破解内燃机工业百年难题潍柴“创新引擎”声震 - 内燃机工程杂志社投稿

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破解内燃机工业百年难题潍柴“创新引擎”声震

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在世界内燃机工业史长河中，中国无疑是一名“后来者”。当1897年德国工程师鲁道夫·狄赛尔首创压缩点火式内燃机，世界上第一台柴油机成功面世时，中国尚处于晚清的衰落期，民族工业在洋务运动的“催生”下艰难萌芽。
一百多年后，这名“后来者”改写了历史格局，开启了中国人领跑的新篇章。
2020年9月16日，中国装备制造业的领军企业潍柴，发布全球首款热效率突破50%的商业化商用车柴油机。中国内燃机国家检测机构中国汽车技术研究中心有限公司、国际权威内燃机检测机构德国TüV南德意志集团将热效率达到50.26%的认证证书颁发给潍柴。
消息一经发布，世界内燃机行业震惊了。短短2周内，国内外媒体点击量高达4亿人次，10月1日央视《经济半小时》、10月2日央视《新闻联播》重磅播出，非常罕见;海外美国《Diesel Net》(柴油机网)、德国《KFZ Anzeiger》(商用车指南)和《Power World》(动力世界)、意大利ANSA(安莎社)和《Il Sole 24 ORE》(24小时太阳报)、英国《The Engineer》(工程师)、北欧《Diesel Progress International》(国际柴油机械)、俄罗斯ИТАР-ТАСС(俄塔社)等国际权威媒体纷纷进行了报道。
50.26%，世界内燃机的一座里程碑。热效率是衡量内燃机燃油利用效率的标准，热效率越高，燃油消耗越少，节能减排的效果就越显著。纵观世界，柴油机的发展历史就是一部热效率不断提升的历史。自1897年，世界上第一台柴油机成功面世，历经百年的改造升级与新技术应用，直到当今，柴油机平均热效率才从26%提升到了46%。尤其是近年来，排放法规日益趋严，热效率提升遇到了巨大的瓶颈，提升难度越来越大，进展十分缓慢。此次，潍柴一举突破50%热效率，犹如人类史上首次百米跑进10秒。

勇闯深水区着力攻克关键核心技术

当下，电动化是全球汽车工业公认的未来发展方向，一些国家甚至推出了内燃机车辆的退出时间表。但是内燃机在国民经济中将长期保持着不可替代性。我国是世界内燃机产销大国，内燃机是石油消耗的最大主体产业，二氧化碳排放量占全国总量的10%，氮氧化物排放量占30%，颗粒物排放超过60万吨。提升发动机热效率，成为当前节能减排的重要途径。
以目前46%的行业平均热效率水平估算，热效率提升至50%，柴油消耗将降低8%，二氧化碳排放减少8%。按照目前国内重型柴油机市场保有量700万台估算，如果全部替换为50%热效率的柴油机，每年大概可节约燃油3332万吨，减少二氧化碳排放万吨。
“潍柴是全球最大的柴油机生产制造基地，潍柴的发展应该承担什么样的责任，我们一直在思考这个问题，2015年我们就提出了能不能挑战50%热效率?”潍柴集团董事长谭旭光表示，设想一提出，就遭到技术专家的质疑，国外那些先进企业都没有做到，潍柴凭什么能做到?
“我从入门学习柴油机到现在，43年没离开过柴油机领域，对柴油机技术有着深刻的理解。确定了目标后，我们做了三件事，第一和全球科研机构合作，任何技术的开发都不是一家关着门能实现的;第二和全球产业链合作，比如世界一流的德国博世集团;第三就是高举高打，上去就是打50%，而且50%是留有余地的，我当时就说得很清楚，不是实现50%，而是超过50%。”
5年来，在谭旭光的带领下，潍柴成立专门热效率技术攻关团队，通过大量的仿真和台架试验，经过上千种方案的探索分析，不断尝试与改进，独创五大专有技术，以每个0.1%的累加艰难推进。
“亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔。”潍柴动力发动机研究院常务副院长郭圣刚说，谭总不光给我们设定了一个令人兴奋的目标，并且给我们制定了实现这个目标的技术路径。比如，从一开始他就要求发动机的最高爆发压力要超过250bar。当时，国际国内柴油机的爆压远远低于这个数值，我们认为这更难实现。技术突破之路从来不是一条坦途，永远要面对困难和挑战。2019年试验数据就到了49%，但是剩下这1%的提升，却是一个非常痛苦及漫长的过程。“要把上千零部件在发动机里面发挥的效率达到最好状态，把每个零部件做到接近极致，这是很难的。”
面对苛刻的要求，潍柴的工程师夜以继日，不断试错，从各个角度寻找解决方案。在经过摩擦、散热、燃烧、降泵气损失等多方面尝试后，最终把发动机各个方面的功能运转发挥到极致，将热效率提高到了50%。
只有敢于走别人没有走过的路，才能收获别样的风景。中国汽车技术研究中心(天津)是国内发动机认证最权威的机构。在这里进行试验时，一个小插曲引人深思。

文章来源：《内燃机工程》网址: http://www.nrjgczz.cn/zonghexinwen/2020/1021/367.html