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中國(guó)首個(gè)自主研發(fā)DPF柴油發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世 一汽解放錫柴成“藍(lán)天衛(wèi)士”

2017-04-29 07:47 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:錫柴 來(lái)源:錫柴
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從2013年起,“霧霾”一直是中國(guó)政府和老百姓最關(guān)注的環(huán)保話(huà)題。亞洲開(kāi)發(fā)銀行與清華大學(xué)發(fā)布的《邁向環(huán)境可持續(xù)的未來(lái)——中華人民共...

  從2013年起,“霧霾”一直是中國(guó)政府和老百姓最關(guān)注的環(huán)保話(huà)題。亞洲開(kāi)發(fā)銀行與清華大學(xué)發(fā)布的《邁向環(huán)境可持續(xù)的未來(lái)——中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境分析》指出,中國(guó)最大的500個(gè)城市中,只有不到1%的城市達(dá)到世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),世界上污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市有7個(gè)在中國(guó)。2017年,領(lǐng)導(dǎo)親自將“堅(jiān)決打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”寫(xiě)入政府工作報(bào)告。從理念到政策、從中央到地方,中國(guó)正在全方位地向霧霾進(jìn)行“宣戰(zhàn)”。

  2月17日,京津冀地區(qū)“2+26”城市和深圳對(duì)重型柴油車(chē)要求帶上“口罩”(安裝顆粒捕集器,即DPF)。在全國(guó)上下對(duì)柴油機(jī)一片喊“打、禁、限、控”的呼聲中,這讓整個(gè)國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)車(chē)行業(yè)都為產(chǎn)品轉(zhuǎn)型手忙腳亂。盡管早有風(fēng)聲,但都沒(méi)想到這一天來(lái)的如此的突然。

圖:一汽錫柴惠山基地產(chǎn)品展示廳

  但有一個(gè)例外。高舉“民族品牌、高端動(dòng)力”旗幟的一汽解放汽車(chē)有限公司無(wú)錫柴油機(jī)廠早在8年前就下決心解決國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)普遍存在的排放污染問(wèn)題,開(kāi)始了中國(guó)DPF路線(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)并獲得成功,不僅填補(bǔ)了我國(guó)在這一領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的空白,更是達(dá)到世界同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平,目前已具備8個(gè)機(jī)型20萬(wàn)臺(tái)的年生產(chǎn)能力。 一汽 錫柴副廠長(zhǎng)季一志介紹,錫柴的發(fā)動(dòng)機(jī)為目前唯一實(shí)現(xiàn)商品化的安裝顆粒捕集器國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī),可有效降低90%以上顆粒排放,將極大改善我國(guó)重型柴油車(chē)排放污染現(xiàn)狀,“為藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

DPF曾長(zhǎng)期在中國(guó)“ 水土不服 ”

  32年前,我國(guó)著名內(nèi)燃機(jī)專(zhuān)家、 吉林大學(xué) 劉巽俊教授在美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)進(jìn)修并從事內(nèi)燃機(jī)污染問(wèn)題研究時(shí)關(guān)注到了一項(xiàng)名為柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)的新技術(shù),該技術(shù)是采用多孔介質(zhì)或纖維過(guò)濾材料對(duì)排氣進(jìn)行過(guò)濾,能夠有效地凈化排氣中90%以上顆粒,是凈化柴油機(jī)顆粒物最有效、最直接的方法之一。歸國(guó)后,劉巽俊教授預(yù)見(jiàn)到了這一技術(shù)將對(duì)中國(guó)環(huán)保事業(yè)的巨大價(jià)值,率先開(kāi)始了中國(guó)DPF的研究,但在當(dāng)時(shí),整個(gè)國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)問(wèn)題都還沒(méi)有足夠的重視,研究工作在異常艱難中進(jìn)行著。

  2000年起,國(guó)家意識(shí)到柴油機(jī)顆粒的排放對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的傷害,開(kāi)始以科研基金的形式對(duì)高校研究工作進(jìn)行了資金的支持。10多年來(lái),國(guó)內(nèi)DPF技術(shù)方面也因此取得了很大的成績(jī)。但因DPF對(duì)開(kāi)發(fā)成本過(guò)高和開(kāi)發(fā)難度大等因素,令大量生產(chǎn)廠商望而卻步,不敢輕易染指。甚至在國(guó)內(nèi)一次DPF技術(shù)路線(xiàn)及應(yīng)用交流研討會(huì)上,一位尾氣凈化公司副總還認(rèn)為,“在中國(guó)的特殊國(guó)情下,完全沒(méi)有必要使用DPF,可以結(jié)合中國(guó)市場(chǎng)需求,提供成本更低、技術(shù)條件適中的產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)更好的性?xún)r(jià)比。畢竟更多的中國(guó)消費(fèi)者首先考慮的是,省油、省錢(qián)、省事。”在歐洲市場(chǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,實(shí)現(xiàn)商品化的DPF后處理技術(shù)路線(xiàn),在中國(guó)卻顯得如此的“水土不服”。還有很多人在研究針對(duì)排放監(jiān)測(cè)的造假技術(shù),更讓人哭笑不得的是,甚至還有人把造假手段去申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利。

  忽視的代價(jià)是什么?一年比一年更嚴(yán)重的霧霾折磨著京津冀老百姓的身心。北京市組織北大、中國(guó)環(huán)科院等單位對(duì)城市的PM2.5源進(jìn)行解析和論證。數(shù)據(jù)顯示,機(jī)動(dòng)車(chē)揮發(fā)性有機(jī)物、氮氧化物排放量分別占全市排放總量的1/3至1/2左右。中國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)污染防治委員會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心首席專(zhuān)家李孟良教授更是指出,北京、上海、廣州等特大型城市的機(jī)動(dòng)車(chē)排放是PM2.5的首要污染源,分別占31.1%、29.2%、21.7%。在全國(guó)范圍看,重型柴油車(chē)在機(jī)動(dòng)車(chē)占比僅為3.3%,但PM排放占汽車(chē)PM排放總量的60.0%;在京津冀地區(qū),重型柴油車(chē)的PM排放占區(qū)域汽車(chē)PM排放總量的82.8%!

  嚴(yán)峻的污染形勢(shì)促使國(guó)家吹響了“治霾”號(hào)角。2017年2月17日,國(guó)家環(huán)保部、發(fā)改委、財(cái)政部、能源局、北京市人民政府、天津市人民政府、河北省人民政府、山西省人民政府、山東省人民政府 河南省人民政府聯(lián)合開(kāi)始史上最嚴(yán)治霾行動(dòng),京津冀大氣污染傳輸通道的“2+26”城市開(kāi)始以改善區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量為核心,以減少重污染天氣為重點(diǎn),布置的19項(xiàng)主要任務(wù)中4項(xiàng)是針對(duì)汽車(chē)尾氣排放管理。北京要求,新增重型柴油車(chē)全部“戴口罩”(安裝顆粒捕集器);天津規(guī)定,開(kāi)展機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染專(zhuān)項(xiàng)整治行動(dòng),對(duì)高排放重型柴油貨車(chē)加裝DPF,深圳市要求總質(zhì)量4.5噸以下車(chē)輛必須使用DPF......不久的將來(lái),沒(méi)有安裝DPF的重型柴油車(chē)在京津冀將寸步難行,這才讓長(zhǎng)期被忽視的DPF成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

  8年前的選擇成就今日的超前

  據(jù)了解,汽車(chē)排放是指從廢氣中排出的一氧化碳、 碳?xì)浠衔?和 氮氧化物 、PM(微粒,碳煙)等有害氣體,柴油機(jī)的排氣污染物以氮氧化物和PM為主。因?yàn)椴裼蜋C(jī)采用壓燃方式,柴油在高溫高壓下裂解更容易產(chǎn)生大量肉眼看得見(jiàn)的碳煙。為了抑制這些有害氣體的產(chǎn)生,促使汽車(chē)生產(chǎn)廠家改進(jìn)產(chǎn)品以降低這些有害氣體的產(chǎn)生源頭,歐洲和美國(guó)都制定了相關(guān)的 汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn) 。我國(guó)政府也會(huì)借鑒 歐洲標(biāo)準(zhǔn) 和根據(jù)我國(guó)環(huán)保實(shí)際情況,不斷更新自己的新“國(guó)標(biāo)”。

圖:一汽錫柴研發(fā)部性能開(kāi)發(fā)室

  柴油發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家則會(huì)根據(jù)我國(guó)政策和市場(chǎng)需求,開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品系列。在2009年,一汽錫柴即開(kāi)始了新的國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)。一汽錫柴研發(fā)部性能開(kāi)發(fā)室陳粹文主任回憶,當(dāng)時(shí),研發(fā)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部也有爭(zhēng)論,是研發(fā)在歐洲已經(jīng)比較成熟的SCR,還是在世界都公認(rèn)的存在技術(shù)難題的DPF?選擇哪條技術(shù)路線(xiàn),成為擺在技術(shù)團(tuán)隊(duì)面前的一道難題。

  的確,如果采用SCR路線(xiàn),它是通過(guò)優(yōu)化噴油和燃燒過(guò)程,盡量在機(jī)內(nèi)控制微粒PM的產(chǎn)生,而在機(jī)外后處理過(guò)程中,采用尿素溶液對(duì)氮氧化物進(jìn)行選擇性催化還原,這一技術(shù)路線(xiàn)在歐洲占主流,歐洲長(zhǎng)途載貨車(chē)幾乎全部采用這一方案,基于國(guó)四平臺(tái)升級(jí)國(guó)五相對(duì)更易研發(fā),可以更快實(shí)現(xiàn)商品化,但其缺點(diǎn)是必須在加油站設(shè)立相關(guān)的尿素溶液補(bǔ)充設(shè)備,整車(chē)也需增加一套尿素貯存和噴射裝置而使用戶(hù)成本增加;而DPF優(yōu)點(diǎn)是,客戶(hù)不增加額外的裝置和費(fèi)用,但對(duì)于開(kāi)發(fā)而言需提高噴油壓力和缸內(nèi)爆發(fā)壓力,對(duì)原發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)化及冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)。此外,還有DPF的再生問(wèn)題、燃油含硫量要求嚴(yán)格、燃油消耗增高等一大堆的技術(shù)難點(diǎn)要克服。更重要的是,國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何一家柴油機(jī)廠有成功研發(fā)的先例,無(wú)任何經(jīng)驗(yàn)可以學(xué)習(xí),一切都要從零開(kāi)始。選擇這條路,注定要犧牲寶貴的時(shí)間,坐視競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手搶占市場(chǎng)先機(jī)。而且在當(dāng)時(shí),國(guó)家并沒(méi)有強(qiáng)制性要求,研發(fā)DPF是吃力又不討好的。

  在這個(gè)十字路口,深入每一個(gè)錫柴員工內(nèi)心的企業(yè)哲學(xué)讓他們最終下了決心:我們宣誓過(guò)要始終睜大眼睛看世界,始終睜大眼睛看市場(chǎng),始終睜大眼睛看明天。想要做中國(guó)的民族品牌和高端動(dòng)力,應(yīng)當(dāng)有挑戰(zhàn)技術(shù)高峰的勇氣和堅(jiān)持!

  陳粹文坦言,研發(fā)的過(guò)程是最寂寞孤獨(dú)的,關(guān)注每一個(gè)數(shù)據(jù)和細(xì)節(jié),忍受著每一次試驗(yàn)失敗的自我反思,每一步前進(jìn)付出的艱辛和汗水無(wú)異于攀登一次珠峰,是真正使出了洪荒之力。當(dāng)8年前下定決心做出中國(guó)的DPF,整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)100多名技術(shù)人員每天從早上8點(diǎn)工作到晚上12點(diǎn)兩班倒,反復(fù)試驗(yàn)論證,關(guān)注著每一個(gè)參數(shù)。以4DW93-84E5發(fā)動(dòng)機(jī)為例,除常規(guī)臺(tái)架耐久試驗(yàn)外,還進(jìn)行了機(jī)油稀釋、灰分加載等針對(duì)DPF技術(shù)路線(xiàn)的專(zhuān)項(xiàng)耐久試驗(yàn),累計(jì)臺(tái)架耐久試驗(yàn)時(shí)間超過(guò)5000小時(shí),累計(jì)行駛里程約20萬(wàn)公里。正是在這樣嚴(yán)格的反復(fù)測(cè)試下, 解決了低油耗、長(zhǎng)壽命和長(zhǎng)換油周期等關(guān)鍵技術(shù)難題, 在產(chǎn)品達(dá)到國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),獲得6項(xiàng)國(guó)家發(fā)明、36項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利和多項(xiàng)計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán),并為后續(xù)國(guó)六機(jī)型的開(kāi)發(fā)掃清了技術(shù)壁壘。李孟良教授在了解到錫柴DPF研究取得的成果后,感嘆到,錫柴能夠耐住寂寞,潛心研究,引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展方向,充分體現(xiàn)了國(guó)企的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。

  錫柴人對(duì)其研發(fā)的DPF產(chǎn)品最為自信的是高環(huán)保性,實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“無(wú)法排放造假”。陳粹文主任介紹,大家對(duì)柴油機(jī)車(chē)最直觀的印象是,發(fā)動(dòng)時(shí)排放的滾滾黑煙。錫柴DPF產(chǎn)品將徹底顛覆我們對(duì)柴油機(jī)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。錫柴DPF產(chǎn)品針對(duì)國(guó)情和客戶(hù)需求的研發(fā)設(shè)計(jì),高效性?xún)?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在高效捕集排放的碳顆粒,有效降低PM值,有效降低煙度,根除柴油車(chē)黑煙問(wèn)題;而DPF再生技術(shù),有效改善了DPF后處理堵塞的問(wèn)題,真正做到了讓用戶(hù)省心,使用放心,駕駛順心。

  據(jù)了解,在經(jīng)濟(jì)性上,錫柴DPF產(chǎn)品也有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),初裝成本較低,無(wú)尿素、尿素箱等初裝成本;使用成本較低,駕駛中無(wú)其它添加劑消耗,使用時(shí)間越長(zhǎng),收益越高;維護(hù)成本較低,燃油品質(zhì)較差的情況下,終生只需一至兩次DPF清灰,幾乎無(wú)其它費(fèi)用;此外,工作出勤率高,工作地域范圍不受限,可進(jìn)入北京、天津、深圳等要求加裝DPF的地方城市作業(yè),提高工作收益區(qū)間。

  陳粹文主任強(qiáng)調(diào),研發(fā)試驗(yàn)和客戶(hù)體驗(yàn)證明,錫柴DPF產(chǎn)品是非常可靠的:排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo),DPF技術(shù)路線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)各工況自適應(yīng),杜絕排放超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn),可以有效避免在日益加強(qiáng)的排放監(jiān)控中可能出現(xiàn)的問(wèn)題;低溫環(huán)境高可靠,無(wú)SCR技術(shù)中尿素結(jié)晶風(fēng)險(xiǎn);整機(jī)上對(duì)機(jī)油冷卻器模塊、氣缸蓋罩、進(jìn)排氣側(cè)、EGR冷卻器等進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,對(duì)排氣管進(jìn)行包裹,各項(xiàng)優(yōu)化措施有效增強(qiáng)柴油機(jī)穩(wěn)定性及可靠性;錫柴領(lǐng)先的技術(shù)研發(fā),眾多的公告支撐,成熟的市場(chǎng)運(yùn)用,完善的產(chǎn)品供應(yīng)都確保著用戶(hù)的順利使用。

走近中國(guó)柴油機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新先鋒

  “想當(dāng)年,歐洲排放什么標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)就是什么標(biāo)準(zhǔn);而國(guó)家最新發(fā)布的國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)修改意見(jiàn)稿,一些指標(biāo)已明顯比歐洲同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)高。幾乎可以斷定,我國(guó)在這一領(lǐng)域,未來(lái)將執(zhí)行比歐洲更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),不能持續(xù)創(chuàng)新,適應(yīng)這一節(jié)奏的企業(yè)都會(huì)倒下!”一汽錫柴

  盡管通過(guò)DPF再一次占據(jù)柴油機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)制高點(diǎn),但全體員工依舊不敢放松,他們懂得,無(wú)長(zhǎng)進(jìn)者必倒退。他們已經(jīng)把目光聚焦到基于車(chē)輛角度而進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā),正以全力以赴的狀態(tài),考慮從提高整車(chē)的傳動(dòng)效率、整車(chē)的降阻、油電混合、能量回收、低摩擦技術(shù)應(yīng)用等方面來(lái)提升車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能,用 自主創(chuàng)新 去爭(zhēng)取下一次的 “ 話(huà)語(yǔ)權(quán) ” 。

  勇攀技術(shù)高峰,助力中國(guó)“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”只是一汽錫柴74年開(kāi)拓進(jìn)取的一個(gè)縮影。幾代錫柴人的努力,正在成就“民族品牌,高端動(dòng)力”一次次的輝煌。據(jù)了解,創(chuàng)建于1943年的一汽解放汽車(chē)有限公司無(wú)錫柴油機(jī)廠是國(guó)內(nèi)重型發(fā)動(dòng)機(jī)的主要制造基地、中國(guó)自主品牌發(fā)動(dòng)機(jī)的主要出口基地。工廠依托一汽技術(shù)中心優(yōu)勢(shì),形成了開(kāi)放合作的自主研發(fā)模式,是柴油機(jī)行業(yè)唯一同時(shí)掌握VCU、GPS、EGR、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)等多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)、我國(guó)第一家研制成功四氣門(mén)柴油機(jī)、第一家研制成功電控共軌柴油機(jī)、第一家研制成功兩級(jí)增壓柴油機(jī)并成功推廣的企業(yè)。是行業(yè)內(nèi)第一家達(dá)到QS9001國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)唯一家同時(shí)獲得“機(jī)械工業(yè)管理現(xiàn)代化企業(yè)”和“管理進(jìn)步示范企業(yè)”的廠家,全國(guó)企業(yè)文化示范基地。

  是什么讓一汽錫柴著著領(lǐng)先,始終跑在行業(yè)的前列? 一汽 錫柴副廠長(zhǎng)季一志介紹,錫柴靠的是七十多年來(lái)在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)摸爬滾打的經(jīng)驗(yàn)和放眼全球、放眼未來(lái)的戰(zhàn)略視野。一個(gè)沒(méi)有危機(jī)感,不能敏銳察覺(jué)市場(chǎng)變化和對(duì)政策有預(yù)見(jiàn)性,沒(méi)有豐厚技術(shù)儲(chǔ)備的企業(yè),是很難適應(yīng)當(dāng)今世界的發(fā)展節(jié)奏的。錫柴始終堅(jiān)持“學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、抗?fàn)?、自?qiáng)”的核心價(jià)值觀,正在由學(xué)習(xí)型企業(yè)向創(chuàng)新型,技術(shù)跟隨型向技術(shù)引領(lǐng)型企業(yè)轉(zhuǎn)變,積極參與技術(shù)研發(fā)角逐,實(shí)現(xiàn)“民族品牌高端動(dòng)力”的企業(yè)價(jià)值。(寒流 李永佳 鮑旭平)

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