奥赛能生产现场
在绿色智能成为造船业大势的背景下，2024世界内燃机大会成功举办。业内大咖纵论变革、机遇、挑战、前景，关注零碳燃料、混合动力，强调可靠性与高效率，带来一场内燃机行业的盛宴。——编者
2024世界内燃机大会召开
本报讯 记者 吴秀霞 报道 日前，由中国内燃机学会和天津大学联合主办的2024世界内燃机大会在天津召开。大会以“绿色、可靠、智能、高效”为主题，包括40位中外院士在内的来自22个国家和地区的科学家、企业家和科技工作者齐聚一堂，共同探讨内燃机与新型动力在“双碳”背景下的未来发展趋势。
大会设置主题报告和多个分会场，中国工程院院士黄震、西班牙瓦伦西亚理工大学博士Raul Payri、奥赛能工业集团中低速机业务总裁罗福凯（Christoph Rofka）、中国船舶集团有限公司旗下中船动力（集团）有限公司总经理邵煜等中外专家围绕车船动力能源变革、内燃机行业的脱碳机遇与挑战、氨燃料在船舶发动机领域的应用前景、碳中和内燃动力系统的构型与关键技术研发以及氢气内燃机的未来等主题作主旨演讲。同时，大会设立交通能源与智能控制、高效清洁燃烧、内燃机碳中和与排放控制、设计制造润滑与可靠、燃料电池与储能、现代动力等分会场，邀请来自中国、美国、德国、英国、加拿大、日本、西班牙等国家的知名专家学者，重点围绕净零碳燃料、混动、氢燃料电池内燃机等主题展开深层次学术交流。大会邀请中国汽车技术研究中心有限公司、长城汽车股份有限公司、中国北方发动机研究所、中国船舶集团旗下第七一一研究所、山东京博新能源控股发展有限公司、中船动力等21家内燃机及相关行业领军单位展示优秀新成果。大会期间还开展了中外青年科技沙龙、专家论坛、技术参观等活动。
潍柴动力本体热效率53.09%柴油机亮相
本报讯 记者 吴秀霞 报道 在日前举办的2024世界内燃机大会上，中国内燃机行业最新技术成果——由潍柴动力研发的全球首款本体热效率53.09%柴油机重磅发布，标志着中国内燃机技术迈上新台阶。国际检测机构TüV南德意志集团北亚区副总裁何诺贝、中国汽车技术研究中心有限公司董事长安铁成分别为潍柴动力颁发产品测试报告和检测证书。
柴油机热效率的持续提升，是一项极其复杂的系统工程。2020年以来，潍柴高热效率柴油机实现四大跨越。2020年9月16日，潍柴动力发布全球首款本体热效率50.23%柴油机；2022年1月8日，再次将热效率提升到51.09%；2022年11月20日，又一次提升到52.28%。潍柴动力基于B701正向研发流程，从内燃机底层架构到细节零部件，再到核心系统，开展了全方位的技术创新。在52%热效率柴油机基础上，潍柴动力围绕燃烧、空气、燃油、摩擦等四大系统，实现了基础研究和原创开发的重大突破，创新性开发了四大关键核心技术，开发了高膨胀燃烧技术，燃烧效率提升3.5%，热效率提升0.3个百分点；开发了混流增压技术，压端效率达86.7%，涡端效率达83%，热效率提升0.25个百分点；开发了高效燃油喷射技术，采用WISE自主电子控制器（ECU），大流量、无泄漏喷油器及低功耗燃油泵，热效率提升0.2个百分点；开发了低阻减摩技术，采用低流量曲轴等关键零部件，热效率提升0.15个百分点，再次将柴油机本体热效率提高近1个百分点，全球首次突破53%大关，相当于人类百米赛跑成绩进了9秒以内。在柴油机热效率提升研发过程中，该公司获授权发明专利176项、实用新型专利68项。未来，潍柴动力将持续推进科技创新，向着柴油机55%热效率目标迈进。
根据目前中国柴油机保有量测算，与45%～46%热效率水平相比，53%热效率柴油机经济性提升14%左右，每年可节约燃油约3100万吨，减少碳排放约9700万吨。该项技术成果将应用到工程机械、农业装备、船舶、发电设备等领域。
让涡轮增压器为新燃料动力增效
——专访奥赛能（中国）董事长汪庆周
记者 吴秀霞
“不同燃料具有不同特性，对燃油系统和增压系统有不同的需求。新燃料带来的问题是现阶段使用成本高昂，提升效率尤为重要。”在日前举办的2024世界内燃机大会上，奥赛能（中国）投资有限公司董事长汪庆周接受记者采访，就零碳、碳中性燃料内燃机增压技术、氢燃料内燃机及涡轮增压器研发等行业关注的热点话题分享了自己的观点。
记者：在全球脱碳背景下，各种低碳、零碳燃料内燃机技术层出不穷，应用于新型燃料内燃机的增压器相较传统燃料内燃机的增压器有何不同？涡轮增压技术是否可能进一步提升内燃机效率，加快内燃机的降碳进程？
汪庆周：目前，船舶及能源行业的主要发动机设计公司或制造商都在研发针对低碳和零碳燃料的发动机，如甲醇、氨和氢燃料发动机等。由于新燃料和柴油、天然气等传统燃料特性不同，需要有针对性地研发。比如，甲醇燃料低热值特性需双倍喷射量，这对燃油喷射系统研发提出了较大挑战，不过甲醇燃料对增压器要求与柴油相近，奥赛能对此已有解决方案；氨燃料需要高点火能量和低空燃比，且对铜基材料腐蚀性强，我们正在和发动机制造商紧密合作，开发适用于氨燃料发动机的燃油喷射系统和增压器；氢燃料活跃、燃烧快，需要超稀薄燃烧控制爆震，要求高增压压力，我们也有了解决方案。目前，奥赛能已参与70多个甲醇燃料、10多个氨燃料、20多个氢燃料发动机项目。
现阶段使用新燃料成本还很高，提升效率就显得尤为重要，这提高了对涡轮增压系统效率的期望。对效率的追求是永恒不变的主题，也是奥赛能的使命所在。
记者：我们了解到，奥赛能正在参与100%氢燃料内燃机和涡轮增压器的研发，请问目前进展如何？您认为氢是否是脱碳化过程中应用最有前景的新型燃料？ 氢作为燃料在内燃机中的应用面临哪些挑战？
汪庆周：目前，奥赛能的涡轮增压器已经可以满足某些发动机燃烧氢的要求。例如，在燃烧混合氢气的某中速气体内燃机项目上，我们的涡轮增压器在累计超过100万小时的运行之后，经过拆检发现，增压器的零部件状况良好，满足发动机对高效、可靠的增压器的要求。
此外，奥赛能正在积极地与合作伙伴合作开发可燃用100%氢的发动机，我们已经了解氢内燃机对增压系统的需求，这为最终实现高效率、高功率密度的100%氢内燃机打下了坚实的基础。
氢既能制造氢基燃料，如氨，又能直接作为燃料使用，优势显著，未来在航运业中应用潜力巨大。目前，氢气主要由天然气制造，但未来氢气的生产将以可持续、零排放为目标，以利用太阳能、风能等可再生能源电解制氢为主要方向。氢已应用于短途航运等特定领域，如挪威和美国的渡船已采用氢燃料，证明其可行性。
与此同时，氢能也面临多重挑战：一是存储和运输难度大，体积能量密度低，需超低温或超高压存储，能耗高、成本高，目前主要适用于短途航运如内河航运；二是氢的活跃性特点导致燃烧爆炸风险高，给发动机设计和安防系统带来巨大挑战，需要高增压比和极小涡轮以控制爆燃；三是氢作为小分子气体易引发氢脆问题，需改进发动机设计和材料，但氢脆对涡轮增压器影响相对较小。
记者：数字化、智能化浪潮正在重塑制造业，奥赛能在涡轮增压产品的研发、生产、测试、维护等环节是否已广泛应用新技术？公司的数字化转型进程如何？
汪庆周：在这个时代，数字化、智能化几乎是每个行业的发展趋势，对我们来说也不例外。新技术的应用无疑能给我们带来新的发展动能，也能助力我们提高效率、优化流程、节约成本、加速创新。在奥赛能，我们已在生产中运用数字孪生技术赋能产品研发和维护保养。
在中国，奥赛能在2008年就已建立了覆盖供应链管理、销售到服务的全面信息系统。在制造环节，通过三维设计、工艺仿真、生产设备数控化等，不断提升智能化水平。2019年，奥赛能涡轮增压系统（重庆）有限公司获得了“重庆市高精密涡轮增压器主构件生产数字化车间”的称号。我们的数字化升级还在不断推进中，以实现企业的全面智能化。
作为涡轮增压器行业的领导者，我们也在通过数字化解决方案助力我们所服务的行业加速脱碳进程，实现更高效安全的运营。比如，奥赛能Tekomar XPERT Marine数字化软件通过智慧互联，可以针对船舶发动机性能、二氧化碳排放等提供深度洞察，帮助客户提升运营安全和效率水平，减少高达20%的燃料消耗。Turbo Insight解决方案无需用户额外投入，通过云端的数据交换，便能帮助用户实时了解涡轮增压器性能和发动机健康状况，发现性能改善空间，实现预测性维护。
记者：奥赛能是大功率内燃机涡轮增压领域的领导者，今年又恰逢奥赛能推出全球首台商用涡轮增压器100周年。作为涡轮增压器的鼻祖，奥赛能始终走在这一领域的前沿。能否请您介绍一下奥赛能是如何持续创新的？
汪庆周：奥赛能作为涡轮增压领域的领导者，成功的关键在于持续的技术创新和商业模式的成功。技术领先得益于对研发的持续投入，公司每年将营业收入的大约7%投入研发。为了更好地开发涡轮增压器，我们建设了世界领先的实验室和测试中心，例如，位于瑞士巴登的涡轮增压器测试中心在行业内首屈一指。
要保持市场领先的地位，需要同时注重技术领先和商业成功，二者相辅相成，商业上的成功为技术创新提供支撑。因此，奥赛能致力打造研发生态，与全球知名研究机构紧密合作，把握最新技术动态。在奥赛能一百多年的发展中，我们一直跟行业内的学术机构、商业和技术伙伴等保持密切合作，以加速创新的步伐。只有这样做，才能把握行业脉搏，做出前瞻性预判，从而向市场提供最佳性能的产品。例如，我们与雅典大学的海洋工程实验室、伦敦帝国理工学院、瑞士苏黎世联邦理工大学（ETH）以及中国内燃机学会等单位合作，及时把握技术前沿和行业需求，共同致力低碳、零碳燃料内燃机技术的研发。