近日,《科普時報》推出特別報道“國家工程師帶你看強國密碼”,聚焦玉柴在內(nèi)燃機零碳排放技術(shù)領(lǐng)域取得的創(chuàng)新成果。報道指出,為助力“雙碳”目標實現(xiàn),玉柴研發(fā)團隊攻克關(guān)鍵技術(shù),成功研制出我國現(xiàn)今最大排量、最大功率的燃氫發(fā)動機YCK16H。目前,搭載該發(fā)動機的整車已實現(xiàn)穩(wěn)定運行,標志著玉柴突破了商用車領(lǐng)域燃氫發(fā)動機燃燒關(guān)鍵技術(shù)和應用瓶頸,帶動中國內(nèi)燃機行業(yè)邁入零碳排放能源動力系統(tǒng)賽道。
報道全文如下
相信很多人都沒見過內(nèi)燃機的“真面目”,更別提燃氫發(fā)動機了。但這份“不常見”,反而讓我更難忘記——燃氫發(fā)動機YCK16H成功點火的那一刻,從心底涌出來的喜悅和激動。
那是2022年6月30日,在玉柴高效節(jié)能環(huán)保內(nèi)燃機國家工程研究中心的實驗室,當YCK16H成功點火時,團隊每個人的臉上都露出了欣慰的笑容。
這標志著我們突破了商用車領(lǐng)域燃氫發(fā)動機燃燒關(guān)鍵技術(shù)和應用瓶頸,帶動中國內(nèi)燃機行業(yè)從此邁入了零碳排放能源動力系統(tǒng)賽道,為國際內(nèi)燃機行業(yè)的“中國智造”添加了重要一員。
我先為大家拆解下YCK16H這個名字的含義:YC代表玉柴;K是玉柴的發(fā)動機平臺,也就是對應的技術(shù)路線;16指的是16升排量;最后一個H很關(guān)鍵,代表燃料是氫氣。作為我國最大排量、最大功率的燃氫發(fā)動機,它的最大馬力能到560馬力。如果用日常能見到的車做參照,這560馬力相當于高性能燃油車里的高端跑車或中大型SUV的水平,或者重型卡車、城市公交、工程機械的動力級別。
提到發(fā)動機領(lǐng)域的“減碳選手”,純電、燃料電池常被熱議,可還有一位能適配重型機械的“潛力股”較少被提及——燃氫發(fā)動機,以氫氣為主要燃料,其燃燒極限寬、點火能量低、碳排放為零。
國務(wù)院出臺的《2030年前碳達峰行動方案》明確要求,在2030年非化石能源的使用比例要達到25%,積極擴大包括氫能在內(nèi)的清潔能源在交通運輸領(lǐng)域的應用。
為了積極響應“雙碳”目標,內(nèi)燃機行業(yè)必須變革。而在重型牽引車、載貨車、礦用車、發(fā)電等用途的場景,終端產(chǎn)品對動力源的單位體積或單位質(zhì)量的功率密度要求高,而氫內(nèi)燃機相對純電動、燃料電池等產(chǎn)品,在環(huán)保、兼容性、能量密度等方面具備明顯優(yōu)勢。
作為玉柴燃氫發(fā)動機研發(fā)項目的主導者,我?guī)ьI(lǐng)技術(shù)團隊輾轉(zhuǎn)調(diào)研國內(nèi)多個地區(qū),充分了解行業(yè)情況后,決定研發(fā)燃氫發(fā)動機,助力實現(xiàn)“雙碳”目標。
當時,全球的燃氫發(fā)動機研發(fā)都還在“摸索階段”,不光技術(shù)積累少得可憐,連可參考的經(jīng)驗都沒多少,我們幾乎是一腳踏進“從零開始”的賽道。
燃氫發(fā)動機YCK16H的研發(fā),難度非常大。在燃料、關(guān)鍵零部件、增壓技術(shù)、控制技術(shù)等方面,我們的工作都面臨諸多挑戰(zhàn)。
其中,最大的挑戰(zhàn)來自氫氣。因為氫氣燃燒速度非常快,所以很容易在發(fā)動機進氣道發(fā)生回火,或者在缸內(nèi)發(fā)生早燃及爆震。如果不解決這些問題,就無法使其高效運行。
為此,我們進行了大量的仿真試驗,模擬燃燒系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)內(nèi)氫氣的流場運動。一遍遍調(diào)整、測試,終于掌握了控制氫氣燃燒的“金鑰匙”,把這最硬的“骨頭”啃下來了!
基于YCK16H項目,我們攻克了燃氫發(fā)動機燃燒系統(tǒng)、高精度的空燃比控制、點火控制、爆震保護控制等全自主的控制系統(tǒng)技術(shù),氫燃料系統(tǒng)設(shè)計、氫燃料發(fā)動機關(guān)鍵零部件材料等一個又一個技術(shù)難題……
更關(guān)鍵的是,通過研制燃氫發(fā)動機,我們逐步建立了全新的低碳、零碳燃料研發(fā)體系和產(chǎn)品平臺,開發(fā)出柔性燃料發(fā)動機技術(shù),為其他低碳或零碳發(fā)動機的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。同時,我們在增壓技術(shù)、控制技術(shù)、熱管理等方面的研究成果,對于燃料電池、燃料電池車輛,以及其他動力源形式車輛的開發(fā)都有較好的借鑒意義,進一步推動了行業(yè)進步。
如今,搭載著燃氫發(fā)動機YCK16H的整車,正穩(wěn)穩(wěn)地奔馳在道路上,氫內(nèi)燃機的實車示范運行已經(jīng)拉開序幕。這背后,是中國氫內(nèi)燃機正式邁入產(chǎn)品示范應用階段,更是中國汽車產(chǎn)業(yè)在零碳燃料領(lǐng)域,交出了一份“突破答卷”。
燃氫發(fā)動機YCK16H的成功研發(fā),不光讓內(nèi)燃機行業(yè)直接邁入零碳時代,重型卡車這些“貨運主力”也終于用上了零碳燃料。燃氫發(fā)動機不僅氫能利用效率高,解決了純電系統(tǒng)的里程焦慮,而且充氫比燃油車加油的時間還短。這意味著:未來的貨運更環(huán)保、更便宜,你網(wǎng)購的生鮮、日用品等,也許就要由“氫卡車”送貨到家了!
裝備制造是制造業(yè)的脊梁、是國之重器。從燃油到燃氫,是一條艱難但光榮的“碳”路之旅。攻堅克難,建設(shè)制造強國,這既是我們的夢想,也是我們的使命。
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