11月8~9日,機械工業(yè)科技大會對2016年度中國機械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎的獲獎單位進行表彰和頒獎。天津大學(xué)機械學(xué)院教授姚春德團隊完成的柴油甲醇組合燃燒技術(shù)獲得一等獎。該技術(shù)突破了甲醇難以壓燃的應(yīng)用障礙,在達到國五排放法規(guī)的重型車上應(yīng)用,柴油替代率達到45%以上。
姚春德介紹,團隊圍繞甲醇在柴油機上替代柴油這一理念,提出了柴油甲醇組合燃燒技術(shù),開發(fā)了整套甲醇噴射系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,建立了完整的自主開發(fā)體系。該技術(shù)于2015年6月通過工信部組織的專家鑒定,被認定為國際領(lǐng)先水平。
研究團隊通過自主研制的電控系統(tǒng),使車輛啟動時用柴油,在發(fā)動機達到一定溫度后,通過安裝在進氣總管的甲醇噴嘴向進氣道內(nèi)噴射甲醇,與空氣形成均質(zhì)混合氣,然后在氣缸內(nèi)和柴油共燃。應(yīng)用結(jié)果表明,在重型車應(yīng)用該技術(shù)可實現(xiàn)甲醇替代45%以上柴油。而且,柴油甲醇組合燃燒方式打破了柴油機氮氧化物和碳煙生成之間此消彼長的技術(shù)障礙,不需要尿素輔助可以滿足國四、國五排放要求。
姚春德表示,該技術(shù)在柴油機上應(yīng)用,完全與現(xiàn)有發(fā)動機生產(chǎn)體系相兼容,安裝簡便、可靠性高,只需要在進氣總管安裝甲醇噴嘴、在底盤安裝甲醇油箱以及電控系統(tǒng)就可以完成改裝,一輛車的改裝成本在2萬元左右。12個省市100多輛重型車的運行情況表明,使用柴油甲醇組合燃燒技術(shù)的重型車,按照現(xiàn)在柴油和甲醇的價格計算,可節(jié)約20%~25%的燃料成本,只需要3~4個月的時間就可以收回改裝成本。
記者了解,采用柴油甲醇組合燃燒方式、排放達到國四和國五國家標準的重型車,已通過國家車輛檢測部門的認證,并列入國家公告。應(yīng)用該技術(shù)的2條甲醇柴油雙燃料重載柴油機整車生產(chǎn)線已在國內(nèi)建成,裝有甲醇柴油雙燃料重載柴油機的載重車已經(jīng)投入試點運行。
業(yè)內(nèi)人士稱,甲醇生產(chǎn)原料豐富,在工業(yè)上難以利用的劣質(zhì)煤炭,也可用于生產(chǎn)甲醇。因此,開發(fā)甲醇在內(nèi)燃機上替代石油技術(shù),對于充分利用煤炭資源,提升我國能源安全具有重要戰(zhàn)略意義。