美日德想不到?中国打造世界顶级柴油机,强势突破国外技术封锁

2020年9月16日,我国独立制造出世界顶级柴油机,强势打破技术垄断。

此消息一出,令世界为之震惊。尤其是美国、日本、德国,他们没有想到他们引以为傲的技术,竟然被中国破解。

这意味着中国可以独立研究出用于商业化的柴油机,也成功打破高压共轨系统的技术封锁,解决自身“卡脖子”问题,西方国家再也无法凭借此项技术向中国收取高额费用了。

那么这个令世界都为之震惊的顶级柴油机到底厉害在哪里,中国又是怎么突破关键技术的呢?

柴油机介绍

说到柴油机我们大家并不陌生,柴油机也被称为内燃机,其主要燃料就是柴油,是一种压缩点火式的发动机。

美日德想不到?中国打造世界顶级柴油机,强势突破国外技术封锁

柴油机

它的应用广泛,主要用于拖拉机、联合收割机、农用设备、小型工程机械等,在一些坦克、装甲车等一些大型战舰上也能看见它的身影。

而且柴油机还有很多优点,比如柴油机车会比汽油机车省油,价格也远低于其他燃料,并且柴油中含特殊化学物质,让它不易挥发,柴油机的扭矩大,动力也足。

但是,即便它有很多优点,但是却抵不过一个致命的缺点,那就是它在运行的时候会产生大量黑烟,极其污染环境。

有数据显示,仅在2017年一年的时间里,占全国机动车保有量5%的柴油卡车,所排放的氮氧化合物就占据了全国汽车排放的七成左右,这一数字让我们不得不重视起柴油机的污染问题。

但是我们国家研究出的这款50%热效应的柴油机就无需担心这个问题。

一般来说,热效率是用来衡量内燃机燃油利用效率的重要标准,热效率越高,内燃机的表现就越出色,因此提升热效率是柴油机核心竞争力所在。通俗点讲就是热效率越高动力更足,燃油消耗量更少,节能减排效果显著。

这款柴油机已经满足六国的排放标准,以目前46%的行业平均水平估算的话,热效率提升至50%,燃油消耗将降低8%,二氧化碳排放减少8%。

那么如果按照目前国内重型柴油机市场保有量700万台估算,如果全部替换为这款50%热效率的柴油机,每年大概可以节约燃油3332万吨,减少二氧化碳排放一亿多吨。

这不仅大大节省了资源,还贯彻了“绿水青山就是金山银山”的可持续发展理念,保护环境。

并且这款柴油机集齐了五项专利技术: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、智能控制等一系列难题。

那么中国为什么要费这么大心思去研究这款50%热效率柴油机呢?

自1897年,鲁道夫·狄塞尔在德国成功发明世界上第一款柴油机,但是还有很多不足之处,无法大量进入市场。

在此后的时间里,一代又一代对它进行改造,直到现在,才让柴油机的热效率从26%提高到46%。

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但是有项技术此前一直掌握在美国、德国、日本手中,比如美国德尔福公司、德国博世公司,而我国虽然在1915年试制出国内第一台柴油机,但是一直都没有突破这项技术,因此我们只能进口,而进口外国产品就要不仅价格昂贵,而且核心技术被人“卡脖子”对我们来说没有任何好处,也毫无竞争力。

而这个困扰我们许久的技术就是电控柴油高压共轨系统。

那么这个系统到底是什么呢,下面我们就一起来了解一下。

我们拆分来理解的话,高压就是这个系统可以给喷油系统压力,使它比传统燃油高出三倍,压力越大,雾化就越好,燃烧就会更充分,动力性也会提高,最终就可以达到省油的目的。

那共轨就是柴油机的“大脑”,通过公共供油管满足各个喷油嘴,它可以让柴油发动机的运作更平顺,减少发动机的振动和消耗,还可以让柴油混合的更加均匀,燃烧更加充分。

还有一个原因就是研究这项高压共轨系统已经变得刻不容缓了,因为近年来,国际上柴油机代替汽油机的呼声越来越大,越来越严格的排放标准让我们不得不较紧牙关开始研究。

研究过程困难重重,成功研发意义非凡

电控共轨系统虽然只有几对耦合件,但是它的加工精度要求最高,不仅要承受住2000多公斤的压力,并且还要做到灵活运动,不泄漏,,间隙也只能有2到3微米,这种苛刻要求劝退了很多发达国家。

但是为了不再受制于美国、德国、日本企业的制衡,我们自1980年就已经开始研究了,那个时候成立了无锡油泵油嘴研究所,简称无油所。

当时无油所的负责人去到占市场份额最大的博世公司参观学习,谁知人家只展示自动化设备的生产线,其他一律不给看,相当于白去。

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那没办法了,只能靠我们自己了,于是无油所开始培养和招募专业人员,不断研究实验,终于在2005年成功研究出柴油机电控高压共轨塔燃油系统。

至此,我们国家成为全球第四个有能力研究这个系统的国家。

但是这个系统还是不够成熟,所以高压共轨系统的研究工作就交给潍柴公司继续研究了。

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潍柴集团

但是想要继续升级这个系统简直是困难重重,就连潍柴动力副总裁王志坚回忆起那段日子都感慨万千,他说:“质疑非常多,国外顶级的咨询机构也抱着质疑态度。既要达到国六排放,还要做到发动机本体50%的热效率,这个难度是非常大,当时他们认为是不可能完成的任务。”

但是他们还是顶着压力去研究,投入大量的时间、金钱和精力,

截至今年,潍柴对该项目的总投入42亿人民币,共有千人参与项目研发。

功夫不负有心人,终于在2008年他们攻克发动机电控系统的难关,2012年宣布高压共轨系统正式批量上市,这宣布我们国家成功打破三个国家多年垄断,解决了“卡脖子”问题,拥有了核心技术,再也不用担心受制于人了。

但是为了让系统更加完善,在2015年潍柴动力公司又组建专门的技术攻关团队,通过大量仿真实验和上千种方案分析,不断摸索、改进、创新,最终取得了关键性突破。

这便是2020年出世的全球首款突破50%热效应柴油机。

这款柴油机的出世,实现了内燃机发展史上的一次革命性突破,标志着中国重型柴油机技术迈向世界一流水平,并且实现了自主可控,而潍柴公司也成为世界一流柴油机制造商。

这项核心技术让潍柴公司拥有了10年的产品议价权,还能带动上下游产业全方位提高技术标准和制造水平,加快新旧动能转换。

未来潍柴集团的这款柴油机大规模投入市场,必将改写世界内燃机技术格局,引领行业发展。

也让中国制造业水平更加精进,提高了我国的自主创新能力。

毫不夸张地讲,这是一个可以载入世界内燃机史册的里程碑,也是中国科技再创历史新高的里程碑。

这项核心技术被中国研发出来了,自然会引得欧美等国家眼红,但是也不得不承认,中国的这款柴油机是世界首个,就连博世集团董事会主席兼首席执行官沃尔克马尔·邓纳尔都评价道:“世界内燃机发展迎来历史性突破,潍柴成为了世界一流柴油机制造商。”

而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。

这些认可都说明,中国的自主创新能力正在稳中求进,而我们也正向“中国创造”慢慢转型。

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页面更新:2024-03-27

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