創(chuàng)新引領(lǐng)節(jié)能減排技術(shù)革命

田靜

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，汽車已經(jīng)進入尋常百姓家，汽車尾氣排放和污染問題愈加嚴(yán)重，節(jié)能減排已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主要任務(wù)。在汽車工業(yè)未來發(fā)展的前景方面，同濟大學(xué)汽車學(xué)院董堯清教授有著獨到的見解。

乘用車柴油化將是未來汽車發(fā)展方向

憑借著近50年的汽車柴油機及其燃料噴射系統(tǒng)的設(shè)計、研究和開發(fā)經(jīng)驗，董堯清教授指出，目前柴油車在節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保、安全、耐用、性能、規(guī)?；确矫娑季哂凶陨淼膬?yōu)點，與同等排量的汽油車相比，油耗比汽油車節(jié)省可達30%以上，并且具有二氧化碳排放低，轉(zhuǎn)矩大，爬坡能力強，起動性能好等特點。從道路工況的角度來看，柴油技術(shù)可能比混合動力技術(shù)更有優(yōu)勢?；旌蟿恿夹g(shù)只能應(yīng)用于城市路況，而柴油技術(shù)不管是在城市還是郊區(qū)，節(jié)油性能都很強，所以柴油化是短期內(nèi)迅速實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的有效途徑。

從世界范圍來看，無論是歐洲對排放更為清潔的經(jīng)濟型轎車的開發(fā)，還是美國的新一代汽車合作計劃（PNCV），都無一例外地將柴油機作為最佳的選擇方案，3L轎車的成功開發(fā)則標(biāo)志著柴油機技術(shù)的又一次飛躍。歐洲國家和日本還計劃在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)繼續(xù)實施低燃油稅收的鼓勵政策，以促進柴油機的發(fā)展。據(jù)了解，目前歐洲生產(chǎn)的乘用車柴油化比例已超過了50%。

相比之下，我國乘用車中柴油機的比例只占到1%左右。一汽大眾于2003年推出了捷達自然吸氣直噴式（SDI）柴油轎車，之后又推出了中國第一輛渦輪增壓直噴式（TDI）寶來柴油轎車和奧迪TDI柴油轎車；上海大眾正在積極開展不同油料對柴油轎車在中國市場適應(yīng)性等的研究；云南動力已開發(fā)出具有自主品牌的D16TCI、D19TCI四氣門增壓電控柴油機，達到當(dāng)今歐洲領(lǐng)先水平的環(huán)保、節(jié)能型轎車柴油機；奇瑞動力已開發(fā)或正在積極開發(fā)SQR381、SQR481、SQR681和SQR372系列電控柴油機。另外，長城、華泰、江淮瑞風(fēng)等企業(yè)也都在積極推動柴油轎車的生產(chǎn)準(zhǔn)備。董教授認(rèn)為柴油乘用車將會在中國市場掀起一場經(jīng)濟浪潮。

董堯清教授表示，之所以目前柴油車在我國還沒有得到長足發(fā)展，主要問題是噪音和排放。柴油機排放物主要有一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、顆粒（PM）等成分，CO和HC排放比汽油機低，NOx與PM排放比汽油機要高，尤其是NOx與PM排放的矛盾往往是對立的。同時，在柴油轎車技術(shù)上還有一些亟待解決的關(guān)鍵問題包括，關(guān)鍵零部件技術(shù)；燃油品質(zhì)；電控技術(shù)；排放后處理關(guān)鍵技術(shù)；轎車柴油機整體開發(fā)及匹配技術(shù)；轎車柴油機的制造、工藝及材質(zhì)等技術(shù)等等。

隨著均質(zhì)壓燃（HCCI）汽油機成為國外的研究熱點，HCCI燃燒方式以其優(yōu)異的排放特性，使柴油機的NOx和PM排放同時降低；并可以大大提高汽油機在中、低負荷運行區(qū)的熱效率，改善其燃油經(jīng)濟性。隨著柴油HCCI技術(shù)的突破以及后處理技術(shù)等的采用，現(xiàn)在NOx與PM的排放能同時得到良好的改善。董堯清教授正帶領(lǐng)科研團隊在該領(lǐng)域進行研究。

創(chuàng)新科技，為經(jīng)濟發(fā)展助力

之所以對柴油轎車技術(shù)領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗，主要是源于董堯清教授多年的潛心研究。他先后主持完成過各類科研項目30余項，其中部、省級以上重大研究課題10項，均取得成果，并應(yīng)用于生產(chǎn)，獲部省市各類成果獎8項，多項成果被評為國內(nèi)領(lǐng)先或達到國際水平。

在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)會議及刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文約130余篇。其中有20余篇論文獲全國學(xué)會及市級以上優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文獎。

另外還在國內(nèi)正式學(xué)術(shù)刊物上先后發(fā)表英、德、日三種文種譯文120余篇，計一百余萬字，出版《柴油機燃燒理論》、《Minimac-9噴油泵》兩部譯著，對引進介紹國外先進科技知識作出過積極貢獻。

在科學(xué)技術(shù)方面，董堯清教授曾主持“提高高增壓、高強化機車柴油機燃料噴射系統(tǒng)可靠耐久性”項目，并獲鐵道部優(yōu)秀科技成果二等獎；“應(yīng)用激光全息技術(shù)對柴油機噴霧特性的研究”項目，研究成果在18屆國際內(nèi)燃機會議上發(fā)表，并被國外著名刊物《Diesel & Gas Turbine Worldwide》列為該屆國際內(nèi)燃機會議上的最優(yōu)秀論文之一，獲國家科委科學(xué)技術(shù)研究成果、機械部科技進步二等獎。他發(fā)明的“PB35S92型節(jié)能低慣量噴油器總成”1994年被國家科委等5個部委聯(lián)合評為年度國家級新產(chǎn)品及機械部節(jié)能產(chǎn)品，1996年被機械部評為“機械工業(yè)第十七批節(jié)能機電產(chǎn)品推廣項目”，獲機械部科技進步三等獎；“小型P系列低慣量噴油器總成”項目1999年獲機械部科技進步三等獎；主持“車用柴油機降低排放、改善性能研究”項目獲1999年機械部科技進步三等獎、1999年中國汽車工業(yè)科技進步三等獎和2000年中國第一汽車集團公司科技進步二等獎；先后完成各類科研項目30余項，獲部省市各類成果獎8項，獲新型噴油器國家專利兩項，并在國內(nèi)得到普遍推廣。

對于未來，董堯清教授表示，只要我國盡快解決柴油供應(yīng)、油品質(zhì)量、政策支持等問題，并實現(xiàn)柴油HCCI技術(shù)的突破以及后處理技術(shù)等的采用，我國的柴油乘用車市場也會和歐洲一樣得到快速的發(fā)展。他說：近期目標(biāo)首先要求傳統(tǒng)的汽油機、柴油機在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上加快進行改進提高，進一步降低燃油耗和排放，新型燃燒方式的研究有望使汽油機和柴油機各自吸取對方的優(yōu)點，工作得更加完美；可以預(yù)見，對汽車工業(yè)來說能源和動力裝置的多元化時代已經(jīng)來到或即將來到。中期目標(biāo)是推動混合動力和電動車輛的發(fā)展，混合動力首先會在城市的公交車上得到應(yīng)用。電動車的發(fā)展在開發(fā)高能量密度、低成本、長壽命蓄電池的同時應(yīng)該會有比較快的發(fā)展；遠期目標(biāo)是使用氫能源燃料電池汽車的發(fā)展，隨著燃料電池汽車成本、電池壽命和加氫站的建設(shè)及氫氣的制取、運輸?shù)燃夹g(shù)的突破，氫能源的使用有可能成為未來汽車動力裝置最后的解決方案。

董堯清，1965年畢業(yè)于浙江大學(xué)。1988年赴奧地利Graz 技術(shù)大學(xué)作訪問學(xué)者。歷任鐵道部大連內(nèi)燃機車研究所、機械部無錫油泵油嘴研究所、中國第一汽車集團公司無錫油泵油嘴研究所教授級高級工程師、總工程師、高級經(jīng)理，同濟大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、《車輛工程》專業(yè)學(xué)位研究生教育管理中心副主任。

長期從事汽車柴油機及其燃料噴射系統(tǒng)的設(shè)計、研究和開發(fā)工作，先后獲得過市級、部級和國務(wù)院授予的多種獎勵：無錫市機械工業(yè)局授予“1991～1995年振興無錫市機械工業(yè)先進工作者”榮譽稱號；1990年獲機械電子工業(yè)部授予機電部科研系統(tǒng)“講理想、比貢獻”先進個人；1991年獲無錫市人民政府授予“無錫市優(yōu)秀科技工作者”榮譽稱號；1993年獲國務(wù)院授予“享受政府特殊津貼專家”榮譽稱號；1995年獲機械工業(yè)部授予“中國機械工業(yè)科技專家”榮譽稱號。

曾以項目第一完成人獲得過機械部科技進步二等獎1項；機械部科技進步三等獎3項；機械部優(yōu)秀科技成果獎1項；中國汽車工業(yè)科技進步三等獎1項；中國第一汽車集團公司科技進步二等獎1項；2項產(chǎn)品被中華人民共和國科學(xué)技術(shù)委員會、中國工商銀行、中華人民共和國勞動部、國家外國專家局、國家技術(shù)監(jiān)督局等5個部委聯(lián)合評為國家級新產(chǎn)品；1項產(chǎn)品被機械部評為節(jié)能機電產(chǎn)品推廣項目。

2002年6月后調(diào)入同濟大學(xué)汽車學(xué)院任教授、博士生導(dǎo)師，先后任同濟大學(xué)《動力機械及工程》學(xué)科主任、《車輛工程》專業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)管理中心副主任等職，從事教學(xué)和管理工作。為表彰其長期來對中國內(nèi)燃機領(lǐng)域科學(xué)研究和人才培養(yǎng)所做出的貢獻，2007年獲中國內(nèi)燃機學(xué)會“突出貢獻獎”。

曾任中國內(nèi)燃機學(xué)會理事；中國內(nèi)燃機學(xué)會燃燒、節(jié)能、凈化分會委員；中國內(nèi)燃機學(xué)會汽油機和煤氣機分會委員；中國汽車工程學(xué)會發(fā)動機分會副主任委員；中國內(nèi)燃機學(xué)會和中國汽車工程學(xué)會柴油機燃油噴射系專業(yè)委員會主任委員；中國工程熱物理學(xué)會液體霧化分會委員；美國機械工程學(xué)會（ASME）內(nèi)燃機分會（ICE Division）國際技術(shù)委員會成員；美國汽車工程學(xué)會（SAE）會員；浙江大學(xué)兼職教授、兼職博士生導(dǎo)師、兼職博士后導(dǎo)師；《能源技術(shù)》雜志理事會理事等社會兼職。

現(xiàn)兼任中國內(nèi)燃機學(xué)會理事會專家技術(shù)咨詢委員會委員；《現(xiàn)代車用動力》雜志副主任委員；中國機械工程學(xué)會高級會員。