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        發布日期:
        04月28日,2022年
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        解鎖“卡脖子”技術——玉柴研發中國首臺商用車燃氫發動機故事

               中國首臺商用車燃氫發動機2021年12月21日在北京成功點火。燃氫發動機的閃亮登場標志著玉柴在掌握大規模、低成本利用氫能的核心技術上邁出關鍵步伐。


               當前,低碳和零碳已成為汽車產業發展的重要方向,在被譽為汽車“心臟”的內燃機行業更是如此。氫能燃料是一種理想零碳燃料,燃氫發動機成為發動機行業落實“雙碳”目標的重要技術路徑。為此,玉柴立足國家戰略安排,瞄準燃氫發動機精準發力。


               一般情況下,研發一款新型發動機整個系統設計與集成開發大概需要12個月以上。玉柴自我加壓,要求用6個月時間攻下難關。時間緊,任務重,玉柴先行技術研究院院長王輝率領團隊迎難而上。

        由于燃氫發動機技術是特定行業的專業性尖端技術,科研機構對此甚少研究,加上同行對此諱莫如深,因此可供團隊參考的經驗幾乎一片空白。


               “即使在歐洲,該技術也只是在探索和示范運行階段,我們只能在摸索中前行?!毖邪l人員肖剛博士告訴記者。


                辦法總比困難多。研發團隊堅持兩條腿走路——一方面在海量的文獻數據里檢索,希望能收獲可供借鑒的蛛絲馬跡;另一方面仿真建模,反復優化方案。


               與時間賽跑貫穿研發全過程。


               “攔路虎”接踵而至。噴氫技術就讓團隊大傷“腦筋”。氫氣燃燒快、擴散快、易點燃的特點帶來較高熱效率的同時,也帶來了回火、早燃、爆震的“頑疾”。如何把適量的氫氣快速、精準地噴射進入氣缸內并穩定高效地燃燒是難點?!皣娮斓陌惭b深度、角度偏差毫厘,會造成燃燒不穩定、甚至回火嚴重?!蓖踺x介紹。為了找到最優的噴嘴空間布置狀態,研發團隊跟噴氫技術較上了勁。一次次優化設計方案、一次次仿真試驗,花了3個月的時間終于撥云見日。


               增壓器的設計也是一塊難啃的“硬骨頭”。燃氫發動機排溫相對較低且含水量大,熱能轉變為動能面臨挑戰。增壓器的葉片、葉形、流道如何設計效果才最理想?氫氣和空氣如何精準配比才達到均勻混合?研究團隊搜集大量數據建立模型,不厭其煩地試錯篩選。


               研發團隊無數次“頭腦風暴”,讓摸著石頭過河的研發道路越來越順暢。


               好不容易進入調試階段。在這節骨眼上,由于供應商汽缸蓋模具設計有一處硬傷,導致模具不能使用,只能重新修改模具。牽一發而動全身。項目組專人負責每天盯緊修模計劃追蹤落實進度。


               在北京調試階段,有一天晚上11點多,研發人員在實驗過程中發現了不易察覺的問題。為了不耽誤進度,研發人員冒著嚴寒騎電動車跨越大半個北京城找來零件連夜調試。


               6個月的煎熬和探索換來了喜人的收獲。


               “之前曾有國外咨詢公司開出5000萬元的高價,承諾做出39%有效熱效率的燃氫發動機?,F在我們僅用了不到其十分之一的成本,取得了42%的有效熱效率,團隊成員都很有成就感?!蓖踺x欣慰地說。


               燃氫發動機是玉柴繼氫燃料電池發布后在氫能應用上的又一里程碑成果,它使玉柴成為中國內燃機行業傳統動力、新能源動力技術路線最多、技術儲備最為豐富的企業。


        廣西日報 2022-04-28 004版   記者/李新雄

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