清華男的汽車夢

趙松

從小就愛好汽車，潘濟(jì)安在成長中一直在向著汽車夢前行。

初秋一天的下午，陽光還算柔和，微風(fēng)、天空也很藍(lán)。走在清華路上，這座百年學(xué)府的祥和之氣隨即迎面撲來，看著周圍的莘莘學(xué)子，內(nèi)心不由起著敬意。而初見潘濟(jì)安，其身背軍綠色書包、穿藍(lán)色運(yùn)動鞋、一身黑色休閑裝，典型工科男形象。他推著山地車面帶微笑向我走來，身上透露著他的才氣和陽光，一身正氣。

他現(xiàn)在是清華大學(xué)大四汽車工程系學(xué)生，曾代表學(xué)校參加第十四屆“挑戰(zhàn)杯”中航工業(yè)全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，并榮獲特等獎。還曾多次參加航空工業(yè)活動，多次受邀參與智能汽車系統(tǒng)研究開發(fā)工作，而他現(xiàn)在也正積極準(zhǔn)備深造學(xué)習(xí)。目前他已經(jīng)通過面試獲得碩博連讀資格，將來會從事于智能汽車方面課題研究。

這樣一位優(yōu)秀的學(xué)生，卻仍不忘初心，潛心做研究。潘濟(jì)安堅定地說：“我從小就喜歡汽車，特別對航空、汽車發(fā)動機(jī)感興趣”。在潘濟(jì)安眼中，汽車會占據(jù)他生命大部分時間，他也正為中國自主汽車發(fā)展做著不懈的學(xué)習(xí)和努力。

下午的采訪，地點(diǎn)就定在了清華路與學(xué)堂路交口西南角的拾年咖啡店，說來也巧今年正好是中國自主品牌發(fā)展10周年，這似乎預(yù)示著什么。在店二樓靠墻邊，選擇相對安靜的位置坐下后，潘濟(jì)安就開始安奈不住內(nèi)心的激動，想要傾訴他的研發(fā)成果。此次采訪的原因是由于潘濟(jì)安在參加第十四屆“挑戰(zhàn)杯”中航工業(yè)全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽中，憑借其“新型輪齒條式發(fā)動機(jī)的設(shè)計，制造與研究”榮獲特等獎。

“我從大一的時候，就有這個想法，當(dāng)時我也查過很多資料，發(fā)現(xiàn)也有過類似的研究，但都沒有去實際做出來，我就想把它做出來，去實踐證明我的理論?！迸藵?jì)安激動地說，一般的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)都是利用曲軸連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)動力的傳輸。

潘濟(jì)安的想法很簡單，用齒輪齒條機(jī)構(gòu)代替通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的動力傳輸，雖能承受比較大的沖擊適合于中高轉(zhuǎn)速，但也存在曲軸制造成本高、活塞對氣缸側(cè)壁磨損嚴(yán)重、曲軸連桿機(jī)構(gòu)傳動效率不高等缺陷，而且他相信曲柄連桿傳動并不是發(fā)動機(jī)唯一的傳動方式，一定有效率高、損耗小、成本低的其他形式發(fā)動機(jī)。

做齒輪齒條發(fā)動機(jī)的想法就這樣的誕生了。據(jù)他介紹，現(xiàn)存利用齒輪齒條傳動實現(xiàn)高效動力傳輸?shù)睦碚摲桨?，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、且大停留在設(shè)計階段；而從機(jī)械效率上提升總體效率降低氣缸側(cè)壁的磨損結(jié)構(gòu)簡單，具有可操作性。帶著這樣的設(shè)計和想法，他找到了導(dǎo)師尤政，老師在聽完他的講述后，當(dāng)即表示愿意幫助他，并在學(xué)校及汽車系副主任汽車電子研究所副所長楊殿閣老師支持下，順利完成了第一代齒輪齒條發(fā)動機(jī)的設(shè)計。

第一代樣機(jī)是以空氣為驅(qū)動方式，總速功率為0.05kW， 人字形齒輪齒條活塞式緩沖裝置驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通過活塞對氣缸側(cè)壁壓力仿真實驗，活塞對氣缸側(cè)壁最大側(cè)向壓力降低了92%，傳動效率較曲柄搖桿式發(fā)動機(jī)相比提高了22%，但還是相對簡陋粗糙。

隨著第一代樣機(jī)的下線，潘濟(jì)安就此并沒有停下腳步，而是對它提出了更高的要求，造國內(nèi)唯一一臺可以點(diǎn)火啟動的齒輪齒條式發(fā)動機(jī)。由于學(xué)校加工條件有限，潘濟(jì)安便在老師幫助下，與南方某主機(jī)廠進(jìn)行合作，幫助其把理論設(shè)計制造成產(chǎn)品。潘濟(jì)安自此幾個月，除上課學(xué)習(xí)外，便扎進(jìn)了發(fā)動機(jī)的研發(fā)中，最終在潘濟(jì)安的努力和老師與廠商的指導(dǎo)下，國內(nèi)唯一一臺點(diǎn)火啟動的齒輪齒條發(fā)動機(jī)誕生了。那一夜，潘濟(jì)安激動地一宿沒合眼。

據(jù)介紹，第二代齒輪齒條發(fā)動機(jī)由鏈條、配氣機(jī)構(gòu)、缸體、齒輪齒條動力傳輸裝置、機(jī)匣、電啟動裝置、磁電機(jī)、飛輪等部件構(gòu)成，總速功率達(dá)到05kW，采用雙缸對稱布置機(jī)構(gòu)形式，經(jīng)過100個小時運(yùn)行磨損實驗得到磨損量平均降低了22.58%，在運(yùn)行相同時間情況下，齒輪齒條發(fā)動機(jī)氣缸壁磨損量明顯小于曲柄搖桿發(fā)動機(jī)，且新型齒輪齒條動力傳輸機(jī)構(gòu)還可以用于多種需要往復(fù)運(yùn)動的特殊裝置，如往復(fù)式魚尾推進(jìn)器、往復(fù)沖擊裝置等。

目前“發(fā)動機(jī)內(nèi)嚙合齒輪齒條式動力傳輸機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研制”已投稿《機(jī)械設(shè)計與研究》機(jī)構(gòu)，“內(nèi)嚙合式齒輪齒條動力傳輸機(jī)構(gòu)”已經(jīng)申請發(fā)明專利，“循環(huán)往復(fù)齒輪齒條機(jī)構(gòu)”也已申請發(fā)明專利。且在實用性方面，本項目所提出的齒輪齒條動力發(fā)動機(jī)在農(nóng)用機(jī)械方面的應(yīng)用價值，得到了遼寧禾功機(jī)械有限公司的認(rèn)可，并同意進(jìn)行試驗性生產(chǎn)用于小型收割機(jī)。所提出的齒輪齒條動力發(fā)動機(jī)得到廣汽研究院的認(rèn)可，并已經(jīng)同意在新能源汽車領(lǐng)域進(jìn)行共同開發(fā)。

據(jù)悉，此齒輪齒條發(fā)動機(jī)同時得到了國內(nèi)外專家的好評。機(jī)械工程學(xué)會宋天虎理事長對次項目做出評價稱，齒輪齒條式發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，可適應(yīng)發(fā)動機(jī)緊湊型發(fā)展趨勢；內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會邢敏秘書長也對此表示，省去了曲柄連桿，在曲軸箱部分與傳統(tǒng)機(jī)相比要來的緊湊；VP of Fisker Automotive JiHan Xu 也對進(jìn)行了評價，稱改進(jìn)了已有齒輪齒條發(fā)動機(jī)發(fā)明設(shè)計存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沖擊嚴(yán)重的問題，從而實現(xiàn)了高效的動力輸出。

潘濟(jì)安繼續(xù)說道：“在未來我想從事于智能汽車研究領(lǐng)域，努力使汽車更智能、更安全、更舒適”。他的夢想遠(yuǎn)不止這些，當(dāng)被問除了汽車還愛好什么時，潘濟(jì)安在打開手機(jī)的同時說：“還有就是喜歡航空工業(yè)，平時也經(jīng)常去一些展示會，出席一些活動”，并讓我看他在英國航空展上拍的照片。

下午有限的時間，就在這樣愉快的交談中過去了，喝罷一杯茶后，我們在清華校園內(nèi)漫步交談了一會兒，看到道旁邊展牌上一位清華大學(xué)畢業(yè)生許吉如說的一段話：“少年強(qiáng)則國強(qiáng)，中國強(qiáng)則中國少年更強(qiáng)”，而潘濟(jì)安也表達(dá)了自己的想法，將來一定要打造屬于中國自有產(chǎn)權(quán)的高性能發(fā)動機(jī)，為了國家的強(qiáng)大，去努力學(xué)習(xí)，中國汽車工業(yè)強(qiáng)，則國家強(qiáng)。