全球首款突破50%熱效率的柴油機(jī)在濰柴誕生了!

　　2020年9月16日，山東濟(jì)南，濰柴動力董事長兼CEO譚旭光自豪地宣布：濰柴推出全球首款達(dá)到50.26%熱效率的柴油機(jī)并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。濰柴再一次讓世界刮目相看!中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)再一次讓世界同行仰望!

　　突破50%熱效率柴油機(jī)問世，是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上的一次革命性突破。熱效率到底是什么?提高發(fā)動機(jī)熱效率有多難?濰柴又是如何攻克節(jié)能減排世界級難題，打造這款革命性的產(chǎn)品呢?本文將嘗試進(jìn)行解讀。

　　超50%發(fā)動機(jī)熱效率意味著什么?

　　傳統(tǒng)汽車發(fā)動機(jī)工作原理可以簡單概括為：通過化學(xué)燃料燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓推動活塞往復(fù)運(yùn)動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)做功。目前業(yè)內(nèi)主流發(fā)動機(jī)只有一半不到的燃料能真正轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并被利用，這個轉(zhuǎn)化的比值就是發(fā)動機(jī)熱效率。

　　從概念上講，發(fā)動機(jī)熱效率是指發(fā)動機(jī)內(nèi)汽油燃燒產(chǎn)生的總熱能轉(zhuǎn)化成動能的轉(zhuǎn)化率，用以評定發(fā)動機(jī)作為熱機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。熱效率越高，燃油消耗越少，因此，提高發(fā)動機(jī)熱效率是節(jié)能減排的重要手段，也是熱力發(fā)動機(jī)技術(shù)精進(jìn)的主要方向之一。

　　從發(fā)展角度看，柴油機(jī)的發(fā)展史就是熱效率不斷提升的歷史。1897年，德國工程師魯?shù)婪?middot;迪塞爾首創(chuàng)壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，世界上第一臺柴油機(jī)成功面世。歷經(jīng)百年的改造升級與新技術(shù)應(yīng)用，直到20世紀(jì)90年代初，柴油機(jī)熱效率才從26%提升到46%。

　　受制于創(chuàng)新能力、研發(fā)周期、研發(fā)投入的限制，加之排放法規(guī)的日益嚴(yán)苛，熱效率提升遇到很大瓶頸。每0.1%的提升，都是柴油機(jī)發(fā)展的巨大進(jìn)步。中國工程院院士蘇萬華表示：“熱效率提高這件事情本身難度非常大。熱效率和排放往往是一對矛盾，在滿足國六排放標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的前提下提高熱效率，實(shí)際上是對內(nèi)燃機(jī)綜合技術(shù)的全面提升。”

　　毫不夸張地說：濰柴突破柴油機(jī)50%熱效率，其意義不亞于人類史上首次百米跑進(jìn)10秒。行業(yè)專家指出：熱效率提升至50%，柴油消耗將降低8%，二氧化碳排放減少8%，按照目前國內(nèi)重型柴油機(jī)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(jī)，每年可節(jié)約燃油3332萬噸，減少二氧化碳排放10495萬噸，這將為解決能源短缺和全球氣候變暖問題做出巨大貢獻(xiàn)。

　　五大專有技術(shù)攻克了哪些世界級難題?

　　2017年12月18日，濰柴首次提出了到2020年柴油機(jī)熱效率要突破50%的戰(zhàn)略目標(biāo)，濰柴科研團(tuán)隊(duì)以“不爭第一就是在混”的激情文化，對柴油機(jī)熱效率進(jìn)行專項(xiàng)攻關(guān)，開創(chuàng)協(xié)同燃燒、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)、排氣能量分配、分區(qū)潤滑、智能控制五大關(guān)鍵技術(shù)，解決了高效燃燒、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，使柴油機(jī)本體熱效率達(dá)到50.26%。

　　從工作原理上講，協(xié)同燃燒技術(shù)：通過氣道、噴油、燃燒室型線等系統(tǒng)更加巧妙的設(shè)計(jì)，使發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)速度場、濃度場等物理場之間的關(guān)系更加和諧，燃燒速度提升30%。

　　協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)：發(fā)動機(jī)本體對最高燃燒壓力的承受能力極大的限制了燃燒的改善。為了適應(yīng)最高燃燒壓力，需要有選擇的弱化部分零件，從而使整體結(jié)構(gòu)得到強(qiáng)化。系統(tǒng)的高報價承受能力提升大約60%。

　　排氣能量分配技術(shù)：伴隨著燃燒的改善，污染物排放控制的難度大幅增加，恰當(dāng)?shù)呐艢庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)可以在適應(yīng)廢氣再循環(huán)需求的同時，保證渦輪機(jī)提升效率的需求，滿足柴油機(jī)排放法規(guī)的同時使熱效率提升1%。

　　分區(qū)潤滑技術(shù)：根據(jù)系統(tǒng)各摩擦副的不同特征，分區(qū)域有針對性地采用了不同的減摩技術(shù)，使整體摩擦降低20%。

　　WISE控制技術(shù)：利用自主ECU的優(yōu)勢，創(chuàng)造性地開發(fā)出一系列更加精準(zhǔn)控制的預(yù)測模型，使柴油機(jī)工作的每一部分區(qū)域均能夠更加高效。

　　發(fā)布會上，權(quán)威內(nèi)燃機(jī)檢測認(rèn)證機(jī)構(gòu)中國汽車技術(shù)研究中心有限公司和德國TÜV南德意志集團(tuán)同時將熱效率達(dá)到50.26%的認(rèn)證證書頒發(fā)給濰柴。德國TÜV大中華區(qū)交通服務(wù)部總監(jiān)Dirk Hinzpeter說：“我們將熱效率突破50%的檢測報告頒發(fā)給濰柴，這是我們頒發(fā)的全球內(nèi)燃機(jī)行業(yè)熱效率最高的一份報告。”

　　堅(jiān)持科技創(chuàng)新的濰柴底氣何在?

　　每一次新跨越都離不開核心技術(shù)的驅(qū)動，而每一項(xiàng)核心技術(shù)的誕生的都是全體濰柴人奮斗的結(jié)晶。

　　“人才是最大的資本而不是成本”。作為濰柴掌門人，譚旭光多次強(qiáng)調(diào)人才對于科技創(chuàng)新的重要性。他在研發(fā)投入上從不眨眼，更是視人才為企業(yè)的生命。

　　連續(xù)15年，濰柴大規(guī)模引進(jìn)優(yōu)秀畢業(yè)生和全球中高端人才，引進(jìn)了200余名博士、300余名全球高端人才，聚集了3000多名研究生，打造了一支規(guī)模龐大的科技人才隊(duì)伍，培養(yǎng)了一批具有“釘釘子”精神的科研人才隊(duì)伍，一步一個腳印，向著關(guān)鍵核心技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)。

　　濰柴心無旁騖攻主業(yè)，不斷加大研發(fā)投入，發(fā)動機(jī)業(yè)務(wù)連續(xù)10年累計(jì)研發(fā)投入300億元，研發(fā)費(fèi)占銷售收入比例達(dá)到6%，占期間費(fèi)用比例達(dá)到48%?？蒲腥瞬抨?duì)伍更是發(fā)揚(yáng)“瘋子精神”，廢寢忘食搞科研攻關(guān)，每天深夜濰柴的研發(fā)大樓依舊燈火通明。經(jīng)過5年技術(shù)攻關(guān)，最終以突破50%熱效率的成果，奠定了濰柴在世界內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的引領(lǐng)地位，用實(shí)力擦亮了中國內(nèi)燃機(jī)制造的世界名片。

　　50%熱效率，這是一個必將載入世界動力發(fā)展史冊的數(shù)字。“讓世界同行仰望中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)”，這是濰柴振興中國裝備制造業(yè)的初心使命。

　　面對全球的贊譽(yù)，譚旭光說：“今天的科技創(chuàng)新成果不僅是屬于濰柴人的，更是屬于中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的。濰柴將繼續(xù)在全球合作伙伴的支持下，向著柴油機(jī)55%熱效率的目標(biāo)不斷邁進(jìn)!”