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柴油機低噪聲技術獲科技進步獎

     2016年1月份,由天津大學、濰柴、玉柴共同承擔的項目《柴油機低噪聲設計關鍵技術及應用》(以下簡稱“柴油機低噪聲項目”)榮獲“2015年度國家科學技術進步獎”二等獎。

  凡是能夠獲得國家科學技術進步獎,必然是在某一領域有突出創新成果,且產業化應用效果顯著。1月11日,該項目主要完成人、天津大學機械學院教授舒歌群在接受《中國汽車報》記者采訪時說:“經過20多年的研究,10多年的產業應用,該項目的創新技術已在濰柴、玉柴等7家企業、36款178.4萬臺柴油機上得到應用,協助我國發動機生產企業10年內跨越歐洲噪聲法規3~4個技術階段,對我國發動機工業的技術進步產生了積極的推動作用。”

  

  天津大學助力國產柴油機跨越歐標

  “如果噪聲控制達不到國標,柴油機是無法銷售的;達不到國際標準,出口也是不可能的。”舒歌群告訴記者,目前搭載該技術的發動機產品已銷往國際市場,可以說,該技術成果協助我國發動機企業在10 年內跨越歐洲噪聲法規3~4 個技術階段。

  據悉,噪聲指標是汽車及發動機生產許可和出口許可的重要指標。目前我國機動車噪聲限值與歐盟現行法規ECE R51/100已經接軌。2005年我國執行汽車新的噪聲標準,這對于我國汽車和發動機企業產生了低噪聲技術應用的強大推動力。為此,天津大學與濰柴、玉柴等國內重型和中型柴油發動機企業展開了緊密合作,對國內柴油機幾十種機型開展了降噪和低噪聲的設計工作。該項目成果的產業化應用離不開企業的支持。早在1993年,玉柴就與天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室建立了聯合技術開發中心。1994年起,天津大學承擔了玉柴引進美國6112柴油機產品的振動噪聲研究工作,后續又開展了多個系列柴油機的減振降噪工作。

  同時,自2000年以來,濰柴也與天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室建立了振動噪聲聯合實驗室,針對系列車用和非道路車用柴油機的整機降噪工作開展了合作研究。佟德輝告訴記者,這些年,濰柴在產學研結合方面一直做得很好,也取得了比較好的成果。以舒歌群教授為首的天津大學研究團隊在柴油機低噪聲領域有專長,雙方保持了長期的緊密合作。

  2010年5月,由天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室牽頭組建了我國第一個由高校牽頭的“節能環保內燃機產業技術創新聯盟”,該聯盟包括了高校、研究所、企業,濰柴、玉柴都是參與單位,振動噪聲是該聯盟的主攻方向之一。

  降噪研究工作不是孤立開展的,必須考慮發動機成本、重量、油耗、排放等多方面因素的綜合影響。在各方面限制因素下獲得發動機的低噪聲水平,這是柴油機企業在項目研發過程中面臨的主要困難。林鐵堅表示,依靠天津大學的基礎研究實力和玉柴的工程化能力,經過努力總能較好地克服上述困難。

經過178.4萬臺柴油機的檢驗

  2014年,中國機械工業聯合會組織的專家鑒定認為,柴油機低噪聲項目的總體技術達到國際先進水平,在曲軸三維復合減振技術方面居國際領先水平。“這一項目研發出抑制內燃機燃燒粗暴性的燃燒噪聲控制技術,提出內燃機軸系三維振動復合減振及低噪聲結構設計柴油機整機隔振和基于微粒過濾器的排氣消聲設計方案。”這是舒歌群對外匯報項目成果的介紹。幾十年來,舒歌群一直在學校從事低噪聲控制技術的研究工作,以舒歌群為首的天津大學研究團隊、濰柴及玉柴三方合作在柴油機低噪聲控制方面的成果顯然不會如此簡單。“獲獎項目的很多研究工作是以玉柴機型為載體開展的。可以說,天津大學開展了大量的基礎研究工作,玉柴承擔了工程化的實現。”1月12日,玉柴股份工程研究院副院長林鐵堅詳細介紹了該項目技術成果的獨創性。他認為,一是扭振減振器加調頻減振器復合減振;二是利用廢氣再循環抑制柴油機瞬態燃燒噪聲;三是結合動力總成整體模態、質量、慣量分布特性的懸置系統與結構優化設計;四是內燃機排氣微粒過濾器插入損失的計算模型等方法,有效降低了發動機瞬態燃燒噪聲和結構振動噪聲。

  據了解,該項目的技術成果已在玉柴YC6L、YC4F等4個機型上應用。林鐵堅表示,YC6L、YC4F等系列機型是玉柴市場銷售的主力機型,同時也衍生了6J/6A/4FA等多個平臺機型,都采用類似的降噪技術,銷量足以說明市場的認可度。獲獎項目成果是一套創新的關鍵技術和方法,這些相關技術肯定會繼續在后續機型開發中應用。

  同時,濰柴動力副總裁佟德輝也在1月11日的采訪中說道:“該研究成果已經在濰柴生產的各個系列車型得到應用。”在柴油機低噪聲控制領域,濰柴一直與天津大學保持密切合作。

  舒歌群還向記者表示,粗略估算,10年來,應用該降噪聲技術的柴油機已占我國重型載貨汽車柴油機產量的50%、重型工程機械柴油機產量的70%及客車柴油機市場的55%。

  好技術仍需落在產品上

  想法再好,也要落實到產品上。“濰柴、玉柴在該技術成果的產業化應用上做出了重要貢獻。”舒歌群告訴記者,“這個過程不是企業要做什么配合,而是大學和科研單位以及企業都要認識到自身的定位和責任,共同協作。”在舒歌群看來,產學研相結合是科研、教育、生產不同社會分工在功能與資源優勢上的協同與集成化,是技術創新上、中、下游的對接與耦合。產學研合作是推進我國汽車工業科技進步,提高自主創新能力的必由之路。

  誠然,內燃機產品的研發涉及面非常廣,隨著排放法規的不斷加嚴,對新技術研究和應用的要求也越來越高,因此需要內燃機企業不斷加強校企合作,并和相關研究機構開展聯合研發工作,以確保在前沿技術領域保持領先優勢。像濰柴、玉柴這樣的中國發動機行業領先企業,都在積極推動行業的技術進步,企業之間合作及各大科研院所進行產學研的結合,期望推動發動機的技術進步。


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