濰柴動力近日發(fā)布全球首款本體熱效率51.09%柴油機,距離其上次發(fā)布全球首款本體熱效率50.23%的商業(yè)化柴油機僅隔480天。國際汽車工程師學會聯(lián)合會評論稱,這是汽車發(fā)動機行業(yè)科技進步史上的一個重要里程碑,也將為全球行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排作出重大貢獻。
目前,眾多柴油機生產商紛紛進入新能源賽道。柴油機還有未來嗎?“新能源和柴油機將是互為補充的關系。隨著技術的不斷突破,未來柴油機在重型運輸動力、大型工業(yè)用固定動力、船用動力、工程機械、農業(yè)機械等應用領域,仍將占有支配地位,具有巨大的市場需求。”濰柴集團董事長譚旭光說。
去年,雖然受芯片短缺、疫情反復、國六切換等因素影響,但濰柴仍交出了漂亮的成績單,2021年產銷發(fā)動機105萬臺,連續(xù)兩年產銷量突破百萬臺,再次刷新全球柴油機行業(yè)紀錄。
連續(xù)兩年跨越“百萬臺”大關的背后,是濰柴始終瞄準科技創(chuàng)新最前沿,保持研發(fā)高標準、大投入。近3年來,濰柴動力累計研發(fā)投入達103億元。
熱效率是衡量內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。提高熱效率是內燃機的一個重要研究方向。濰柴動力發(fā)動機研究院副院長李志杰,曾是當年50%熱效率柴油機項目團隊核心成員之一。他說:“一臺發(fā)動機有幾百個零部件,要實現(xiàn)50%的熱效率,需要對每一個零部件進行優(yōu)化和升級。”濰柴的科研團隊非常年輕,平均年齡30歲,“正是因為年輕,初生牛犢不怕虎,這樣一支富有激情的團隊,敢于挑戰(zhàn)全行業(yè)都沒有實現(xiàn)的目標”。李志杰說。
2021年初,濰柴科研團隊向熱效率突破51%的新目標發(fā)起挑戰(zhàn)。作為濰柴集團2021年“軍令狀”科研項目之一,公司給他們設定的目標是:年內完成。在發(fā)動機設計過程中,是否擁有流暢充足的空氣供應,對內燃機熱效率的影響舉足輕重,這涉及熱效率突破項目中唯一一個純手工環(huán)節(jié)——氣道設計。失之毫厘差之千里,不同形狀、不同曲面甚至不同倒角的氣道,通氣速度大相徑庭,全靠工程師反復打磨、測試。為了達到更好的試驗效果,濰柴發(fā)動機研究院氣道設計工程師呂順不僅一次次細摳設計方案,還在5個月的時間里手工制作了上百種模型,用拋光器、砂紙等一點點地打磨,用塑性材料一次次地修補。功夫不負有心人,經過上百次的修改與試驗,終于在穩(wěn)定生產成本的前提下打磨出了高效率的氣道。“驗證通過!”2021年12月16日,濰柴科研人員提前半個月,完成了柴油機本體熱效率突破51%的目標。
這一技術突破,對推動我國傳統(tǒng)內燃機行業(yè)節(jié)能減排、綠色發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義,在全球內燃機行業(yè)具有重要的技術引領作用。譚旭光介紹,與市場現(xiàn)有主流柴油機平均46%的熱效率相比,51%的熱效率柴油機可實現(xiàn)油耗、二氧化碳排放分別降低10%,若全行業(yè)推廣應用,我國每年可節(jié)油1600萬噸、減少二氧化碳排放5000萬噸,創(chuàng)造經濟效益約1400億元。
柴油機技術取得新突破,能帶動上下游產業(yè)全方位提高技術標準和制造水平,加快新舊動能轉換,讓高效環(huán)保的柴油機持續(xù)“動力澎湃”。譚旭光說:“濰柴確立了在2025年前,熱效率力爭達到55%的目標。從全球形勢看,這個指標是可以完成的。”