汽车发动机行业分析报告正文目录1. 政策驱动，节能减排技术升级迫切 (4)1.1. 燃料消耗量和双积分 (4)1.2. 国六排放标准 (5)2. 发动机技术升级的主要方向 (6)2.1. 提高热效率 (6)2.1.1. 热效率的现状和未来 (6)2.1.2. 提升发动机热效率的技术路径 (8)2.2. 电气化辅助技术 (15)2.2.1. 混合动力技术 (16)2.2.2. 48V系统 (16)3. 发动机先进技术应用进展 (17)3.1. 国际先进发动机技术应用案例 (17)3.2. 自主品牌先进发动机技术现状 (19)3.3. 国内新车公告燃料消耗量 (20)4. 投资机会 (21)图表目录图1：主要国家燃料消耗标准对比 (4)图2：第四阶段燃料消耗量限值（GB 27999-2014） (5)图3：发动机的能量损失和热效率 (6)图4：世界先进发动机的热效率 (7)图5：GDI应用趋势 (8)图6：GDI+PFI双喷射系统 (8)图7：汽油机EGR系统 (9)图8：汽油机EGR燃油经济性 (10)图9：可变截面涡轮增压器 (11)图10：TT Clubsport Turbo Concept车型采用电动涡轮增压与普通涡轮增压双增压发动机 (12)图11：奥迪Q7采用电动涡轮增压的三涡轮增压发动机 (12)图12：缸盖集成排气歧管 (15)图13：48V系统的功能和优势 (16)图14：丰田Dynamic Force Engine 2.5L四缸自然吸气发动机 (17)图15：基于涡轮增压和停缸等技术的凯迪拉克LSY 2.0T发动机 (18)图16：大众EA211 TSI evo1.5L发动机 (19)图17：新车公告燃料消耗量情况 (20)表1：燃料消耗量限值 (5)表2：DVVL和CVVL技术 (13)表3：汽车水泵 (14)表4：混合动力（HEV）典型车型参数对比 (16)表5：自主品牌先进发动机现状（2016-2017中国心十佳发动机） (19)表6：新车公告燃料消耗量达标车型型号数量 (21)1. 政策驱动，节能减排技术升级迫切能源和环保不仅是中国的问题，也是全世界的挑战。

因此节能减排已成为汽车产业可持续发展的必然选择。

面对中国汽车保有量的快速增加和环境压力的日益严峻的现状，2016 年中国发布了号称世界最严格的国六排放法规，制定了四阶段乘用车燃料消耗限值和双积分管理办法。

欧盟、美国、日本等世界各经济体和国家，也同样制定了日益严格的油耗（或CO 2 限值）和排放法规。

围绕燃料消耗量和排放标准进行技术升级将成为未来一段时间汽车企业研发和应用的主要方向。

1.1. 燃料消耗量和双积分为应对全球性的资源短缺和气候变暖，巩固和提高汽车工业未来国际竞争力，欧、美、日等汽车工业发达国家都在积极采取措施，推动和促进汽车节能技术发展、提高汽车燃料经济性水平。

各国相继完成了新一轮针对2020年甚至更长远的乘用车燃料消耗量标准法规制定，对乘用车燃料消耗量及对应的污染物和二氧化碳排放提出更加严格的要求。

日本已经提出了至2020年的轻型汽车燃料经济性标准，预计到2020年，乘用车平均燃料经济性水平达到20.3 km/L ，与2009年的16.3 km/L 相比，燃料消耗量下降约20.3%。

欧盟于2009年通过强制性的法律手段取代自愿性的CO 2减排协议，在欧盟范围内推行汽车燃料消耗量和CO 2限值要求和标示制度，要求到2015年和2020年乘用车CO 2排放分别达到130g/km 和95g/km 的目标，对应的燃料消耗量约为2020年4.1L/100km 。

美国于2010年4月和2012年8月分别发布了针对2012-2016（第一阶段）和2017-2025（第二阶段）的轻型汽车燃料经济性及温室气体排放规定，要求2025年美国轻型汽车的平均燃料经济性达到54.5mpg 。

2012年6月28日，国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》，明确了我国汽车节能标准的整体目标，要求2020年当年乘用车新车平均燃料消耗量达到5.0 L/100km 。

2014年7月2日，国家标准化管理委员会下达GB 19578《乘用车燃料消耗量限值》和GB 27999《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》强制性国家标准修订计划，对我国新车型油耗指标进行了规范。

2017年4月25日发布的《汽车产业中长期发展规划》要求，到2020年，新车平均燃料消耗量乘用车降到5.0L/100km 、节能型汽车燃料消耗量降到4.5L/100km 以下；到2025年，乘用车新车平均燃料消耗量降到4.0L/100km 。

图 1：主要国家燃料消耗标准对比11 10 9 8 7 6 5 4 3 2燃料消耗量(L /100K m )2000 2005 2010 2015 2020 2025表1：燃料消耗量限值整备质量（Kg）第三阶段燃料消耗量目标L/100km第四阶段燃料消耗量目标L/100km降幅≤750 5.2 4.3 17%750-865 5.5 4.3 22%865-980 5.8 4.3 26%980-1090 6.1 4.5 26%1090-1205 6.5 4.7 28%1205-1320 6.9 4.9 29%1320-1430 7.3 5.1 30%1430-1540 7.7 5.3 31%1540-1660 8.1 5.5 32%1660-1770 8.5 5.7 33%1770-1880 8.9 5.9 34%1880-2000 9.3 6.2 33%2000-2110 9.7 6.4 34%2110-2280 10.1 6.6 35%2280-2510 10.8 7 35%＞2510 11.5 7.3 37%从第三阶段油耗到第四阶段油耗，汽车油耗需要降低17%-37%，以整备质量1.4吨的车型为例，在第三阶段油耗法规下，油耗7.3L/100km就可以满足要求，但到第四阶段要降低到5.1L/100km，降幅达30%。

我国在2017年9月发布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》，即双积分管理办法，该政策规定了企业平均燃料消耗量的目标值、达标值和实际值的计算方法。

目标值（达标值/实际值）为企业在核算年度生产或进口车型燃料消耗量目标值（达标值/实际值）与对应生产或进口量乘积之和除以当年度生产或进口总量计算出的平均燃料消耗量。

企业平均燃料消耗量积分为达标值与实际值的差额与车型核算数量的积。

实际值低于达标值产生的积分为正积分，高于达标值产生的积分为负积分。

对纯电动乘用车、燃料电池乘用车以及纯电动驱动模式综合工况续驶里程达到50 km 及以上的插电式混合动力乘用车，计算企业平均燃料消耗量实际值时，生产或进口总量的计算应乘以2018-2019年3倍、2020年2倍的倍数。

当车企产生企业平均燃料消耗量负积分时，可以通过上年度结转正积分、关联企业受让正积分、本企业新能源汽车正积分和购买新能源汽车正积分来进行抵偿。

对于未抵偿企业，暂停燃料消耗量达不到目标值的新产品公告申报、暂停部分高油耗车型的生产。

随着企业平均燃料消耗量的目标值的快速下降、新能源汽车倍数的降低和新能源汽车积分比例要求的限制，车企面临的双积分压力大大增加，因此也面临着平均燃料消耗量积分压力的迅速加大。

1.2.国六排放标准欧盟将从2017年开始，实行新的欧六c排放法规，美国将从2017年开始，实行第三阶段排放法规（Tier3）。

中国也将从2017年开始，全面实行新的国五排放法规，并且不断加速法规更新步伐。

2020年，中国将实行国六a排放法规。

2023年，中国将实行国六b排放法规。

图2：第四阶段燃料消耗量限值（GB 27999-2014）国五国六限制对比（第一类车）国六排放法规融合了欧洲和美国的测试方法，污染物限值与欧 6 c相同，蒸发排放和OBD 接近美国，而且将采用全新的、更为严苛的WLTC测试循环，可能会成为最难的排放法规。

目前深圳市已决定提前实施轻型车国六标准：自2018年11月1日起，轻型压燃式发动机汽车应当符合国Ⅵ标准；2018年12月31日起，轻型点燃式发动机汽车应当符合国Ⅵ标准。

2.发动机技术升级的主要方向面对汽车节能减排的压力和新能源汽车的挑战，基于内燃机的汽车动力系统已经储备了丰富的技术应对措施，并不断通过技术创新和技术升级提高效率，改善节油和排放效果，提高自身的生命力和竞争力。

从发展路径上看，提高热效率、与电气化相结合是发动机节能减排的两个主要技术路径，也发动机技术发展的主要方向。

2.1.提高热效率2.1.1.热效率的现状和未来发动机的热效率是发动机输出的机械功与发动机燃烧产生的化学能的比率，即燃料的化学能转化成机械动力的效率。

一般情况下，燃烧相同的燃油，热效率越高，转化成的机械动力越多，既热效率高，油耗就低，燃油经济性强。

在热效率方面，由于燃料的不完全燃烧，加之冷却损失、排气损失、泵气损失和机械摩擦带来的损失，发动机的有效做功被限制，传统蒸汽机的热效率是4%-8%，汽油机的热效率在25%-35%之间，柴油机的热效率能达到35%-45%，喷气发动机的热效率在50%-60%之间。

提高发动机热效率是降低油耗的最直接、最根本的方法。

德国、日本、美国先进汽车企业持续在发动机热效率方向努力，不断推出超高热效率的发动机产品。

丰田：2003年上市的第二代丰田普锐斯1.5 升发动机（代号1NZ-FXE）的热效率，在BSFC数值为230g/kwh的运转区间达到了36.8%。

2009年，第三代丰田普锐斯搭载的1.8L发动机（代号2ZR-FXE），热效率在220g/kwh的区间达到了38.5%。

2016年，丰田成为率先突破汽油发动机热效率40%的车企。

首先是第四代普锐斯发动机热效率达到了40%，紧接着推出全新的2.5L Dynamic Force Engine自然吸气发动机的热效率达到了40%，其混合动力版本的热效率高达41%。

图3：发动机的能量损失和热效率本田：2013年，本田新一代CR-V搭载的L15B系列1.5L涡轮增压直喷汽油机，热效率高达38%，成为量产涡轮增压汽油机热效率的世界第一。

本田在其混动雅阁上搭载的发动机（代号为LFA），最高热效率达到38.9%。

通用：通用在2015年上市的第二代沃蓝达上应用了一台高效率的1.5升自然吸气发动机，最大热效率为36.45%。

在2016年发布的混动迈锐宝上，通用又加强了其1.8L自然吸气发动机的热效率，最大可以达到37.43%。

2010年美国汽车研究委员会（USCAR）学术会议综合了29位权威专家的意见，形成了《关于车用内燃机效率的总结报告》，该研究报告认为：活塞式内燃机的最大有效热效率，不考虑摩擦损失的情况下可以达到60%；现在的内燃机由于非平衡燃烧过程造成20-25%的损失，经过对内燃机进行根本性改造，最大热效率可超过60%，最高有望达85%。