鋼質活塞在柴油機中的滲透率仍有進一步提升的空間
1、鋼製活塞行業概況
活塞是一種圓柱形的機械零件，通常用於內燃機和壓縮機中。它的作用是隨著缸體內的氣體壓力的變化而沿著缸體內壁上下往復運動，從而完成引擎的工作。活塞通常由鑄鐵、鋁合金等材料製成。它的外形通常為圓柱形，底部為平面或者呈錐形，頂部有凸起的部分，通常稱為活塞頭。活塞頭上會有環槽，安裝活塞環，以防止缸內高溫高壓氣體和潤滑油的泄漏。
在內燃機中，活塞隨著曲軸的旋轉而上下運動，通過連杆與曲軸相連，將活塞的往復運動轉換為曲軸的旋轉運動。在吸氣行程中，活塞向下運動，缸內產生負壓，將空氣經過進氣門進入缸內；在壓縮行程中，活塞向上移動，將缸內混合氣體壓縮；火花塞產生火花，點燃混合氣體，形成爆炸推動活塞向下行駛，完成了燃燒行程；在排氣行程中，活塞再次向上運動，將燃燒後的廢氣排出。
活塞的設計和製造直接影響著內燃機的性能和壽命。優秀的活塞應具有高強度、低摩擦、低熱膨脹等特點，以確保內燃機的高效運轉和長期穩定運行。通常，按製造活塞的材料來分，可分為鑄鐵活塞、鋁合金活塞、鋼質活塞等，相關活塞的主要生產工藝及特點如下表所示：
世界上最早的汽車發動機活塞是鑄鐵的，後來，鋁合金材料以其質輕、良好熱傳導性及較低膨脹係數等特點得到車用發動機企業的青睞並開始了產業化製造，最早的鋼質活塞應用於1955年德國著名內燃機ELSBETT公司單缸柴油機上。隨著大馬力汽車發動機快速發展，尤其是重型柴油發動機渦輪增壓、中冷技術的應用以及大缸徑高壓縮比、低排放要求的不斷提高，傳統鋁合金活塞材料就無法滿足其使用要求，鋼質模鍛活塞成為各主要活塞製造商設計開發的熱點之一。目前國外鋼質模鍛活塞已廣泛應用於卡特彼勒、康明期、戴姆勒、沃爾沃、奔馳、馬克等公司的高性能中重型柴油機上。我國汽車活塞的發展與全球汽車活塞的發展歷程類似，早期鑄鐵活塞廣泛地應用於汽車發動機。隨後不斷有不同類型的鋁合金活塞問世，並逐漸在活塞材料中占據統治地位，然而鋁合金材料高溫強度低的弱點使他始終無法滿足高性能發動機的要求，因此行業內持續對鋼質活塞進行研究。
目前，全世界三大頂級活塞需求商紛紛搶占中國市場，通過獨資或合資的方式，在中國內地建活塞加工廠或技術研發中心，加快推進了鋼活塞在中國的本土化進程，形成了馬勒、輝門、科爾本施密特世界三大頂級鋼質活塞零件加工商和國內渤海活塞公司為龍頭企業的格局。
2、鋼質活塞行業市場規模
目前，活塞主要應用於高性能中重型柴油機上。柴油機是商用車、工程機械、農業機械、船舶、內燃機車、地質和石油鑽機等機械設備的主要動力裝置。
由於受疫情多發、散發及商用車等終端市場承壓等因素，2022年我國柴油機銷量出現大幅下滑趨勢，為428.66萬台。而隨著國內經濟形勢逐步轉好，柴油機行業市場需求回暖，根據中國內燃機工業協會數據，2023年1-8月，全國柴油機銷量341.45萬台，柴油機銷量正逐步恢復至正常水平。
根據生態環境部、工業和信息化部、商務部、海關總署、市場監管總局等部門聯合發布的《關於實施汽車國六排放標準有關事宜的公告》要求，自2023年7月1日起，全國範圍內全面實施輕型汽車國六排放標準6b階段和重型柴油車國六排放標準6b階段，重型柴油車將迎來更高的排放標準。運用鋼質活塞的柴油機具有高壓縮比、燃燒效率高、尾氣排放少、壽命長等明顯優點。隨著越來越嚴苛的排放標準實施，尤其是重型柴油機對鋼活塞的需求將會日益上升，鋼質活塞在柴油機中的滲透率仍有進一步提升空間，未來市場發展前景廣闊。
3、鋼質活塞行業發展趨勢
（1）高性能及節能減排趨勢加快
高動力輸出和低油耗的內燃機發展方向決定了活塞將朝著高強度、高耐磨、高精密、低膨脹、輕量化、結構復合組合化的方向發展，同時對其製造工藝技術也將提出更高要求。隨著國家排放法規升級速度加快，排放物限值越來越低，對活塞的各項性能指標及試驗檢測設備的精度、測試環境提出越來越高的要求。因此，設計開發、研究和符合更高排放標準的發動機活塞已成為我國內燃機活塞工業今後發展的主要任務之一。
（2）輕量化需求日益增加
數據顯示，若汽車整車質量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；汽車整備質量每減少100kg，百公里油耗可降低0.3-0.6L。而發動機在汽車上占有較大比重，因此，發動機輕量化技術無疑成為了行業關注的焦點。作為發動機關鍵零部件的活塞輕量化升級自然成為當下企業重點研究方向。汽車活塞輕量化可以通過材料輕量化、工藝輕量化以及結構輕量化等途徑實現輕量化目標，同時還應加強與發動機廠的聯繫，在充分了解發動機輕量化的創新點後，根據自身工藝技術特點進行相應配套產品的輕量化升級。
更多行業資料請參考普華有策諮詢《2023-2029年鋼製活塞行業市場調研及發展趨勢預測報告》，同時普華有策諮詢還提供產業研究報告、產業鏈諮詢、項目可行性報告、項目後評價報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿諮詢等服務。（PHPOLICY:LDL）