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“柴油机混合率与化学反应率协同控制技术及应用”获得国家技术发明二等奖
文章来源: 发布日期: 2012-10-30 浏览次数: 12567

1月14日上午,国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行。其中,以实验室苏万华教授等为主要完成人的“柴油机混合率与化学反应率协同控制技术及应用”获得国家技术发明二等奖,实现了我室在国家级科技奖励项目上的又一次突破。

“节能与减排”是内燃动力工程发展中的两大主题。内燃机作为最重要的动力机械,消耗石油的66%,是城市大气的主要污染源(占50%以上)。因此,开发高效、清洁内燃机是国家的重大需要。由于柴油机热效率高,耐久可靠,广泛应用于汽车、工程机械和农业机械。在柴油机新技术的探索中,燃烧技术是柴油机的核心技术,是提升产品水平的关键。

世界发达国家较早开展了内燃机排放控制研究,制定了分阶段严格的排放法规。美国自上世纪七十年代就开始了汽油机排放限制,但由于柴油机燃烧技术的复杂性,直到八十年代末才开始分阶段执行欧0、欧I、欧II、欧III……的排放法规。我国则由于各种原因直到2000年才开始推行国I(相当于欧I)排放法规。迫于环境问题的压力,我国在排放法规的进度方面采取了奋起直追、尽快与"国际接轨"的政策。但在追求这个目标的过程中,技术是关键。许多企业不得不付出高昂的代价去购买国外的"技术",国外有关技术咨询公司采取"留一手"的商业策略,一个技术只能解决一个机型的问题,一个技术只能满足一个排放法规阶段的要求。造成"重复引进,反复引进"的被动局面。

柴油机高效清洁燃烧新技术是在国家攀登计划项目"直喷式柴油机燃烧室近壁浓混合气分布及其对燃烧过程影响的研究"(1992-1997)、国家攻关计划项目"柴油机电子控制燃油系统"(1997-2000)、国家清洁汽车行动项目"双燃料天然气发动机"(1998-2001)、国家自然科学基金重点项目"车用柴油机新概念燃烧过程研究"(1999-2002)和连续两轮’973’项目"新一代内燃机燃烧理论与石油燃料替代途径的基础研究"(2001-2006)和"均质压燃、低温燃烧新一代内燃机燃烧技术的基础研究"(2007-2011)等项目持续支持下,经过近20年的工作积累完成的。本成果创新提出"燃烧边界条件与燃料化学特性协同控制理论"和"柴油机燃烧过程燃烧路径控制理论。在新燃烧理论的指导下,发明了"高混合率燃烧室"技术,实现了油气快速混合;发明了"多脉冲柴油喷射"技术,一个循环可多达10次燃油喷射,实现燃烧室内燃料时间和空间分布控制;发明了"预混压燃稀扩散复合燃烧"技术,提出了燃烧过程湍流混合时间尺度与燃烧化学反应时间尺度耦合控制策略;为适应国IV等更严格排放法规,提出了高强化柴油机"高密度-低温燃烧"技术。在我国柴油机从无排放法规到国I、国II、国III、国IV法规快速进步的过程中,在国家日趋迫切的节能和环保重大需求推动下,上述理论和技术发明,形成了完整系统的柴油机高效清洁新燃烧技术。特别是原创性地提出了柴油机高密度低温燃烧技术,在国际上率先开发了取消复杂后处理器的国Ⅳ和国Ⅴ柴油机,完全摒弃了欧美的技术路线,处于国际同类产品的领先水平,实现了我国柴油机核心技术的跳越式发展。本成果申请国家发明专利7项,已授权4项,获软件著作权11项。

本成果突破了国外知识产权壁垒,实现了我国柴油机核心技术的产业化。仅最近3年,本技术在我国柴油机行业最大的两家龙头企业潍柴动力股份有限公司、广西玉柴机器股份有限公司以及天津雷沃动力股份有限公司的35种型号、60余万台重型车用柴油机上得到应用,新增利润43.49亿,创汇4000万美元。取得重大经济效益和社会效益。

 

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