2024渦輪增壓器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局分析

• 黃文玉 2024年1月29日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 1254 82
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渦輪增壓器的大概結(jié)構(gòu)原理，廢氣渦輪增壓器主要由泵輪和渦輪組成，當(dāng)然還有其他一些控制元件。泵輪和渦輪由一根軸相連，也就是轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)泵輪，泵輪帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。

渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增加，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

渦輪增壓器的大概結(jié)構(gòu)原理，廢氣渦輪增壓器主要由泵輪和渦輪組成，當(dāng)然還有其他一些控制元件。泵輪和渦輪由一根軸相連，也就是轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)泵輪，泵輪帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣一側(cè)，所以增壓器的工作溫度很高，而且增壓器在工作時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高，可達(dá)到每分鐘十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見的機(jī)械滾針或滾珠軸承無(wú)法為轉(zhuǎn)子工作，因此渦輪增壓器普遍采用全浮動(dòng)軸承，由機(jī)油來(lái)進(jìn)行潤(rùn)滑，還有冷卻液為增壓器進(jìn)行冷卻。

以前渦輪增壓器大都用在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上，因?yàn)槠秃筒裼偷娜紵绞讲灰粯樱虼税l(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓器的形式也有所區(qū)別。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)不同于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，它進(jìn)入氣缸的不是空氣，而是汽油與空氣的混合氣，壓力過大容易爆燃。因此，安裝渦輪增壓器必須要避免爆燃，這里涉及兩個(gè)相關(guān)問題，一個(gè)是高溫控制，另一個(gè)是點(diǎn)火時(shí)間控制。

強(qiáng)制性增壓后，汽油機(jī)壓縮和燃燒時(shí)的溫度和壓力都會(huì)增加，爆燃傾向增加。另外，汽油機(jī)排氣溫度比柴油機(jī)高，而且不宜采用增大氣門重疊角(進(jìn)、氣排門同時(shí)開啟的時(shí)間)方式來(lái)加強(qiáng)排氣的降溫，降低壓縮比又會(huì)造成燃燒不充分。還有，汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速比柴油機(jī)高，空氣流量變化大，很容易造成渦輪增壓器反應(yīng)滯后。針對(duì)汽油機(jī)使用渦輪增壓器出現(xiàn)的一系列問題，工程師有針對(duì)性地一一做了改進(jìn)，使汽油機(jī)也能用上廢氣渦輪增壓器。

渦輪增壓器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局分析

汽車要跑得快，就必須要有強(qiáng)勁的動(dòng)力。目前汽車的動(dòng)力系統(tǒng)可粗分為自然進(jìn)氣系統(tǒng)及增壓進(jìn)氣系統(tǒng)兩大類。在歐洲跑車中，除了寶馬汽車公司依然堅(jiān)持使用自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)外，其他各汽車公司為了提升車輛的動(dòng)力性能，紛紛采用增壓系統(tǒng)，例如：奔馳跑車使用機(jī)械增壓系統(tǒng)，紳寶汽車則為渦輪增壓的開山鼻祖。近年日系汽車也開始大量采用渦輪增壓技術(shù)。自然進(jìn)氣系統(tǒng)沒有安裝任何形式的增壓器，只是利用活塞下行所產(chǎn)生的負(fù)壓來(lái)吸進(jìn)混合氣。雖然自然進(jìn)氣系統(tǒng)通過可變氣門正時(shí)系統(tǒng)能夠得到較大的馬力輸出，但動(dòng)力的提升很有限。為了有效增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，采用增壓系統(tǒng)可說是最有效的方式。最常見的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓系統(tǒng)有機(jī)械增壓與廢氣渦輪增壓兩種。

渦輪增壓器已經(jīng)普及到許多類型的汽車上，它彌補(bǔ)了一些自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的先天不足，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不改變排氣量的情況下可以提高輸出功率30%以上。因此許多汽車制造公司都采用這種增壓技術(shù)來(lái)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，藉以實(shí)現(xiàn)轎車的高性能化。對(duì)增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行理論計(jì)算，選擇合適的增壓器增壓度和發(fā)動(dòng)機(jī)的一些參數(shù)，鑒于增壓器的工作特點(diǎn)以及發(fā)動(dòng)機(jī)最佳匹配的原則，確定合適的匹配參數(shù)。

國(guó)內(nèi)的增壓器廠家也對(duì)增壓器的匹配有過一些研究，介紹了如何合理選用國(guó)產(chǎn)增壓器代替已損壞的進(jìn)口增壓柴油機(jī)增壓器的方法，并給出了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的各種渦輪增壓器的技術(shù)參考。多種進(jìn)口機(jī)械的增壓柴油機(jī)進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)增壓器的匹配試驗(yàn),，都取得了成功。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國(guó)渦輪增壓器行業(yè)發(fā)展前景戰(zhàn)略及投資風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示：

渦輪增壓器是汽車重要零部件之一，市場(chǎng)景氣度與汽車工業(yè)掛鉤。從國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)現(xiàn)狀來(lái)看，據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2022年國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到2702.1萬(wàn)輛和2686.4萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)3.4%、2.1%，汽車行業(yè)整體復(fù)蘇向好，實(shí)現(xiàn)正增長(zhǎng)。從全球渦輪增壓行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年全球渦輪增壓器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為1466億元，同比增長(zhǎng)9.73%。

全球汽車渦輪增壓配置率方面，整體來(lái)看，全球渦輪增壓器配置率總體呈上升趨勢(shì)。細(xì)分來(lái)看，歐洲市場(chǎng)由于法規(guī)要求，最早推行了小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，成為渦輪增壓技術(shù)最為普及的地區(qū)，配置率提升空間有限。就國(guó)內(nèi)渦輪增壓行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模而言，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)受到汽車工業(yè)帶動(dòng)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)渦輪增壓行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為410億元。

配置率方面，目前中國(guó)目前面臨愈加嚴(yán)苛的油耗限制、二氧化碳減排政策，2021年渦輪增壓配置率提升至48.0%，預(yù)計(jì)2023年提升至62.4%，渦輪增壓配置率仍有25-30PCT的提升空間。從全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，渦輪增壓器市場(chǎng)集中度高。目前Garreet(蓋瑞特)、Cumins(康明斯)、BorgWarner(博格華納)、MHI(三菱重工)和IHI(石川島播磨)等占據(jù)了全球渦輪增壓器90%以上的市場(chǎng)份額，行業(yè)集中度高。目前我國(guó)渦輪增壓器主要由外資壟斷，2020年中國(guó)渦輪增壓器CR4高達(dá)87%，市場(chǎng)高度集中，其中，蓋瑞特和博格華納的市場(chǎng)份額均為30%，其次是三菱重工和石川島播磨(IHI)，市場(chǎng)占有率分別為15%和12%。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)渦輪增壓器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模上漲趨勢(shì)明顯，2022年中國(guó)渦輪增壓器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為298億元，隨著新興技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，如電動(dòng)汽車和氫燃料電池技術(shù)，渦輪增壓器的需求可能會(huì)受到一定影響。新興技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)可能導(dǎo)致渦輪增壓器市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)加劇，從而影響均價(jià)。2022年中國(guó)渦輪增壓器行業(yè)均價(jià)為1314.86元/臺(tái)。

渦輪增壓器行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)渦輪增壓器將不斷向更高效、更輕量、更緊湊的方向發(fā)展，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。同時(shí)，隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，渦輪增壓器將能夠更好地與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配和協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)更為優(yōu)化的動(dòng)力輸出和燃油消耗。

隨著全球?qū)Νh(huán)保問題的重視程度不斷提高，各國(guó)政府紛紛出臺(tái)更為嚴(yán)格的排放法規(guī)和燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足這些法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，汽車廠商需要不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和減排性能，而渦輪增壓器作為一種有效的減排技術(shù)，將在未來(lái)的市場(chǎng)中占據(jù)更為重要的地位。隨著消費(fèi)者對(duì)汽車性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的要求不斷提高，消費(fèi)者對(duì)采用渦輪增壓技術(shù)的車型越來(lái)越青睞。未來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)汽車環(huán)保、安全、舒適等方面的需求不斷升級(jí)，渦輪增壓器的市場(chǎng)需求還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

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