最近，廣西壯族自治區(qū)玉林市氣溫驟降，但廣西玉柴機(jī)器股份有限公司高效節(jié)能環(huán)保內(nèi)燃機(jī)國家工程研究中心的實(shí)驗(yàn)室卻一片火熱。2月，由廣西玉柴機(jī)器股份有限公司研制的中國最大功率燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H熱效率突破45%，達(dá)到世界先進(jìn)水平。
“熱效率是衡量發(fā)動機(jī)燃油利用效率的重要數(shù)據(jù)。發(fā)動機(jī)熱效率越高，燃油消耗越少，節(jié)能減排效果越顯著?！备糁鴮?shí)驗(yàn)室玻璃觀看的廣西玉柴機(jī)器股份有限公司總工程師、玉柴研發(fā)總院院長林鐵堅(jiān)說，作為燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H研發(fā)項(xiàng)目的主導(dǎo)者，他將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員優(yōu)化這款產(chǎn)品。
從國內(nèi)第一款分別滿足國家第三階段和第六階段機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)，到我國首臺商用車燃?xì)浒l(fā)動機(jī)；從中國第一臺柔性燃料發(fā)動機(jī)，到國內(nèi)首款具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)動機(jī)智能控制器……林鐵堅(jiān)主持研制出一系列先進(jìn)動力系統(tǒng)產(chǎn)品，為實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。
1月19日，“國家工程師獎(jiǎng)”表彰大會在北京召開，林鐵堅(jiān)獲得“國家卓越工程師”稱號。
近日，林鐵堅(jiān)接受科技日報(bào)記者采訪，講述了他在發(fā)動機(jī)行業(yè)的奮斗歷程。
帶隊(duì)“啃”下最硬的“骨頭”
記者：請您介紹一下什么是燃?xì)浒l(fā)動機(jī)？
林鐵堅(jiān)：簡單來說，燃?xì)浒l(fā)動機(jī)是指以氫氣作為主要燃料的發(fā)動機(jī)。作為一種燃燒極限寬、點(diǎn)火能量低的零碳燃料，氫氣非常適合作為發(fā)動機(jī)的燃料。
記者：當(dāng)初為什么要啟動燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H研發(fā)項(xiàng)目？
林鐵堅(jiān)：我國傳統(tǒng)動力車輛，特別是牽引車、載貨車等重型道路貨運(yùn)車輛，保有量大，碳排放問題比較突出。
2020年“雙碳”目標(biāo)提出后，汽車發(fā)動機(jī)行業(yè)科研人員努力使產(chǎn)品、裝備朝綠色低碳方向發(fā)展。我們技術(shù)團(tuán)隊(duì)在輾轉(zhuǎn)調(diào)研多個(gè)地區(qū)，充分了解行業(yè)情況后，決定研發(fā)燃?xì)浒l(fā)動機(jī)，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
記者：在研發(fā)燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H時(shí)，您和研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員遇到了哪些技術(shù)問題？
林鐵堅(jiān)：拿燃料來說吧。剛才提到，氫氣非常適合作為發(fā)動機(jī)的燃料，但使用它存在一些難點(diǎn)。比如，氫原子質(zhì)量小，對材料密封性要求高；氫原子個(gè)頭小，容易滲透到鋼、鐵、鎳等金屬以及合金中，造成金屬裂紋脆化，出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象；氫氣的爆炸極限寬，非常容易發(fā)生爆炸。
記者：這些技術(shù)問題的難度如何？
林鐵堅(jiān)：難度可以說非常大。除上述難題外，在關(guān)鍵零部件、增壓技術(shù)、控制技術(shù)等方面，燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H的研發(fā)也面臨諸多挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，當(dāng)時(shí)在全球范圍內(nèi)，燃?xì)浒l(fā)動機(jī)相關(guān)研發(fā)工作尚處起步階段，很多技術(shù)積累都不足，我們基本需要從零開始。
記者：其中最大的挑戰(zhàn)是什么？
林鐵堅(jiān)：主要集中在氫氣上。氫氣燃燒速度非?？?，很容易在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道發(fā)生回火，或者在缸內(nèi)發(fā)生早燃及爆震。回火、早燃及爆震都屬于異常燃燒。如果不解決燃?xì)浒l(fā)動機(jī)異常燃燒問題，就無法使其高效運(yùn)行。
記者：您和研發(fā)團(tuán)隊(duì)是如何應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的？
林鐵堅(jiān)：當(dāng)時(shí)，我們多次進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，模擬燃燒系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)氫氣的流場運(yùn)動。經(jīng)過數(shù)十次的仿真實(shí)驗(yàn)和評審，我們得到了最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
除此之外，在發(fā)動機(jī)零件到位后，我們團(tuán)隊(duì)還要檢查零件的加工精度，如活塞是否會形成炙熱點(diǎn)、噴嘴是否泄漏等。經(jīng)過長時(shí)間努力，我們終于“啃”下最硬的“骨頭”。
記者：2022年6月，燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H點(diǎn)火成功的那一刻，您的心情是怎樣的？
林鐵堅(jiān)：點(diǎn)火是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。試驗(yàn)?zāi)翘欤m然我看起來比較平靜，但其實(shí)壓力特別大，心一直提在嗓子眼。
不過，對于整個(gè)研發(fā)工作來說，點(diǎn)火成功只是開始。要想真正把YCK16H燃?xì)浒l(fā)動機(jī)推向市場，我們還有很長的路要走。
企業(yè)需始終堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新
記者：在研制燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H的過程中，您和團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了哪些重大技術(shù)突破？
林鐵堅(jiān)：我們在燃?xì)浒l(fā)動機(jī)燃燒系統(tǒng)、高精度空燃比控制系統(tǒng)、點(diǎn)火控制系統(tǒng)、爆震保護(hù)控制系統(tǒng)、氫燃料系統(tǒng)、氫燃料發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件材料等方面都實(shí)現(xiàn)了較大突破。
記者：這些關(guān)鍵技術(shù)積累能否促進(jìn)其他動力設(shè)備的研發(fā)？
林鐵堅(jiān)：當(dāng)然可以。首先，通過研制燃?xì)浒l(fā)動機(jī)，我們逐步建立了全新的低碳和零碳燃料研發(fā)體系和產(chǎn)品平臺，開發(fā)出柔性燃料發(fā)動機(jī)技術(shù)。這為其他低碳或零碳發(fā)動機(jī)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
其次，我們在增壓技術(shù)、控制技術(shù)、熱管理等方面的研究成果，對于燃料電池、燃料電池車輛以及其他動力源形式車輛的開發(fā)都有較好的借鑒意義。
最后，燃?xì)浒l(fā)動機(jī)技術(shù)的研發(fā)可以促進(jìn)傳統(tǒng)天然氣直噴技術(shù)的應(yīng)用。
記者：燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H的市場應(yīng)用前景如何？
林鐵堅(jiān)：作為一款重型燃?xì)浒l(fā)動機(jī)，YCK16H的應(yīng)用場景可以說非常廣泛。比如，它可以作為未來零碳道路運(yùn)輸車輛的動力源。
值得一提的是，燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H可以助力電網(wǎng)調(diào)峰。在電力充足時(shí)，工作人員利用電解水制氫技術(shù)，把氫氣作為剩余風(fēng)、光電的儲能載體，將多余的電能儲存起來。當(dāng)電力不足時(shí)，利用燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H將儲存好的氫能轉(zhuǎn)換為電能，為電網(wǎng)系統(tǒng)充電。
除此之外，燃?xì)浒l(fā)動機(jī)YCK16H還可以利用發(fā)動機(jī)排氣和冷卻液熱量實(shí)現(xiàn)冬季集中供暖。
記者：多年來，您帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員突破了商用車領(lǐng)域燃?xì)浒l(fā)動機(jī)燃燒關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用瓶頸，推動我國動力裝備朝智能化、多元化、低碳化方向發(fā)展。您可否談?wù)劧嗄陞⑴c技術(shù)研發(fā)工作的體會？
林鐵堅(jiān)：個(gè)人認(rèn)為，技術(shù)創(chuàng)新如同撬動新事物的杠桿，能夠迸發(fā)出令人意想不到的強(qiáng)大力量。縱觀人類發(fā)展史，創(chuàng)新技術(shù)是一個(gè)國家、一個(gè)民族、一個(gè)企業(yè)發(fā)展的不竭動力，是社會生產(chǎn)力提升的關(guān)鍵因素。
踏上新征程，加快構(gòu)建新發(fā)展格局，推動高質(zhì)量發(fā)展，迫切需要科技企業(yè)堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，為建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系注入強(qiáng)大動力。
近年來，廣西玉柴機(jī)器股份有限公司的高速發(fā)展，正得益于始終堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新。通過不懈努力，目前我國發(fā)動機(jī)研發(fā)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。面向未來，我們已經(jīng)沒有可以借鑒的成熟經(jīng)驗(yàn)，要超越的對手就是自己。只有不斷創(chuàng)新，才能闖過一道道難關(guān)。
記者：近年來，汽車電動化和低碳化給發(fā)動機(jī)行業(yè)帶來一系列挑戰(zhàn)。您如何看待未來發(fā)動機(jī)行業(yè)的發(fā)展？
林鐵堅(jiān)：我認(rèn)為，從長期來看，發(fā)動機(jī)在農(nóng)業(yè)、工程機(jī)械、船舶等領(lǐng)域有著不可替代的作用。發(fā)動機(jī)不僅可以燒石油，還可以將氫氣、氨氣、甲醇等作為燃料。個(gè)人認(rèn)為，發(fā)動機(jī)未來發(fā)展還有很大潛力可挖。
研發(fā)人員一定要從基層做起
記者：2005年，您獲得天津大學(xué)機(jī)械學(xué)院動力機(jī)械及工程專業(yè)博士學(xué)位后，選擇來到地處西部的廣西玉柴機(jī)器股份有限公司。當(dāng)時(shí)，公司里擁有博士學(xué)位的員工可以說是鳳毛麟角。然而，您主動要求從基層技術(shù)人員做起。您當(dāng)時(shí)的想法是什么？
林鐵堅(jiān)：我讀博時(shí)研究的課題是如何提升內(nèi)燃機(jī)的熱效率、減少污染物排放。我剛?cè)肼殨r(shí)，國家第二階段機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)剛剛實(shí)施。此時(shí)，廣西玉柴機(jī)器股份有限公司已經(jīng)開始把達(dá)到國家第三階段機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動機(jī)推向市場，同時(shí)準(zhǔn)備研發(fā)達(dá)到國家第四階段機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動機(jī)。我正好可以在工作中用上多年所學(xué)。
或許有人覺得，學(xué)歷高的人在入職時(shí)應(yīng)該有起點(diǎn)更高的崗位，但我不這么想。我認(rèn)為，不管有多高的學(xué)歷，都要從基層做起，這是必經(jīng)的過程。企業(yè)技術(shù)研發(fā)人員更是如此，因?yàn)檫@樣才能更深入地了解產(chǎn)品開發(fā)流程和企業(yè)運(yùn)作機(jī)制。
記者：20年來，您從一名普通的研發(fā)工程師逐漸成長為研發(fā)團(tuán)隊(duì)帶頭人。結(jié)合個(gè)人經(jīng)歷，請您談?wù)勄嗄昕萍脊ぷ髡呷绾尾拍芨斐砷L？
林鐵堅(jiān)：過去這些年，我之所以能夠快速成長，一個(gè)很重要的原因是趕上了國家、行業(yè)、企業(yè)的快速發(fā)展期。自身努力重要，但外部環(huán)境的作用不可忽視。
當(dāng)下創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新氛圍和支持政策更好，青年科技工作者要做的就是腳踏實(shí)地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。無論何時(shí)，技術(shù)創(chuàng)新一定都會遇到困難和挑戰(zhàn)。唯有擺正心態(tài)，耐得住寂寞，做好多次失敗的心理準(zhǔn)備，才能守得云開見月明。
記者：結(jié)合多年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對于培養(yǎng)發(fā)動機(jī)行業(yè)科研人才，您有什么建議？
林鐵堅(jiān)：個(gè)人認(rèn)為，目前人才培養(yǎng)難以滿足行業(yè)發(fā)展需求，發(fā)動機(jī)行業(yè)需要大量新鮮“血液”。不過，一些人認(rèn)為發(fā)動機(jī)是夕陽產(chǎn)業(yè)。這造成目前很多工科畢業(yè)生不愿意從事這個(gè)行業(yè)的相關(guān)工作。
我建議，從大環(huán)境來說，要加大宣傳和科普力度，讓公眾了解發(fā)動機(jī)發(fā)展趨勢和我國發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。從具體培養(yǎng)來說，我建議高校和科研院所在培養(yǎng)機(jī)械工程、熱能動力、電子信息、軟件控制、智能算法等方向的學(xué)生時(shí)，引導(dǎo)他們將所學(xué)應(yīng)用在發(fā)動機(jī)研發(fā)領(lǐng)域。
在人才引進(jìn)方面，發(fā)動機(jī)行業(yè)相關(guān)企業(yè)要采用更加靈活的引進(jìn)機(jī)制，吸引更多不同專業(yè)、不同地域的人才。
記者手記
記者眼里的林鐵堅(jiān)，說話靦腆，有點(diǎn)書生氣。從外表很難看出，他是一位“身經(jīng)百戰(zhàn)”的總工程師。
從少年時(shí)起，林鐵堅(jiān)就對動力裝備非常著迷，對各種車模愛不釋手。獲得博士學(xué)位后，他從天津來到祖國大西南，開啟了發(fā)動機(jī)技術(shù)探索之旅。
過去20年，林鐵堅(jiān)致力于高效清潔燃燒技術(shù)研究，加快推動核心關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化進(jìn)程，主導(dǎo)突破了商用車領(lǐng)域燃?xì)浒l(fā)動機(jī)燃燒關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用瓶頸。在動力裝備領(lǐng)域，他始終堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，對技術(shù)研發(fā)精益求精。
制造業(yè)是立國之本、強(qiáng)國之基。在采訪中，林鐵堅(jiān)一再提及“低碳”二字。對林鐵堅(jiān)和同事來說，他們身上承擔(dān)著推動動力裝備行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的責(zé)任，也肩負(fù)著生態(tài)文明建設(shè)的使命。
奮斗二十載，青絲變?nèi)A發(fā)。在傳統(tǒng)動力賽道和新能源賽道，林鐵堅(jiān)一次次闖關(guān)奪隘，一次次攻堅(jiān)克難。
“實(shí)現(xiàn)動力強(qiáng)國，這既是我的夢想，也是我的使命?！绷骤F堅(jiān)說，在追夢路上，他將繼續(xù)前行。
（科技日報(bào)記者 劉昊）
