长江商报记者黄聪
全球内燃机发展迎来了历史性新突破,潍柴动力站上世界之巅。
9月16日,潍柴动力公告称,当日在山东济南举行发布会,正式发布全球首款突破50%热效率的商业化柴油机。中国工程院院士苏万华认为,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。
“50%热效率,就像是人类史上首次百米跑进10秒。”山东重工集团、潍柴集团董事长谭旭光介绍,公司不断加大研发投入,发动机业务连续10年累计研发投入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48%。
2017年,谭旭光在潍柴“2020-2030战略”发布会上豪言:“到2020年潍柴传统业务要超越世界一流水平”。三年过去了,如今,他兑现了自己的承诺,并进一步表示向着柴油机55%热效率目标迈进。
将改写世界内燃机技术格局
9月16日的发布会上,中国内燃机国家检测机构中国汽车技术研究中心有限公司、国际权威内燃机检测机构德国TüV南德意志集团将热效率达到50.26%的认证证书颁发给潍柴动力。
据介绍,热效率是衡量内燃机燃油利用效率的标准,热效率越高,燃油消耗越少,节能减排的效果就越显著。
实际上,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。直到当今,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据来看,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,是世界公认的行业技术难题。
“50%热效率,就像是人类史上首次百米跑进10秒。”谭旭光介绍,公司聚集优势资源,对热效率提升展开专项攻关,特别是2015年以来,组建了专门的技术攻关团队,通过大量的仿真和台架试验,经过上千种方案的探索分析,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。
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。”苏万华表示。
柴油消耗降低8%
提高发动机热效率,是当前节能减排的重要途径。
数据显示,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。
潍柴动力介绍,公司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、高可靠性、低摩擦损耗、低污染物排放、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%。
据了解,柴油机由数千个零件组成,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,与博世集团以及其他全球供应商、全球研发咨询机构展开合作,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。
有行业专家指出,以目前46%的行业平均热效率水平估算,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700万台估算,如果全部替换为50%热效率的柴油机,每年大概可节约燃油3332万吨,减少二氧化碳排放10495万吨,这将为解决能源短缺和全球气候变暖问题做出重大贡献。
世界权威内燃机研发机构德国FEV首席执行官史蒂芬·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。
向柴油机55%热效率目标迈进
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。
美国西南研究院首席运营官沃尔特·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。
潍柴集团介绍,公司发动机业务连续10年累计研发投入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48%。
为此,潍柴集团在潍坊建立了全球唯一、年产销百万台发动机的研发制造基地,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,潍柴集团聚焦企业急需、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;推动实现了CVT动力总成、液压动力总成核心技术的突破,补齐了中国在该领域的核心技术短板,推动中国柴油机产业链不断向高端迈进。
潍柴集团还加快全球引才步伐,连续15年大规模引进优秀毕业生和全球中高端人才,引进了200多名博士、300多名全球高端人才,聚集了3000多名研究生,培养了一批具有“疯子精神”的科研人才队伍,向着关键核心技术发起挑战。
全球首款突破50%热效率商业化柴油机的发布,也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。发布会上,谭旭光自豪地说,潍柴人将坚定创新自信,勇攀科技高峰,向着柴油机55%热效率目标迈进,为建设世界科技强国做出新的更大贡献。