熱效率超過70的發(fā)動機_熱效率超過70的發(fā)動機有哪些

2020年9月16號，中國濰柴集團從此將不再平凡，只因為在這一天全球首部熱效應(yīng)50%的柴油機發(fā)布了。這臺柴油機一經(jīng)問世便受到了全球無數(shù)羨慕的眼光，也因此讓中國柴油發(fā)動機領(lǐng)域不再被國外卡脖子，并且實現(xiàn)跨越式的超越。一舉拿下了全球第一的稱號，中國這些年來拿下的第一數(shù)不勝數(shù)，但是這次是具有里程碑意義的重大突破，在柴油機領(lǐng)域讓中國乃至全世界都是實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

這篇文章將帶著大家來見證，中國柴油發(fā)動機是如何實現(xiàn)彎道超車的，喜歡的朋友記得點贊關(guān)注，也可以分享給自己的朋友。

熱效率的高低是體現(xiàn)出，一個發(fā)動機強大與否的重要因素。簡單來說呢就是，一個單位的汽油或柴油在經(jīng)過發(fā)動機的燃燒后，再將產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成動能，但是在熱能轉(zhuǎn)化成動能的過程中，有很大一部分的熱能都會因為技術(shù)原因被浪費掉，而最終被成功轉(zhuǎn)化成動能的就沒多少了。

柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)化的動能大概是在46%，汽油發(fā)動機的轉(zhuǎn)化的動能大概是在35%。但是 無論是柴油發(fā)動機還是汽油發(fā)動機，其工作原理都要遵從進氣、壓縮、做功 、排氣幾個步驟。可是為什么同樣的工作原理？但是產(chǎn)生的動能確實不一樣的呢？接著看下去就明白其中的奧妙了。

柴油的自燃點在350左右遠低于汽油，因此只要將氣缸里的空氣進行壓縮，空氣被壓縮后會產(chǎn)生高溫，而這個溫度只要高于柴油的自燃點，然后噴油嘴再將柴油以霧狀噴入氣缸，兩者相遇后就會自行燃燒。為了可以持續(xù)引燃更多的柴油，因此就會需要壓縮更多的空氣，所以柴油的壓縮比較大一般都在20以上。汽油的自燃點在530度左右，因為燃點較高，所以汽油機是需要利用火花塞點燃汽油燃燒的，因為受到爆燃的限制，所以壓縮比不能大，汽油機的壓縮比一般都在10以下。理論上來說，壓縮比越高，所產(chǎn)生的熱效率也就越高，所以這就是為什么柴油機要比汽油機熱效率高的原因了。

熱效率越高發(fā)動機輸出的動力也就越強，這也是為什么柴油車會比汽油車省油的原因了。而且，同樣是一升油，柴油還比汽油要便宜不少，那既然如此為什么柴油車卻不多見呢？究其原因還是當時的中國，并沒有成熟的柴油發(fā)動機技術(shù)。

還記得在上世紀80年代興起的手搖拖拉機嗎？不過現(xiàn)在確實很難看見了，那個時候用的柴油發(fā)動機，一直到現(xiàn)在還被許網(wǎng)友調(diào)侃，你永遠也不知道它的動力極限在哪，扭矩不詳 遇強則強。雖然柴油發(fā)動機很強勁，但是排放的黑煙是對環(huán)境最大的污染，這并非是柴油發(fā)動機本身的問題，只是當時中國的柴油發(fā)動機技術(shù)還不足以解決，那么就要提到一個應(yīng)用在柴油機上的一個高科技，那就是德國博世研發(fā)的高壓共軌系統(tǒng)。

這項技術(shù)完美的解決掉了，柴油發(fā)動機最大的缺陷，尾放對環(huán)境造成的破壞。2008年7月1日國三排放標準正式啟動后，高壓共軌系統(tǒng)算是真正地進入到中國市場，因為這套系統(tǒng)完善的解決了，柴油機尾放超標的問題，因此深受中國企業(yè)的喜愛。

它可以將提高燃油壓力與噴油過程完全分開，通過柴油機驅(qū)動高壓油泵將燃油注入共軌并維持高壓，再通過噴油器的高速電磁閥控制噴射。高壓共軌技術(shù)可以穩(wěn)定地調(diào)節(jié)并保持供油壓力，實現(xiàn)精確的高壓噴射。這就是當時壟斷中國市場很長一段時間的高壓共軌系統(tǒng)。

這樣說有點復(fù)雜了，高壓共軌系統(tǒng)簡單來說呢，這套系統(tǒng)就像是一個智能系統(tǒng)，它可以精準地計算出氣缸里壓縮的空氣，然后再噴射出剛好足夠燃燒的柴油，最大程度的使柴油燃燒干凈，燃油燃燒越干凈排放出的黑色尾氣就越少。這就是為什么現(xiàn)在幾乎看不見冒著黑煙的柴油車了。

可是高壓共軌系統(tǒng)技術(shù)一直，被美國德國和日本牢牢握在手中，尤其是德國博士幾乎占了中國85%的市場份額，壟斷就意味著沒有話語權(quán)。對于在當時排放標準的限制下，又沒有解決尾放技術(shù)的中國來說，不得不使用高壓共軌系統(tǒng)。可是這套高壓共軌系統(tǒng)實在太貴了，單單這一項就占了柴油發(fā)動機成本的四分之一，這就讓中國柴油機廠商的成本增加了很多。而這局面一直持續(xù)到2012年。

我國僅僅只用了4年，就打破了國外高壓共軌系統(tǒng)的壟斷局面。其實從2008年國三排放標準啟動時，我國濰柴集團就已經(jīng)對，高壓共軌系統(tǒng)展開了技術(shù)攻關(guān)。

為此濰柴集團組建了一直世界頂級的科研團隊，配備完整的開發(fā)工具鏈，短短4年的時間，科研團隊攻克了一個又一個技術(shù)難題，最終研發(fā)成功。我國自主研發(fā)的高壓共軌系統(tǒng)通過了諸多嚴格的測試，包含有高溫、高寒、高原三高測試，還有震動測試和鹽霧測試等多項測試環(huán)節(jié)，最后還要經(jīng)過長達1700多小時的加速壽命測試。

結(jié)果顯示 我國自主研發(fā)的高壓共軌系統(tǒng)，在各類惡劣的環(huán)境下 依然可以正常工作，排放量完全可以滿足國V標準，使用壽命長達20000小時，如今濰柴研發(fā)的高壓共軌系統(tǒng)，已經(jīng)批量投放在了市場當中。濰柴的成功也激起了國內(nèi)其他廠商的研發(fā)信心，雖然先后都有了研發(fā)成果，但是不得不承認的是，我國自主研發(fā)的高壓共軌系統(tǒng)和德國博士還是存在著一定的差異。

濰柴集團研發(fā)出領(lǐng)先全球的柴油機

可是濰柴集團接下來的發(fā)布的一項技術(shù)，不僅據(jù)突破了這種差距，還以一己之力顛覆了整個行業(yè)。這項技術(shù)成為了全球同行的做夢都想得到的，這項技術(shù)不敢說后無來者 至少是前無古人。根據(jù)相關(guān)專家的估算，按照國內(nèi)市場上最低700萬柴油機數(shù)量進行估算，這項技術(shù)每天大約可以節(jié)省柴油3332萬噸，二氧化碳減少10496噸。

這不僅大量節(jié)省了作為國家戰(zhàn)略物資的柴油，還會使大氣污染得到明顯的改善，那么這項技術(shù)究竟是什么呢？又是憑什么帶來這么多的好處呢？

那就是濰柴集團發(fā)布的全球首款熱效率達到50.26%的商用柴油機，這是什么概念呢？柴油機領(lǐng)域的都知道，在目前全球范圍內(nèi)，已知的柴油機熱效率最大約為46%，但濰柴卻硬生生的提升到了50.26%。面對這個數(shù)字 美國德國也要甘拜下風，日本更是揚言不可能，可是當國際權(quán)威內(nèi)燃機檢測機構(gòu)德國TUV南德意志集團將熱效率50.26%的認證書頒發(fā)給濰柴后，再多的質(zhì)疑也將不復(fù)存在了。

這是內(nèi)燃機史上的里程碑，是目前柴油機的領(lǐng)域天花板，那么這款柴油機的問世又有著怎樣的意義呢？

要知道柴油機的應(yīng)用領(lǐng)域大多是在農(nóng)業(yè)，重工 運輸甚至武器等方面。根據(jù)當年環(huán)保局提供的資料來看，2017年一年 光柴油車排放的氮氧化合物就占了，全國汽車排放總量的70%，而當時的柴油車才只占全國汽車總量的5%，這對環(huán)境的影響實在是太大了。而且排放的尾氣還含有大量的致癌物，這就是當時的發(fā)動機技術(shù)問題，因為柴油的燃燒不充分所以才會排放出大量尾氣。

而熱效率超過50%的柴油機就極大程度地解決了這個問題，簡單說的話就是熱效率提高了，就意味著柴油機的燃燒更加充分，所產(chǎn)生的動能更多，那么自燃尾氣的排放就會大大減少。這對我國的的環(huán)境治理也作出了重大的貢獻，熱效率的提升也直接節(jié)省柴油車的油耗，姑且按照現(xiàn)在柴油每升6元，全國柴油車輛一天節(jié)省3332噸來算，一年下來就能節(jié)省86.8億元。

熱效率50%柴油機技術(shù)難度

當然熱效率的提升是極為困難的，縱觀柴油機的發(fā)展史，其實就是怎么把熱效率提高的過程。

自1897年世界第一臺柴油機問世其熱效率為26%，一直到2020年9月前，經(jīng)過了長達33年的時間才把熱效率提升到了46%，而到這里 熱效率的提升基本上就已經(jīng)止步了。在所有人望而止步時，我國濰柴集團卻直接將熱效率提升到了50.26%，在此基礎(chǔ)上還能完全符合國六的尾放標準，這不得不說我國的科研人員真是厲害。

當然了要將熱效率提升到天花板般的存在，是非常難的。國外也在不斷地嘗試提升柴油機的熱效率，但最終都以失敗告終。熱效率的提升，哪怕是提升0.1%都是極為困難的

那我國濰柴集團又是如何做到的呢？譚旭光，濰柴集團的董事長，中國制造業(yè)500強，在全球擁有9萬名員工，而他自身也是一位自動化專業(yè)的博士。他親自帶領(lǐng)著3000多名科研團隊展開了技術(shù)攻關(guān)，他們把一天當做兩天半來用，而譚旭光自己更是事必躬親。

在無數(shù)次的失敗后 科研團隊沒有氣餒，在譚旭光的激勵下大家眾志成城，克服了在研發(fā)過程中遇見的一個又一個問題，最終才迎來了勝利的曙光。

雖然如今已經(jīng)成功突破了熱效率50.26%，但是我們?nèi)砸?strong>持居安思危，未雨綢繆的思想，未來我們將會對熱效率55%的柴油機展開技術(shù)攻關(guān)，相信在未來的很長一段時間，我國在柴油機領(lǐng)域上的成就還會繼續(xù)領(lǐng)先。

也許現(xiàn)在的中國不是最強的，但是未來有著無限可能。如今的中國雖然在高速發(fā)展的過程中

遇到了各種各樣的問題，但是我們中華民族不屈不撓的精神一直在促使我們前進。

本期的科普內(nèi)容到這里就要和大家說再見了，喜歡的小伙伴一定記得點贊關(guān)注，把更好的中國分享給身邊的人。