打探国家级研发平台丨国家燃气汽车工程技术研究中心:“两江造”燃气发动机打响“蓝天保卫战”
发布时间: 2023-10-10 06:12:29    作者:米乐体育m6


  作为两江新区的支柱产业,汽车产业正驶入高水平质量的发展快车道。得益于科学技术创新的持续赋能,今年一季度,两江新区汽车产业完成汽车产值381亿元、同比增长119%、两年平均增速达20%。而在汽车产业一路“飘红”的背后,离不开汽车零部件的研发应用。

  汽车的“心脏”——发动机是如何产出的?面对日益严格的市场要求,汽车产业将如何转变发展方式与经济转型?近日,记者走进位于两江新区的国家燃气汽车工程技术研究中心,揭开这个国家级工程技术研究中心的神秘面纱。

  国家燃气汽车工程技术研究中心是国家科技部批准的首个汽车行业国家级工程中心,依托于中国汽车工程研究院股份有限公司组建,于2002年设立,2006年通过验收,落户两江新区。

  以五个具有国际领先水平的设计开发平台为依托,围绕面向行业、面向主机厂、面向政府三个方向做好技术服务工作。

  中心现有人员208人,打造了一支的高水平创新团队,其中享受政府特殊津贴专家2名,研究员级高级工程师10名、高级工程师15名、工程师52名,博士3名、硕士研究生29名、本科103名。

  自主研发天然气国六汽车电控系统,引领市场新要求,国内累计销售超过10万套;自主研发国六燃气发动机,各项排放指标均比国六限值降低50%以上,已在多款天然气汽车上应用。

  在两江新区长福西路,国家燃气汽车工程技术研究中心(以下简称“工程中心”)的产业化基地内,一台台关键零部件正在批量生产。在这里,天然气汽车发动机和整车产品年销售达10万多件,在国内市场的占有率达40%。

  工程中心是做什么的?“服务于汽车节能减排的国家战略,以突破天然气汽车行业瓶颈的电控核心技术、推动产业高质量发展为目标,形成了完全自主的三大电控系统核心技术和减压器、燃气喷嘴等核心部件产品,并构建了国际先进的共性技术平台。”据技术中心主任葛晓成介绍,工程中心下设技术中心、试验研究部、信息及推广应用部及两个实体化产业重庆凯瑞动力科技限公司、重庆鼎辉汽车燃气系统有限公司,主要有三个研究方向。

  面向行业(关键共性技术探讨研究),中心打造了燃气核心部件研发及评价、汽车整车与发动机燃气化设计开发、燃气汽车与发动机试验研究、燃气汽车与发动机排放控制试验研究和零部件试验设备设计开发平台等5个具有国际领先水平的设计开发平台。

  面向主机厂,中心共为国内外的53家客户开发天然气发动机和整车共计132款,为国内开发燃气汽车车型与发动机数量最多的系统供应商。主要客户包括吉利、长安、奇瑞、福田、长城、铃木、海马、力帆、泰国丰田、泰国三友、伊朗Saipa公司和马来西亚Proton公司等。

  面向政府,中心累计承担国家省部级课题30项,形成了98项产业化成果、25项专利和15项软件著作权。其中,燃气汽车发动机及关键零部件开发及产业化研究成果获得中国汽车工业科学技术进步一等奖。

  “我们已掌握了具有完全自主知识产权的全系列燃气汽车系统技术。”葛晓成和记者说,通过多年的努力,工程中心打破了国外技术垄断,形成了满足整车/整机国六排放水平的完整技术链。

  随着国家汽车排放标准越来越严,对天然气汽车发动机的研发要求也慢慢变得高。针对乘用车燃气发动机电控关键技术,工程中心历时3年自主研发了新一代乘用车燃气发动机电子控制管理系统——天然气国六汽车电控系统。

  据葛晓成介绍,该系统采用高性能32位处理器,按照AUTOSAR架构设计,满足国六排放法规要求,能精准控制燃气喷射量、喷射正时、点火提前角等参数。目前,该系统已实现产业化,国内累计销售超10万套。

  天然气国六汽车电控系统有哪些特点?“主要是在排放控制、动力性能、安全性三个方面有所突破。”葛晓成介绍说。

  在排放控制上,该系统解决了排放控制一致性问题,即通过采集传感器数据,探测系统差异,再通过“自学习”闭环策略,实现系统差异补偿,满足大批量汽车产品都符合国家排放标准的要求。

  在动力性能上,该系统通过技术集成,实现了点火最优控制、燃料消耗最低,比同类天然气汽车的燃料消耗降低11%,赢得了广大出租车驾驶员的一致好评。

  在安全性上,该系统实现了对压力探测、燃气泄漏等方面的安全预警,更加有效地避免了汽车自燃等安全隐患。

  作为工程中心最具代表性研究成果之一,天然气国六汽车电控系统得到了国内国外业界和市场的认可。2018年,该系统产品获得重庆市科学技术进步一等奖,并在哥伦比亚等拉美国家实现整车出口,不仅实现了自主国产化,更走向了世界。

  作为汽车的“心脏”,发动机的重要性不言而喻,其中,发动机排量是研发环节中的重中之重。

  据资料显示,2019年, 全国机动车一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)等四项污染物排放总量为1603.8万吨。其中,汽车排放的污染物超90%。“汽油车主要排放CO和HC,柴油车则主要排放NOx和PM。”葛晓成说,占汽车保有量7.9%的柴油货车,排放了60%的NOx和84.6%的PM,是机动车污染防治的重中之重,“实行国六排放标准势在必行”。

  与国五标准相比,重型车国六规定要求进一步加严,NOx和PM限值分别减低77%和67%。在降低污染排放的同时,排放标准的升级,也促进了排放控制技术与世界标准接轨。

  自2017年起,工程中心开始自主研发国六燃气发动机。据介绍,该发动机采用无EGR的当量比燃烧+三元催化器的技术路线,解决了发动机热负荷高等行业难题。值得一提的是,该发动机的各项排放指标均比国六限值降低了50%以上,具有噪音小、气耗低、污染少、动力强等特点。

  国六燃气发动机成功研发的背后,是工程中心团队夜以继日的辛苦付出。为了达到最优排放量,葛晓成和小组成员经过了500多次测试,连续4个多月都是连轴转。“那时每天都要工作10多个小时。”葛晓成和记者说,单单一个颗粒物排放控制影响因素就有机油灰分、活塞环尺寸结构、测试设备精度等几十个,而且因素之间相互耦合,为达到排放指标,需要反复测试。

  由于国六燃气发动机的技术路线变化很大,工作期间处于热负荷很大,因此发动机耐久性测试显得很重要。葛晓成还记得,为了进行发动机耐久性测试,小组成员需要分批次日夜守候,一次性成功地完成了825小时超长耐久试验。

  功夫不负有心人,2020年,国六燃气发动机正式投产销售,长安铃木和跨越国六公告成为全国首批燃气车型公告。“这在当时,比其他公司的同排量的燃气发动机公告提前了半年时间。”说起此事,葛晓成至今引以为傲。目前,该发动机已在东风、江铃等多款天然气汽车上得到应用,为“蓝天保卫战”贡献了一份力量。

  葛晓成:两江新区不仅为我们搭建了更为广阔的科研平台,也提供了行之有效的政策扶持。早在2017年7月31日,两江新区就出台《重庆两江新区促进先进制造业发展办法》,对新认定的国家级重点实验室,一次性奖励500万元;对新认定的国家级工程技术探讨研究中心(工程实验室)、国家地方联合工程研究中心、国家企业技术中心,一次性奖励400万元。这为我们的研发工作注入了强大动力。

  葛晓成:目前我们的研发产品大多适用于乘用车(出租车、网约车、短途运输车)领域,商用车(货车)的造价相比来说较高,因此国产关键零部件的市场占有率不高,其实是以国外技术产品为主。在国家推动实现碳达峰、碳中和的新形势下,低碳的天然气依然是重要的过渡能源。如何拓展国产关键零部件的市场占有率,是我们的新命题。

  葛晓成:身处“一带一路”倡议的前沿阵地重庆,立足内陆开放门户的两江新区,工程中心计划进一步打开海外市场。下一步,我们大家都希望将技术和产品向哥伦比亚、乌兹别克斯坦、巴基斯坦等国家输出,让“两江造”更多地“走出去”,为汽车产业的转型升级、高水平质量的发展提供新引擎。