第一篇：制藥工業(yè)所用的凍干技術的現狀及發(fā)展趨勢

制藥工業(yè)所用的凍干技術的現狀及發(fā)展趨勢

目 錄

摘 要..............................................................................................................................1 1國內凍干設備的現狀及發(fā)展可能性.........................................................................2 1.1國產凍干機的現狀及所存在的問題.....................................................................2 1.1.1擱板溫度不均勻問題.........................................................................................2 1.1.2水汽凝結器內冷凝管組件設計結構的問題.....................................................3 1.1.3冷凝器的除霜方式.............................................................................................4 1.1.4凍干系統真空控制技術理念.............................................................................4 1.1.5制冷系統中制冷壓縮機.....................................................................................5 1.1.6真空泵選擇.........................................................................................................6 1.1.7其它問題.............................................................................................................6 1.2制藥工業(yè)所用凍干機設備的發(fā)展可能性.............................................................6 1.2.1提高凍干設備的安全性、可靠性、適用性和經濟性的綜合能力.................6 1.2.2設備所控制的工藝參數.....................................................................................7 1.2.3小瓶自動輸出輸入裝置.....................................................................................7 1.2.4開發(fā)全自動無人操作、免維修型凍干機.........................................................7 1.2.5大型原料藥用凍干機的開發(fā).............................................................................7 2.凍干工藝的現狀及發(fā)展趨勢....................................................................................8 2.1凍干工藝的現狀.....................................................................................................8 2.1.1醫(yī)藥方面：.........................................................................................................8 2.1.2醫(yī)療衛(wèi)生方面.....................................................................................................8 2.1.3生物制品方面.....................................................................................................8 2.1.4食品工業(yè).............................................................................................................8 2.2凍干工藝的發(fā)展方向.............................................................................................9 3凍干基礎理論的研究現狀及發(fā)展趨勢.....................................................................9 4結論...........................................................................................................................10 致 謝 信......................................................................................錯誤！未定義書簽。參考文獻......................................................................................................................11

摘 要

近幾年來，真空冷凍干燥(簡稱凍干)技術的發(fā)展非常迅速，國內尤為突出。回溯到15年前，國內制藥用凍干機主要以上海醫(yī)分、上海鴻寶醫(yī)械、浙江真空等廠家為主。經過近10年的市場競爭和優(yōu)化組合已形成近12家制造商，如北京天利、北京中天速原、上海東富龍、上海華東泰事達、北京航天620所、上海浦東凍干、上海遠東、上海醫(yī)分、上海玉成、中牧南京藥機和江陰凍干等廠家。凍干產品由最初的血制品、疫苗、生物制品到化學藥品，再發(fā)展到中草藥、保鍵品及納米金屬粉末的制備、文物保存等方面的應用。而生產凍干制品的廠家由初期衛(wèi)生部直屬6大生物制品研究所、省市級或一些地區(qū)性生物制藥廠和獸藥用生物制品廠，發(fā)展到現在的近百家與凍干相關的生產企業(yè)，甚至目前還在不斷地重組和發(fā)展。此外，凍干基礎理論研究也從80年初興旺起來，中國制冷學會的第6專業(yè)委員會每4年舉辦一次全國性的冷凍干燥學術交流會；國際干燥學會，每兩年召開一次學術交流會；中國真空、中國干燥、食品、醫(yī)藥生物等方面的有關會議，都有凍干方面的文章發(fā)表。還有多所高等院校和科研所（如上海理工、上海交大、華中科技、華南理工、東大、上海水產、合肥工大、青島海洋、川大等）在研究凍干過程的傳熱傳質和制品凍干工藝，出版了5本專著，許多碩士和博士研究生，撰寫了不少有關凍干方面的論文。可以肯定的說，凍干設備、工藝和理論研究已經取得了可喜的成果，但也存在著不足之處。本文試通過分析制藥工業(yè)所用真空冷凍干燥設備、工藝和理論研究的現狀，找出其存在的問題，預測今后的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：制藥

凍干

現狀

發(fā)展

1國內凍干設備的現狀及發(fā)展可能性

醫(yī)藥用凍干機其技術性能已經基本成熟，國內也制定了JB20032－2004行業(yè)標準，不過該標準制定內容與目前凍干機的技術水平相比差距太大，而且技術含量太低，其標準不能代表當今中國藥用凍干機的先進水平。北京天利、北京中天速原、上海東富龍、上海遠東、上海玉成干燥、中牧南京藥機等廠家生產的醫(yī)藥用凍干機，在國內應用已能替代進口的同類產品，其自動凍干過程、自動壓塞、自動在位清洗和消毒滅菌等功能齊全，同時制造質量、自動化程度等方面較好，上述公司均通過ISO9001國際質量體系認證，其中北京天利已獲得歐洲產品CE認證。國內凍干機在制造上，只是殘余水分在線測量系統和個別電器元件、制冷壓縮機與配件、真空泵、壓力真空閥門等等尚需進口，這不是冷凍干燥行業(yè)自己所能解決的問題[1]。

國內醫(yī)藥用凍干機還存在著許多不足，個別廠家仍然處于僅僅仿制如英國BOC EDWARDS和美國STERAS Finn-Aqua等公司的結構，有的根本沒有吃透國外同行設計與制造的原理、精華。除此之外，國產凍干機由于生產廠家不同，綜合技術素質不同、設計結構和制造工藝也不同，沒有統一標準。1.1國產凍干機的現狀及所存在的問題 1.1.1擱板溫度不均勻問題

部分廠家產品的擱板溫度不均勻，造成凍干產品含水率不均勻，產品殘余含水量的合格率受影響。造成溫度不均勻的原因可能：

1.1.1.1擱板溫度的測定與控制以熱媒體進（出）口處為主參數，而且實際擱板表面溫度均勻性、擱板與擱板之間的溫度差是否真正達到標準要求仍是一個需探討的課題？溫度的均勻性需要進行滿足相應工藝要求的驗證。所以，經常有一些用戶反映的凍干小瓶內殘余含水量不一致，有的相差很大，沒有達到產品設計殘余含水量標準，這里當然還有其它方面因素。

1.1.1.2擱板結構設計是否符合熱傳導特性？在制造上，擱板表面的平整度如從整體平板表面上進行直尺測量似乎在設計要求內，實際上在局部部位會存在著不理想之處，如擱板表面塞焊點位置打磨后有“凹痕”和另一面內部折流條間斷焊所產生的熱脹冷縮后外平面形成“凹痕”，這種加工工藝直接影響擱板至制品/托盤的熱傳導性能。現在國內有些廠家的擱板結構設計表面無塞焊點、且由新工

[2] 2

藝處理，表面經特殊工藝處理后非常平整，無需進行機械切削所帶來的熱應力所致變形，這是值得國內一些廠家借助與啟發(fā)[3]。

1.1.1.3加熱（冷）媒體傳熱特性、或者流程設計有些欠缺，熱媒體總管至每塊擱板的流量均勻性是否基本一致也是一門值得研究的課題。熱媒總管分配設計可以參照板式熱交換器流量分配方式，或把多根軟管較集中在一起。

1.1.1.4受干燥箱體壁面溫度或托盤壁面溫度的輻射熱和傳導熱影響，導致擱板上溫度場成上凹拋物線，即擱板周邊制品升華速率約是中間部分的2倍左右，這是國內凍干機制造商所存在的缺陷。國外一家日本公司采用“壁面溫度控制技術”基本上解決這一問題，這一技術就是箱體與擱板組件之間加一可進行制冷或加熱的換熱管，其溫度變化跟蹤于擱板溫度即兩者溫度保持一致，使制品凍干質量再現性（即重復性）一致，避免箱體壁面溫度對擱板溫度輻射熱的影響，但設備成本大大增加[4]。

1.1.1.5有的用戶凍干小瓶沒有用可抽屜式托盤框、或散裝溶液時托盤。這種托盤是由不銹鋼材料制作的，在凍干時長時間地受熱脹冷縮而發(fā)生熱變形。現在國外已開始應用無菌薄膜成形的托盤例子。1.1.2水汽凝結器內冷凝管組件設計結構的問題

一些廠家水汽凝結器內冷凝管組件設計結構（無論是立式多組同心盤管、還是臥式水平蛇管布置）均遲后于國際上一些公司的水平。主要體現在：在盤管表面冰霜不均勻、冷凝面積沒有100%利用，導致干燥箱內真空度比冷凝管冰霜均勻性較好時差。這種冷凝器結構對于水分含量較少的小瓶凍干影響不大[5]，對含水量較多的托盤散裝溶液凍干時由于冷凝器冰霜不均勻（即入口處明顯大于出口處的冰霜厚度），致使升華過程時間延長[6]。國內有幾家公司仿美國STERAS Finn-Aqua公司（前德國LEYBOLD凍干部）的內置隔離閥（也稱蘑菇閥/推進閥）冷凝器結構，這種結構從外形看確實是對一些用戶具有很大的吸引力，由于沒有吃透國外公司設計的內涵，導致冷凝器結構中看不中用，其原因：

（1）水蒸汽運行時隔離閥具有阻擋作用，部分水蒸汽再次返彈至干燥箱內；

（2）靠近隔離閥背面冰霜少（幾乎沒有），冷凝面積利用率大大降低，不如多增加一些冷凝面積來得可靠；

（3）這種結構導致真空泵的抽氣口位置很難達到比較的合理性；

（4）內置隔離閥閥座焊接沒有進行加工和熱處理，設備新的時候真空密閉性可以，設備運行一段時間后焊接熱應力的釋放和系統材料承受熱脹冷縮因素導致密封性能越來越差[7]。

外置隔離閥（一般用蝶閥）有2種結構設計為凍干機廠家推薦：（1）臥式冷凝器內部有多組水平蛇形管結構，氟利昂工質由分液器均勻分配和上進上出方式，蝶閥入口位置設置在臥式筒體中下部，抽氣口位于筒體最后適當部位，使其符合水蒸汽運行特點、且阻力為最小；（2）立式冷凝器內部為多組同心盤管，同樣氟利昂工質也是由分液器均勻分配和上進下出方式，蝶閥入口位置設置在立式筒體中側部，抽氣口位于筒體底部，除霜水容易排盡[8]。1.1.3冷凝器的除霜方式

目前大多數廠家采用50℃～60℃注射用水或純水進行熱水噴淋+淹沒，這種方法對于小型3m2以下凍干機問題并不突出。但對于工業(yè)型凍干機每批凍干后進行熱水除霜其注射用水或純水耗量是非常大的，如對一臺5m2凍干機一年耗去WFI或PW約170t（300天計）[9]。

如果設備本身是壓力容器的話，那么采用100℃～105℃純蒸汽除霜是一個非常理想的辦法，對一臺5m2凍干機來說，其耗蒸汽量約30kg/h。如果設備不具備壓力容器資格，那么采用真空除霜方法也是一個不錯的除霜方法，同樣對于一臺5m2凍干機利用PW或WFI約15kg/B。1.1.4凍干系統真空控制技術理念

國內大多數凍干機廠家采用80年代初國外同行提出的通過有限空氣的泄漏來改善凍干系統凍結制品對流換熱所獲得的熱量，稱為有限空氣/N2泄漏法或稱校正漏孔法。這種方法在90年代初遭到歐美等國FDA的責疑，基于從無菌性、安全性角度出發(fā)是不恰當的。這種方法不能用于一次干燥期間，只能用于二次干燥中后期。其原因：

1.1.4.1現在凍干機的真空測量系統多以皮啦尼規(guī)（或稱電阻真空規(guī)）為測量手段。這種真空規(guī)是一種相對真空計，出廠時校正以空氣為標定，而實際上凍干機測量在前半小時內以空氣為主，而在以后大多數時間內測量的以飽和水蒸汽壓為主和極少量的空氣分壓的全壓過程。如果通過有限空氣的泄漏，雖然凍干系統凍結制品容易獲得熱量，但使真空計的測量帶來30-50%的誤差，所以不能確保同 4

樣產品批與批間的真空測量的再現性一致[10]。

1.1.4.2如果在二次干燥期間為了使凍結制品具有比較穩(wěn)定的升華速率，可以說是一種非常好的調節(jié)真空度的方法，但是不能應用于一次干燥階段。由于空氣比重較水蒸汽大，空氣在真空中運行速度明顯滯后于水蒸汽在真空中運行速度，使得水蒸汽運行過程中受到空氣阻礙，水汽凝結器入口處冰霜厚度明顯大于出口即形成倒錐形態(tài)，反而使系統真空變差，制品升華速率降下來，凍干時間延長。嚴重的話使水汽凝結器入口處冷凝管發(fā)生冰堵，導致凍干過程中斷和制品報廢，這種冰堵現象在散裝溶液凍干中是非常明顯的。

1.1.4.3無菌工作區(qū)域雖是100級，但它是相對無菌級別。無菌區(qū)域仍有可能低于0.2μ顆粒、灰塵等由有限泄漏閥進入凍干系統內，藥品被污染可能性仍存在。1.1.4.4空氣（或氮氣）導入時，發(fā)生了突發(fā)停電事故，立即造成真空惡化。1.1.5制冷系統中制冷壓縮機

制冷系統中制冷壓縮機是凍干機的心臟部件，由于種種因素導致壓縮機故障率仍然相當多，其原因：

1.1.5.1多數公司采用以R22為制冷劑的一次節(jié)流中間不完全冷卻方式的制冷系統，R22熱力特性不如R502或R404A/R507（R502不符合《蒙特利爾議定書》規(guī)定的環(huán)保要求，已被陶汰）。而壓縮機供應商樣本資料中均標注蒸發(fā)溫度-50℃作為R22雙級壓縮機安全應用范圍，但從目前的絕大多數凍干品凍結點或共晶點均為－30℃左右來講，使用R22雙級壓縮機已足夠。當二次干燥過程中，冷凝器有一個輕負荷至零負荷的過程，冷凝器溫度繼續(xù)下降至-65℃以下，當壓縮機長時間處于低于-65℃以下時（有的公司樣本標注-80℃），會引起下列現象：（1）系統制冷機排溫高、油潤滑條件惡劣，甚至使?jié)櫥吞蓟l(fā)壓縮機故障；（2）壓縮機制冷效率大幅度下降，功耗大大增加，容易使電機發(fā)熱，導致燒損；（3）系統蒸發(fā)器冷凍油粘度增加，且回汽量也大大減少，使回油發(fā)生困難。1.1.5.2制冷系統清潔度、干燥度、真空度不符合制冷標準規(guī)定的工藝要求。1.1.5.3有的廠家水汽凝結器內部冷凝管組件結構設計不合理，如管路太長、壓損增加、回油困難等。

1.1.5.4有的制冷系統為避免二次干燥期間長期零負荷運行所引起的故障，加裝 5

了多重保護措施，除了壓縮機本身安全保護外如增加了壓縮機電機發(fā)熱保護、熱氣旁通等，這些均以犧牲壓縮機功耗為代價，并不是較好的方法。

1.1.5.5有的產品在工廠進行無負荷試運行未達到150h磨合期（包括磨合期后的冷凍油及時更換）或負荷試驗未進行仔細調整，產品就倉促出廠，到了用戶地使用時故障率不斷。1.1.6真空泵選擇

1.1.6.1選擇雙級旋片真空泵作為系統空氣排除方式，雖然可以達到凍干系統的真空度要求，但二次干燥期間，系統真空度已處于13～1Pa范圍，此范圍氣體屬粘滯流和分子流過渡狀態(tài)，真空泵內油蒸汽處于無規(guī)則運動狀態(tài)，會發(fā)生油蒸汽的返流現象。如果選擇單一的旋片真空泵，并在泵口處安裝油蒸汽收集裝置也不能完全解決的。目前已有更好的方法如用螺桿式無油真空泵來替代，但必須與羅茨泵組合才能達到系統的真空度要求。

1.1.6.2選擇單級（或雙級真空泵）+羅茨泵組合是一個非常恰當辦法，既可以大大減少低壓強下油蒸汽返流的現象，又可以使低壓強下氣體運行具有直線性，有利于冷凝器冰霜均勻，冷凝面積充分利用。

1.1.6.3目前還未見到備份的真空泵+羅茨泵組合，只有2臺真空泵+1臺羅茨泵組合，如果羅茨泵出現故障則系統真空度難以保證。1.1.7其它問題

1.1.7.1凍結制品最佳凍結晶體結構是藥物活性品質的保證，多數設備制造廠家只表示可以達到凍結溫度，沒有可控的適合不同制品的凍結速度。

1.1.7.2多數廠家所標注的擱板最低溫度是多臺壓縮機同時運行所達到的最低溫度，但如其中出現1臺壓縮機故障的話，依靠其余壓縮機將擱板達到設計規(guī)定的最低溫度可能性很小，這個值得廠家研究與思考。1.2制藥工業(yè)所用凍干機設備的發(fā)展可能性

1.2.1提高凍干設備的安全性、可靠性、適用性和經濟性的綜合能力

安全性是指設備在運行過程中不會直接或間接造成藥品的污染和對人體的傷害；適用性是指能滿足絕大多數藥劑生產廠家對凍干的不同要求；可靠性是指凍干設備運行的故障應減少到最低程度，或在規(guī)定使用周期內無故障現象；經濟性是指從設備運行開始到設備停止運行所耗能是最低的或者運行總費用是最少 6 的

1.2.2設備所控制的工藝參數

適合制品的理化特性、細菌活性的凍結速率和升溫速率的控制，一次干燥期間基本恒定的升華速率（即具有一定精度范圍的真空度）和針對已干燥制品的殘余含水量的二次干燥期間的冷凝器溫度控制，及利用濕度傳感器測定內部的水汽分壓（或者叫露點溫度）來直接確定干燥結束點[11]。1.2.3小瓶自動輸出輸入裝置

1.2.3.1自動批量輸出入裝置：該裝置由灌裝流水線上裝入與擱板數相同的小瓶框架，裝置由軌道運載到已全開箱門處，并與擱板對接上，再由皮帶傳動一次性置于擱板上。凍干完后，由裝置一次性拉出箱外的已與擱板對接上的自動批量輸出裝置。

1.2.3.2定高輸出入裝置（自動小車）：該裝置是一層一層地裝料，即小車在灌裝線上裝滿一層擱板上小瓶托架，然后小車由軌道自動到達對應的凍干箱（已打開）的小門前，對接上所需裝截的擱板，并一次性輸入一塊擱板上，凍干完后同樣一層一層地自動出料。這是目前國際上較流行的方法。

1.2.3.3與灌裝線聯合輸入至凍干箱門口處對應位置，計數小瓶數(與擱板等寬)，然后由推入裝置，再一排一排地推入擱板上，凍干完后由箱內拉出裝置，一層一層地往外輸出至聯動線。

1.2.4開發(fā)全自動無人操作、免維修型凍干機

1.2.4.1凍干機上每一個執(zhí)行件或動力件均可實現在線監(jiān)控、記錄、顯示及報警，從裝料開始、凍干、出料到CIP/SIP等工序均可通過設定時序與凍干工藝曲線，實現全自動無人操作型凍干設備，以滿足GMP對設備的過程管理要求。1.2.4.2凍干設備中的心臟部件目前多用活塞型制冷壓縮機，由于低溫型螺桿壓縮機所特有的優(yōu)良性能，如可靠性、低能耗、無級能量調節(jié)功能，將成為未來凍干機心臟部件的替代[12]。

1.2.5大型原料藥用凍干機的開發(fā)

為提高大型原料藥用凍干機（30-40m2以上）的效率，開發(fā)TWIN冷凝器、不停機交互除霜和螺桿壓縮機能量調節(jié)系統等技術，以使凍結制品升華速率始終保持最大恒定值，縮短凍干時間，大大降低能耗。

2.凍干工藝的現狀及發(fā)展趨勢 2.1凍干工藝的現狀

目前，研究凍干工藝的人員比研究凍干設備的人員要多，研究凍干工藝的品種也越來越多，如下有： 2.1.1醫(yī)藥方面：

（1）西藥生產，培養(yǎng)劑、荷爾素、維生素、抗菌素等；（2）中草藥生產，人參、鹿茸、靈芝、冬蟲夏草、山藥、枸杞、蜂王漿等。2.1.2醫(yī)療衛(wèi)生方面

血漿、動脈、皮膚、角膜、器官組織等。

2.1.3生物制品方面

活菌菌苗、活毒疫苗、其它生物制品如人白細胞干擾素、尿激素等。2.1.4食品工業(yè)

（1）水果類，桃、梨、蘋果、香蕉、草莓；（2）蔬菜類，蔥、菠菜、洋蔥、胡蘿卜；（3）肉類，牛肉、牛肝、雞肝；（4）水產類，蝦、海帶、海參、扇貝；（5）其它類，蜂蜜、幼竹鮮汁、紫草紅色素、鮮花等。

一些大學的低溫與生物研究所所開發(fā)的凍干工藝都沒有從理論上進行優(yōu)化對比處理，不能算是最佳工藝，從實驗室到生產車間生產還應該進一步優(yōu)化，使其適合于產業(yè)化、快速、節(jié)能的要求。

西藥、血液制品和生物制品的凍干工藝比較難，工藝成熟與否關系重大，產品質量直接關系到人的生命。西藥凍干的問題是染菌，一但染菌就會造成重大事故。生物制品則要更加嚴格，除初染菌外，還要防止菌種變異，保持活菌活毒的活性。在凍干過程中要加入添加劑和保護劑，這是技術水平很高的工作，國內外有不同的凍干保護劑，我國6大生物制品研究所之間也各有妙方。

生物體的凍干工藝研究已經提到了日程上來，美國夏威夷大學把冷凍干燥過的老鼠精子放在密封的玻璃瓶里，在室溫保存三個月后恢復水分，用這些精子使老鼠卵子受精，結果培育出了新一代幼鼠。東北大學博士研究生將灰鼠皮膚去毛凍干后，在沈陽藥科大學作藥理實驗證明了與新鮮皮膚的藥理作用相同，復水后在生物顯微鏡下作組織觀察，與鮮皮細胞組織基本相同。現正在國家自然科學基金的資助下，與中國醫(yī)科大學合作開展家兔角膜的凍干實驗研究。

2.2凍干工藝的發(fā)展方向

從上述的凍干工藝現狀分析不難看出，今后凍干工藝的發(fā)展方向應該是：

（一）應用先進的低溫生物顯微鏡、掃描電鏡等儀器，著重研究冰晶體的尺寸來優(yōu)化工藝系數，制定出最佳凍干工藝曲線，完善凍干產品質量檢查的標準，降低凍干產品的價格。

（二）西藥和生物制品的凍干工藝應該走向標準化，以提高凍干產品質量為重點，使凍干過程中所有的保護劑或添加劑更簡單、更規(guī)范。加強經驗交流，走共同進步之路。

（三）開展生物凍干工藝的研究，爭取快出成果，用于提高人類的健康水平。3凍干基礎理論的研究現狀及發(fā)展趨勢

真空冷凍干燥技術的理論研究可概括為低壓空間、低溫傳熱傳質的理論研究和熱物性參數與其測量方法研究三大部分。其中低壓低溫傳熱傳質理論研究進行得比較早，成果比較明顯，目前公認的凍干模型可歸納成3種：（1）1967年Sanda11等提出的冰界面均勻后移的穩(wěn)態(tài)模型（URIF）；（2）1968年Dryer等提出的準穩(wěn)態(tài)模型；（3）1979年Litchield 等提出的吸附－升華模型。這幾種模型都可以描述凍干過程，但又都存在著不足，描述傳熱過程比較準確，描述傳質過程誤差較大。主要問題在于傳質過程中要發(fā)生固－汽相的相變，水蒸氣在多孔的通道中傳遞，通道長度要隨時間變化，是非穩(wěn)態(tài)過程。多孔通道的結構尺寸還與預凍速度、被凍干制品的物質結構等有關。從近幾年的研究報導中還沒見到有新的突破。

凍干過程傳熱傳質的理論重點是研究發(fā)生在被凍干物料內部的過程。非穩(wěn)態(tài)流場的理論研究重點是研究物料之外，凍干機之內的低壓低溫空間環(huán)境，描述該空間環(huán)境的參數有溫度、壓力、濕度等參數，這些非穩(wěn)態(tài)流場的模擬方法至今還是個難題。凍干機冷凝器中的非穩(wěn)態(tài)流場中又增加了一個汽－固相變的問題，使研究更加復雜化。因此，近幾年雖然有人研究，并發(fā)表了論文，但都沒有形成有效的理論，仍然是值得深入研究的課題之一[13]。凍干理論的研究人員主要集中在大專院校和科研院所，近幾年國外比較有名氣的研究人員應該算是在IDS＇98會議上，因冷凍干燥的基礎研究而獲杰出冷凍干燥獎的美國秘蘇里一羅拉大學A.Liapis教授。國內華中科技、上海理工、東南大學和東北大學等十幾所學校 9

都有博士研究生和碩士研究生正在作凍干方面的理論研究，從不同角度取得了一些研究成果，但是研究條件的限制，還沒有突破性的轟動全球的貢獻。4結論

從上述分析可見，藥用凍干技術確實發(fā)展很快，存在的問題也不少（特別是軟件研究遠遠遲后于硬件）。邁向21世紀凍干技術，應該注意以下幾方面的工作：（1）加強產、學、研工作。與大學或研究所、藥廠聯合組成凍干基礎理論、凍干工藝及最前沿的凍干技術研究，作為企業(yè)賴以生存發(fā)展的后盾力量。開發(fā)新一代的可在線監(jiān)控、節(jié)能型、高穩(wěn)定性、高可靠性及無人操作型的全自動真空冷凍干燥機，以符合現行GMP標準要求。

（2）隨著WTO開放，國外凍干機制造商利用其特有歷史和專長進入中國市場，使中國凍干機制造商面臨困境。中國凍干機制造商只有自身不斷技術改進，提高公司人員和管理素質，產品應取得ISO9001國際質量體系認證和產品安全性CE認證，并利用其性價比與國外凍干機廠家競爭，同時開拓東南亞等市場。（3）進一步加強最新技術信息渠道，不斷地與國外同行進行凍干技術交流來提高自身的技術水平，積極尋找國外著名凍干機廠商與其合作共同開發(fā)。

參考文獻

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第二篇：淺析涂料工業(yè)現狀及發(fā)展趨勢

涂料工業(yè)現狀及發(fā)展趨勢

趙晨 學號：1201220301

摘要:隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，涂料的應用范圍不斷擴大。涂料的消費水平已經成為一個國家經濟發(fā)展水平的重要標志之

一。向集團化、規(guī)模化、專業(yè)化方向發(fā)展，發(fā)展綠色涂料已經成為十分緊迫的任務。

關鍵詞：涂料現狀趨勢

隨著涂料產品品種越來越多，應用范圍不斷擴大，涂料工業(yè)已成為化學工業(yè)中一個重要的獨立工業(yè)生產部門。我國目前涂料產量約為200萬噸以上，其中工業(yè)涂料占60%，近年來需求量以3.4%的平均速度增長。

20世紀90年代，世界發(fā)達國家進行了“綠色革命”，促使涂料工業(yè)的發(fā)展向“綠色”涂料方向大步邁進。以工業(yè)涂料為例，在北美，1992年常規(guī)溶劑型涂料占49%，到2002年降為26%；水性涂料、高固體份涂料、光固化涂料和粉末涂料由1992年的51%增加至2002年的74%。在歐洲，常規(guī)溶劑型涂料由1992年的49%將降到2002年27%；而水性涂料、高固體涂料光固化涂料和粉末涂料將由1992年的51%增加至2002年的73%。今后10年，水性涂料將是成熟的技術，而60%以下固體含量的溶劑型涂料則處于衰退中。

目前，涂料研究的方向一是涂料應用的自動化，所提供的產品施工簡便和安全，特別是產品涂裝的自動化；二是向環(huán)保型涂料方向發(fā)展；三是增加新的組成成分，使涂料在涂后發(fā)生新的化學變化而構成涂膜，以及將由一次施工只能得到薄涂層轉變?yōu)榈玫胶裢繉樱磕訑狄矊⒂煞爆嵉牡亩嗟琅涮缀喕癁楹唵问┕ぃ磕さ母稍镞^程也將利用各種物理、化學反應而大大縮短。

水性涂料的發(fā)展

隨著各國對揮發(fā)性有機物及有毒物質的限制越來越嚴格，以及樹脂、配方的優(yōu)化和適用助劑的開發(fā)，預計水性涂料在金屬防銹涂料、裝飾涂料、建筑涂料等方面應用替代溶劑型涂料將取得突破性進展。

乳膠涂料在水性涂料中占絕對優(yōu)勢，如美國的乳膠涂料占建筑涂料的90%。乳膠涂料的研究成果約占全部涂料研究成果的20%，研究較多的方向有以下幾個方面：成膜機理的研究，這方面的研究主要是改善涂膜的性能；施工應用的研究，美國、日本、德國等國家已生產出金屬防銹底、面漆，在市場上頗受歡迎。

熱塑性乳膠基料常用丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚物或聚氨酯分散體，通過大分子量的顆粒聚結而固化成膜。乳膠顆粒的聚結性關系到乳膠成膜的性能。近幾年來，著重于強附著性基料和快干基料的研制，以及混合乳膠的開發(fā)。一般水性乳膠聚合物對疏水性底材，附著性差，為提高乳膠附著力，必須注意乳膠聚合物和配方的設計，使其盡量與底材的表面接近，并精心選擇合適的聚結劑，降低水的表面張力，以適應底材。新開發(fā)的聚合物乳膠容易聚結，聚結劑用量少也能很好的成膜，現已在家具、機器等塑料制品上廣泛應用。

新研制的乳膠混合物彌補了水稀釋醇酸剛性熱塑性乳膠各自的不足，通過配方設計，已解決了混溶性和穩(wěn)定性差的問題。水性聚氨酯涂料是近年來迅速發(fā)展的一類水性涂料，除具有一般聚氨酯涂料的高強度、耐磨等優(yōu)異性能外，并且對環(huán)境無污染，中毒和著火的危險性小。由于水性聚氨酯樹脂分子內存在氨酯鍵，所以水性聚氨酯涂料的柔韌性、機械強度、耐磨性、耐化學藥品及耐久性等都十分優(yōu)異，歐、美、日均視其為高性能現代涂料品種而大力研發(fā)。

粉末涂料發(fā)展迅速

在涂料工業(yè)中，粉末涂料屬于發(fā)展最快的一類。

由于世界上出現了嚴重的大氣污染，環(huán)保法規(guī)對污染控制日益嚴格，要求開發(fā)無公害、省資源的涂料品種。因此，無溶劑、具有保護和裝飾綜合性能的粉末涂料，便因其具有獨有的經濟效益和社會效益而獲得飛速發(fā)展。

粉末涂料的主要品種有環(huán)氧樹脂、聚酯、丙烯酸和聚氨酯粉末涂料。近年來，聚氨酯粉末以其優(yōu)異的性能令人注目。

高固體份涂料發(fā)展動向

在環(huán)境保護措施日益強化的情況下，高固體份涂料有了迅速發(fā)展。其中以氨基、丙烯酸和氨基丙烯酸涂料的應用較為普遍。近年來，美國Mobay公司開發(fā)了一種新型汽車流水線用面漆。這種固體份高、單組份聚氨酯改性聚合物體系，可用于剛性和柔性底材上，并且有優(yōu)異的耐酸性、硬度以及顏料的捏合性。

光固化涂料的進展

光固化涂料也是一種不用溶劑，節(jié)省能源的涂料，主要用于木器家具等。在歐洲和發(fā)達國家的木器家具用漆的品種中，光固化型市場潛力大，很受大企業(yè)青睞。主要是木器家具流水作業(yè)的需要，美國現約有700多條大型光固化涂裝線，德國、日本等大約有40%的高級家具采用光固化涂料。

幾種特殊涂料的應用

1.防污涂料

近年來，荷蘭Sigma公司研制成功一種新型不含錫防污涂料。它的自拋光性與現有含錫防污涂料相同。最近，日本的關西涂料公司新開發(fā)的一種對水中生物無毒性的不含有機錫和氧化亞銅的名為CaptainCrystal的船用防污涂料。作為改善地球環(huán)境的這種涂料，能有效防止生物附著在船底上，持續(xù)時間可達5年。

2.防腐涂料

國外十分重視長效防腐涂料的發(fā)展，主要品種有無機富鋅漆、環(huán)氧瀝青、乙烯基樹脂、厚漿型氯化橡膠、無溶劑環(huán)氧聚酰胺和無溶劑環(huán)氧砂漿涂料等。用20%～30%的片狀玻璃粉填入雙酚A型環(huán)氧樹脂、間苯二甲酸不飽和聚酯、環(huán)氧丙烯酸樹脂等基料中組成的長效防腐涂料，用于海洋設施的涂裝，其防腐壽命超過10年。

3.陰極電泳涂料

這類涂料在國外發(fā)展很快，并取得了許多新的成就。其中最有代表的是開發(fā)了厚膜型陰極電泳涂料、低溫固化型和彩色陰極電泳涂料。厚膜陰極電泳涂料是美國PPG公司研制成功電泳涂料，一次成膜比較厚，外觀平整，各項性能均優(yōu)良；低溫固化型陰離子電泳涂料是20世紀80年代末，日本神東涂料公司和日本油脂公司共同開發(fā)的新品種。該涂料的標準固化條件為：130/20分鐘或160/5分鐘；彩色陰極電泳涂料是日本關西涂料公司開發(fā)的，以環(huán)氧樹脂為基礎，采用特殊異氰酸酯交聯，并配以第三成份丙烯酸樹脂，可在電泳中均一沉積形成復合層涂膜。這種技術可使環(huán)氧樹脂系陰極電泳涂料彩色化，也提高了涂層的耐候性。邊棱防銹型陰極電泳涂料，要求減少涂膜溶融時的流動性，提高涂膜的邊棱覆蓋率，以改善陰極電泳涂料邊棱的防腐蝕性。我國應重點開發(fā)膜厚30～40微米，耐鹽霧1000小時的厚膜型陰極電泳漆和耐鹽霧720小時以上的普通型陰極電泳漆。

其他有關方面的發(fā)展態(tài)勢

為了適應涂料產品性能提高和品種增加的需要，要不斷提高所需顏料的性能，更廣泛地利用有機顏料，如偶氮系、酞菁系和具有優(yōu)良耐曬、耐溶劑性能的蒽醌系顏料。

在涂料中擴大使用輔助材料對涂料的發(fā)展也越來越顯重要。如紫外線吸收劑應用于涂料中，能提高耐光性；抗氧化劑能提高耐老化性；隨著水性涂料的發(fā)展，濕潤劑的品種將不斷擴大；在利用紫外線干燥的涂料中，需要利用光固化劑。這些輔助材料在今后將被更廣泛地利用。

計算機在涂料工業(yè)中的應用可使涂料配方改進、大工業(yè)生產、生產設施的設計最佳化，且能迅速解決涂料的研究、生產、應用和銷售等方面所出現的技術和管理問題。

隨著涂料需求量和產品品種的增加，涂料生產工藝也需不斷改進。改進的總趨勢是進一步簡化工藝過程，提高生產率。實現連續(xù)化、自動化。今后射流技術、可控硅技術、納米技術等將在涂料工業(yè)中廣泛應用，從而使生產的自動化程度達到新的水平。

參考文獻

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第三篇：淺談鉆井技術現狀及發(fā)展趨勢

淺談鉆井技術現狀及發(fā)展趨勢

【摘要】隨著油田的深入開發(fā)，鉆井技術有了質的發(fā)展，鉆井工藝技術研究、破巖機理研究、固控技術研究、鉆井儀表技術研究、保護油氣層鉆井完井液技術研究以及三次采油鉆井技術等都取得了科研成果，施工技術逐漸多樣化，目前已在水平井、徑向水平井、小井眼鉆井、套管開窗側鉆井、欠平衡壓力鉆井等方面獲得了突破。一些先進的鉆井技術走出國門，走向世界，如：計算機控制下套管技術、套管試壓技術、隨鉆測斜技術、密閉取心技術、固控裝備、鉆井儀表、鉆井液監(jiān)測技術、MTC固井技術及化學堵漏技術等，本文就國內鉆井技術的現狀及發(fā)展趨勢進行分析。

【關鍵詞】鉆井技術；發(fā)展趨勢；油田開發(fā)

引言

通過鉆井技術及管理人員的不懈努力，鉆井硬件設施已經比較完善，很多鉆井公司配備了先進的鉆井工藝實驗室、固控設備實驗室、鉆井儀表實驗室、油田化學實驗室、高分子材料試驗車間、全尺寸科學實驗井等，這些硬件設施滿足了各種鉆井工程技術開發(fā)與應用的需要。鉆井技術也有了長足發(fā)展，具備了世界先進水平，鉆井技術的進步為油田科技事業(yè)的發(fā)展做出了積極的貢獻，并取得了良好的經濟效益和社會效益，如TZC系列鉆井參數儀作為技術產品曾多次參與國內重點探井及涉外鉆井工程技術服務，并受到外方的認可。多年來，由于不斷進行技術攻關研究與新技術的推廣應用，水平井鉆井技術迅速提高。水平鉆進技術是在定向井技術基礎上發(fā)展起來的一項鉆進新技術，其特點是能擴大油氣層裸露面積、顯著提高油氣采收率及單井油氣產量。對于薄油層高壓低滲油藏以及井間剩余油等特殊油氣藏，水平井技術更具有明顯的優(yōu)勢。

1、鉆井技術發(fā)展現狀

從世界能源消耗趨勢看，還是以油氣為主，在未來能源消耗趨勢中，天然氣的消耗增加較快，但是在我國仍然以石油、煤炭作為主要能源。盡管如此，我國的油氣缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要進口，從鉆井的歷史看，我國古代鉆井創(chuàng)造了輝煌歷史，近代鉆井由領先淪為落后，現代鉆井奮起直追，逐步縮小差距，21世紀鉆井技術有希望第二次走向輝煌。隨著鉆進區(qū)域的不斷擴大及鉆井難度的不斷增加，各種新的鉆井技術不斷出現，目前，水平井鉆井技術逐漸成為提高油氣勘探開發(fā)最有效的手段之一。各種先進的鉆井技術在油田開發(fā)中顯示出了其優(yōu)越性，新技術、新工藝日益得到重視和推廣應用。例如：旋轉鉆井技術，是目前世界上主要的鉆井技術，旋轉鉆井方式有以下幾種：轉盤（或頂驅）驅動旋轉鉆井方式、井下動力與鉆柱復合驅動旋轉鉆井方式（雙驅）、井下動力鉆具旋轉鉆井方式、特殊工藝旋轉鉆井方式：欠平衡鉆井、套管鉆井、連續(xù)管鉆井、膨脹管鉆井等、沖旋鉆井方式（空氣錘鉆井等）。其中，沖擊旋轉鉆井就是在普通旋轉鉆井鉆頭上部接一個沖擊器。沖擊器（有液動沖擊器，氣動錘等）是一種井底動力機械，依靠高壓鉆井流體，推動其活塞沖錘上下運動，撞擊鐵砧，并通過滑接套傳遞給鉆頭，鉆頭在沖擊動載和靜壓回轉的聯合作用下破碎巖石。沖擊力不同于靜壓力，它是一種加載速度極大的動載荷，作用時間極短，巖石中的接觸應力瞬時可達最大值并引起應力集中，巖石不易產生塑性變形，表現為脆性增加，巖石易形成大體積破碎，提高鉆井速度。從破巖機理來看，空氣錘鉆井主要依靠空氣錘活塞對鉆頭的高頻沖擊作用破巖，而不需要采用大鉆壓迫使鉆頭吃入地層破巖。因此，鉆井作業(yè)中，空氣錘鉆井技術是采用低轉速（20～30rpm）、小鉆壓（5～10kN）及高頻震擊破巖方式的鉆進技術，既能有效滿足井斜控制要求，又能大幅度提高機械鉆速，是一種比較理想的防斜打快鉆井技術。

2、與鉆井技術相關難題分析

（1）針對我國復雜深井和超深井鉆井工程中面臨的嚴重井斜和低效率等技術難題，應積極組織優(yōu)勢力量，從客觀（地層各向異性）和主觀（垂鉆系統）兩個方面進行技術攻關研究，以期盡快獲得具有自主知識產權的先進控制工具、科學計算軟件及智能鉆井系統等。隨著材料、信息、測量與控制等相關學科領域的發(fā)展，鉆井與油氣井工程技術不斷朝著信息化、智能化及自動化的方向發(fā)展，如旋轉導向鉆井系統、智能完井等。應積極發(fā)展膨脹管技術，以便徹底革新井身結構，推動油氣井工程的技術革命。這不僅能夠大幅度提高石油工程效率和效益，而且能夠為不斷創(chuàng)造人類“入地、下海”的新紀錄提供高技術支持。

（2）復雜結構井、深井超深井、高危氣井及特殊工藝鉆井等技術系列，在20世紀90年代已得到迅速發(fā)展與應用。進入21世紀后，這些技術系列仍是油氣資源勘探與開發(fā)所需要的關鍵技術系列，并將得到進一步發(fā)展與提高。與國外先進水平相比，我國在這些技術方面整體上仍存在較大的差距。國外先進的自動垂鉆系統，雖然可以在昂貴的復雜深井和超深井垂直鉆井工程中發(fā)揮有效作用，但目前的技術水平仍在使用條件上具有一定的局限性，在實際工作中應注意對其進行科學評估與合理選用。

（3）鉆井逐漸與錄井、測井及地震等信息技術融為一體，以有效地解決鉆井過程中的不確定性問題，從而可提高油氣鉆探與開發(fā)的效果和效益，如LWD和SWD等技術即為典型例證。

3、油氣鉆井技術發(fā)展趨勢

油氣井包括普通結構井和復雜結構井。復雜結構井包括多分支井、大位移井、水平井、復雜地條件下的深井超深井、高危氣井、高溫高壓氣井等。地下環(huán)境的復雜性及其不確定性（地應力、地層壓力、各向異性、可鉆性、理化特性、不穩(wěn)定性等地層特性十分復雜和異常）給油氣鉆探造成極大困難：鉆井事故多、速度慢、質量差、效益低（成本高），嚴重制約了油氣勘探開發(fā)的步伐。目前，鉆井復雜深井油氣鉆探難度很大，鉆井技術正在根據實際需求，不斷攻克難關，未來鉆井技術的發(fā)展趨勢：大位移井技術在我國逐步應用，采用大位移井技術已經開發(fā)了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡鉆井技術正在各大油田推廣應用；國外已經成熟的CTD（連續(xù)管鉆井）技術，我國也逐漸開始常識應用；膨脹管鉆井技術和套管鉆井技術也有了實質性發(fā)展；旋轉導向鉆井技術正在研制中；鉆井向地球的更深處鉆探、井身結構有重大革新、挑戰(zhàn)大位移井延伸極限、鉆井的信息化與智能化發(fā)展、井下測量與可視化計算。

結束語

經過歷代鉆井人員的努力，國內各油田鉆井隊伍不斷壯大，鉆井裝備水平逐漸提高，生產管理水平實現現代化，眾多先進鉆井技術已經達到世界先進水平。但是，隨著油田開發(fā)的不斷深入，油田開采難度逐漸加大，勘探開發(fā)有了更高的要求，這給鉆井技術帶來了新的挑戰(zhàn)，鉆井難度不斷加大。相信在鉆井人員在苦難面前一定能夠正確面對，一定能夠不斷的進行技術創(chuàng)新和技術進步，一定能夠不斷解決世界性難題，為油田勘探開發(fā)打下良好的基礎作用。

參考文獻

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第四篇：淺談國內外模具工業(yè)的現狀及發(fā)展趨勢

淺談國內外模具工業(yè)的現狀及發(fā)展趨勢

日前，工業(yè)和信息化部正式發(fā)布了《新材料產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。其中，涉及橡膠行業(yè)的有特種橡膠、有機硅材料、高性能氟材料、高性能纖維及復合材料等。

2012-2016年中國氯丁橡膠產業(yè)調研與投資潛力研究報告

重點產品包括丁基橡膠、溴化丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、溶聚丁苯橡膠、丙烯酸酯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、稀土異戊橡膠、稀土順丁橡膠、異戊橡膠、聚硫橡膠、聚氨酯熱塑性彈性體、聚脲彈性體、苯乙烯類熱塑性彈性體、聚烯烴類熱塑性彈性體、液體硅橡膠、空間級硅橡膠、氟橡膠、間位芳綸、對位芳綸、對位芳綸復合基材等。

您還可以到中國產業(yè)信息網（chyxx-com）上找，有相當權威的行業(yè)資訊和調研報告。希望可以幫到您。發(fā)展策略是自主研發(fā)和技術引進并舉，走精細化、系列化路線，大力開發(fā)新產品、新牌號，改善產品質量，努力擴大規(guī)模，力爭到2015年國內市場滿足率超過70％。擴大丁基橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、異戊橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠及相關彈性體等生產規(guī)模，加快開發(fā)丙烯酸酯橡膠及彈性體、鹵化丁基橡膠、氫化丁腈橡膠、耐寒氯丁橡膠和高端苯乙烯系彈性體、耐高低溫硅橡膠、耐低溫氟橡膠等品種，積極發(fā)展專用助劑，強化為汽車、高速鐵路和高端裝備制造配套的高性能密封、阻尼等專用材料開發(fā)。

第五篇：汽油發(fā)動機技術現狀及發(fā)展趨勢

汽油機控制技術發(fā)展現狀及趨勢分析

內燃機的發(fā)明，帶動了汽車的發(fā)展，給世人在“行”上帶來極大的便利，使得窨距離縮小，人們的工作速度得以提高。近年來隨著電子技術的發(fā)展，又使汽車發(fā)動機如虎添翼，成為高新技術的集成。

一、世界汽油機技術發(fā)展現狀

為了適應汽車對節(jié)油、環(huán)保、安全的需要，車用汽油機主要朝著更節(jié)油、更環(huán)保的方向發(fā)展，因此歐洲己執(zhí)行歐Ⅳ標準。以下為國外在汽油機方面主要先進技術。

1．多氣門技術：每缸3-5個氣門（大多為4氣門），可提高功率，改善燃燒質量，如捷達王5氣門、豐田8A4氣門等。

2．雙頂置凸輪軸（D.HC）可提高轉速、提升可靠性。

3．可變氣門正時（VVT）：根據不同轉速調節(jié)氣門時，可節(jié)省燃油，改善排放，如本田VTEC、豐田VVT-i等。

4．汽油機增壓：可提高升功率，在排量不變的情況下，可提高功率，如帕薩特1.8T轎車。

5．可變進氣道長度（VIM）：在不同轉速下使用不同進氣道長度，保證在任何工況下都有較好的充氣效率，如奧迪A6。

6．停缸技術：在輸出功率減小時，使一部分氣缸停止工作，可節(jié)省燃油，如通用開拓者EXT 2005款有8個氣缸，需要時可使4個氣缸一停止工作。

7．全鋁發(fā)動機：使用鋁缸體、缸蓋、活塞等，可減小質量，節(jié)省燃油，如日本鈴木1.3L、1.4L汽油機。

8．智能驅動氣門（SVA）：取代傳統凸輪軸，每一個氣門挺桿上有一個獨立的驅動器，可以減少20%油耗及污染物，如：法國法雷奧公司已設計出樣機，2009年可大批量投產。9．可變壓縮比汽油機：將傳輸功率與壓縮比控制功能進行整合，壓縮比可變。2005年法國MCE-5公司己開發(fā)出樣機。

10．汽油機直噴（GDI）和稀薄燃燒技術：將高壓汽油直接噴射到氣缸內，周圍為稀薄混合氣，實現分層燃燒，可提高燃料經濟性，節(jié)油約20%，如豐田皇．冠3.0L V6汽油機（國產皇冠無GDI技術）。

11．可控燃燒速率系統（CBR）：兩個進氣道，有一個是切向進氣的，另一個是中性的。噴油器向兩個進氣道噴入等量的燃油。改變進氣口封閉控制閥的位置，可調節(jié)氣缸內空氣渦流強度和混合氣濃度，實現稀薄燃燒；

12．發(fā)動機控制用ECU已達32位，匹配參數超過6000個。

二、國內汽油機技術現狀及發(fā)展水平

我國早期汽油機大多是引進和測繪仿制產品，如：一汽解放載貨車用CA6102、BJ2020車用BN492Q、南汽輕型貨車用6427等。之后隨著中外合資企業(yè)的建立及技術引進，我國汽車行業(yè)已生產多種機型，例如：切諾基BJ498Q、BJ698Q（2.5L、4.0L）；桑塔納AEE（1.8L）；帕薩特AWL（1.8L）；北京現代伊蘭特B4GB（1.8L）；天津一汽夏利TJ376Q（LOL）；長安奧拓JL368Q（0.8L）；廣州豐田凱美瑞（豐田2.4L）；廣州本田雅閣（2.0L、2AL、3.0L）；廣州本田飛度（1.3L、1.5L）；東風日產（1.6L、1.8L、2.0L）；一汽轎車引進技術生產的克萊斯勒CA488（2.2L）；沈陽航天三菱引進的三菱4G63、4664（2.0、2.4L）和4669系列汽油機；東安動力引進的三菱4G1（1.3L、1.6L），4G9（1.8L、2.0L）;東風悅達起亞千里馬（1.6L）,以及國內沈陽新光、保定長城等企業(yè)生產的491Q（豐田4Y），吉利生產的JL376（LOL）、JL479（1.3、1.50、JL481（1.8L）汽油機等。

在技術應用方面，大多數引進機型和合資企業(yè)生產的機型都采用一些國外先進技術。1．天津豐田8A、5A,東風本田，北京現代，奇瑞SQR372（0.8L）、SQR481Q（1.6L），神龍公司愛麗舍（1.6L）等都使用多氣門和DOHC技術。

2．東風本田發(fā)動機，天津豐田發(fā)動機有限公司生產的花冠、皇冠汽油機，東風日產，北京現代等生產的汽油機型都引進可變氣門技術（VTEC、VVT-i、CVVT等）。特別是奇瑞公司，在AVL公司幫助下開發(fā)的自主品牌1.6LSQR481H和2.0L SQR484H汽油機使用了VVT可變氣門技術，吉利也開發(fā)出了帶可變技術的自主品牌汽油機。

3．汽油機直噴（GDI）發(fā)動機國內尚未批量生產，但奇瑞公司在AVL公司幫助下開發(fā)的自主品牌2.0L SQR484J汽油機使用了GDI技術。

4．全鋁發(fā)動機國內產品較多，如長安鈴木雨燕1.3L汽油機、東風本田發(fā)動機的產品、上海大眾POLO發(fā)動機等，奇瑞動力1.6L SQR481F（已投產）和SQR481 H及未投產的SQR484J、SQR681 V（2.4L）、SQR684V（3.0L）都是全鋁發(fā)動機。

5．國內奇瑞公司已投產的自主品牌SQR481H（1.6L）具有CBR系統，奇瑞公司其他樣機中不少機型也裝有CBR系統。

6．國內引進的已投產機型中已有不少機型采用渦輪增壓技術：如PASSAT 1.8T、寶來1.8T等；華晨金杯在德國FEV公司幫助下開發(fā)的1.8T汽油機，也是增壓機型（配裝中華轎車）。

7．停缸技術、智能氣門、可變壓縮比等技術尚未在國內生產的汽油機中采用。

8．發(fā)動機電噴管理系統（EMS）國內主要有聯合電子有限公司、北京萬源德爾福發(fā)動機管理系統公司，分別是中方與德國BOSCH公司和中方與美國德爾福公司的合資企業(yè)。同時，還有馬瑞利、電裝和摩托羅拉等企業(yè)生產。

9．汽油機電噴系統中傳感器、電控噴油泵等國內己批量生產；汽油機排氣系統中三效催化轉化器及陶瓷芯等，國內己批量生產，如：大連華克吉來特、天津卡達克高新技術公司等生產三效催化轉化器；在蘇州的日本獨資企業(yè)NGK（蘇州）環(huán)保陶瓷有限公司生產國Ⅲ、國Ⅳ汽油機用三效催化轉化器陶瓷芯等。

三、汽車產量持續(xù)增加引發(fā)系列問題

全球汽車總保有量將從目前的約8億輛增加到2020年的12億輛，21世紀中葉，將達38億輛，其中，發(fā)展中國家汽車保有量將增長15倍以上。目前全球每年新生產的各種汽車約6400萬輛，按平均每輛車年消耗10到15桶石油及石油制品計算，汽車的石油消耗量每年達85至127億桶，約占世界石油產量的一半。石油資源的開采每年達幾十億噸，經過長期的現代化大規(guī)模開采，石油資源日漸枯竭，按科學家預測，地球上的石油資源如果按目前的開采水平，僅僅可以維持60到100年左右。2007年我國進口石油1.9億噸，預計到2020年前后我國的石油進口量有可能超過日本，成為亞太地區(qū)第一大石油進口國。國務院發(fā)展研究中心預測，預計到2010年和2020年，我國汽車消耗石油為1.38億噸和2.56億噸，約占全國石油總消耗量的43%和67％。因此能源危機是我們必需面對的重要問題。

汽車擁有量的增長帶來了許多問題，如健康威脅、環(huán)境污染、氣候變化、能源短缺和交通擁擠等。目前空氣污染在城區(qū)已經成為非常嚴重的問題，汽車的有害物排放對人類的生存環(huán)境形成了一種公害性的破壞，據資料顯示，市區(qū)的大氣污染物60%來自于汽車尾氣。全球變暖、氣候變化正在吸引人們更大的注意力，與之相對應的二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。2010年左右，發(fā)展中國家能源的供需平衡問題將會導致世界石油價格的波動，在保證環(huán)保的同時，使用替代能源的汽車將成為汽車制造商開發(fā)的重點。2008年，歐盟要求轎車CO2排放達到140克/公里，對于汽油車，對應油耗將達到6升/100公里以下；2012年，CO2排放要求達到120克/公里。因此，降低油耗、降低排放將是汽車行業(yè)目前急需解決的問題。

四、汽油機技術的發(fā)展趨勢

由于汽油機的燃油經濟性比柴油機差，所以降低汽油機的能耗已經成為汽車界當前必須要解決的一個問題。具有理論空燃比的均質混合氣的燃燒理論在火花點火發(fā)動機上被廣泛使用，它的最大優(yōu)點是可以實用三效催化器來降低CO、HC和NOx等廢氣的排放。不足之處是不能獲得較高的燃油經濟性，為了提高發(fā)動機的熱效率和降低廢氣排放，燃燒技術在不斷地發(fā)展。汽油機經歷了由完全機械控制的化油器供油為主到采用電控噴射、缸內直噴、電輔助增壓和電動氣門、可變壓縮比、停缸等技術的變化，汽油機發(fā)展的最終方案將采用綜合汽油機和柴油機優(yōu)點的燃燒控制技術。

目前最有代表性的三大汽油機技術是：

a.汽油直噴技術。開發(fā)車用具有汽油機優(yōu)點同時具有柴油機部分負荷高燃油經濟性優(yōu)點的發(fā)動機是主要的研究目標。汽油缸內直噴是提高汽油機燃油經濟性的重要手段，近些年來，以缸內直噴汽油機(Gasoliine Direct Injection, GDI)為代表的新型混合氣形成模式的研究和應用，極大地提高了汽油機的燃油經濟性。以日本為代表的非均質直噴技術面臨燃燒穩(wěn)定性和后處理等問題，同時以歐洲為代表的均質直噴技術正在興起。

b.電動氣門與無凸輪發(fā)動機。發(fā)動機可變氣門正時技術(Variable Valve Timing, VVT)是針對在常規(guī)車用發(fā)動機中,因氣門定時固定不變而導致發(fā)動機某些重要性能在整個運行范圍內不能很好的滿足需要而提出的。VVT技術在發(fā)動機運行工況范圍內提供最佳的配氣正時，較好地解決了高轉速與低轉速，大負荷與小負荷下動力性與經濟性的矛盾，同時在一定程度在一定程度上改善了排放性能。隨著環(huán)境保護和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已成為汽車發(fā)動機的發(fā)展目標。VVT技術由于自身的優(yōu)點，日益受到人們重視，尤其是當今電子技術的飛速發(fā)展，促進了VVT技術從研究階段向實用階段發(fā)展。電動氣門具有與電控噴射同等重要的意義，它將給發(fā)動機空氣系統控制和循環(huán)過程管理帶來一系列技術變革，如取消節(jié)氣門、可變壓縮比、部分停缸等。

c.燃燒方式的混合。傳統的火花點火發(fā)動機的燃燒過程在火焰?zhèn)鞑ブ校鹧媲颁h的溫度比未燃混合氣高很多。所以這種燃燒過程雖然混合氣時均勻的，但是溫度分布仍是不均勻，局部的高溫會導致在火焰經過的區(qū)域形成NOx。柴油機的燃燒過程是擴散型的，燃燒過程中燃燒速率由混合速率決定，點火在許多點發(fā)生，這種類型的燃燒過程混合和燃燒都是不均勻的，NOx在燃燒較稀的高溫區(qū)產生，固體微粒在燃料較濃的高溫區(qū)產生。在均質充量壓縮點燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)過程中，理論上是均勻的混合氣和殘余氣體，在整個混合氣體中由壓縮點燃，燃燒是自發(fā)的、均勻的并且沒有火焰?zhèn)鞑ィ@樣可以阻止NOx和微粒的形成。這種汽油機均質與柴油機壓燃混合的燃燒方式，以燃料技術和控制技術為基礎，綜合汽油機和柴油機兩種燃燒方式優(yōu)點的均質壓燃HCCI內燃機技術正在興起。

汽車產量持續(xù)的發(fā)展面臨著許多問題，降低燃油消耗量和二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。隨著汽油機電子控制系統性能的提高，相信在不久我們將使用上更節(jié)能、更高性能的汽車。