九月中旬，濰柴控股集團(tuán)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(jī)。從世界第一臺(tái)柴油機(jī)誕生到現(xiàn)在的100多年，柴油機(jī)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(jìn)10秒”。然而，中國企業(yè)終于領(lǐng)先突破了。
熱效率突破50%，還可商業(yè)化落地 國產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)站上世界巔峰！
△央視財(cái)經(jīng)《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》欄目視頻
發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，又稱發(fā)動(dòng)機(jī)有效效率。簡單地說，發(fā)動(dòng)機(jī)就是將熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能的機(jī)械，熱效率是衡量內(nèi)燃機(jī)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(jī)
△濰柴控股集團(tuán)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(jī)市場(chǎng)保有量700萬臺(tái)估算，如果全部替換為50%熱效率的柴油機(jī)，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(tuán)董事會(huì)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(jī)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(jī)熱效率達(dá)到了50.26%。
△濰柴動(dòng)力股份有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)研究院常務(wù)副院長郭圣剛
這款柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的科研團(tuán)隊(duì)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(dòng)機(jī)熱效率提升到50%以上，他當(dāng)時(shí)覺得這是一個(gè)不可能完成的任務(wù)。
△濰柴動(dòng)力股份有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)研究院副院長李志杰
在過去很長時(shí)間，我國的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)熱效率超過50%，意味著需要解決柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(jí)難題。在沒有技術(shù)幫助的前提下，李志杰和團(tuán)隊(duì)的小伙伴們，走上了一條自主創(chuàng)新研發(fā)的道路，團(tuán)隊(duì)率先突破的是協(xié)同燃燒技術(shù)。
△濰柴動(dòng)力股份有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)研究院氣道設(shè)計(jì)工程師呂順
科研人員介紹，他們發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞從速度0開始，1秒鐘就可以達(dá)到每秒5000米的速度，因此連接活塞的連桿在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室高溫高壓下運(yùn)動(dòng)，會(huì)因?yàn)槭艿礁邏簹怏w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(jì)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(dòng)力股份有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)研究院高級(jí)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(gè)小小的零部件，也通過改造表面的網(wǎng)紋設(shè)計(jì)，減少摩擦阻力，對(duì)熱效率的貢獻(xiàn)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(tuán)隊(duì)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(gè)接一個(gè)突破，經(jīng)過上千種方案的探索分析試驗(yàn)，不斷地嘗試和改進(jìn)，以熱效率每提高0.1為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一點(diǎn)點(diǎn)疊加累積，艱難推進(jìn)。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(dòng)機(jī)。
△全球首款熱效率突破50%的商業(yè)化柴油發(fā)動(dòng)機(jī)
9月25日，濰柴動(dòng)力的專業(yè)測(cè)試人員，借助一輛載重49噸的卡車，進(jìn)行了實(shí)際運(yùn)行測(cè)試。
△實(shí)際運(yùn)行測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)
△濰柴動(dòng)力股份有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)研究院三高試驗(yàn)隊(duì)整車性能開發(fā)工程師朱江蘇
△測(cè)試司機(jī)
隨著這種50%熱效率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，即將大規(guī)模投放市場(chǎng)，濰柴集團(tuán)掌門人譚旭光又有了新的目標(biāo)和愿望。
△濰柴控股集團(tuán)有限公司董事長譚旭光
從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)到氫燃料電池 中國“動(dòng)力”上演“速度與激情”！
△央視財(cái)經(jīng)《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》欄目視頻
為了提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，濰柴集團(tuán)發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)務(wù)部門連續(xù)10年，累計(jì)投入了300億元的研發(fā)費(fèi)用，研發(fā)費(fèi)占公司銷售收入的比例達(dá)到6%。氫燃料電池汽車被稱為“終極環(huán)保車”，氫能動(dòng)力正在迎來發(fā)展的機(jī)遇期，濰柴也早早布局了氫能動(dòng)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(yùn)營方面邁出了關(guān)鍵一步。
△公交司機(jī)
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(gè)發(fā)電機(jī)，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(xiàng)指標(biāo)，就是邊研制邊測(cè)試，一步步做出來的。
△濰柴動(dòng)力股份有限公司新能源研究院副院長潘鳳文
為了驗(yàn)證在低溫條件下，氫燃料電池的穩(wěn)定性、可靠性，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在零下35攝氏度的極寒條件下，啟動(dòng)了氫燃料電池的低溫試驗(yàn)。
△濰柴動(dòng)力股份有限公司新能源研究院氫能業(yè)務(wù)經(jīng)理 高級(jí)工程師 郗富強(qiáng)
從全球各大市場(chǎng)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(yùn)用范圍正在逐步推廣，擴(kuò)大。
△濰柴動(dòng)力股份有限公司新能源研究院院長 陳文淼
半小時(shí)觀察：科技創(chuàng)新為“雙循環(huán)”注入新動(dòng)力
8月24日，習(xí)近平總書記主持召開經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域?qū)＜易剷?huì)并發(fā)表重要講話，他指出，要以科技創(chuàng)新催生新發(fā)展動(dòng)能。實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，必須實(shí)現(xiàn)依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的內(nèi)涵型增長，大力提升自主創(chuàng)新能力，盡快突破關(guān)鍵核心技術(shù)。要發(fā)揮企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的主體作用，使企業(yè)成為創(chuàng)新要素集成、科技成果轉(zhuǎn)化的生力軍。我們希望，有越來越多的企業(yè)能夠創(chuàng)造出更多的、令人振奮的科技成果，為雙循環(huán)注入新動(dòng)力。
