攻克50%熱效率技術(shù)難關(guān) 是如何做到的?

前不久，中國裝備制造業(yè)知名企業(yè)濰柴集團(tuán)發(fā)布了全球首款熱效率突破50%的商業(yè)化柴油機(jī)，在國內(nèi)外同行中引起轟動。這一突破，標(biāo)志著我國重型柴油機(jī)技術(shù)實現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控。

“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，實際上是對內(nèi)燃機(jī)綜合技術(shù)的全面提升。”中國工程院院士蘇萬華說，提高熱效率難度非常大，柴油機(jī)自1897年問世以來，熱效率從26%提升到46%。但隨著排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)苛，熱效率提升越來越難，50%熱效率被視為內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的難題。近年來，戴姆勒·奔馳、沃爾沃、康明斯等國際巨頭都在全力攻關(guān)，但一直以來它們只能在實驗室且附帶余熱回收的情況下達(dá)到50%。如何讓本體熱效率達(dá)到50%的柴油機(jī)實現(xiàn)商業(yè)化，是一道世界性難題。

濰柴集團(tuán)是如何做到的？

2015年，集團(tuán)啟動了50%熱效率商業(yè)化柴油機(jī)項目，并組建專門的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊，開創(chuàng)協(xié)同燃燒技術(shù)、協(xié)調(diào)設(shè)計技術(shù)、排氣能量分配技術(shù)、分區(qū)潤滑技術(shù)、智能控制技術(shù)五大專有技術(shù)，先后解決了高效燃燒低傳熱、高爆壓高可靠性、低摩擦損耗、低排放污染物、智能控制等系列難題。

值得一提的是，突破50%熱效率核心技術(shù)的，是一群“80后”“90后”。項目團(tuán)隊核心成員有22人，其中21人是“80后”“90后”。

“項目啟動時，幾乎沒人相信會成功。”“80后”李志杰是濰柴動力發(fā)動機(jī)研究院副院長，也是50%熱效率柴油機(jī)項目團(tuán)隊的核心成員之一。“超越50%熱效率柴油機(jī)是每個內(nèi)燃機(jī)工程師畢生夢寐以求的事，有幸能參與這個項目，我必須全力以赴。”

突破50%不是某個環(huán)節(jié)的一蹴而就，而是對摩擦、散熱、燃燒等發(fā)動機(jī)幾乎所有系統(tǒng)進(jìn)行重新調(diào)整優(yōu)化。經(jīng)過反復(fù)設(shè)計、可行性分析和仿真實驗，2017年底，優(yōu)化方案漸漸清晰，李志杰團(tuán)隊心里漸漸有了點(diǎn)底。

然而，電腦里虛擬的方案要落到實物上，仍有許多變數(shù)，后期需要持續(xù)研發(fā)和投入。

面對困難，濰柴集團(tuán)董事長譚旭光說：“50%熱效率柴油機(jī)項目是集團(tuán)最核心的主業(yè)，投入上不封頂，人力支持不設(shè)限！”

除了核心團(tuán)隊，濰柴發(fā)動機(jī)研究院共有1000多人參與此項目，累計投入42億元。

“以目前46%的行業(yè)水平估算，熱效率提升至50%，柴油消耗、二氧化碳排放均可降低8%。”濰柴50%熱效率柴油機(jī)項目經(jīng)理王寶軍說。

《 人民日報 》（ 2020年10月26日 19 版）