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(lǐng)先突破了。 01 熱效率突破50%,還可商業(yè)化落地 國產(chǎn)柴油發(fā)動機站上世界巔峰! 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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn),熱效率越高,燃油消耗越少,節(jié)能減排的效果就越顯著。 全球首款突破50%熱效率的商業(yè)化柴油機
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濰柴控股集團有限公司董事長譚旭光 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。 博世集團董事會主席沃爾克馬爾•鄧納爾 奧地利李斯特有限公司董事長首席執(zhí)行官赫爾穆特•李斯特 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(rèn)的行業(yè)技術(shù)難題,但濰柴的這款商業(yè)化柴油機熱效率達到了50.26%。 濰柴動力股份有限公司發(fā)動機研究院常務(wù)副院長郭圣剛 這款柴油發(fā)動機的科研團隊負(fù)責(zé)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(dāng)時覺得這是一個不可能完成的任務(wù)。 濰柴動力股份有限公司發(fā)動機研究院副院長李志杰 在過去很長時間,我國的發(fā)動機研制,在核心零部件和關(guān)鍵技術(shù)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(shù)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(shù)。 濰柴動力股份有限公司發(fā)動機研究院氣道設(shè)計工程師呂順 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(shù):協(xié)調(diào)設(shè)計技術(shù),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。 濰柴動力股份有限公司發(fā)動機研究院高級工程師馬慶鎮(zhèn) 隨后,科研人員為了降低摩擦,在潤滑技術(shù)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(shè)計,減少摩擦阻力,對熱效率的貢獻在0.25%。 缸套內(nèi)部的網(wǎng)紋結(jié)構(gòu) 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(shù)和智能控制技術(shù)。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。 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。 實際運行測試現(xiàn)場 濰柴動力股份有限公司發(fā)動機研究院三高試驗隊整車性能開發(fā)工程師朱江蘇 測試司機 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(biāo)和愿望。 濰柴控股集團有限公司董事長譚旭光 02 從柴油發(fā)動機到氫燃料電池 中國“動力”上演“速度與激情”! 為了提升發(fā)動機的性能,濰柴集團發(fā)動機業(yè)務(wù)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。 氫燃料電池公交車 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(biāo)志著濰柴在氫燃料電池商業(yè)化運營方面邁出了關(guān)鍵一步。 公交司機 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(xué)能,直接轉(zhuǎn)換成電能。 氫燃料電池公交車排放出的純凈水 安裝在這些公交車上的氫燃料電池,使用壽命這項指標(biāo),就是邊研制邊測試,一步步做出來的。 濰柴動力股份有限公司新能源研究院副院長潘鳳文 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。 濰柴動力股份有限公司新能源研究院氫能業(yè)務(wù)經(jīng)理高級工程師郗富強 從全球各大市場以及國家能源戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)來看,氫能源電池已被公認(rèn)是未來重型商用車新能源化的終極目標(biāo)。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。 濰柴動力股份有限公司新能源研究院院長陳文淼
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