(编辑 危红媛 王同金)2016年度“中国物流与采购联合会科学技术奖”近日公布,共评出奖项194项:科技发明奖3项(一等奖1项,二等奖2项);科技进步奖191项(一等奖26项,二等奖72项,三等奖93项)。其中,机械学院姚春德教授团队完成的“柴油重卡用柴油/甲醇组合燃烧技术”项目荣获科技发明二等奖。
柴油机是国家交通运输、工农业机械以及国防等主导动力,每年消耗的柴油量超过全年商品燃油消耗总量60%以上。另外,由于油品质量参差不齐导致重载柴油车的微粒排放较高,使柴油车排放成为我国雾霾天气频发的主要诱因之一。另外,我国的能源资源特点是“缺油、少气、相对富煤”,一方面大量的石油需求造成石油进口的对外依存度不断攀升,能源安全得不到保障;另一方面我国的甲醇产能虽居世界首位,却形成甲醇产能大量富余的很不合理局面。甲醇的生产原料丰富,煤炭、天然气、焦炉气,甚至是二氧化碳。在工业上难以利用的劣质煤炭,也可用于生产甲醇。甲醇是低碳燃料,自身含氧,燃烧非常清洁,在柴油机上应用,不仅可以减少柴油消耗,更可以减少有害物质排放。因此,开发甲醇在内燃机上替代石油,对于充分利用煤炭资源,提升我国能源安全具有重要战略意义。
在国家自然科学基金和科技部高新技术项目(863)的支持下,经过10余年的努力,姚春德教授团队提出并系统地研究了“柴油甲醇二元燃料燃烧”理论,攻克了甲醇不能在压燃式柴油机上应用的技术藩篱,终于实现了甲醇在不同类型柴油机上的成功应用,取得了在动力性与普通柴油机相同的前提下,燃料经济性提高10%以上,且无需尿素辅助即可满足国IV以上排放法规要求的优异成果。
截止目前,该技术已在全国12个省和2个直辖市超过100辆重型柴油车上应用,正在向全国范围内推广。实际应用过程中,该技术在保证发动机动力性与原机相当的前提下能实现甲醇对柴油30%以上的平均替代率,甲醇对柴油的替换比能达到1.3左右(理论替换比为2.16),综合节省燃料成本10%-20%左右;大幅降低烟度排放,车辆加速冒烟现象得到有效改善;该技术在给用户带来经济效益的同时,也为国家能源结构的调整以及环境的改善做出了积极的贡献。