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解放动力陈勤学:把论文写在“芯”中

2022-12-20 16:48| 原作者: 张欣 文/毛伟骏 摄|来自: 润鼎商用车

11月19日的解放动力总成事业部无锡议事厅,科技之光,灿若星辰。

掌声中,在科技领域做出突出贡献的个人、团队,走上台前,接受了颁奖荣耀。被授予科技创新最高荣誉——“科技功臣”的陈勤学,在聚光灯下接过证书向台下致意,全场再次响起热烈的掌声。掌声,是对科技功臣最大的褒奖。


【人物名片】

陈勤学博士,一汽解放动力总成事业部研发部副部长,绿色节能技术研发高级设计师,性能、排放与标定开发领域学科带头人,中国内燃机学会“史绍熙人才奖”、江苏省企业“创新达人”、无锡市“五一”劳动奖章获得者。

从事柴油机研发20年,从解放动力第一台电控共轨国三柴油机的性能开发,到全平台国六柴油机性能、排放与电控标定,陈勤学先后负责25款柴油机的产品开发,参与、推动并见证了解放动力电控技术从应用到成熟、从跟随到引领的发展历程。


从机械到电控,梦想照进现实

陈勤学于2002年在武汉理工大学获得博士学位,原本打算当一名大学老师,工作相对比较稳定。

在一次人才招聘会上,他恰巧碰到解放动力人力资源部招聘人员,提交了一份简历。招聘人员看了他的材料,激动地站起来:“陈博士,来我们厂吧,看了您的研究课题,我们需要您这样的人才,这里也可以让你的研究变为现实!”

陈勤学博士课题的研究方向是柴油机电控可变气门系统,彼时柴油机的供油系统、配气系统都还是机械控制,想到未来柴油机电控技术产品化的应用将会有自己的参与,他心动了。

“没想到,一句‘让研究变为现实’竟深深触动了自己,并从此成了我20年的目标和事业”,陈勤学说。


2003年,刚开发出国内第一台四气门重型奥威柴油机的解放动力,正蓄力开展第一台大功率、低排放电控共轨国三柴油机CA6DL1-32R的开发。这是解放动力,也是国内最早开发的商用车电控共轨柴油机。

刚入职半年的陈勤学就被委以重任,负责排放开发与性能标定工作。

从国二到国三,从机械控制到电子控制,这是一个全新的课题,仅发动机标定,就涉及几千个数据。在没有任何经验的情况下,他只能带着项目组成员不断试验、查阅国外先进方法。

凭借着中国人骨子里的勤奋,短短12个月,他们就完成了欧洲国家需要2年才能完成的高难度开发工作,使发动机经济性、噪声、烟度及响应性等各项指标达到最佳水平。


然而,对电控共轨国三柴油机来说,排放达标只是拿到了“初级证书”,如何进一步降低油耗,拿到“高级证书”才是关键。

2004年,事业部启动与奥地利AVL公司的奥威CA6DL 7.7L 340马力国三柴油机性能与排放开发咨询项目。

陈勤学作为常驻AVL的工程师,紧紧抓住了此次与外国专家交流合作的宝贵机会,迅速提高自己开发能力与业务水平。

在将近半年的时间中,他每一天都在学习、研究AVL专家的燃烧系统、标定、试验设计等方法,每一个细节都要与对方反复沟通。

每天至少工作12小时的他无比清楚,“我去的目的,关系到企业的未来。”

当年年底,奥威CA6DL1 7.7L 340马力国三柴油机成功完成性能排放开发。


之后,陈勤学将在奥地利掌握的燃烧系统开发理念和思路迅速移植到其它平台发动机上,实现了全平台国三电控柴油机的快速开发。

2008年,更低排放、更优性能的奥威柴油机在国三切换战中一炮打响,解放动力“节油、可靠”的特点也从此在用户口中传开。

坚持正向开发,提升研发能力

2013年,陈勤学成功完成首款CA6DLD两级增压柴油机的开发,在一次厂级创新技术研讨会上,他被邀请分享创新结果和经验。

按说,这一产品的功率密度、瞬态响应性能、燃油经济性水平在当时都已经达到国际先进水平,他应是非常自豪的。

但他却说:“尽管产品看起来很成功,但是开发的手段和方法我并不满意。”这让现场参会人员都觉得非常意外。

他解释道:“通过多轮试验,这款产品的确开发出来了。可我不知道这样的试验结果是否是最优的,是否还可以改进得更好。

我们没有掌握燃烧系统设计的关键核心技术,没有建立自己的燃烧系统正向设计开发团队,就无法快速、精确评估燃烧系统方案,这不符合未来时代发展对发动机设计的要求。”

那次会上,燃烧系统正向设计的念头深植所有科研人员心中。

发动机燃烧系统的正向设计,包括燃烧室形状、喷油器参数、进气系统、增压系统、排气系统等详细方案和参数的选择,直接关系到产品油耗、排放、可靠性等重要性能指标。

当时,国内的发动机燃烧系统设计还停留在凭经验进行的阶段。资历较深的工程师凭借以往的经验,设计燃烧系统方案,然后再试制、验证。

一套方案从设计到完成验证,至少6个月的时间。如果结果不理想,就要重新再来。效率低、周期长,性能结果有时还不能达到最优状态。

然而,正向开发,谈何容易。

“没有经验,硬件、软件缺乏,人员不足……”陈勤学回忆:那时候,国外一流企业都已具备发动机燃烧系统正向设计开发能力,可国内大多数厂家还在起步阶段。虽然事业部很早就有人探索,但由于难度太大,各方面投入又非常有限,又停滞了。

再难也要干!时任产品开发室主任的他,内心无比笃定:一定要建立起我们自己的燃烧系统正向设计能力和设计团队。

从最基础的培训,到项目实战;从方案设计,到试验验证;从不知如何计算,到熟练提取信息并准确评估……一路坚持,一路突破,一路收获。

2020年,他终于成功建立起一整套燃烧系统正向设计的模型和评价标准,打造成一支性能设计的专业团队。

通过仿真设计就能够优选最优燃烧系统方案,开发周期较之前缩短3个月,燃烧系统试验时间缩短60%以上,彻底告别了经验设计、试验开发的年代。

“可以说,我们的发动机燃烧系统设计能力已经达到了国内领先水平”,陈勤学底气十足。

10年来,他和团队通过模拟计算优化的燃烧室方案多达2000个。枯燥的数据比对,漫长的期待和坚持,是什么支撑他在漫长岁月中静待花开?

他说:“是守住掌控关键核心技术的初心。”

在打造性能设计专业团队的同时,陈勤学还结合产品和技术发展需求,全面提升柴油机性能、排放开发、电控标定及相关领域的整体研发能力:

开展后处理系统设计与开发能力建设,建成专家系统数据库,有力支撑国六柴油机的后处理器设计、开发、标定和评估等工作;

开展电控标定体系能力建设,建立电控柴油机标定核心团队,形成自主研发核心竞争力,提升了产品的稳定性与综合竞争性;

自主开发虚拟标定台架系统,搭建基于模型的发动机性能排放标定平台,试验精度达到国内领先水平……

随着研发能力的不断提升,解放动力“中国动力专家”的形象也更加熠熠生辉:

完成国内首款轻型车国五DPF技术路线的柴油机开发,率先打响蓝天保卫战;

完成集团公司首款重型高效SCR技术路线国六机型开发,为国六SCR系统模型的快速标定提供了借鉴与参考;

完成国六产品开发,成为国内首个批量生产全系列双技术路线国六柴油机的企业;

奥威13L发动机拿下国内首个欧Ⅵ-e排放证书,率先取得进军欧洲高端市场的“通行证”……


不断打破常规,打造节油标签

柴油机尾气中的氮氧化合物排放和油耗是一对一直存在的矛盾,排放要求越高,氮氧化合物排放越低,油耗控制难度就越大。

如何在达成越来越高排放要求的同时,持续降低油耗,是柴油机行业普遍会遇到的难题。

自国三阶段开始,“节油”就是陈勤学研发工作的重中之重,“油耗是用户运营成本中最终最重要的一部分,我们开发的产品如果不能为用户带来增值效果,那就是不成功的。”

在哪里打磨,就在哪里闪耀。从市场反馈看,从国三到国五阶段,解放动力百公里综合油耗较同类产品低2-3L,已成为显著特点,为解放重卡一路领航市场提供了硬核“弹药”。

2015年,在国六标准正式发布之前,陈勤学就开始带领团队进行国六产品的开发与预研。当时他定的目标就是:排放合规是基础,油耗领先是第一位。

2019年7月1日,解放动力国六产品全部具备市场投放条件。凭借高效燃烧、高效增压、高效后处理、以及智能标定等技术优势,发动机油耗相比行业水平低2-3%。

要知道,开发中,哪怕只降0.1克油,都需要经过很多次复杂的计算和尝试,这样的油耗水平在行业以及用户看来,已经是非常满意的结果了。

可是他仍不满足:“一定还有办法再降低。”

他带领团队进一步改进燃烧系统,奥威CA6DM3 SCR柴油机额定功率提升到600马力,最低燃油消耗率降至178g/kW•h,发动机万有特性油耗改善3-5%,比行业水平低了6-8g/kW•h,整车百公里油耗再降1.5L-2L。

“我们现在还多管齐下,从不同整车的应用场景出发,开发具有最佳动力性、最佳燃油经济性、最佳性价比以及最佳驾驶体验的动力传动系统方案,帮助更多用户节约更多成本。”

陈勤学说:“随着动力总成事业部的成立,机、箱、桥业务将深入融合,解放动力域体系节油的核心优势也将更加凸显。”

“接下来,我们要挑战的,就是进一步开发实现高效节油目标,同时达成更低氮氧排放物的燃烧系统;进一步提升满足下一代排放法规产品的设计研发能力;进一步提升产品开发的一次成功率。”陈勤学介绍。

党的二十大报告提出,“要坚持科技是第一生产力”。陈勤学正以科技力量不断打破常规,擦亮民族汽车品牌的名片。

【笔者手记】
朝着目标持之以恒地付出

“惟其艰难,才更显勇毅;惟其笃行,才弥足珍贵。”从零基础开始研究,陈勤学在攻克一个又一个研发难题中埋头苦干,最终突破一个又一个难关,为解放动力发展提供了有力支撑。

唯有不忘初心,才会朝着目标持之以恒地付出。性能标定试验在“高原、高寒、高温”地区,条件艰苦,而正向开发则需要研发团队数十年如一日的辛劳付出,才能找到其中的途径。这背后的寂寞与艰辛,没有热血和热爱,怕是真难坚持。

“我的幸福感来自每一台成功从试验台架走向市场的柴油机。”钻研20载,陈勤学做了一件自己热爱并想做的事:把论文写在“芯”中。
     发布者: 刘光辉 | 查看: 7361

 

 

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