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一百多年前，當(dāng)富有開創(chuàng)精神的工程師魯?shù)婪虻先麪柊l(fā)明壓燃式柴油內(nèi)燃機(jī)的時(shí)候，當(dāng)時(shí)柴油機(jī)的熱效率是24%~26%，這已經(jīng)是當(dāng)時(shí)熱效率最高的動(dòng)力機(jī)械，遠(yuǎn)超蒸汽機(jī)和奧托循環(huán)的內(nèi)燃機(jī)。然而，一百多年后的今天，不斷創(chuàng)新的濰柴工程師發(fā)布了熱效率高達(dá)53.09%的柴油機(jī)技術(shù)，兩倍于當(dāng)年的水準(zhǔn)?！吧衽畱?yīng)無恙，當(dāng)驚世界殊”，柴油機(jī)的發(fā)明者要是知道濰柴的成就，也會(huì)感到不可思議和非常欣慰。
濰柴刷新百年柴油機(jī)極限
4月20日，2024世界內(nèi)燃機(jī)大會(huì)在天津召開。本次大會(huì)隆重發(fā)布由濰柴動(dòng)力研發(fā)的全球首款本體熱效率53.09%柴油機(jī)。這是內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的最新技術(shù)成果，也標(biāo)志著中國(guó)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)又一次領(lǐng)先全球科技，帶領(lǐng)中國(guó)高端裝備制造業(yè)超越世界一流。
會(huì)上，中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬鋼，中國(guó)工程院院士、天津大學(xué)校長(zhǎng)金東寒，中國(guó)內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、濰柴動(dòng)力董事長(zhǎng)譚旭光，國(guó)際內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)（CIMAC）主席Rick Boom共同為53.09%熱效率柴油機(jī)揭幕。這代表著國(guó)內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)濰柴動(dòng)力的高度認(rèn)可和嘉許。
柴油機(jī)本體熱效率指的是不依靠余熱回收裝置，將柴油燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成有效輸出動(dòng)能的比例。顯而易見，柴油機(jī)本體熱效率越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性越好，油耗、二氧化碳排放量也會(huì)降低。柴油機(jī)的熱效率水平是衡量一個(gè)國(guó)家柴油機(jī)技術(shù)綜合實(shí)力的核心指標(biāo)，熱效率提升是柴油機(jī)誕生一百多年來全世界柴油機(jī)企業(yè)矢志不渝的目標(biāo)。在熱效率指標(biāo)方面，濰柴動(dòng)力遙遙領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)外柴油機(jī)同行。這也是濰柴動(dòng)力第四次創(chuàng)造世界紀(jì)錄。
回首過往的歲月，我國(guó)的柴油機(jī)技術(shù)走過“仿制——引進(jìn)許可證生產(chǎn)——合資合作——自主研發(fā)”的道路。國(guó)內(nèi)柴油機(jī)從落后到齊頭并進(jìn)，從并駕齊驅(qū)到遙遙領(lǐng)先，濰柴動(dòng)力給國(guó)內(nèi)同行以榜樣，更是樹立了中國(guó)人不比發(fā)達(dá)國(guó)家差的信念，漲了民族志氣和自信心。給其他行業(yè)也有相當(dāng)大的鼓勵(lì)，榜樣的力量是無窮的，濰柴動(dòng)力鼓勵(lì)國(guó)人不斷向前，超越自我。
濰柴53%熱效率的意義深遠(yuǎn)
“山登絕頂我為峰”，上過學(xué)的人都知道，從60分提升到70分容易，但是從98分提升到99分不容易。因?yàn)橐呀?jīng)逼近了極限值，每提升0.01%都要付出更多的努力。從能源安全的角度來講，我國(guó)原油對(duì)于進(jìn)口的依存度已經(jīng)超過了70%。因此，作為石油消耗的重要領(lǐng)域，柴油機(jī)的節(jié)能是利國(guó)利民的重大利好，再怎么強(qiáng)調(diào)也不為過。按照目前我國(guó)柴油機(jī)保有量測(cè)算，與 45%~46% 熱效率水平相比，53% 熱效率柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性提升 14% 左右，每年可節(jié)約燃油 3100 萬噸，減少碳排放 9700 萬噸。
對(duì)于終端用戶來說，省到就是賺到。我國(guó)客貨運(yùn)輸行業(yè)大量用到搭載柴油機(jī)動(dòng)力的卡客車，節(jié)省的燃料費(fèi)用可以傳導(dǎo)到消費(fèi)和生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，為社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都降低了成本。除交通運(yùn)輸領(lǐng)域外，高熱效率技術(shù)同樣可以賦能船舶、農(nóng)業(yè)裝備、工程機(jī)械、發(fā)電機(jī)組、國(guó)防裝備等領(lǐng)域。可謂是造福深遠(yuǎn)。
綠色、可靠、智能、高效是全球內(nèi)燃機(jī)行業(yè)科技創(chuàng)新的共同追求。隨著高熱效率機(jī)型的推廣應(yīng)用，濰柴動(dòng)力將持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)綠色低碳發(fā)展，深刻影響我國(guó)多能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整，是裝備制造業(yè)以科技創(chuàng)新催生新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表。
寶劍鋒從磨礪出 梅花香自苦寒來
“工欲善其事必先利其器”，對(duì)于濰柴來說，不斷取得熱效率的突破，是來自于濰柴動(dòng)力多年高投入和矢志不渝的追求。
自2015年起，濰柴動(dòng)力成立由上百名青年博士、千名工程師組成的高熱效率發(fā)動(dòng)機(jī)科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，依托內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，鏈合國(guó)內(nèi)外最強(qiáng)大腦和產(chǎn)學(xué)研合作伙伴，圍繞著高效燃燒、低阻力和低損耗等開展技術(shù)攻關(guān)，在不帶任何余熱回收裝置的前提下，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)本體熱效率不斷提升。2020年9月16日，濰柴動(dòng)力發(fā)布了全球首款本體熱效率50.23%柴油機(jī)；2022年1月8日，再次將熱效率提升到51.09%；2022年11月20日，又一次提升到52.28%，第三次突破極限，引領(lǐng)全球內(nèi)燃機(jī)行業(yè)技術(shù)升級(jí)。
柴油機(jī)熱效率的持續(xù)提升，是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程。濰柴動(dòng)力基于B701正向研發(fā)流程，從內(nèi)燃機(jī)底層架構(gòu)到細(xì)節(jié)零部件，再到核心系統(tǒng)，開展了全方位的技術(shù)創(chuàng)新。在52%熱效率柴油機(jī)基礎(chǔ)上，圍繞燃燒、空氣、燃油、摩擦等四大系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)研究和原創(chuàng)開發(fā)的重大突破，創(chuàng)新性開發(fā)了四大關(guān)鍵核心技術(shù)——高膨脹燃燒技術(shù)，燃燒效率提升3.5%，熱效率提升0.3個(gè)百分點(diǎn)；混流增壓技術(shù)，壓端效率達(dá)86.7%，渦端效率達(dá)83%，熱效率提升0.25個(gè)百分點(diǎn)；高效燃油噴射技術(shù)，采用WISE自主ECU，大流量、無泄漏噴油器及低功耗燃油泵，熱效率提升0.2個(gè)百分點(diǎn)；低阻減摩技術(shù)，采用低流量曲軸等關(guān)鍵零部件，熱效率提升0.15個(gè)百分點(diǎn)，四大技術(shù)再次將柴油機(jī)本體熱效率提高1個(gè)百分點(diǎn)，全球首次突破53%大關(guān)，相當(dāng)于人類百米賽跑進(jìn)了9秒以內(nèi)。研發(fā)過程中，獲授權(quán)發(fā)明專利176項(xiàng)、實(shí)用新型專利68項(xiàng)。
十年來，濰柴動(dòng)力的科研團(tuán)隊(duì)大膽挑戰(zhàn)極限、潛心攻關(guān)創(chuàng)新，以每個(gè)0.01%的累加艱難前行，四年實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)熱效率的四大跨越，樹立了全球柴油機(jī)熱效率的新標(biāo)桿。萬鋼在講話中高度肯定濰柴動(dòng)力這一柴油機(jī)本體熱效率研發(fā)成果，并在現(xiàn)場(chǎng)一起見證又一個(gè)新世界紀(jì)錄的誕生。德國(guó)TüV南德意志集團(tuán)北亞區(qū)首席執(zhí)行官范華德通過視頻的方式向?yàn)H柴動(dòng)力表示祝賀。他說，放眼全球舞臺(tái)，這一結(jié)果也是遙遙領(lǐng)先，不僅是濰柴科研實(shí)力的體現(xiàn)，同時(shí)也顯示出濰柴在內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的技術(shù)實(shí)力。業(yè)內(nèi)非常期待這項(xiàng)技術(shù)成果能夠?yàn)橹袊?guó)“雙碳”目標(biāo)及綠色發(fā)展加碼，也能為全球行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排作出貢獻(xiàn)。
譚旭光說，濰柴動(dòng)力連續(xù)四次突破柴油機(jī)熱效率世界紀(jì)錄，得益于濰柴工程師的近4000個(gè)日日夜夜的集智攻關(guān)，得益于與全球頂尖院校、科研院所的開放合作，得益于與全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的協(xié)同創(chuàng)新。這項(xiàng)成果屬于濰柴，可以造福國(guó)內(nèi)外的柴油機(jī)用戶。
濰柴動(dòng)力的一步步，促成了人類的一大步。“百尺竿頭更進(jìn)一步”，濰柴人的目標(biāo)是星辰大海。我們期待著濰柴繼續(xù)第五次乃至第N次突破熱效率的極限！濰柴動(dòng)力將不斷造福人類！
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