DPF技術是目前全球最有效、最直接改善柴油機顆粒物排放的方法,其能夠有效凈化尾氣中70%~90%的顆粒,很多發動機企業選擇大功率段產品上應用這一技術。國四標準中明確提出這一技術路線,在環保技術上,顯然已經有追平歐美領先國家的勢頭。
一套DPF除煙系統價格大約在2萬~4萬元左右,小型設備本身的殘值已經不高,再加裝一個DPF除黑煙,增加的成本或將高達4萬,相當于設備殘值一半的價格,這對小型用戶群體來說無疑是較大的負擔。
但DPF也有令發動機企業頗為“頭疼”的問題,應用DPF最大的挑戰是顆粒物再生問題,因此發動機必須增加EGR(廢氣再循環控制系統)。從歐美車用發動機的應用情況看,EGR是發動機里故障率相對較高的零件之一,要應用在非道路發動機上,還需要進行技術改進。
對于有些機型改裝,如6噸以下挖掘機采用傳統油泵+EGR等策略就可以。而對于10噸以上挖掘機,則需要改用電噴發動機,同時需要對電控系統、發動機散熱系統進行改裝。有專業人士推算過,改裝一臺20噸級挖掘機需要支出10萬元左右,改裝一臺9米攤鋪機需要支出20萬元左右。如此改裝,對于使用年限5年以下、殘值較高的設備,也許還值得。而對于使用年限超過5年、殘值不高的設備,則有些得不償失。面對日趨嚴苛的環保政策,改與不改將是很多用戶未來需要直面的棘手問題。
“一帶一路”持續增效,出口面臨“同階段、不同要求”挑戰
令中國工程機械制造商感覺棘手的問題還有出口。過去幾年,中國工程機械行業優秀企業在“一帶一路”和向中高端轉型升級的戰略推動下,不斷加快走出去的步伐,海外市場在制造商整體業務中的占比不斷提升。
過去幾次非道路排放標準的制定,都等效轉化了歐美相應階段的標準,但這次國四標準,顯然已經和全球市場執行的主流標準有了很大差異,某些要求超過了歐美四階段最終排放標準。
針對于此,制造商需要調整進行采購和生產布局,以適應國外市場相同階段、不同要求的排放標準,中國制造商的出口難度系數或許會有所增加。
牽一發而動全身,全產業鏈緊張備戰
過去多年,中國發動機制造商,都是以排放標準領先中國2-3個階段的歐美地區做標桿,進行技術升級和產品迭代。不少出身于歐美地區的發動機企業,早已在滿足高排放標準上,積累了大量實戰經驗,因此在應對中國非道路四階段排放標準升級時,相關發動機廠商外資公司也做好了將在發達市場應用成熟的技術和產品,導入中國進行適應性改進的準備。
但新國四標準,幾乎把所有發動機企業都推回了“摸著石頭過河”的階段。征求意見稿里的部分要求,即使在歐美市場,也沒有得到過有效驗證。而且搭載DPF系統后,非道路用發動機本身的技術難點,以及和整機匹配中可能存在的問題應該如何克服,并沒有現成例子可以參考。按照慣常做法,發動機完成試驗臺調試后,還需在-7℃~38℃環境中進行“兩冬一夏”的整機匹配測試,對于急需進行的技術改進和產品測試而言,頗為緊促。
即便難度不小,在新技術語境中提高發動機產品質量,也是少數企業才有資格參與的競賽。對大多數發動機制造商,以及為發動機進行配套的零部件企業來說,快速的排放標準提升,會帶來高昂的研發費用,這并非所有企業都能承受的起;同時,對發動機和整機產品更高的質量要求,也相應提高了技術門檻,國四標準升級將會帶來一輪行業洗牌。
相對于發動機企業,整機制造商的壓力并不完全來自于技術本身。新環保要求會呈現完全不同的技術路線,發動機的燃油系統、后處理系統都要進行調整,映射到整機產品上,就需要重新調整發動機艙布局,比如加大散熱器尺寸、增加DPF系統到駕駛艙距離等。
整體看,中國工程機械制造商在打造國四產品供應能力方面,不會有太大問題。但較大的挑戰在于切換時間、成本上漲、設計后設備的耐久性和穩定性等問題。
一份領先發動機制造商對根據小松及日立挖掘機油樣進行的跟蹤抽檢結果顯示,在2017年監測的106個樣本中,僅有50%的柴油品質高于國家執行標準;而2018年的油品抽檢合格率竟有所下降。
目前,中國工程用油含硫量偏高,含硫量較高的油品會增加發動機的顆粒物排放量,導致DPF系統再生間隔短、頻繁堵塞和催化劑中毒等問題,造成發動機易損、壽命短。
顯然,為滿足非道路四階段DPF技術的使用,國內油品質量還需進一步改善。否則,終端用戶在使用倉促升級的國四產品時,可能會面臨油品含硫量高帶來的設備故障率增加、油耗增加等一系列問題。
新系統會大幅改變現有發動機的結構和外觀,整機廠商也要據此改變整機產品的外觀設計,這必然會增加成本。粗略推測,國四標準發動機的單臺價格,較國三產品的平均漲幅應該在1萬元左右,大約相當于國三發動機價格的20%~30%。
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