张展腾:重型柴油机未来节能减排技术探索

作者:shuaishuai   时间:2019-09-16 02:15

  11月6日,由同济大学主办,上汽集团、博世汽车柴油股份有限公司协办的2013中国清洁柴油车发展高层论坛作为第15届中国国际工业博览会(工博会)同期活动,在上海浦东新国际展览中心举行。由同济大学率先倡议,联合国内其他的10余家单位共同发起的“清洁柴油车发展促进会”也于当天正式宣告成立。
  在论坛上,潍柴动力研发中心副主任??张展腾作主题演讲时指出,节能减排,责无旁贷,满足法规排放与客户性价要求,推动全方位的重点技术开发;提升柴油机热效率,以缸内洁净燃烧技术为主,优化燃油喷射与进排气匹配,辅以尾气后的排放。以下为发言实录:
  各位来宾,大家下午好!我准备的材料有五个部分:一、发动机节能减排技术的足迹;二、当今技术发展方向的标杆分析-节能减排;三、潍柴经验;四、未来技术探索;五、报告总结。
  这里给各位演示的材料是在过去50年道路商用车燃油经济性的发展与相应的发动机技术应用,在这50年过程里面,柴油发动机经历了这么多新的技术引入,对于百公里油耗我们可以看到,当然这不是由柴油机技术所造成的燃油经济性的提升,但是总体来看在油耗来讲过去50年油耗提升了30%,就是优化了30%。
  这张图给各位看的是,发动机相关节能减排主要的技术,横向坐标是年份,纵向是燃油经济性,以发动机最佳油耗的数据来做演示的。这里也给各位再重复一次,有关于发动机相关的核心技术,从1950年到1970年的涡轮增压技术,还有高压动力等,这里面还有很多尾气排放后处理的技术。
  刚才给大家介绍过去50年的燃油经济性降低了30%,这一张图片给各位演示的是欧洲的调研报告,在整车36.3吨,每小时的能量消耗分布,这里面绿色的方框说明的每一个部分消耗部分,在上方可以看到占到能源的55到56%,说明发动机热效率在44-45左右。总的来讲,动力总成相关部件能耗占所用燃油能量的75%。
  这里给各位演示的是,我们对于相关企业的核心技术,甚至于主要的所谓新技术开发开放,这里给各位演示的是康明斯,包括可变气门控制、喷油系统、可变进气涡流、EGR、涡轮增压技术等。
  这张图给各位介绍的是康明斯在整车方面降油耗的技术方向,这是他们站在发动机专业生产厂看到了在整车方面的油耗方向,这里面包括车身的设计、空车的减轻、轻量化,包括到智能驾驶的乐趣,还有高效发动机,接下来就是整车动力前的变速箱和优化技术,还有整车发电装置。
  下一页给各位报告的是戴姆勒在重型发动机先进技术开发方向,包括在尾气后处理、尾气余热回收等。
  下一页给各位介绍的是戴姆勒在发动机热效率提升技术方案,技术方案包括尾气余热回收、降摩擦磨损、提高压缩比和燃烧爆压等。
  这一页给各位介绍的是戴姆勒在整车的降油耗的路线图,跟康明斯也是一样,看法没有差太多,包括低排量发动机与混合动力,动力总成优化、车载辅助等。
  下面再给各位介绍沃尔沃,沃尔沃重型发动机热效率提升技术方案。在整车部分我就不多说了。
  再下面是美国的一个机构,是旧的资料,我想在座也都看过了,但这张纸给各位强调的是在整车油耗降低部分,实际上发动机的未来是混合动力,也说明不同产业发动机应用方面的商用车。橘色的部分是混合动力提升的幅度,红色的部分是发动机的部分,可以看到不管是哪一个用户,实际上橘色占得最多。
  再给各位汇报潍柴在节能减排方面的内容,我给各位报告一下,从左边开始,这里面有我们的工作方向。这包括高效低排的效率、高压燃烧技术、天然气控制技术、替代燃料、新燃料新工艺;左边是低摩擦的技术等这些都是跟发动机、热效率提升、燃油经济性都有重要的作用。
  再下面给各位介绍潍柴在发动机热效率提升的方案,接下来专门是针对重型机方面,我们主要是做燃油喷射系统、增压/EGR、热回收等。
  燃油喷射系统,首先是共轨系统燃油喷射压力对排放及经济性影响研究。下面给各位介绍的是高压共轨系统对排放及经济性的影响研究,主要是降低油耗和提高效率,在油耗上面可以降低2.74百分点,颗粒物减少41.38%。
  这是对于两级增压的部分,这主要是针对于公交车市场,技术是提高高压的增压比例,最高增压比例我们可以做到3.5倍,这个以后的优点有经济性,还有提升我们的动力性,目前我们已经完成高压的工作,我们也做成了试验。
  还有就是电控放气阀增压技术,这个技术主要的优点可以很灵活控制发动机增压气放气的部分,我们现在已经做到验证排放和动力,这个技术主要目的是把涡轮机更小,装到低转速的动力性,在高转动的时候不要那么高的转速,在当时我们用的机会并不是那么多。我们再通过验证可以达到油耗降低20%,在经济性、动力性提升之外,在将来博世应用上,能够提升尾气的温度,可以有效帮助转换效率提升。
  这是我们后续的工作,这个工作主要针对客户、针对市场,通过模块化的方式能够很快把我们的产品匹配出来,在产品性能和主要性上我们花了很多工夫去做,我们有相关的专利申报。
  还有是给各位汇报一下我们对未来技术的探索,这里面有一些主要方向,还有在增压/尾气回收等。
  下面是给各位介绍的是机械增压+动力涡轮的作用,这些都是在产品上的验证以及使用的案例,在这个部分我们认为这个技术在一起可以坚固高转速燃油经济性的提升,这是我们下一步会着重做一些技术开发的验证工作。
  另外,在技术部分,我们知道宝马、奔驰这几个公司几年后会有相应的技术展开。非EGR发动机欧六后处理技术研究,在欧洲如果把EGR去掉,直接能够满足欧六的排放要求,可以提高我们发动机的可靠性,这个措施主要是通过优化,提高颗粒物的生成,这里面需要高效的SCR技术,另外燃油经济性也获得更好的状态,这里面还有一些难点,我们即将开展一些工作。
  DPF完全被动再生技术研究,刚才前面也有领导提到现在的发动机牵涉到的控制太多了,相关的控制也是主要的核心技术,DPF再生的控制相对来说是一个困难。
  进排气,可变进排气门驱动技术。先进燃油技术,低温均质引燃新技术,这个部分如果说有DPF,从技术来说是一个必备的前提技术准备。
  最后给各位汇报的是我们在接下来一年开展低温均质引燃新技术研究,如果这部分能够做得好,这对我们接下来的工作会非常地容易。
  这里给各位汇报的是我们的结论:节能减排,责无旁贷,满足法规排放与客户性价要求,推动全方位的重点技术开发;提升柴油机热效率,以缸内洁净燃烧技术为主,优化燃油喷射与进排气匹配,辅以尾气后的排放。我的报告就到这里,谢谢!
(来源:网易汽车)