发动机的国内制造；在农业重点工程上，大力发展节能环保大功率拖拉机及配套农机具、农产品精深加工成套设备、灌溉和排涝设备等所需的清洁内燃机；以及以特大型履带式推土机、大型装载机、大型隧道全断面掘进机等为重点，发展大型、新型施工机械所需的内燃机。我国内燃机工业顺势而为，产业结构进一步调整，产品技术水平有了较大幅度的提升。截至2014年年底，我国内燃机产品社会总保有量4亿台，总产值4500亿元，完成了年平均增长8%～10%的目标要求；内燃机产品总产量8000万台，总功率20亿kW，实现了年平均增长6%～10%的目标要求；同时全行业突破了经济效益年均增长10%～15%的预期目标。为交通运输、工业、农业、船舶、电力等行业重点工程和重大装备提供了重要支撑。

在新的经济增长模式下，国家提出了“新丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的“一带一路”战略构想，铁路网、公路网、油气管道、跨界桥梁、输电线路、光缆传输系统等基础设施建设是“一带一路”互联互通的基础，内燃机是“一带一路”基础设施建设的主要动力。国务院颁布的《中国制造2025》（国发〔2015〕28号），提出了10大重点突破领域中，航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业机械装备等6大领域对内燃机工业提出了新的需求，也给内燃机工业的发展提供了创新发展的机遇。

1.2.1 内燃机工业对汽车产业的支撑作用

汽车工业已成为我国国民经济的支柱产业，具有产业关联度大、资金积累能力强和就业人口多的特点。随着汽车工业的进一步快速发展，汽车工业对国民经济发展的贡献正越来越突出。2014年年底，我国汽车保有量达到1.54亿辆，已经成为世界最大的汽车生产国和第一大新车市场，预计到2020年我国汽车保有量将超过2亿辆。国家已将构建“汽车强国”作为我国汽车产业发展战略目标，提出了优化汽车产业结构，促进汽车产业持续、健康、高速发展的指导原则。

国家在《中国制造2025》中明确提出大力发展节能与新能源汽车。在继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展的同时，强调提升高效内燃机核心技术的产业化能力，形成自主创新体系，推动自主品牌，实现与国际先进水平接轨。2015年，国家发展改革委《关于当前更好发挥交通运输支撑引领经济社会发展作用的意见》提出，将进一步开展“一带一路”交通走廊、京津冀协同发展交通一体化、长江经济带综合立体交通走廊、中西部（含东北）交通、新型城镇化等重大项目的建设，促进我国汽车产业的发展，推动我国内燃机工业的发展。

目前，商用车已实施国Ⅳ排放标准，轻型汽车也将于2018年全面实施国家环保部和国家质量监督检验检疫总局共同发布的GB 18352.5—2013《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（国Ⅴ）》。汽车排放标准的升级，必将对车用发动机带来新的机遇和挑战。

内燃机是实现全社会节约石油的基础和节能减排的重要环节，在我国建设“资源节约、环境友好型”社会的过程中占有举足轻重的地位。“十二五”期间，按照国家节能减排的总体要求，内燃机工业大力推进产品及其关键零部件开发，推动先进节能技术应用及节能产品产业化，内燃机产品燃油消耗大幅下降，替代燃料应用有了一定基础。

我国内燃机产品与国际先进产品相比仍然具有巨大的差距，截至“十二五”末期，我国内燃机产品综合能效与国际先进水平相差10%～20%，车用内燃机燃油消耗率相差8%～10%，排放水平相差两个等级；内燃机产品节能共性关键技术缺失，关键零部件基础薄弱，制约内燃机高效低排的高压共轨燃油喷射系统、高效滤清器、先进增压系统、后处理装置、控制系统等核心技术和关键基础元器件受制于人的局面依然存在，这也为未来我国内燃机工业提供了新的发展机遇和挑战。

2013年以来，我国车用发动机技术向节能、减排、轻量化、智能化、电子化方向发展。关键技术有所突破，如长安、吉利、奇瑞、力帆、比亚迪等自主品牌生产企业已开发应用可变气门（CVVT）、缸内直喷（GDI）、汽油机增压技术、共轨电喷柴油机等先进技术，为汽车工业的发展提供了合格的配套动力。

未来车用发动机将突破的关键技术主要包括：在车用汽油发动机方面，重点推广应用增压、缸内直喷技术、废气再循环（EGR）及汽油机颗粒捕集器（GPF），优化燃烧过程，提高整机热效率，推广轻量化技术；在柴油机方面，应用电控高压燃油喷射系统、高效增压中冷系统、废气再循环（EGR）及柴油机颗粒捕集器（DPF）。在轻型车用柴油机方面，加快电控高压燃油喷射、高效燃油滤清、高效增压、废气再循环（EGR）和颗粒捕集器（DPF）等技术的推广应用。在中重型商用车用柴油机方面，推广高效增压技术应用，降低转速和采用电控冷却润滑技术。

电控高压共轨燃油喷射技术是柴油机技术升级的关键部件。目前国内多家燃油系统企业均研发出了具有自主知识产权、满足各种形式国Ⅳ排放标准的高压共轨燃油喷射系统产品。如新风集团研发的高压共轨系统，稳定工作压力达到2000～2200bar，高压油泵的供油效率≥80%，喷油器总成响应时间＜0.4ms，每循环可实现5～6次喷射，可靠性MTBF≥4000h，匹配机型涵盖轻、中、重型柴油机，完全满足国Ⅳ及以上排放标准。一汽集团研发的高压共轨燃油喷射系统已批量应用到车用发动机中。

汽车后处理技术是实现国Ⅳ排放标准的重要措施。国内已有多家后处理企业掌握了自主知识产权的SCR催化剂及其制备技术，以选择性催化还原技术（SCR）为主净化NOx，满足了国Ⅳ阶段重型柴油车排放标准，开展了SCR技术与柴油车的匹配机车研究，开发了车载故障诊断技术，形成了完整的重型柴油机车后处理技术体系，实现了基于自主技术、国产原料的SCR后处理装备的规模化生产及其在国产重型柴油车上规模化应用，打破了国外企业对柴油车后处理市场的垄断。

先进内燃机制造是发展节能与新能源汽车的基础，内燃机产业对实现“汽车强国”的战略目标具有强大的支撑作用。

1.2.2 内燃机工业对工农业装备的支撑作用

工农业装备（主要包括工程机械装备和农业机械装备）是我国工业农业发展的基础，内燃机是工农业装备的核心动力，其动力性、经济性、排放性及起动性能直接决定着工程机械和农业机械的整机综合性能，对工程机械装备和农业机械装备具有重要支撑作用。

1．工程机械

工程机械行业与国家重点建设工程密切相关。公路、铁路、机场、港口、管线输送等基础设施建设，十大水系改造、防洪工程、南水北调工程、农田水利工程等水利工程，以及实施西部大开发战略等无一不与内燃机工程机械的作用密切相关。特别是近年来工程机械产业发展突飞猛进，产业体系不断健全和完善，技术创新能力显著增强，国际地位和影响力明显提高。2013年，我国工程机械行业总规模突破4000亿元，我国也因此正式成为全球最大的工程机械市场。2014全球工程机械制造商50强排行榜中，我国有11家企业上榜，入选数量居世界第一，其中徐工集团、中联重科、三一重工位列前10强。

我国工程机械产业的壮大，带动了内燃机行业的迅速发展。《非道路移动机械用柴油机排气污染物限制及测量方法（三、四阶段）》GB 20891—2014标准的实施，对工程机械用内燃机提出了更高的要求和创新发展的机遇。在我国内燃机工业“十三五”发展规划中明确了非道路移动机械用柴油机发展的关键技术，主要采用增压及增压中冷技术、电控高压燃油喷射技术、废气再循环（EGR）技术等，鼓励采用后处理技术。对非道路小型点燃式发动机，全面开展发动机燃烧优化、催化转化等技术的产业化应用，电控燃油喷射技术应用及专用发动机自主研发和工程化应用研究。

广大企业加快推进满足新标准设备的上市推广准备和新一代使用清洁能源工程机械产品的研制和试验、推广工作，一批主要企业利用其研发优势，创新开发了包括轻量化在内的节能减排产品和绿色施工技术应用产品，为工程机械行业提供了满足排放标准的内燃机产品，支持了工程机械装备的发展。

2．农业机械

农业机械制造行业是为农业生产提供技术装备的基础性产业，是现代装备制造业的重要组成部分。我国农业机械工业已形成了包含拖拉机、耕整种植机、收获机、林业机械、渔业机械等11个领域，生产3200多种产品的完整工业体系。我国农业机械行业工业总产值年均保持20%以上的增长速度，是机械工业最具活力的行业之一。

低碳经济时代的来临，对环境保护和资源节约提出了更高的要求。先进适用、智能化、精准化、多功能、高效率的保护性耕作、复式作业、精细农业等农业装备已成为农业装备的发展趋势。未来五年是我国农业机械大发展的关键时期，预计农业机械总需求量将持续升高，新技术和产品开发速度将加快。

内燃机也是农业机械装备的“心脏”，支撑着高效、环保、节能型农业机械的发展。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》明确提出了大马力拖拉机和新型履带拖拉机配套柴油机的技术指标要求：柴油机的综合技术水平，其排放、振动、噪声、油耗等方面的指标，达到欧美成熟市场的准入要求。提高节能环保技术，使用电控高压燃油喷射系统，实现油耗指标达到国外先进水平，排放指标满足出口国的要求。

1.2.3 内燃机工业对船舶装备的支撑作用

船舶行业是国民经济的重要组成部分，更是国防工业的支柱产业之一。

近十余年以来，我国造船业蓬勃发展，跻身全球造船吨位第一的位置，在船型发展上取得了令人瞩目的成绩。超大型集装箱、大型矿砂船、VLCC（超大型油轮）、节能减排船型取得了很大的成功；LNG（液化天然气）船、VLGC（超大型全冷式液化石油气运输船）等高科技船取得突破。世界船舶与海洋工程产业加速向东亚转移，预示着世界船舶和海工配套设备制造中心加速向东亚转移。造船完工量占世界份额超过40%，标志着未来世界一半左右的船舶配套市场需求在中国。

1．发动机是船舶关键配套设备

船用发动机是船舶关键配套设备之一，是船舶的“心脏”，在船舶建造总成本中占10%～15%的比重。造船业的发展势必要求以船舶用内燃机制造业的发展作为支撑。

近年来，我国船舶工业进入了快速发展轨道，产业规模不断扩大，造船产量快速增长。为船舶工业配套的内燃机需求稳步增长。按照我国新船完工量年均在4000万载重吨推算，按照不同的比例，年均对船用低速机的需求量是约1100万马力（1马力=735.499W）或约1400万马力（见表1-1）。按照平均1.8万马力一台低速机估算，大约是592台和755台。据测算，中速机的年均需求量大约6400台（包括做主机和发电机组的中速机），考虑海洋工程装备和有关方面的需求，大约年均需要6500台以上。

2．我国船用发动机产业发展现状

我国已形成了较大规模的船舶动力系统生产基地，分别是长三角造船基地，有沪东重机股份有限公司、上海中船三井造船柴油机有限公司、合肥熔安动力机械有限公司、江苏安泰动力机械有限公司、浙江洋普重机有限公司、中船设备有限公司、安庆中船柴油机有限公司、上海齐耀发动机有限公司、中高曼恩柴油机有限公司等主机厂；环渤海造船基地，有大连船柴、青岛船柴、潍柴、淄柴等主机厂；珠三角造船基地，有珠海玉柴、广柴、广州中船船柴等主机厂。上述基地是我国船用柴油机研发和制造的最主要力量。

近年来，我国船用柴油主机产业快速发展，船用柴油主机的产能成倍增长，为造船企业提供了相当数量的船舶动力装置。船用低速机产量从2004年的不足150万马力增加到2011年的近770万马力；在中速机领域，船用中速机企业由5家增加到2010年的10家，2010年我国完工船用中速柴油机近1100万马力，由于金融危机的影响，2013年船用中速柴油机完工量回落到11913台/1040万马力；在高速机领域，2013年我国完工船用高速柴油机16672台/495.2万马力。2004-2013年我国船用柴油机完工情况见图1-3。

国内中速机的发展较为迅速，无论是为内河及沿海船舶制造的主机，还是为出口和内销远洋船配套的船用发电机组，基本上能够满足国内市场的需求。

船舶用内燃机行业结合重大工程建设和重点行业需要，通过确立国产化依托工程，引进消化吸收国外先进技术，支持企业技术改造和技术攻关，增强了产业自主创新能力，实现了部分重大装备首台（套）的生产。目前，我国已经具备了一批具有一定国际竞争力的优势产品，例如船用柴油机，大型铸、锻件等，为船舶装备业提供了重要支撑。

在大型低速柴油机领域，我国船舶用内燃机企业通过对外合作和技术引进等方式，技术水平明显提高，如宜昌船舶柴油机有限公司完成了6UEC43LSII和6S40ME-B 新机型技术开发，完成了RTA48T-D、6S46MC-CMK8 和6S50MC-CMK8 等机型更新换代的工作；沪东重机有限公司开发、制造了世界首台6K80ME-C智能型船舶用内燃机，完成了引进技术的国产化研究及智能化系统的安装、调试技术研究，掌握了关键制造技术及整机调试技术，该机主要适用于大型集装箱船；大型船用柴油机曲轴实现了国产化并开始出口，成为继日本、韩国和捷克后世界上第四个船用曲轴生产国。

在中高速内燃机领域，实现国产化的中速机机型有：6DK-28（陕柴）、9L21/31（陕柴）、6L16/24（陕柴、中船设备、新中动力）、16PC2-6（陕柴）、L21/31（中船设备、新中动力）、L27/38（中船设备、新中动力）、6DKM-28（安庆船柴）、DK-20（陕柴）等。中船重工第七一一研究所成功研制了高压共轨6CS21/32等具有国际先进水平的自主品牌中高速机产品（单缸功率220kW，满足IMO TierⅡ排放法规），并进行了CS21/32机型的系列化开发。

船舶发动机也面临着降低硫化物、碳化物、氮化物等排放污染物的要求，压舱水管理亦将受到更严密监控。我国船用内燃机生产企业正都在积极开发SCR、EGR等环保技术，为我国的船舶工业继续提供重要的支撑。

3．船用柴油机自主品牌的崛起

经过多年的发展，我国在船用柴油机总体设计、关键技术研发、系统集成、制造工艺等方面取得了一系列突破。近两年，成功研制了6CS21/32、CHD622V20等具有国际先进水准的自主品牌中高速机产品，填补了国内空白。这也标志我国从“技术引进”向“自主研制、自主品牌”转变。

河南柴油机重工有限责任公司和沪东重机股份有限公司针对不同市场需求，采用共轨、电控的先进技术，开发相应的产品，自主品牌的崛起，标示着我国船用柴油机产业将步入快速发展的快车道。

1.2.4 内燃机工业对发电装备的支撑作用

发电机组在国民经济中扮演着重要的作用，一方面可以用于船舶用电、石油开采、工程抢修、军事等移动电源，也在国家重点工程建设中得到广泛应用，另一方面也可以用于医院、银行、机场、宾馆、通信等行业的备用电源。我国内燃机电站行业企业2013年完成工业总产值116.09亿元，同比增长4.19%；工业销售产值108.99亿元，同比增长5.13%；主营业务收入105.09亿元，同比增长6.63%。25家主要企业电站产品共实现销售收入84.15亿元，同比增长5.84%；实现产品利润8.05亿元，同比下降5.73%。

当前我国在内燃机发电机组行业还有很多未突破的技术问题，大型环保及资源综合利用设备中的煤矿瓦斯发电成套设备、百万千瓦级核电机组中二代改进型核电机组中的应急柴油发电机组等均属国家重大技术装备的配套装备，对发电机组的研发提出了挑战。

1.2.5 内燃机工业对机车装备的支撑作用

为了适应中国铁路的飞速发展，进入21世纪，中国的交—直—交电力传动内燃机车研制取得成功，研制出了东风4DAC、东风8BJ、东风8CJ等交流传动内燃机车。2014年年底，全国铁路机车拥有量为2.11万台，其中内燃机车占45.0%。近些年，我国内燃机车仍在不断发展，2015年，中国南车研制出了世界功率最大的3000马力油电混合动力机车和5000马力双燃料内燃机车，中国北车研制出了适用于西部高原、高风沙环境的HXN3高原型内燃机车，已于2015年在青藏铁路开始使用，填补了我国高原铁路客货运输生产无国产内燃机车的空白。

当前，高铁已经成为“中国制造”新名片，仅2014年，中国北车、南车出口签约额均超过30亿美元，同比增长均超过60%。未来随着“一带一路”建设和我国高铁走出去步伐的不断推进，会进一步带动我国机车内燃机的发展。由于内燃机车不受输电线路的影响，在我国铁路交通中仍然起着不可或缺的作用。

1.2.6 内燃机工业对国防装备的支撑作用

国防科技和武器装备是军队战斗力的物质基础，是国防现代化的重要标志。内燃机作为履带车辆、轮式车辆、移动电站、军用无人机等装备的动力源，对国防装备的发展起着十分重要的作用。

1．履带车辆装备

主战坦克是重要的陆上作战国防装备，主站坦克发动机的功率逐渐增大，其发展历程如表1-2所示。我国装载内燃动力的坦克车辆在动力性方面实现了与国外先进第三代主战坦克相同的性能指标，自主第三代主战坦克组成的检阅方队在2009年国庆阅兵式和2015年的阅兵式上亮相。

主战坦克动力正在朝小型强化（downsize）、高功率密度方向发展。未来的主战坦克动力将是一个具有二级涡轮增压系统、高压共轨燃油喷射系统、更小缸径和排量、更高转速、更高功率密度的现代高速高强化柴油机。

2．轮式车辆装备

轮式车辆装备动力从汽油机和自然吸气式柴油机，发展到现在的电控涡轮增压中冷柴油机，简化了后勤保障，提高了轮式车辆装备的机动性、可靠性、环境适应性和信息化程度。二代、三代车辆装备发动机发展情况见表1-3。

我国轮式车辆用发动机主要性能指标已经达到国外电控高压共轨技术第三代水平，极大地缩短了我国在电控柴油机与国际先进水平之间的差距，保证了我军陆军机动装备动力系统的自主安全性。

3．无人机

根据美国蒂尔集团发布的最新全球无人机市场预测，预计未来10年，无人机将继续成为世界航空航天工业最具增长活力的市场，其中全球军用和民用无人机销售额将由2015年的64亿美元增至2024年的115亿美元，10年支出总额将超过910亿美元，10年复合增长率为6.7%。预计到2024年，民用无人机市场份额将由目前的11%增加至14%，即16亿美元。

当前我国无人机无论从研制的种类还是性能上，都已经进入世界第一集团，中国无人机甚至走在欧美的前列，已经掌握了无人机用活塞式发动机核心技术，生产制造形成了一定规模，产品综合性能达到国外同类型无人机发动机水平。

4．军用舰艇

我国较大功率舰艇用柴油机制造，从引进技术到完成了国产化工作，走过了几十年的时间。目前，已经具备自主开发、生产满足各类舰艇主机和辅机用柴油机的能力，单机功率可达2.9万～3.6万kW。

随着未来舰船主动力向大功率、高速、高密度柴油机方向发展，舰船柴油机的发展趋势是：采用高增压技术提高功率，改善工作过程，提高经济性，以进一步降低燃油消耗率；采用新型结构和材料，提高可靠性和寿命；运用监控技术，提高操纵管理的自动化程度；应用减振降噪技术，提高舰艇的隐蔽性。