再破纪录,柴油机极限再提升!2024 年4 月20 日,在天津召开的2024年世界内燃机大会上,潍柴动力发布了全球首款本体热效率高达53.09% 的柴油机。这一里程碑式的成就,不仅标志着中国内燃机行业再次屹立于全球科技之巅,也引领着中国高端装备制造业向世界一流水平迈进。
潍柴动力,这个始终在创新道路上不懈探索的企业,一次又一次地刷新着行业的纪录。从本体热效率相继突破50%、51%、52%,到如今的53%,潍柴连续4 次创造了世界纪录,极大地提升了中国内燃机在全球舞台上的影响力。这不仅是潍柴的荣耀,更是中国“新质生产力”发展的生动体现。
绿色低碳:新质生产力的重要特征
内燃机产业虽是传统产业但不等同于落后产业,发展新质生产力、培育和壮大战略性新兴产业也不是简单地抛弃传统产业。潍柴动力董事长谭旭光曾多次表示,柴油机永远不会消失,特别是在大型设备和远程运输领域,其必要性更是不容忽视。
而通过科技创新重塑传统产业特别是传统制造业的竞争优势却是非常必要的。柴油机问世127 年来,全球行业科技工作者始终把热效率的提升作为毕生追求的梦想:更高的热效率意味着发动机可以更有效地将燃料转化为动力,减少了燃料消耗,降低了运营成本。
根据目前中国柴油机保有量的估算,与45% ~ 46% 的热效率水平相比,达到53% 热效率的柴油机在经济性上能提升14% 左右。在微观层面,以重型牵引车每年行驶25 万km 为例,这样的提升每年大约可以节省柴油1.2 万L。鉴于当前柴油市场价格约为7.8 元/L,这意味着车主每年可节省费用约9.36 万元;在宏观层面,提升热效率不仅能大幅度减少石油等能源的消耗,对于缓解能源危机和保护有限的自然资源具有积极意义,还能显著减少二氧化碳排放。与市场现有的主流产品( 热效率在45% ~46% 之间) 相比,若全面推广53% 热效率的柴油机,预计每年可节约燃油约3 100万t,同时减少碳排放约9 700万t。
此外,高热效率的发动机通常往往采用更为先进的技术,这些技术不仅能够减少发动机的磨损,从而延长其使用寿命,还能降低长期的维护成本。同时,热效率提升往往伴随着发动机性能的显著跃升,如功率和转矩的增加,还将直接提高运输效率。
科技创新:发展新质生产力的核心要素
近年,随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展,国际科技和产业竞争日益激烈,并逐步向基础研究前沿推进。新兴产业与未来产业的蓬勃兴起,高度依赖于基础研究的原创性突破。在此背景下,柴油机热效率的提升便成为了技术创新与基础研究深度融合的典范。
柴油机热效率的提升,离不开对燃烧过程、热传导、流体力学等基本原理的深入探索与研究。潍柴动力作为行业领军企业,基于B701 正向研发流程,从内燃机的底层架构到细节零部件的打磨,再到核心系统的优化,全面展开了技术创新与升级。在52% 热效率柴油机的基础上,潍柴动力针对燃烧、空气、燃油、摩擦等4 大关键系统,实现了基础研究和原创开发的重大突破。
具体而言,潍柴动力创新性地开发了4 大关键核心技术:高膨胀燃烧技术,通过优化燃烧过程,使得燃烧效率提升3.5%,进而推动热效率提升0.3 百分点;混流增压技术,其压端效率高达86.7%,涡端效率也达到83%,为热效率贡献了0.25 百分点的提升;高效燃油喷射技术,借助WISE 自主ECU,大流量无泄漏喷油器及低功耗燃油泵,实现了热效率0.2 百分点的提升;低阻减摩技术,则通过采用低流量曲轴等关键零部件,降低了摩擦损失,使热效率再提升0.15 百分点。这些技术的综合应用,成功将柴油机本体热效率提高了1 百分点,全球首次突破了53% 的热效率大关,引领了柴油机技术的革新与发展。
值得注意的是,近年来,研发投入强度已成为考核国有企业创新能力与竞争力的重要指标之一。潍柴动力在科技创新方面的投入力度持续加大,根据公司2023 年度报告,研发费用高达80.4亿元,创历史新高,同比增长4.06%。此外,潍柴动力全年研发投入资本化率也达到了10.44%,显示出其研发成果转化的高效性与强大实力,在行业中处于领先地位。
全要素生产率:发展新质生产力的动力源泉
新质生产力,在科技进步、创新与知识经济的浪潮中应运而生,它是对传统生产力概念的一次深刻拓展。这一新定义不仅涵盖了物质生产力(如机器、设备、原材料等),更将知识、技能、信息及创新能力等非物质性生产要素纳入其中,共同构成了推动经济社会发展的新动力。
在生产力的三要素——劳动者、劳动资料和劳动对象中,人始终是最具活力的核心。没有人力资本的持续积累和质的飞跃,没有与现代科技进步、产业发展紧密契合的高素质人才队伍,新质生产力的形成与发展便无从谈起。人才,作为非物质性生产要素的重要载体,是支撑产业链、创新链、资金链的关键力量,不断激发并转化为推动经济社会发展的新动能。
潍柴动力的实践为此提供了生动的例证。自2015 年起,潍柴动力便组建了一支由上百名青年博士、千名工程师构成的高热效率发动机科研攻关团队。他们依托内燃机与动力系统全国重点实验室的强大平台,在国家重点研发计划的支持下,携手国内外顶尖智力资源和产学研合作伙伴,围绕高效燃烧、低阻力和低损耗等关键技术难题展开深入攻关。在不借助任何余热回收装置的情况下,潍柴动力成功实现了柴油机本体热效率的持续提升。
潍柴动力的人才规划同样引人注目。早在2022 年10 月潍柴动力科学技术研究总院揭牌仪式上,谭旭光也向业界透露了潍柴的人才规划:潍柴将大幅增加科技人员数量,国内科技人员从1 万人增长到2 万人以上,海外科技人员从3 000 人增长到5 000 人,博士团队从500 人扩大到1 000 人,旨在打造一支全球领先的研发军团。这一规划不仅体现了潍柴对人才的高度重视,也为其持续的技术创新和新质生产力的培育奠定了坚实基础。
潍柴动力连续4 次突破柴油机热效率世界纪录的壮举,正是其全要素生产率不断提升的直接体现。这一成就的取得,既离不开潍柴工程师们的辛勤付出和集智攻关,也离不开与全球顶尖院校、科研院所的开放合作,以及与全球产业链供应链的协同创新。潍柴动力的实践充分证明,全要素生产率的提升已成为发展新质生产力的核心动力源泉。
发展新质生产力是科技创新和知识经济发展的必然要求,知识、技能、信息和创新在生产力中的重要性愈发重要。潍柴动力的突破不仅再一次提升了柴油机热效率,更是推动了产业的可持续发展,展现了中国制造业的新面貌和全球影响力,让世界真切感受到我国一流企业的新质生产力。