涡轮增压汽车行业分析报告.doc

涡轮增压汽车行业分析报告目录一、涡轮增压技术概况31、涡轮增压技术简介32、涡轮增压的优缺点53、涡轮增压的省油性存疑6二、涡轮增压在欧洲的流行91、欧洲涡轮增压化的动力92、涡轮增压流行的原因：以德国为例14三、涡轮增压在中国181、日本和美国的例子182、中国按排量征税的力度最大193、中国市场的实证研究：涡轮增压与竞争力变迁24〔1〕大众的涡轮增压B级车和SUV获得了市场青睐24〔2〕反例：XX通用和长安福特不那么成功的涡轮增压26四、各大车企的涡轮增压技术进展291、福特292、通用303、PSA324、现代-起亚集团325、日产336、丰田与本田347、自主品牌34五、结语：合资车厂未来竞争力的猜想35一、涡轮增压技术概况涡轮增压是一项有很长历史的技术,原理简单,并且已经较成熟,早期的涡轮迟滞问题得到了一定的改良.相对于同马力的自然吸气发动机,涡轮增压发动机有重量轻和体积小等优点,但平顺性较差.根据美国EPA标准,涡轮增压仅仅显示出微小的燃油经济性,而根据欧洲标准,燃油经济性却很明显. 1、涡轮增压技术简介一般来说发动机功率大小取决于气缸容积,容积越大,功率越大,主要通过增加气缸数量与单缸容积来实现,如3缸、4缸、6缸、8缸发动机.但容积越大带来的负面影响是制造成本的上升,发动机自身体积和重量的上升. 涡轮增压的原理并不复杂,在排气通道内安装一个涡轮,从气缸排出的废气具有一定压力,从而带动涡轮转动,在进气管道内安装一个与排气涡轮同轴的压缩涡轮,从而压缩进入气缸内的空气,增加发动机的进气量,使更多的空气和燃料混合燃烧,来获得更大的功率.发动机转速越快,废气越多,从而涡轮转速越快,进气量就越多.涡轮增压是一种历史悠久的技术,一般公认发明者是瑞士工程师比希,于1905年申报了此项专利,当时主要用于飞机发动机,由于高空中空气稀薄,需要对空气压缩以获得更大的进气量,在坦克发动机上也有应用.1961年通用汽车试探性的在汽车发动机上安装了涡轮.70年代装配涡轮增压的保时捷911问世.瑞典的萨博公司1977年推出萨博99,真正让涡轮增压获得了更广泛应用. 但即使萨博公司开启了涡轮增压更广泛推广的大门,涡轮增压机型的比例一直是可以忽略的,主要存在于一些追求动力的性能车型.直到最近的2007年左右,才在以大众为代表的欧洲车厂推动下有普及的趋势,经过技术的进一步提升,目前涡轮增压已经相当成熟.注意上面所说的是指汽油车,在柴油车领域,涡轮增压较早就获得了广泛应用,我们后文的讨论也集中于汽油车.2、涡轮增压的优缺点凡事都有两面性,涡轮增压也是优缺点并存.平顺性较差的缺点是导致其过去没有很广泛推广的一个原因,这一点目前的涡轮增压发动机已经有所改进,但仍然存在.3、涡轮增压的省油性存疑涡轮增压省油是不少人的观点,或者是直觉,或者来自厂家的宣传.2013年2月,权威的美国消费者调查根据自己的测试结果表示：涡轮增压发动机没有燃油经济性,下表是具体数据：最后两个栏目分别是EPA<美国环境保护署>和消费者调查的油耗数据,从中可以看出,根据EPA的数据,涡轮增压发动机具有少许的燃油经济性,而根据消费者调查的数据,基本看不出省油的特性. 差异主要来自测试方法的差别.一般来说,涡轮增压发动机在拥堵的市区由于频繁变速油耗较高,而在匀速行驶时具有一定燃油经济性,测试工况的选择直接影响最终的结果. 消费者调查的燃油经济性测试包括以下3 个部分：1.以65 英里/小时匀速行驶于外部公路,在测试中以不同方向行驶来抵消风阻的影响；2.在内部测试跑道上启停以模拟城市驾驶；3.几个测试者轮流在一段30 英里的回路中共测试150 英里,该回路包括高速公路、二级公路和乡村公路.但即使按照EPA 的测试结果,涡轮增压带来的燃油经济性其实也不很明显. 当然,我们认为,消费者调查所做的分析逻辑上存在一定问题,不同车型比较缺乏说服力,我们根据同一车型进行了比较.根据上述数据,我们综合判断,按照EPA的测试工况,涡轮增压相对排量更大的自然吸气的燃油经济性平均大约5%. 但同时,按照欧洲油耗测试方法,涡轮增压确实带来了较明显的燃油经济性,中国工信部的测试方法基本类似欧洲.欧洲的测试方法过于宽松,我们可以看到按欧洲和中国标准得出的油耗一般显著低于EPA结果.对于涡轮增压技术来说,更平滑的变速工况适合其取得较好成绩,在这里不展开说明欧洲和美国测试工况对涡轮增压油耗的具体不同,仅从结果上说明.不同的测试工况对涡轮增压的影响是显著的,欧洲测试结果中,涡轮增压可以轻松获得20%甚至更高的节油效果. 我们倾向于认为EPA的测试工况更符合实际. 二、涡轮增压在欧洲的流行虽然涡轮增压在实际中可能并没有很明显的燃油经济性,但近些年以大众为代表的欧洲车厂仍大力推广涡轮增压发动机,技术进步使涡轮增压的如平顺性的问题得到缓解或许是一种解释,但那可能只是在涡轮增压推广中得到的结果,而非原因.问题的关键在于,按照欧洲油耗测试标准,涡轮增压确实能较同等马力的更大排量自然吸气发动机获得更低的油耗. 以德国作为例子分析,我们认为欧洲车厂热衷于推动涡轮增压的原因是在已有的税收优势基础上,中期严厉的碳排放限值迫使车厂寻求降低碳排放的措施,而涡轮增压化最简单易行. 1、欧洲涡轮增压化的动力欧洲是全球二氧化碳排放限制的核心推动者,具体到汽车行业,2007 年12 月,欧盟提出将区内新车的二氧化碳平均排放从160g/km 减至2012 年的120g/km,未达标的车厂将处以严厉的罚款.2008 年12 月,欧盟对方案作了修订,2009 年4 月,欧盟通过了二氧化碳减排法规：443/2009/EC,最终目标是2020 年碳排放水平降低到95 g/km,折合油耗低于4L/百公里,这是一个非常严格的标准. 具体内容： 1.制定了乘用车的两个阶段性目标： 〔1〕短期目标：从2012 年~2015 年分阶段实现二氧化碳平均排放130 g/km. 2012 年欧盟新注册的乘用车中65%达到130 g/km； 2013 年75%达到130 g/km； 2014 年80%达到130 g/km； 2015 年100%达到130 g/km； 〔2〕长期目标：到2020 年新售乘用车平均排放达到95g/km. 2.制定了具体的惩罚措施： 〔1〕2012 年~2018 年 超标排放罚款=超标克数×5 欧元×新售乘用车数量〔平均排放超标不超过1g〕 超标排放罚款=〔<超标克数-1> ×5 欧元+5 欧元〕×新售乘用车数量〔平均排放超标1g~2g〕 超标排放罚款=〔<超标克数-2> ×25 欧元+20 欧元〕×新售乘用车数量〔平均排放超标2g~3g〕 超标排放罚款=〔<超标克数-3> ×95 欧元+45 欧元〕×新售乘用车数量〔平均排放超标大于3g〕 〔2〕2019 年开始 超标排放罚款=超标克数×95 欧元*新售乘用车数量 3.二氧化碳排放标准 〔1〕2012 年~2015 年 130+a× a=0.0457 M=汽车整备质量〔千克〕 m=1372 〔2〕2016 年起 130+a× a=0.0457 M=汽车整备质量〔千克〕 m=每3 年调整一次与欧盟整体目标相对应的是,欧盟国家陆续采用了基于二氧化碳对汽车征税的方案.目前已经有19 个欧盟成员国基于二氧化碳排放对汽车征税,包括：奥地利、比利时、塞浦路斯、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、爱尔兰、拉托维亚、卢森堡、马耳他、荷兰、波兰、罗马尼亚、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典和英国.基本涵盖了欧洲主要国家,除了意大利.2、涡轮增压流行的原因：以德国为例2007年左右,推动欧洲涡轮增压化有两个可能的变化：排放限值和二氧化碳税则.尽管主要欧盟国家都已经实施了基于二氧化碳的汽车税,但并没有统一的税则,给我们的分析带来了困难,基于简单和重要性的原则,我们选取了欧洲汽车工业最发达以及对欧洲影响最大的德国进行具体分析,以管中窥豹. 德国的基于二氧化碳排放税则修改： 2009 年7 月1 日之后注册的车辆,年度流通税〔类似中国的车船税〕基于发动机排量和二氧化碳排放.在初始阶段,原有的税收条例仍适用于之前注册的车辆. 2009年7月1日之后注册的车辆： 汽油车：每100ML或小于部分的排气量征收2欧元； 柴油车：每100ML或小于部分的排气量征收9.5欧元；扣除以下基础排放〔随时间推移而趋严〕后每克征收2欧元的年度流通税〔含汽油车与柴油车〕： 2011/12/31 120g/km 2013/12/31 110g/km 2014/1/1之后 90g/km 2009年7月1日之前注册的车辆仍适用原有的税收条例〔2013年之后也将适用基于二氧化碳排放的税收条例〕： 每100ML排量或小于部分 欧 3 或更高： 汽油车 6.75 欧元 柴油车 15.44 欧元 欧 2： 汽油车 7.35 欧元 柴油车 16.05 欧元 欧 1： 汽油车 15.13 欧元 柴油车 27.35 欧元 根据表6,我们可以明显看出根据欧洲工况测试的新一代涡轮增压发动机二氧化碳排放显著低于同等功率的老款自然吸气发动机.这里需要解释下涡轮增压为什么能降低碳排放,这个问题实际上跟涡轮增压能否节油相似.根据碳平衡原理,消耗了多少油,相应的就产生多少二氧化碳. 我们先从新老税则角度观察税赋的变化,可以看到,在新税则下,除了1.4T 车型缴税额减少外,其余均有提高,而且排量越大提高的越多.注：最后两列是我们根据新老税则计算的年度流通税额〔可以理解为中国的车船税〕,假设老车型均达到欧三标准.我们取了实际中的两个对照组,可以看到在新税则下大排量和小排量两组都显示出了更好的节税功能.但上面两个对照组中,涡轮增压机型和相应的自然吸气机型的功率并不相同,理想的情况下是比较同一系列相同马力不同排量的两款涡轮增压和自然吸气发动机,但缺乏样本,上面两组中自然吸气发动机的马力都较相对照的涡轮增压发动机大,所以相应的,如果存在我们希望的对照发动机,实际上节税额度要少于上表中的数据,我们虚拟了相对涡轮增压机型的自然吸气发动机的功率,做了一个简单的估计.我们对上述结果做这样的解读：新税则下,涡轮增压的节税效果有稍微的增加,但我们认为这种程度的节税效果提升不足以使原本平淡无奇的涡轮增压产生吸引力.所以我们认为,欧洲车厂热衷于推动涡轮增压的原因是在已有的税收优势基础上,中期严厉的碳排放限值迫使车厂寻求降低碳排放的措施,因为罚款是严厉的.降低平均二氧化碳排放有几个措施：可以提高柴油车的比重,但欧洲的柴油车比例已经达到50%；电动车太遥远；混合动力欧洲在技术上又不具备优势；看起来涡轮增压化是最简单易行的措施.总体来说,我们可以把欧洲涡轮增压化理解为一种应对政策的表面文章,是一种无奈之举.三、涡轮增压在中国尽管涡轮增压节能减排的效果不很显著,但实际中政策引导技术路线的情况也属于常态.比较欧洲、日本、美国和中国的政策环境,我们发现,尽管欧洲可能是由于中期的碳排放限值被迫发展涡轮增压,但在眼前,中国却为涡轮增压提供了最好的市场土壤,提供涡轮增压机型的厂家能即刻获得竞争优势.1、日本和美国的例子日本汽车税收在购置环节主要有汽车购置税和消费税,分别按购买价的5%征收；在保有环节,主要有汽车税、微型汽车税和汽车重量税,其中乘用车的汽车税按照排量征收；在使用环节,主要针对燃料征税. 显然,对涡轮增压的推广,汽车税是主要的影响因素.美国汽车方面税收的最主要特点就是低税率,但为了提高燃油经济性,美国政府早在1978年就出台了强制性的汽车油耗限值标准,为27.5MPG,相当。