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山东骄傲!全球首款热效率突破50%的商业化柴油机发布

  发布时间:2020-09-16 14:12:00 下载在临沂客户端 论坛

  9月16日,世界内燃机发展迎来了历史性新突破:中国装备制造业的领军企业潍柴,在济南东荷体育馆举行发布会,正式发布全球首款热效率突破50%的商业化柴油机。 

  会上,世界权威内燃机检测机构德国TÜV、中国内燃机专业检测机构中国汽车技术研究中心同时将热效率突破50%的认证证书颁发给潍柴。

  50%热效率 

  一个载入世界内燃机史册的里程碑 

  50%,这是内燃机发展史上的一次革命性突破;50%,这是中国科技再创历史新高的里程碑!

  热效率是衡量内燃机燃油利用效率的标准,热效率越高,内燃机的动力表现越出色,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20世纪90年代初,柴油机热效率从26%提升到46%。从世界柴油机热效率发展统计数字来看,随着排放法规的日益严苛,热效率的提升遇到了很大瓶颈,热效率提升的难度越来越大,进展缓慢,是世界公认的技术难题。

  近年来,潍柴聚集优势资源,对热效率提升展开专项攻关,特别是2018年以来,组建了专门的技术攻关团队,通过大量的仿真、台架试验,找准突破口,不断尝试与改进,以每个0.1%的累加艰难推进,最终获得了历史性的突破。美国西南研究院执行副总裁沃尔特·唐宁表示,实现50%的热效率,需要极其庞大的研发投入,并且需要提前几年规划商业投产。中国工程院院士苏万华指出,热效率提高这件事情本身难度非常大。热效率和排放往往是一对矛盾,在满足国六排放标准法规的前提下提高热效率,实际上是对内燃机综合技术的全面提升。而潍柴,不仅向全世界发布了首款本体热效率超过50%的柴油机,而且轻松满足国六/欧Ⅵ排放要求,并率先具备了量产和商业化条件。未来,随着潍柴50%热效率柴油机大规模投放市场,必将改写世界内燃机技术格局,引领全球行业新发展。

  在产品发布会上,美国汽车工程师学会、博世、AVL、FEV、中国内燃机工业协会、中国汽车工程学会等国内外权威机构和专家分别发来视频,对潍柴取得的这一历史性突破表示祝贺。全球汽车零部件供应商博世集团董事会主席沃尔克马尔·邓纳尔表示,潍柴成功开发了50%热效率的新型重型柴油发动机,这是一项具有重要意义的成就,这是柴油机发展史上的历史性突破,树立了全球柴油机热效率的新标杆;凭借这一创新,潍柴成为了世界一流柴油机制造商。世界权威内燃机研发机构德国FEVCEO史蒂芬·皮辛格认为,对于运输行业来说,满足50%热效率柴油机的推出,预示着行业向低成本、高效益和环境友好又迈出了坚实一步。中国内燃机工业协会秘书长邢敏表示,内燃机的技术进步得益于热效率的提升,热效率的提升对整个内燃机的节能减排有举足轻重的作用。

 

  五大专有技术 

  突破节能减排世界级难题 

  内燃机是交通运输、工程机械、农业机械、渔业船舶、国防装备的主导动力,在相当长时间内这一主导地位不会改变。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,是目前节能减排最具潜力、效果最为明显的行业之一。提高发动机热效率,成为了节能减排的重要途径。

  潍柴聚焦发动机核心技术、前沿技术,对柴油机热效率进行专项攻关,开创五大专有技术——协同燃烧技术、协调设计技术、排气能量分配技术、分区润滑技术、智能控制技术,解决了高效燃烧低传热、高爆压高可靠性、低摩擦损耗、低排放污染物、智能控制等一系列世界级难题,使柴油机本体热效率超过了50%。

  其中,协同燃烧技术,通过优化气道、喷油、燃烧室型线等系统的设计,使燃烧室内速度场、浓度场等物理场之间的关系更加和谐,燃烧速度提升了30%。

  协调设计技术,针对柴油机本体对最高燃烧压力的承受能力极大限制燃烧改善的难题,有选择性地弱化部分零件,进一步强化整体结构,将系统的高爆压承受能力提升大约60%。

  排气能量分配技术,针对燃烧改善导致的污染物排放控制难度大幅增加的问题,开创性地重构排气系统设计,在适应废气再循环需求的同时,保障涡轮机提升效率的需求,从而满足排放法规标准并实现热效率提升1%。

  分区润滑技术,则是根据系统各摩擦副的不同特征,分区域有针对性地采用了不同的减摩技术,使整体摩擦降低20%。

  智能控制技术,利用潍柴自主ECU的优势,创造性地开发出一系列更加精准控制的预测模型,使柴油机工作的每一部分区域均能够更加高效。

  柴油机由上千个零件组成,热效率的提升是一项庞大的系统工程。在研发过程中,潍柴发挥全产业链的协同优势,并与全球汽车零部件供应商博世集团展开合作,共同攻克这一难关,让这款发动机实现了世界一流的热效率和更低的排放。

  行业专家指出,以目前46%的行业热效率水平估算,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800万台估算,如果全部替换为50%热效率的柴油机,每年大概可节约燃油1900万吨,减少二氧化碳排放6000万吨,这将为解决能源短缺和全球变暖问题做出重大贡献。

  自主自强 

  引领中国装备制造迈向世界一流 

  内燃机行业是国民经济的基础产业,内燃机技术水平深刻影响着相关行业的可持续、高质量发展,体现了装备制造业的实力。特别是高端柴油机技术是制约中国装备制造业的“卡脖子”技术。潍柴深耕内燃机行业70余年,在柴油机的制造和研发领域有着深厚的技术底蕴和经验积累,已形成了全系列全领域的业务布局。

  科技创新的突破,离不开持续的技术投入和高端人才的支撑。潍柴心无旁骛攻主业,不断加大研发投入,十年来,潍柴投入研发经费300亿元,研发费占销售收入比例达到6%,占期间费用比例达到47.7%。建立全球领先的研发基地,在行业内首创“逆向集成+平行整合”模式,成功研制了全球首款重型商用车动力总成,支撑我国自主品牌重型商用车形成全球领先的竞争优势,荣获2018年度国家科技进步一等奖。同时,潍柴聚焦企业急需、技术高端、国家瓶颈,整合全球科技资源,掌握了高端液压、高功率密度发动机、燃料电池、高端电机控制等核心技术,并实现产业化落地,打破了国外巨头在高端工程机械液压动力总成、大型农业装备CVT动力总成、大型矿车动力、新能源动力等技术上的垄断。

  人才是创新的根基。潍柴加快全球引才步伐,连续15年大规模引进优秀毕业生和全球中高端人才,打造了一支近万人规模的科技人才队伍,营造了万马奔腾搞创新的良好生态,培养了一批具有“疯子精神”的科研人才队伍,向着关键技术、核心技术发起挑战,最终以突破50%热效率的成果,奠定了潍柴在世界内燃机领域的引领地位,用实力挺起了中国装备制造的脊梁。

  全球首款热效率突破50%商业化柴油机的发布,标志着中国重型柴油机技术迈向了世界一流并实现了自主可控。谭旭光自豪地说,这是潍柴9万名员工贯彻落实习近平总书记“心无旁骛攻主业”重要指示交出的又一份答卷,潍柴人将坚定创新自信,勇攀科技高峰,为建设世界科技强国做出新的更大贡献。

  (大众日报客户端记者 赵洪杰 徐佳 张楠 报道)

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来源:大众日报客户端    编辑:李兆敏

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