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“两碳”之下柴油机不可替代!谭旭光:举全球之力攻克壁垒

来源:第一物流网    作者: 若轩 阅读:2432 日期:2021-04-28

近日,第二届世界内燃机大会在济南隆重开幕。大会以“绿色、高效、智能、可靠”为主题,来自内燃机行业众多顶级科学家、企业家、学者,共同为内燃机事业发展献计献策。

行业周知,在“碳中和、碳达峰”方向指引下,随着各类应用场景排放要求的提高,内燃机特别是柴油机应用迎来更大的挑战,也预示有更大发展空间。那么,排放要求如此之高,内燃机特别是柴油机应用是否仍将占据主导地位,有人预测未来柴油机消失的论断是否正确?

对此,中国内燃机学会副理事长、内燃机可靠性国家重点实验室主任、第二届世界内燃机大会共同主席谭旭光发表主旨演讲时,着重回答了这一问题。并且,他向全球同行汇报了柴油机可靠性研究情况,用实际行动表明柴油机应用的高效、智能等特性,展示了中国攻克核心动力技术的信心和底气。

柴油机不可替代 重点是这个原因

在主旨报告中,谭旭光从行业背景、零配件与整车可靠性,以及未来发展等层面展开阐述。

他说,内燃机是交通运输、工程机械、农业机械、渔业船舶和国防装备的主导动力。柴油机热效率最高、应用范围最广,在国家经济建设中具有非常重要的位置。有人说,2030年,柴油机将消失,实际上,未来40年,内燃机包括柴油机是不可替代的,应该说它是多元动力的重要组成部分。

他解释道,内燃机工作的最大特点就是适用于各种复杂的场景。大家知道,目前许多新能源动力遇到很多难题,如气温处于零下启动问题,高温爆炸问题等等,但内燃机在各种苛刻的环境下,都能满足工况要求。

有人说燃油动力不够环保,带来的环境污染问题较多。这当然亦是传统观念和过去内燃机燃烧、排放、可靠性等核心技术不足带来的认知。我国内燃机在核心技术上不断取得进展,针对环保排放要求,更是展开了积极的研究。

此前大会开幕式上,谭旭光也表示,内燃机工业是我国重要的基础产业。根据巴黎协定,中国在联合国大会上向全球做出了“碳达峰、碳中和”的承诺。内燃机是当前和今后世界节能减排最具潜力的产品,以“碳达峰、碳中和”为目的的低碳、绿色发展将给能源产业、内燃机产业带来深刻的变革,这是挑战,更是机遇。在技术进步、产业协同中推动内燃机更加高效、更加清洁、更加智能、更加可靠,这要求我们全球、全行业为实现碳排放目标做出共同努力。

他还说,内燃机在配套装备里,有一个核心技术就是它的可靠性,它决定着整套整车整机的寿命。这些年来,我们加强了内燃机可靠性研究,成立了内燃机可靠性国际创新联盟、内燃机可靠性国家重点实验室,集全国全球之力,攻克技术壁垒,内燃机可靠性燃烧效率大大提升。

如此,既是技术成熟且重要的动力装备,又能够满足环保排放的要求,可靠性日益增强,成为替代品显然是不成立的。

可靠性研究 要攻克这些应用课题

内燃机特别是柴油机,我们为什么要研究它的可靠性?谭旭光带领的科研团队在广泛应用于物流运输等的整车柴油发动机上做了哪些功课?

行业周知,柴油动力可靠性研究涉及方方面面的内容,但对于商用车应用来说,发动机整机、零部件的可靠性研究更为直接和更能产生应用改变。因此,我们可从这些研究中,发现可靠性研究的更大价值。

首先是整机的可靠性研究。柴油发动机整机可靠性,主要从轻量化、应用可靠性、健康管理方面入手展开研究。

比如,轻量化方面,随着新材料应用的不断突破,发动机材料要求也越来越高,在保障结构可靠的前提下实现轻量化。这方面,潍柴从结构设计、材料配方、制造工艺方面展开了大量研究。

再如,应用可靠性技术研究方面,过去搞好台架试验后产品就可以进入市场,结果应用到市场的问题多多,目前应用可靠性必然要在各类环境下,必然要做足“三高”试验等,充分达到应用的边界。

健康管理方面,要使内燃机保持最佳的运行状态,就要进行健康诊断和自适应等技术应用。目前,通过大数据研究,潍柴可实现动力的在线查询和数据分析,可进行整机的优化提升,对发动机状态适时调整,保证整机工作。

其次是零部件的可靠性技术研究。潍柴科研团队,对零部件可靠性的三大核心技术即摩擦磨损、疲劳、紧固密封展开系统性攻关。

减少摩擦,增强润滑,有利于延长零部件的使用寿命,从而提高整机的使用寿命。随着排放的升级,热效率需求的提高,其带来的是整个系统的可靠性需求的提高。潍柴全球首款热效率超过50%柴油发动机,可靠性更高。但可想而知,其研究的难度更大。之所以能够达到领先水平,表明其在包括零部件关键技术等的系统性研究上进行了诸多探索。

同时,在提高热疲劳可靠性上,通过相关技术和耐高温材料使用等方法,潍柴在试制中积累了大量的数据。

而对于拥有上千个零部件的内燃机来说,紧固密封件种类最多、体积最小、作用也很大,目前潍柴多应用静密封技术、动密封技术,以保证部件的可靠性。

此外,可靠性研究还涉及可靠性预测和评估。潍柴利用大数据分析技术,分类进行排量、典型工况等的研究,更为排放升级、应用效率的提高带来诸多成果。

中国发动机碳中和创新联盟成立

谭旭光说,随着内燃机可靠性需求持续不断提升,新材料新工艺的推广应用将带来设计的颠覆性变革,大数据驱动智能决策关键技术发展将为内燃机全生命周期健康管理提供全新的技术支持,可靠性技术的发展对内燃机的清洁化、低碳化也奠定非常重要的基础。

总而言之,内燃机不可替代,柴油机仍是当今乃至未来主要的动力担当,商用车同样离不开技术成熟、更环保、更可靠的柴油动力。因此,掌握和攻关了一系列核心技术的谭旭光和团队,以及广大从事内燃机研究的科研工作者,以“两碳”为目标,既是挑战又是机遇。相信在不断攻坚克难中,定能传来一个又一个更上层楼的好消息。