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全球首款热效率50%柴油机成功研发

发布日期:2020-09-19  来源:金投网  浏览次数:560

全球内燃机的发展迎来了新的历史性突破,潍柴发电站登上了世界之巅。

9月16日,潍柴动力宣布在山东济南召开新闻发布会,正式发布全球首台热效率为50%的商用柴油机。中国工程院院士苏万华认为,随着潍柴50%热效率柴油机的大规模上市,世界内燃机技术格局将被改写。

“50%的热效率,就像人类历史上第一次10秒跑100米”,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。研发费用占销售收入比重达到6%,期间费用占比达到48%。

2017年,谭旭光在潍柴“2020-2030战略”会议上表示,“到2020年,潍柴传统业务要超过世界一流水平”。三年后的今天,他实现了自己的承诺,并进一步提出了柴油机热效率达到55%的目标。

将改写世界内燃机技术格局​

在9月16日的新闻发布会上,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和国际权威内燃机检测机构德国tüv南德集团,向潍柴动力颁发热效率50.26%的认证证书。

据报道,热效率是衡量内燃机燃料利用效率的标准。热效率越高,油耗越低,节能减排效果越显著。

事实上,柴油机的发展史就是一部提高热效率的历史。自1897年以来,经过一个世纪的转型升级和新技术的应用,世界上第一台柴油机成功问世。到目前为止,柴油机的热效率从26%提高到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,柴油机由上千个零部件组成,而热效率的提高是一项庞大的系统工程。在研发过程中,潍柴利用全产业链的协同效应,与博世集团、其他全球供应商和全球研发咨询机构合作,共同攻克这一难题,使发动机达到世界一流的热效率和更低的排放。

有业内专家指出,如果按行业46%的热效率水平估算,热效率将提高到50%,柴油消耗量将减少8%,二氧化碳排放量将减少8%。根据中国700万台重型柴油机市场的预测,如果热效率为50%的柴油机全部更换,节约燃料3332万吨,减少二氧化碳排放10495万吨,为解决能源短缺和全球变暖问题作出重大贡献。

世界权威内燃机研发机构FEV首席执行官斯蒂芬·皮辛格认为,对于交通运输行业来说,50%热效率的柴油机的推出,标志着行业向低成本迈出了坚实的一步,高效环保。

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高,热效率的提高对整个内燃机的节能减排具有重要作用。

柴油机55%热效率目标的实现

科技创新的突破离不开不断的技术投入和高端人才的支持。

西南研究院(southwesternsearch Institute)首席运营官沃尔特•唐宁(Walt Downing)表示,要实现50%的热效率,就需要投入非常大的研发投入,并且需要提前几年规划商业化生产。

潍柴集团介绍,公司发动机业务连续10年研发投入300亿元,研发费用占销售收入的6%,占期内费用的48%。

为实现这一目标,2018年潍坊集团荣获全球一流的商用车产销基地,获得全球第一汽车产销基地。

同时,潍柴集团紧紧围绕企业急需、高端技术和国家瓶颈,整合全球科技资源,掌握高端液压、大功率密度发动机、燃料电池、高端电机控制等核心技术,实现产业化落地;推动CVT动力总成和液压动力总成核心技术的突破,弥补了我国在这一领域核心技术的不足,推动我国柴油机产业链向高端发展。

潍柴集团也加快了全球人才引进的步伐。潍柴集团连续15年大规模引进优秀毕业生和全球中高端人才,引进博士200余人,全球高端人才300余人,聚集研究生3000余人,培养了一批具有“精神错乱”精神的科研人才,挑战关键核心技术。

全球首台热效率50%的商用柴油机的发布,也标志着我国重型柴油机技术已先进到世界一流水平,实现了自控。在新闻发布会上,谭旭光自豪地说,潍柴人将坚定创新自信,勇敢攀登科技高峰,朝着柴油机热效率55%的目标迈进,为建设世界科技强国作出新的更大贡献。

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