“中國能造登月的火箭，為什么汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)核心技術(shù)都攻克不了？”這是關(guān)心汽車行業(yè)發(fā)展的人常有的疑慮。那么，真的是這樣嗎？2011年，國家發(fā)改委將節(jié)油高效國家內(nèi)燃機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室交由玉柴承建，其實(shí)這也寄托了國家對攻克發(fā)動(dòng)機(jī)核心技術(shù)的期待。那么三年過去了，工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)情況又如何？
2014年10月22日，玉柴舉辦首次發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)開放日活動(dòng)，向行業(yè)分享了自己的發(fā)展成果。
電控技術(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)的核心玉柴造
隨著排放標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)升級，人們?nèi)加徒?jīng)濟(jì)性需求越來越高，人們也越來越需要精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)。加上電子技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)逐步成熟，成為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心技術(shù)之一。
技術(shù)開放日上，玉柴工程研究院的副院長馮靜博士對玉柴的電控技術(shù)做了介紹。
原來早在1999年，玉柴就已經(jīng)開始了發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的研究。早在上世紀(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)的電控技術(shù)進(jìn)入中國商用車柴油機(jī)領(lǐng)域之初，相關(guān)技術(shù)基本由國外供應(yīng)商壟斷，為了保護(hù)其自身的最大化利益，國外供應(yīng)商對國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)設(shè)置了一系列限制，使得國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)無法觸及其核心技術(shù)，所有與電控技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用、匹配、標(biāo)定都不得不依靠國外供應(yīng)商，且為此支付巨額的開發(fā)費(fèi)用。
玉柴從1999年開始除了開發(fā)電控發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品以外，還致力于對電控系統(tǒng)集成技術(shù)、電控發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)、電控發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用匹配技術(shù)的研究，通過自主摸索及與高校、院所合作共同探索等方式，率先掌握了電控發(fā)動(dòng)機(jī)的集成技術(shù)、標(biāo)定技術(shù)和應(yīng)用匹配技術(shù)，一舉打破了國外供應(yīng)商的技術(shù)壟斷，將原有千萬級別的開發(fā)費(fèi)用削減到百萬、十萬甚至免費(fèi)。
隨著對電控技術(shù)研究的深入，玉柴已不滿足于電控發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)和應(yīng)用匹配技術(shù)的研究，開始進(jìn)行控制器的研究，特別是控制器軟件開發(fā)?？刂破魇请娍叵到y(tǒng)的核心，相當(dāng)于電控系統(tǒng)的指揮系統(tǒng)，掌握了控制策略就擁有了電控系統(tǒng)匹配、應(yīng)用的自主權(quán)。
此外，在電控系統(tǒng)集成技術(shù)的研究中，玉柴不再只是將供應(yīng)商提供的打包方案簡單的應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)上，開始進(jìn)行自主零部件設(shè)計(jì)、選型，自主集成整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)，對系統(tǒng)技術(shù)方案和系統(tǒng)零部件的選型擁有充分的話語權(quán)、決策權(quán)和主動(dòng)權(quán)。
目前，馮博士說，目前玉柴獨(dú)立自主開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的、并更適合中國國情的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制器YCECU、SCR后處理控制器YCDCU和天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制器YCGCU，并已投放市場。
除此之外，插電式混合動(dòng)力、車聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的商業(yè)化，也使玉柴更加深入地掌握了發(fā)動(dòng)機(jī)的電控技術(shù)。
燃燒與性能開發(fā)：打造最可靠最省油的產(chǎn)品
負(fù)責(zé)玉柴的燃燒與性能開發(fā)的林鐵堅(jiān)博士是玉柴的“高帥富”。對發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與性能開發(fā)的已潛心研究多年。他說，燃燒與性能開發(fā)是發(fā)動(dòng)機(jī)最根本的核心技術(shù)之一，直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、油耗、可靠性、耐久性，就是說是和客戶感受最密切的。
林博士說，目前，歐洲和北美分別實(shí)現(xiàn)了滿足歐VI和US2010排放法規(guī)技術(shù)突破后，都將降低油耗做為了最主要的開發(fā)目標(biāo)。
要實(shí)現(xiàn)低油耗，低排放，就必須對燃油噴射系統(tǒng)，進(jìn)氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)，燃燒室、缸內(nèi)流動(dòng)組織進(jìn)行綜合優(yōu)化。其中，必須進(jìn)行大量的試驗(yàn)、開發(fā)才能實(shí)現(xiàn)。所以，簡單地說中國發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)是對國外的簡單模仿，是非常不科學(xué)的說法。
林博士介紹，要降低整車油耗，其實(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)上，就必須降低發(fā)動(dòng)機(jī)的自身摩擦損失、降低整機(jī)重量，還要加強(qiáng)燃燒系統(tǒng)的開發(fā)，在與整車匹配時(shí)，要注意減少進(jìn)排氣阻力，優(yōu)化變速箱、后橋、輪胎等動(dòng)力系統(tǒng)的匹配。
為了降低整車的油耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，玉柴針對不同的市場開發(fā)出了不同的產(chǎn)品。比如客車專用發(fā)動(dòng)機(jī)、工程機(jī)械專用發(fā)動(dòng)機(jī)等，這些都體現(xiàn)了玉柴在燃燒和性能開發(fā)方面的成績。
針對未來的發(fā)展，林博士說，目前，在應(yīng)用的柴油機(jī)最高熱效率水平基本保持在43~45%，未來的目標(biāo)是提高到50%~55%。
當(dāng)然，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展是各項(xiàng)技術(shù)的全面發(fā)展。林博士說，必須要有先進(jìn)的燃燒系統(tǒng)、增壓及空氣管理、摩擦阻力的降低、發(fā)動(dòng)機(jī)附件的優(yōu)化、動(dòng)力總成匹配優(yōu)化等，這些玉柴都已經(jīng)在著手開展，爭取攻克更多的核心技術(shù)。
排放控制：發(fā)動(dòng)機(jī)排放的最后一道關(guān)卡
林鐵堅(jiān)博士在介紹燃燒與性能開發(fā)的時(shí)候，他談到，在發(fā)動(dòng)機(jī)自身開發(fā)時(shí)，為了滿足當(dāng)前的排放法規(guī)，必須把顆粒物降低，但是一般情況下，氮氧化物都會相應(yīng)提高。那么為了控制氮氧化物的排放，就必須實(shí)施排放控制。
對于排放，陶澤民博士說，目前的柴油機(jī)排放物主要由一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸?、顆粒物組成。在歐IV排放法規(guī)執(zhí)行之后，要使排放符合國家標(biāo)準(zhǔn)，就必須使用后處理系統(tǒng)。為了讓這些有害物質(zhì)不能排放到空氣中，行業(yè)運(yùn)用比較多的后處理系統(tǒng)有SCR（選擇性還原催化器）、DOC（柴油氧化催化器）、GOC（燃?xì)庋趸呋鳎?、POC（顆粒氧化催化器）、DPF（顆粒捕集器）。
國4 階段在后處理系統(tǒng)主要應(yīng)用SCR或DOC+ POC的技術(shù)路線。到以后京5和歐VI的排放法規(guī)階段，會應(yīng)用到DPF的技術(shù)路線。
為了減少污染物的排放，從國0~歐VI玉柴都應(yīng)用了不同的技術(shù)。陶博士用YC6J（原6105）這款發(fā)動(dòng)機(jī)介紹玉柴在應(yīng)用技術(shù)方面的努力。在國0階段，YC6J是自然吸氣，使用了A型油泵。國1階段，玉柴應(yīng)用了增壓器，提高了噴油壓力。國2階段，使用了中冷增壓技術(shù)，噴油壓力進(jìn)一步提高。國3階段，使用了四氣門技術(shù)和電控系統(tǒng)，使燃燒更加精確、有效，國4階段，增加了SCR系統(tǒng)，國5階段，SCR的效率更高。到京5以及歐VI階段，增加了DPF系統(tǒng)。
在執(zhí)行不同排放法規(guī)的每一階段，玉柴都是行業(yè)率先發(fā)布符合最新排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，說明在排放控制技術(shù)上玉柴在行業(yè)的領(lǐng)先地位。陶博士還說，歐VI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)市場化方面玉柴已經(jīng)解決了很多難題，比如油耗和耐久性的問題。目前，我們已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，只要市場有需求，我們就能提供產(chǎn)品。
