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清洁、高效、大‘da’功率 国产柴油“心脏『zang』”驱动船(chuan)舶和发电〖dian〗机组

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分类:科技

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◎本报记者 刘 昊 通讯员 曹万万

位于青海省海南藏族自治州兴海县的鄂拉山隧道,海拔4400米,全长9330米,是天下最长的高原冻土公路隧道。

在4400米、零下15℃的高海拔、高严寒恶劣环境下,高速大功率发电动力一次启动乐成并延续高效运行,为隧道用电提供支持,保障了隧道维护职员的正常作业和来往车辆平安。

这项先进手艺来自广西玉柴机械股份有限公司董事长、高级手艺照料沈捷主持完成的“高速大功率低排放船用和发电用柴油隐秘害手艺及应用”项目。该项目重点开发可知足IMO T3(国际海事组织制订实行的船舶机械第三阶段排放尺度)和非蹊径国4(非蹊径移念头械执行的第四阶段排放尺度)排放律例的高效节能环保发念头,填补了海内200毫米缸径高速大功率发念头的空缺,并推动了中国船用及发电用柴油机先进手艺的生长。

从海上船舶到通讯系统,从公共系统到医疗教育,从重大工程到应急抢险,该项目产物普遍应用于各领域。克日,该科技功效获得了2020年度广西科学手艺奖手艺发现类一等奖。

高速大功率动力领域被入口品牌垄断

“我们的产物对可靠性要求异常高,只思量入口品牌。”项目组在国产高速大功率柴油机前期市场调研历程中,客户曾这样回复。对此,广西玉柴机械股份有限公司副总工程师、船电动力研发所所长黄永仲念兹在兹。

近年来,随着社会经济的快速增进以及我国加速建设海洋强国和“一带一起”建设的实行,货船、渔船、工程船、客船和公务船等船舶对于大功率柴油机的需求量逐年增添,而且逐渐向大型化生长。

然而,在2013年以前,单机功率在1000千瓦以上的高速柴油机领域,多被卡特彼勒、康明斯、铂金斯和三菱重工等入口发念头品牌垄断。

那时刻,中国企业从外洋引进高速柴油机允许证生产手艺,要贴上外洋企业的商标,而且每生产一台都要给允许证方交允许费。

“那时,国产大功率柴油机基本上都是引进外洋手艺的形式,总体手艺水平相对落伍,存在功率笼罩不全以及系列化水平低等问题,部门要害零部件仍依赖入口。”黄永仲告诉科技日报记者。

痛定思痛,要打破对外洋产物的依赖,研制具有自主知识产权的高速大功率柴油发念头势在必行。

作为我国国民经济和国防建设的主要基础产业和重大需求,内燃机产业手艺麋集、关联度高、产业链长。而高速大功率手艺是柴油发念头领域的明珠,要想突破谈何容易。

“由于高速大功率柴油机在交通运输、工程机械、船舶及发电机组等领域用途的特殊性,在未来相当长的时间内,高速大功率柴油机仍然会占有主导职位。”黄永仲说,同时随着产物系统电气化、产物生长智能化、能源排放绿色化的加速演进,传统内燃机行业面临着亘古未有的挑战,只有不停突破手艺瓶颈才可以实现可延续生长。

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高性能气缸盖的研发突破传统头脑

2013年,“高速大功率低排放船用和发电用柴油隐秘害手艺及应用”项目立项。研发一最先,项目组就遇到了难题。

“这是我们第一次涉足200毫米缸径的大缸径柴油机,其中,气缸盖是最为主要的零件之一,设计开举事度大,牵涉到整机燃油经济性、油耗、可靠性问题。”广西玉柴机械股份有限公司C平台柴油机整机设计首席总师李伟说。

李伟先容,那时海内的200毫米缸径及以上产物开发年月久远,强化水平低,难以做到1500转/分钟(rpm)甚至更高转速。直径200毫米高性能气缸盖的设计开发在海内没有乐成履历可循,外洋发念头厂家对于相关手艺参数更是守口如瓶。

早先,项目组将气缸盖设计成摇臂轴支座与气缸盖星散式的传统结构,然而试验效果不尽如人意,缸盖垫片存在密封不严的渗漏问题。项目组用了整整两周时间举行了大量深入剖析,并制订了几种方案。“而其中最让人寄予厚望的一种组合方案,在发念头500小时可靠性试验举行至470小时的时刻,一个细小气泡的泛起再次击碎了所有人的希望。”李伟说。

在人人一筹莫展之际,项目组一位成员提出来,能否仅将缸盖顶部缸盖罩密封面抬高处置,这样起到提高缸盖强度作用,又不至于增添太多重量。经由集中讨论之后,团队一致以为,该方案突破了传统头脑,到达了一举多得的效果。

最终的试验效果没有让人失望。“在延续两轮各500小时累计1000小时的可靠性试验历程中,没有再泛起缸盖密封失效问题,市场小批投放累计使用10000余小时的现实应用也未泛起渗漏问题,缸盖的密封问题获得圆满解决。”李伟说。

普遍应用于船舶和陆用发电领域

争分夺秒的火神山医院建设工地,通明不熄的灯火,展示了惊人的“中国速率”。

2020年2月2日,湖北省武汉市重点建设的两家集中收治新型冠状病毒熏染者的医院之一——火神山医院正式交付,用时不到10天。

在成千上万网友化身“云监工”关注的火神山医院建设工地,数十台配套高速大功率柴油机的发电机组为医院的工程建设和后续的正常运作提供了足够的电源保障。部门机械从2020年1月尾就投入使用,在外电接通供电前,作为常用电源,支持着火神山医院的各方面建设,延续无故障昼夜运营。

“为武汉市火神山和雷神山医院建设提供电力保障的发电机组就应用了项目研发的高速大功率低排放要害手艺。”广西玉柴机械股份有限公司16VC/20VC柴油机整机设计高级主任工程师陈悦博士说。

陈悦先容,项目独创性地发现了围栏式气缸盖结构和矩形框架式气缸套支持结构,实现了主架构优化,解决了高功率密度发念头带来的结构变形、磨损和热疲劳等共性问题,实现高强度、轻量化和高可靠性,该专利手艺为海内首创。同时,还发现了插入式电控单体泵手艺,解决了高速大功率柴油机调速性差、加载能力弱、响应慢、并机联动性差的手艺难题,引领了海内发电机组的瞬态加载、电控系统冗余和发电机组并机手艺的生长,推动了行业手艺的提高。

此外,项目在高效清洁燃烧手艺方面也有所突破。陈悦示意,项目从燃烧系统匹配手艺、四气门手艺、高效增压手艺和高效冷却手艺等方面来实现性能优化,使得高速大功率柴油机的性能及排放控制与外洋先进水平同步。

现在,在船用市场方面,项目开发的YC6C、YC12VC、YC16VC等机型已普遍配套内河、近海及远洋船舶的主机和辅机,应用市场包罗海内的各大内河流域和沿海各省市口岸,以及欧洲区域等外洋市场。在陆用发电方面,相关平台产物可配套种种用途的高性能发电机组,并应用到政府机关、医院、大型阛阓、商务楼宇、商业中央和数据中央等。

“在前不久遭遇洪涝灾难的河南,相关发电机组为医院、住民小区等的正常运转提供用电保障,再次施展了主要作用。”陈悦说。

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    2021-09-13 00:05:00 

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    2021-09-19 00:02:14 

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