全球首款!50%!这个世界百年难题,他们突破了!
原标题:全球首款!50%!这个世界百年难题,他们突破了!
九月中旬,潍柴控股集团有限公司正式发布了全球首款突破50%热效率的商业化柴油机。从世界第一台柴油机诞生到现在的100多年,柴油机的热效率才刚刚提升到46%。有业内人士形容,如果提升至50%,就“犹如人类史上首次百米跑跑进10秒”。然而,中国企业终于领先突破了。
01
热效率突破50%,还可商业化落地
国产柴油发动机站上世界巅峰!
发动机热效率,又称发动机有效效率。简单地说,发动机就是将热能转化成动能的机械,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。
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以目前46%的行业平均热效率水平估算,热效率提升至50%,燃油消耗将降低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1亿零495万吨。
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柴油机热效率提升到46%之后,每提升0.1%,都需要付出巨大的努力,热效率的提升一直是世界公认的行业技术难题,但潍柴的这款商业化柴油机热效率达到了50.26%。
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这款柴油发动机的科研团队负责人李志杰告诉记者,三年前,公司要求他们将柴油发动机热效率提升到50%以上,他当时觉得这是一个不可能完成的任务。
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在过去很长时间,我国的发动机研制,在核心零部件和关键技术上一直难以突破,常年处于国际产业链条中追随、跟跑的地位。
要使柴油发动机热效率超过50%,意味着需要解决柴油发动机高效燃烧、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。在没有技术帮助的前提下,李志杰和团队的小伙伴们,走上了一条自主创新研发的道路,团队率先突破的是协同燃烧技术。
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科研人员介绍,他们发动机的活塞从速度0开始,1秒钟就可以达到每秒5000米的速度,因此连接活塞的连杆在发动机燃烧室高温高压下运动,会因为受到高压气体的冲击,产生比较大的变形。在这种情形下,他们研发了第二大核心技术:协调设计技术,最大限度地降低了摩擦损失,提高了热效率,保障了安全可靠性。
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随后,科研人员为了降低摩擦,在润滑技术上也取得了突破,热效率至少提高0.5%,甚至一个小小的零部件,也通过改造表面的网纹设计,减少摩擦阻力,对热效率的贡献在0.25%。
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顺着这种思路,李志杰所在团队又相继攻克了排气能量分配技术和智能控制技术。就这样,一个接一个突破,经过上千种方案的探索分析试验,不断地尝试和改进,以热效率每提高0.1为一个节点,一点点叠加累积,艰难推进。经过3年的研制,最终在2020年9月16日,正式推出全球首款热效率突破50%的商业化柴油发动机。
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9月25日,潍柴动力的专业测试人员,借助一辆载重49吨的卡车,进行了实际运行测试。
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随着这种50%热效率柴油发动机,即将大规模投放市场,潍柴集团掌门人谭旭光又有了新的目标和愿望。
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02
从柴油发动机到氢燃料电池
中国“动力”上演“速度与激情”!
为了提升发动机的性能,潍柴集团发动机业务部门连续10年,累计投入了300亿元的研发费用,研发费占公司销售收入的比例达到6%。氢燃料电池汽车被称为“终极环保车”,氢能动力正在迎来发展的机遇期,潍柴也早早布局了氢能动力。
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今年6月份,潍坊的大街小巷多了100多辆氢燃料电池公交车,这些新能源公交车,不仅加快了潍坊创建氢能源示范城市的步伐,更标志着潍柴在氢燃料电池商业化运营方面迈出了关键一步。
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氢通常的单质形态是氢气,无色无味,是一种极易燃烧的气体。这款氢燃料电池公交车不仅消耗的氢气少,没有二氧化碳排放,排放出来的水也很纯净,氢燃料电池更像是一个发电机,将氢气和氧气的化学能,直接转换成电能。
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安装在这些公交车上的氢燃料电池,使用寿命这项指标,就是边研制边测试,一步步做出来的。
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为了验证在低温条件下,氢燃料电池的稳定性、可靠性,研发团队在零下35摄氏度的极寒条件下,启动了氢燃料电池的低温试验。
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从全球各大市场以及国家能源战略发展目标来看,氢能源电池已被公认是未来重型商用车新能源化的终极目标。在氢燃料电池这条新赛道上,潍柴也不愿意落在人后。目前这种氢燃料电池,运用范围正在逐步推广,扩大。
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半小时观察:科技创新为“双循环”注入新动力
8月24日,习近平总书记主持召开经济社会领域专家座谈会并发表重要讲话,他指出,要以科技创新催生新发展动能。实现高质量发展,必须实现依靠创新驱动的内涵型增长,大力提升自主创新能力,尽快突破关键核心技术。要发挥企业在技术创新中的主体作用,使企业成为创新要素集成、科技成果转化的生力军。我们希望,有越来越多的企业能够创造出更多的、令人振奋的科技成果,为双循环注入新动力。
责任编辑:张玉 SN234
土耳其卫生部:将购买至少1000万剂中国新冠疫苗
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