九月中旬,濰柴控股集團有限公司正式發(fā)布了全球首款突破50%熱效率的商業(yè)化柴油機。從世界第一臺柴油機誕生到現(xiàn)在的100多年,柴油機的熱效率才剛剛提升到46%。有業(yè)內(nèi)人士形容,如果提升至50%,就“猶如人類史上首次百米跑跑進10秒”。然而,中國企業(yè)終于領先突破了。
發(fā)動機熱效率,又稱發(fā)動機有效效率。簡單地說,發(fā)動機就是將熱能轉化成動能的機械,熱效率是衡量內(nèi)燃機燃油利用效率的標準,熱效率越高,燃油消耗越少,節(jié)能減排的效果就越顯著。
以目前46%的行業(yè)平均熱效率水平估算,熱效率提升至50%,燃油消耗將降低8%,二氧化碳排放減少8%,按照目前國內(nèi)重型柴油機市場保有量700萬臺估算,如果全部替換為50%熱效率的柴油機,每年大概可節(jié)約燃油3332萬噸,減少二氧化碳排放1億零495萬噸。
柴油機熱效率提升到46%之后,每提升0.1%,都需要付出巨大的努力,熱效率的提升一直是世界公認的行業(yè)技術難題,但濰柴的這款商業(yè)化柴油機熱效率達到了50.26%。
這款柴油發(fā)動機的科研團隊負責人李志杰告訴記者,三年前,公司要求他們將柴油發(fā)動機熱效率提升到50%以上,他當時覺得這是一個不可能完成的任務。
在過去很長時間,我國的發(fā)動機研制,在核心零部件和關鍵技術上一直難以突破,常年處于國際產(chǎn)業(yè)鏈條中追隨、跟跑的地位。
要使柴油發(fā)動機熱效率超過50%,意味著需要解決柴油發(fā)動機高效燃燒、低傳熱、高可靠性、低摩擦損耗、低污染物排放、智能控制等一系列世界級難題。在沒有技術幫助的前提下,李志杰和團隊的小伙伴們,走上了一條自主創(chuàng)新研發(fā)的道路,團隊率先突破的是協(xié)同燃燒技術。
科研人員介紹,他們發(fā)動機的活塞從速度0開始,1秒鐘就可以達到每秒5000米的速度,因此連接活塞的連桿在發(fā)動機燃燒室高溫高壓下運動,會因為受到高壓氣體的沖擊,產(chǎn)生比較大的變形。在這種情形下,他們研發(fā)了第二大核心技術:協(xié)調(diào)設計技術,最大限度地降低了摩擦損失,提高了熱效率,保障了安全可靠性。
隨后,科研人員為了降低摩擦,在潤滑技術上也取得了突破,熱效率至少提高0.5%,甚至一個小小的零部件,也通過改造表面的網(wǎng)紋設計,減少摩擦阻力,對熱效率的貢獻在0.25%。
順著這種思路,李志杰所在團隊又相繼攻克了排氣能量分配技術和智能控制技術。就這樣,一個接一個突破,經(jīng)過上千種方案的探索分析試驗,不斷地嘗試和改進,以熱效率每提高0.1為一個節(jié)點,一點點疊加累積,艱難推進。經(jīng)過3年的研制,最終在2020年9月16日,正式推出全球首款熱效率突破50%的商業(yè)化柴油發(fā)動機。
9月25日,濰柴動力的專業(yè)測試人員,借助一輛載重49噸的卡車,進行了實際運行測試。
隨著這種50%熱效率柴油發(fā)動機,即將大規(guī)模投放市場,濰柴集團掌門人譚旭光又有了新的目標和愿望。
為了提升發(fā)動機的性能,濰柴集團發(fā)動機業(yè)務部門連續(xù)10年,累計投入了300億元的研發(fā)費用,研發(fā)費占公司銷售收入的比例達到6%。氫燃料電池汽車被稱為“終極環(huán)保車”,氫能動力正在迎來發(fā)展的機遇期,濰柴也早早布局了氫能動力。
今年6月份,濰坊的大街小巷多了100多輛氫燃料電池公交車,這些新能源公交車,不僅加快了濰坊創(chuàng)建氫能源示范城市的步伐,更標志著濰柴在氫燃料電池商業(yè)化運營方面邁出了關鍵一步。
氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣,無色無味,是一種極易燃燒的氣體。這款氫燃料電池公交車不僅消耗的氫氣少,沒有二氧化碳排放,排放出來的水也很純凈,氫燃料電池更像是一個發(fā)電機,將氫氣和氧氣的化學能,直接轉換成電能。
安裝在這些公交車上的氫燃料電池,使用壽命這項指標,就是邊研制邊測試,一步步做出來的。
為了驗證在低溫條件下,氫燃料電池的穩(wěn)定性、可靠性,研發(fā)團隊在零下35攝氏度的極寒條件下,啟動了氫燃料電池的低溫試驗。
從全球各大市場以及國家能源戰(zhàn)略發(fā)展目標來看,氫能源電池已被公認是未來重型商用車新能源化的終極目標。在氫燃料電池這條新賽道上,濰柴也不愿意落在人后。目前這種氫燃料電池,運用范圍正在逐步推廣,擴大。
xinshiji666 發(fā)表于 2020-10-14 16:081 o; Q+ {) N* j( ^
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