国六排放标准带来新挑战
4月28日下午,在潍柴动力股份有限公司的试验车停车场,记者见到了刚被授予“全国五一劳动奖章”的吕文芝。这位“80后”正穿着整齐的蓝色工装走向一辆体型庞大的卡车,打开门,熟练地双手抓住扶手、踩着四级台阶攀爬了上去。
“这台车能拉39吨,用的是全新设计的WP15H发动机,完全符合国六排放标准。”坐在驾驶室谈到这台发动机时,他颇为自豪:“可以说是国内最高水平,各项指标都非常有优势,在全球相当有竞争力。是今年的新产品,去年刚过了‘三高’试验。”
“三高”试验是发动机在进行排放升级试验中,与整车进行匹配的“高温、高寒、高原”标定试验,该试验需要在最高温50℃、最低温-41℃和海拔5200米高原极地环境中进行车辆测试工作,收集最优的数据,检测发动机环境适应性、整车性能指标、整车排放指标和产品可靠性。这是发动机研发环节的最后一道关卡,其中的每一“高”,都要花费40天左右的时间。
吕文芝介绍,国六排放标准对他们来说是个不小的挑战。“发动机从国五到国六,就像是从小灵通跨越到智能手机。”
2018年6月份,重型柴油车国六排放标准公布,而吕文芝和他的同事们的研究则开始于2015年,“当时重型柴油车国六还没出,我们按照欧六进行试点,检验我们的技术能力。”
2019年,WP15H国六发动机被送到吕文芝手里开始“备考”。在它的研发过程中,低温10%载荷整车道路排放测试是相当难的一门“科目”。该测试需要在-7℃的环境下进行,测试车辆在10%载荷的状态下的排放情况是否能满足国六排放标准。“从实际应用上来看就是冬季低温排放。”为了解决这个难题,吕文芝和他的团队通过不断的计算、设计、测试给WP15H做足了“考前辅导”。
2020年11月,“三高”试验队带着装配有WP15H国六发动机的车辆来到了海拉尔“赶考”；2020年底,WP15H国六发动机顺利通过“三高”试验。
大自然是考官
越严酷三高队越激动
一台发动机有上千个零部件。要如何实时观察这些零部件呢?吕文芝说:“一台发动机上装200多个传感器,大家都开玩笑说发动机进了我们‘三高’试验队就像进了ICU,浑身插管子。”
“就拿这个举例吧”,吕文芝拿起了方向盘左侧的线,“试验的时候把这样一根线接在电脑上,就可以实时获取200多个测试变量的实时数据,观察发动机不同零部件的工作状态。”
在试验中,启动是十分重要的一项,尤其是冷启动。
“在寒区,天不亮我们就开始做试验了。”吕文芝说,跟启动相关的有100多个变量,每一个的变化都可能会影响最终结果。“整个试验过程中要测试很多次,但由于启动后发动机内温度会有所升高,为了保证试验效果,我们规定每天早上最多试验3次。”
吕文芝把三高试验队的工作形容为“看天吃饭”,把“三高”试验当作是大自然的考验。“要保证产品质量过硬、满足客户各种条件下的应用需求,就必须在各种极端环境下,实实在在地上考场。”做高寒试验时,抓住最冷的天亮之前；做高热试验时,抓住最热的下午两点到七点。“我们就是哪里缺氧哪里去,哪里酷热哪里钻,哪里寒冷哪里站。”
做世界领先的发动机
在追逐更高品质的发动机这件事上,吕文芝和他的同事们从未停止脚步。
2020年,团队开发了全新的拉练项目,从格尔木一路开到拉萨,全长1200km,其中,有约1000km的路段海拔高于4000m。“拉练拉练,拉出去练练。这是在常规的‘三高’测试之外,设计了极端的客户应用场景,就是为了更严苛地检测我们的发动机。”人会高反,车也会高反。“车的高反问题通过‘三高’试验解决了,但人的高反没办法,心跳咚咚的,后脑勺疼。而且走的路十分颠簸。”
从2006年参加工作到现在,吕文芝一直从事电控柴油机整车标定开发工作,是潍柴首批从事“三高”试验的科研人员,早已完成了新人到骨干再到核心力量的蜕变,“但还是很有新奇感,每一台发动机上一定会有新东西在,每研发出一台新的发动机都很激动,可能这就是技术的魅力吧。”
截至2021年2月,吕文芝先后组织600多人,累计完成了2300多天的极端环境试验,行驶里程达300多万公里；创造公司及以上科技成果50多项,发明和申报各项专利技术120余多项,编撰企业技术标准和规范140多项；形成各类试验报告500多份,先后完成了320多个发动机品种的试验,采集和标定了几十万组数据,建立起国内独一无二的发动机极限环境运行数据库,为潍柴抢占发动机技术制高点、打造高效可靠的中国“动力心”做出了卓越贡献。
50℃的吐鲁番,-41℃的海拉尔,海拔5231米的唐古拉山口,这样的高温、高寒和高原就是发动机上市前的“考场”,为其做“考前辅导”和“模拟考试”的人就是吕文芝和他所在的潍柴动力股份有限公司“三高”试验队。
从2006年参加工作以来,共有320多个品种的发动机由他送上“三高考场”,并成功被市场“录取”。2021年,吕文芝被授予“全国五一劳动奖章”。
齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 马小杰 孙浩 通讯员 刘晓林
