单缸柴油机在丘陵山区农机化仍无可替代

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《国三大限将至，单缸柴油机形式依然严峻》一文， 可能有人会提出，既然单缸机排放问题这么多，8kW以下没有通过型式核准，那么用其他动力产品进行替代是否可行？

笔者对这个问题也饶有兴趣，对相关问题进行了调研分析，其实单缸柴油机不仅面临国三排放标准升级的难题，近年来受政策引导和外部大环境的影响，单缸机呈多年下滑势态，还面临汽油机、多缸机、电动等新能源等替代产品的冲击，可谓“内忧外患”。

一、单缸柴油机产销下滑严重

单缸柴油机95%为农用，是小型农业机械不可或缺的动力源，按功率档分为大功率档（﹥8kW）、小功率档（≤8kW）。缸径范围60-125mm，功率范围1.47-22kW，转速范围2000-3600r/min，水冷和风冷, 卧式和立式各种型号。 

我国单缸柴油机无论保有量还是年产量在世界上均独占鳌头，单缸机之所以在我国能发展的如此之快, 成为农村各种配套机械重要动力, 是因为单缸机配套面广, 各种配套农业机械对其依赖程度较大, 水平、质量相对适宜, 价格低廉, 适合我国目前农民购买力相对较低的国情，而且我国南方丘陵山区需要大量的单缸机配套小型农机具。

单缸机市场在2010年达到顶峰，从2011年开始就出现下滑，从高峰期的860多万台到现在的400多万台，降了50%多（见表1）。如果剔除相对稳定的出口部分（年出口150万-200万台），国内市场实际萎缩的更厉害。根据中国内燃机工业协会《中国内燃机工业销售月报》重点企业数据显示，今年8月，农用机械用内燃机累计销售229.42万台，同比累计下降38.72%。单缸柴油机累计销售83.51万台，同比累计下降57.09%。

表1  2010-2015年单缸柴油机产销量

二、配套整机产品的发展不容乐观

单缸柴油机作为配套动力为各种小型拖拉机、农用运输车、机动三轮车、微耕机（含田园管理机等）、插秧机、小型渔船、排灌和喷灌机械、园林植保机械和小型发电机组等产品配套，这些产品是主要在丘陵山区广泛使用。可见，单缸机在丘陵山区农业生产中发挥了极其重要的作用。

表2  2013-2014年单缸机配套整机产品数量

1.低速货车，这几年销量下滑明显，在单缸柴油机配套的主机产品中比重已微乎其微，主要与国家对这类产品进行了重新调整有关。工信部明确提出，自2016年1月1日起，低速货车新产品执行与轻型载货汽车同等的节能与排放标准，即国Ⅳ标准。同时，自2017年1月1日起，在《车辆生产企业及产品公告》管理中取消低速货车产品类别，相关企业应停止生产、销售低速货车产品，表明低速货车即将退出历史舞台。而轻型载货汽车结构上决定了不能配套单缸柴油机。

2.三轮汽车，随着农业农村经济的发展，道路条件的改善，大型农业装备的应用，三轮汽车的市场影响较大，而且随着前几年的迅猛增长，市场已经饱和，属于耐用品，容易维修，报废更新缓慢，年销售量从之前的250万台下降到目前的100万台左右。三轮汽车单独执行自己的排放限值标准，执行时间没有与农业机械同步，《三轮汽车用柴油机及其车辆排气污染物排放限值及测量方法（中国第三阶段）》目前已通过二次征求意见，尚未正式发布，预计到最终实施还有两年左右的时间。

 3.小四轮和变型拖拉机，很多地方已经不再开展推广鉴定，也不能享受购机补贴。受到大中型拖拉机产品享受补贴后购买价格与同马力的小四轮和变型拖拉机价格相差不大的影响，小型拖拉机的市场在萎缩。变型拖拉机安全性较差，多地安全监理部门已经停止受理变型拖拉机的注册登记，禁止为变型拖拉机发放拖拉机号牌、行驶证，意味着从官方角度逐渐放弃变拖。小四轮拖拉机2012年及之前共有127个企业获得3C认证，证实了曾经的辉煌，自此之后，逐步衰退。

4.手扶拖拉机，部级农机推广鉴定限配套动力大于6.5kW且小于等于11.03kW。这几年手扶拖拉机市场下滑非常厉害，一是受到微耕机（包括田园管理机、耕整机等产品）替代的影响，在丘陵山区尤为明显，二是补贴额降低，部分省份取消手扶拖拉机的补贴；三是土地流转导致小型机具的销售将受到较大的影响。

5.微耕机，主要配套风冷单缸柴油机，占比85%左右。推广鉴定大纲DG/T006-2012《微型耕耘机》要求是功率小于等于6.5kW，行业标准JB/T 10266-2013《微型耕耘机》要求是功率不大于7.5kW。2015年微耕机市场销售总量达到82万余台，主要市场在南方丘陵地区，特别是西南山区，其中云南销量第一，四川和广西位于二、三位。近年来受到安全事故曝光、补贴额降低和市场饱和等的影响，销售下滑较大。

6.插秧机，吉林延吉、山东潍坊一带生产厂生产的独轮乘坐式插秧机配套大多8kW以下单缸柴油机。手扶插秧机也有部分配套单缸柴油机，主要是动力性能比较好且省油，在福建、广西等柴油微耕机普遍的地区用户比较习惯，认同性比较高。高速插秧机配套动力目前是柴油机和汽油机并存，柴油机配套3缸柴油机，没有单缸柴油机。

7.自走式植保机械、运秧机、撒肥机、机耕船等自配动力的移动式农业机械，以及渔船、排灌机械等，大多用水冷单缸柴油机，功率在8-20kW之间。特别是自走式喷杆喷雾机、风送喷雾机由于近年购机补贴力度较大，配套单缸机的也增长迅速。

下游产业链决定上游行业的生死，根据上述单缸柴油机配套整机产品的行业发展分析，除了植保机械有所增加，配套整机的其他行业产品均在下滑，有的下滑非常厉害，甚至整个行业在在消失，单缸柴油机行业不容乐观。

三、单缸柴油机下滑的原因分析

造成单缸机和配套整机行业销售下滑，除了国三排放的问题，主要是由于产业政策引导、农业生产方式变革和农机化政策引导。

1.列入限制类发展产品目录

单缸柴油机由于独特的结构特点，一直是高污染高能耗的代名词，国家发改委制定出台的《产业结构调整指导目录（2011年本）》，将单缸柴油机列入“第二类 限制类”，自此给单缸柴油机贴上了“落后”的标签。内燃机是生产许可证管理的产品，由于列入限制类发展的产品目录，生产许可证管理部门不允许新增单缸柴油机生产企业。

2.农业发展需要大型化、高端化

我国经济的快速发展，农村剩余劳动力向第二、三产业转移，引起农村经营方式和农业生产方式的巨大变革，农村土地改革、土地流转加快、农民合作社的快速发展、推动农业的集约化、组织化、专业化、社会化发展，农业装备动力的大型化、高端化是必然。

3.农机化政策的引导

现阶段国家购机补贴政策优先考虑高性能、高效率的大中型农业机械，消除了大中型农机和小型农机的价格差，使大中型农业机械发展迅猛，对农机产品结构调整产生较大影响，对于小型农机配套的单缸柴油机产销下降是必然的。

虽然受农业和农机化发展趋势的影响，但是以配套单缸机为主的小型农机还大有可为。一是我国丘陵山区面积大。湖南、浙江、云南等11个南方省份中，丘陵山区占耕地比例在60％以上。农业的规模化和大型机械化只适合在广大北方和小部分南方平原地区，广大丘陵山区仍需要精细农业和小型农机，只能采取日本的农机化模式。二是丘陵山区农机化水平提升潜力大。2014年南方15个省（市、区）中农作物耕种收综合机械化水平有13个低于全国平均水平，有8个省在50%以下，丘陵山区也就成了我国农机化发展的“洼地。

四、单缸柴油机的“竞争对手”

随着产业发展政策以及环保法规要求越来越高、执行越来越严，单缸柴油机行业面临产品制造、转型升级和成本增加等发展瓶颈, 以单缸柴油机作为主导小型农业机械配套的格局将被冲破，小功率段面临通用汽油机、大功率段面临多缸机的挑战，更有近年来发展迅猛的新能源产品的冲击。

1.单缸柴油机和汽油机

目前汽油机排放标准仍执行GB 26133-2010《非道路移动机械用小型点燃式发动机排气污染物排放限值和测量方法(中国第一、二阶段)》，尚未开始实行国三排放。随着非道路移动机械配套柴油机执行国三标准，业内一些企业看好小型通用汽油机市场，比如微耕机、田园管理机等配套8kW以下的小型农机具出现汽油机替代柴油机的现象。申请推广鉴定时，很多企业在原来柴油机为配套动力的基础上，增加汽油机配套动力的产品，为柴油机排放国二升国三做准备。另外汽油机的还有其他优势：一是汽油机相对便宜，一台4kW汽油机成本低至300元左右，柴油机成本在1000元左右；二是汽油机启动相对容易，重量较轻，在丘陵山区更灵活。

但是汽油机也存在致命问题：一是汽油机动力性能不足。由于燃烧方式不一样，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式，动力性能相差较大。单缸柴油机结构简单动力性能较好，使用中普遍反映发动机有劲，扭矩储备较大，超负荷能力较强，受到用户的欢迎。且大拖拉机的广泛使用，泥脚深度越来越深，需要动力越来越大，动力性能要求更高。二是汽油被严格管控。加汽油需要身份证，不能直接购买汽油，需要将农机开到加油站，但农村多是居住分散，路途遥远，且小农机行驶速度不高，造成诸多不便。三是用户习惯的短时间很难改变，柴油机还有燃油补贴等扶持政策。

2.单缸柴油机和多缸柴油机

近年来，配套农业机械的单缸柴油机约占小型柴油机市场份额的70%左右，市场份额一直比较稳定，虽然受到环保、政策等外界因素的冲击，但是影响甚微，最重要原因是还是价格优势明显。单缸机比多缸机便宜很多，目前一台的国三单缸水冷柴油机的售价是4000元左右，而一台两缸的国三高压共轨柴油机的成本在8000元左右，两者相差一半。另外两者的结构形式完全不同，如果用多缸机代替单缸机，原来的结构需要重新设计，且多缸机一般很难做到18马力以下。

3.单缸柴油机和新能源产品

以电池驱动为代表的新能源是配套农业机械的一种趋势。2016年6月，山西省人民政府办公厅发布《关于推进电动农机发展的实施意见》（晋政办发﹝2016﹞94号），出台国内首个省级电动农机发展扶持方案，引起农机行业的广泛热议，正如文中所述：“推进电动农机发展是一项重要战略决策，是延伸电动汽车产业链，拓展电动汽车在农用领域应用的具体措施。电动农机的研发应用对实现农业创新发展、转型发展、绿色发展具有重要意义。发展电动农机能够减少农业机械使用柴油带来的污染排放，降低能源消耗，改善环境质量，提升农产品品质；可以充分利用我省的电力资源优势，促进能源消费结构逐步优化；有利于推动农机装备制造业的转型升级，培育新的经济增长点。”

配套电动的农机其实已广泛使用，如电动喷雾机、无人植保飞机、热泵烘干机等产品，应用效果很好，得到用户的认可。特别是温室大棚等作业空间小且比较封闭的环境里，对作业机械的要求一般是体积小、噪音低和无废气污染等。由此可见，电动农机将成为一种趋势，特别是在小型农机领域，替代性很强。这对以配套小型农机为主的单缸柴油机是一种强大的冲击。

但是电动农机产品面临五大问题：一是续航能力不足，这是电动产品的普遍性问题，农机是生产工具，耗电量比汽车更快，多备电池造成成本增加，更换电池使机器纯作业时间减少，有效度降低；二是动力性能比汽油机还差，作业性能偏弱；三是抗负荷变化能力差，农机作业环境恶劣，工况复杂，对电池要求很高；四是农民对电池回收的意识较弱，电池污染对环境的影响比柴油排放更可怕；五是推广的问题，目前推广鉴定大纲是否适用电动农机产品的鉴定还需进一步评估，因为大纲中燃油消耗量等性能指标和安全性检查等都是针对燃油型发动机制定的，而通过定性评价的方式不够科学。

由上可知，汽油机对单缸柴油机的冲击最大、新能源次之，多缸柴油机的影响相对较少，这些产品在一些领域优势明显，会挤压单缸机的生存空间。但是目前汽油机和新能源产品相对单缸柴油机来说弊端也很明显，从农机行业的发展现状以及我国农机化的发展水平来看，取代还为时尚早，单缸柴油机在较长时期内仍是小型农机配套的主力。

无论是回顾历史还是展望未来，单缸机和丘陵山区农机化两者都是相辅相成、密不可分。如果说农机化“蓝海”在南方丘陵山区，单缸机是这场“盛宴”中是不可或缺的主角。虽然单缸机的发展形势不容乐观，但是它符合我国特殊国情的发展需要，只要抓住机遇顺势而为，通过国三排放升级倒逼产业转型，单缸机在较长时间里仍无可替代。