實(shí)力創(chuàng)新： 濰柴集團(tuán)發(fā)布全球首款熱效率突破50%的商業(yè)化柴油機(jī)

孫 紅 文

2020年9月16日，全球內(nèi)燃機(jī)行業(yè)迎來(lái)了歷史性新突破：中國(guó)裝備制造業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)濰柴集團(tuán)，在山東濟(jì)南正式發(fā)布全球首款熱效率突破50%的商業(yè)化柴油機(jī)。山東省副省長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士凌文與山東重工集團(tuán)、濰柴集團(tuán)董事長(zhǎng)譚旭光，共同為全球首款熱效率突破50%的柴油機(jī)揭幕。

會(huì)上，中國(guó)內(nèi)燃機(jī)國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)——中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司和國(guó)際權(quán)威內(nèi)燃機(jī)檢測(cè)機(jī)構(gòu)——德國(guó)Tü際南德意志集團(tuán)的代表，將熱效率達(dá)到50.26%的認(rèn)證證書(shū)頒發(fā)給濰柴。

內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上的一次革命性突破

熱效率是衡量?jī)?nèi)燃機(jī)燃油利用效率的標(biāo)準(zhǔn)，熱效率越高，燃油消耗越少，節(jié)能減排的效果就越顯著。全球首款達(dá)到50.26%熱效率的柴油機(jī)產(chǎn)品，是濰柴向科技高峰攀登的又一重大成果，是內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上的一次革命性突破，也是中國(guó)內(nèi)燃機(jī)科技再創(chuàng)歷史新高的里程碑！

縱觀世界，柴油機(jī)的發(fā)展歷史就是一部熱效率不斷提升的歷史。自1897年世界上第一臺(tái)柴油機(jī)成功面世，歷經(jīng)百年的改造升級(jí)與新技術(shù)應(yīng)用，直到當(dāng)今，柴油機(jī)熱效率從26%提升到46%。從世界柴油機(jī)熱效率發(fā)展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)苛，熱效率的提升遇到了很大瓶頸，熱效率提升的難度越來(lái)越大，進(jìn)展緩慢，是世界公認(rèn)的行業(yè)技術(shù)難題。

圖1 全球首款突破50%熱效率的柴油機(jī)驚艷亮相

圖2 濰柴動(dòng)力執(zhí)行總裁張泉(中)接受2家權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證證書(shū)

圖3 濰柴集團(tuán)董事長(zhǎng)譚旭光發(fā)布全球首款熱效率達(dá)到50.26%的柴油機(jī)產(chǎn)品

50%熱效率，就像是人類(lèi)史上首次100 m跑進(jìn)10 s。濰柴聚集優(yōu)勢(shì)資源，對(duì)熱效率提升展開(kāi)專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān)。特別是2015年以來(lái)，濰柴組建了專(zhuān)門(mén)的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)大量的仿真和臺(tái)架試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)上千種方案的探索分析，不斷嘗試與改進(jìn)，以每個(gè)0.1%的累加艱難推進(jìn)，最終獲得了歷史性的突破。

美國(guó)西南研究院首席運(yùn)營(yíng)官沃爾特·唐寧表示，實(shí)現(xiàn)50%的熱效率，需要極其龐大的研發(fā)投入，并且需要提前幾年規(guī)劃商業(yè)投產(chǎn)。中國(guó)工程院院士蘇萬(wàn)華指出，熱效率提高這件事情本身難度非常大，熱效率和排放往往是一對(duì)矛盾，在滿足國(guó)Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的前提下提高熱效率，實(shí)際上是對(duì)內(nèi)燃機(jī)綜合技術(shù)的全面提升。而濰柴，不僅向全世界發(fā)布了首款本體熱效率超過(guò)50%的柴油機(jī)，而且輕松滿足國(guó)Ⅵ/歐Ⅵ排放要求，并率先具備了量產(chǎn)和商業(yè)化條件。未來(lái)，隨著濰柴50%熱效率柴油機(jī)大規(guī)模投放市場(chǎng)，必將改寫(xiě)世界內(nèi)燃機(jī)技術(shù)格局，引領(lǐng)全球行業(yè)新發(fā)展。

在產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上，德國(guó)博世集團(tuán)、奧地利AVL、德國(guó)FEV、美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)等全球權(quán)威機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家分別發(fā)來(lái)視頻，對(duì)濰柴集團(tuán)取得的這一歷史性突破表示祝賀。全球最大的汽車(chē)零部件供應(yīng)商博世集團(tuán)董事會(huì)主席兼首席執(zhí)行官沃爾克馬爾·鄧納爾表示，濰柴集團(tuán)成功開(kāi)發(fā)了50%熱效率的新型重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，這是一項(xiàng)具有重要意義的成就，這是柴油機(jī)發(fā)展史上的歷史性突破，樹(shù)立了全球柴油機(jī)熱效率的新標(biāo)桿；憑借這一創(chuàng)新，濰柴成為了世界一流柴油機(jī)制造商。

世界權(quán)威內(nèi)燃機(jī)研發(fā)機(jī)構(gòu)奧地利AVL公司董事長(zhǎng)兼首席執(zhí)行官赫爾穆特·李斯特認(rèn)為，濰柴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了50%以上的熱效率，這代表著世界上最領(lǐng)先的性能，融合了全球動(dòng)力行業(yè)所需的許多技術(shù)和應(yīng)用改進(jìn)。世界權(quán)威內(nèi)燃機(jī)研發(fā)機(jī)構(gòu)德國(guó)FEV首席執(zhí)行官史蒂芬·皮辛格認(rèn)為，對(duì)于運(yùn)輸行業(yè)來(lái)說(shuō)，滿足50%熱效率柴油機(jī)的推出，預(yù)示著行業(yè)向低成本、高效益和環(huán)境友好又邁出了堅(jiān)實(shí)一步。中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)邢敏表示，內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)進(jìn)步得益于熱效率的提升，熱效率的提升對(duì)整個(gè)內(nèi)燃機(jī)的節(jié)能減排有舉足輕重的作用。

5大專(zhuān)有技術(shù)解決節(jié)能減排世界級(jí)難題

內(nèi)燃機(jī)是交通運(yùn)輸、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、漁業(yè)船舶、國(guó)防裝備的主導(dǎo)動(dòng)力，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)這一主導(dǎo)地位不會(huì)改變。我國(guó)是世界內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó)，內(nèi)燃機(jī)是石油消耗的最大主體產(chǎn)業(yè)，CO2排放量占全國(guó)總量的10%，NOx排放量占30%，顆粒物排放超過(guò)60萬(wàn)t，是目前節(jié)能減排最具潛力、效果最為明顯的行業(yè)之一。提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，成為節(jié)能減排的重要途徑。

濰柴動(dòng)力聚焦發(fā)動(dòng)機(jī)核心技術(shù)、前沿技術(shù)，對(duì)柴油機(jī)熱效率進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān)，開(kāi)創(chuàng)5大專(zhuān)有技術(shù)——協(xié)同燃燒技術(shù)、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)、排氣能量分配技術(shù)、分區(qū)潤(rùn)滑技術(shù)、智能控制技術(shù)，解決了高效燃燒、低傳熱、高可靠性、低摩擦損耗、低污染物排放、智能控制等一系列世界級(jí)難題，使柴油機(jī)本體熱效率超過(guò)了50%。

柴油機(jī)由數(shù)千個(gè)零件組成，熱效率的提升是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。在研發(fā)過(guò)程中，濰柴發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同優(yōu)勢(shì)，與博世集團(tuán)以及其他全球供應(yīng)商、全球研發(fā)咨詢機(jī)構(gòu)展開(kāi)合作，共同攻克這一難關(guān)，讓這款發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了世界一流的熱效率和更低的排放。

圖4 博世集團(tuán)董事會(huì)主席兼首席執(zhí)行官沃爾克馬爾·鄧納爾通過(guò)視頻發(fā)來(lái)祝賀

圖5 濰柴動(dòng)力開(kāi)創(chuàng)了5大專(zhuān)有技術(shù)

行業(yè)專(zhuān)家指出，以目前46%的行業(yè)平均熱效率水平估算，熱效率提升至50%，柴油消耗將降低8%，CO2排放減少8%。按照目前國(guó)內(nèi)重型柴油機(jī)市場(chǎng)保有量700萬(wàn)臺(tái)估算，如果全部替換為50%熱效率的柴油機(jī)，每年大概可節(jié)約燃油3 332萬(wàn)t，減少CO2排放10 495萬(wàn)t，這將為解決能源短缺和全球氣候變暖問(wèn)題做出重大貢獻(xiàn)。

圖7 濰柴研發(fā)團(tuán)隊(duì)的年輕人為成功而歡呼

自主自強(qiáng)，引領(lǐng)中國(guó)裝備制造邁向世界一流

內(nèi)燃機(jī)行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，高端柴油機(jī)技術(shù)是制約中國(guó)裝備制造業(yè)的“卡脖子”技術(shù)。濰柴深耕內(nèi)燃機(jī)行業(yè)70余年，在柴油機(jī)的制造和研發(fā)領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)底蘊(yùn)和經(jīng)驗(yàn)積累，已形成了全系列全領(lǐng)域的業(yè)務(wù)布局。

圖6 濰柴動(dòng)力匹配國(guó)內(nèi)多個(gè)品牌重卡

科技創(chuàng)新的突破，離不開(kāi)持續(xù)的技術(shù)投入和高端人才的支撐。濰柴心無(wú)旁騖攻主業(yè)，不斷加大研發(fā)投入，發(fā)動(dòng)機(jī)業(yè)務(wù)連續(xù)10年累計(jì)研發(fā)投入300億元，研發(fā)費(fèi)占銷(xiāo)售收入比例達(dá)到6%，占期間費(fèi)用比例達(dá)到48%；并在濰坊建立了全球唯一、年產(chǎn)銷(xiāo)百萬(wàn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)制造基地，成功研制了全球首款重型商用車(chē)動(dòng)力總成，支撐我國(guó)自主品牌重型商用車(chē)形成全球領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，榮獲2018年度國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

同時(shí)，濰柴聚焦企業(yè)急需、技術(shù)高端、國(guó)家瓶頸，整合全球科技資源，掌握了高端液壓、高功率密度發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池、高端電機(jī)控制等核心技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地；推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了CVT動(dòng)力總成、液壓動(dòng)力總成核心技術(shù)的突破，補(bǔ)齊了中國(guó)在該領(lǐng)域的核心技術(shù)短板，推動(dòng)中國(guó)柴油機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈不斷向高端邁進(jìn)。

人才是創(chuàng)新的根基。濰柴加快全球引才步伐，連續(xù)15年大規(guī)模引進(jìn)優(yōu)秀畢業(yè)生和全球中高端人才，引進(jìn)了200多名博士、300多名全球高端人才，聚集了3 000多名研究生，打造了一支規(guī)模龐大的科技人才隊(duì)伍，營(yíng)造了萬(wàn)馬奔騰搞創(chuàng)新的良好生態(tài)，培養(yǎng)了一批具有“瘋子精神”的科研人才隊(duì)伍，向著關(guān)鍵核心技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)，最終以突破50%熱效率的成果，奠定了濰柴動(dòng)力在世界內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的引領(lǐng)地位，用實(shí)力擦亮了中國(guó)內(nèi)燃機(jī)制造的世界名片。