潍柴动力近日发布全球首款本体热效率51.09%柴油机,距离其上次发布全球首款本体热效率50.23%的商业化柴油机仅隔480天。国际汽车工程师学会联合会评论称,这是汽车发动机行业科技进步史上的一个重要里程碑,也将为全球行业可持续发展和节能减排作出重大贡献。
目前,众多柴油机生产商纷纷进入新能源赛道。柴油机还有未来吗?“新能源和柴油机将是互为补充的关系。随着技术的不断突破,未来柴油机在重型运输动力、大型工业用固定动力、船用动力、工程机械、农业机械等应用领域,仍将占有支配地位,具有巨大的市场需求。”潍柴集团董事长谭旭光说。
去年,虽然受芯片短缺、疫情反复、国六切换等因素影响,但潍柴仍交出了漂亮的成绩单,2021年产销发动机105万台,连续两年产销量突破百万台,再次刷新全球柴油机行业纪录。
连续两年跨越“百万台”大关的背后,是潍柴始终瞄准科技创新最前沿,保持研发高标准、大投入。近3年来,潍柴动力累计研发投入达103亿元。
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。提高热效率是内燃机的一个重要研究方向。潍柴动力发动机研究院副院长李志杰,曾是当年50%热效率柴油机项目团队核心成员之一。他说:“一台发动机有几百个零部件,要实现50%的热效率,需要对每一个零部件进行优化和升级。”潍柴的科研团队非常年轻,平均年龄30岁,“正是因为年轻,初生牛犊不怕虎,这样一支富有激情的团队,敢于挑战全行业都没有实现的目标”。李志杰说。
2021年初,潍柴科研团队向热效率突破51%的新目标发起挑战。作为潍柴集团2021年“军令状”科研项目之一,公司给他们设定的目标是:年内完成。在发动机设计过程中,是否拥有流畅充足的空气供应,对内燃机热效率的影响举足轻重,这涉及热效率突破项目中唯一一个纯手工环节——气道设计。失之毫厘差之千里,不同形状、不同曲面甚至不同倒角的气道,通气速度大相径庭,全靠工程师反复打磨、测试。为了达到更好的试验效果,潍柴发动机研究院气道设计工程师吕顺不仅一次次细抠设计方案,还在5个月的时间里手工制作了上百种模型,用抛光器、砂纸等一点点地打磨,用塑性材料一次次地修补。功夫不负有心人,经过上百次的修改与试验,终于在稳定生产成本的前提下打磨出了高效率的气道。“验证通过!”2021年12月16日,潍柴科研人员提前半个月,完成了柴油机本体热效率突破51%的目标。
这一技术突破,对推动我国传统内燃机行业节能减排、绿色发展具有重大战略意义,在全球内燃机行业具有重要的技术引领作用。谭旭光介绍,与市场现有主流柴油机平均46%的热效率相比,51%的热效率柴油机可实现油耗、二氧化碳排放分别降低10%,若全行业推广应用,我国每年可节油1600万吨、减少二氧化碳排放5000万吨,创造经济效益约1400亿元。
柴油机技术取得新突破,能带动上下游产业全方位提高技术标准和制造水平,加快新旧动能转换,让高效环保的柴油机持续“动力澎湃”。谭旭光说:“潍柴确立了在2025年前,热效率力争达到55%的目标。从全球形势看,这个指标是可以完成的。”(经济日报记者 王金虎)
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