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柴油車一直是公路汽運的主力,特別是在大宗貨物運輸領域,柴油車有著眾多的優勢。不過其缺點也是十分明顯,在全國加大環境整治力度的背景下,尤其是“史上最嚴尾氣排放標準”——國六公布之后,柴油機車因為排污較大的原因開始受到限制。我校汽車與軌道交通學院院長趙振東教授團隊聯合多家企業研發的“車用柴油機氮氧化物和顆粒物后處理關鍵技術”,給柴油車“穿”上了尾氣處理裝置,幫它擺脫尾氣排放困局。這項科研成果,獲得了2018年度江蘇省科學技術獎二等獎。

   


讓柴油車不再懷“柴”不遇

據生態環境部《中國機動車環境管理年報(2018)》,汽車是機動車污染物總量的主要“貢獻”者,柴油車保有量占汽車總保有量的9.4%,但其排放的氮氧化物(NOx)接近汽車排放總量的70%,顆粒物(PM)超過90%,這兩者是霧霾的主要成分之一,控制氮氧化物和顆粒物排放成為治理城市空氣污染的關鍵。

為了讓柴油車擺脫懷“柴”不遇的尷尬境地,我校與凱龍高科、南京依維柯、凱龍藍烽、卡威汽車等多家企業聯合組建項目研究團隊,對柴油機后處理系統電控單元智能化集成技術、噴射系統關鍵技術、載體及催化劑、后處理系統工程優化分析方法和整機匹配及工程化應用技術進行研發,從催化劑及載體等零部件到后處理裝置的系統總成到整車應用,研發團隊進行了反復的研究-設計-試驗循環。

趙振東教授介紹說,與目前國外同類先進產品相比,項目產品的NOx排放值低于國外6.5%,PM排放值低于國外21%,雖然該技術是按照國五排放標準研發的,但其排放值已經符合國六排放標準,部分關鍵性能指標領先國外同類產品水平。該項目產品后處理成套系統價格僅為國外同類產品的2/3。產業化應用后,每年可為國家減少NOx排放157萬噸,減少PM排放2.77萬噸。


九年研磨 產品占領國內市場半壁江山

一直以來,車用柴油機后處理關鍵技術被博世、康明斯、依米泰克等國外公司壟斷,價格昂貴,不適合中國國情。我國后處理行業起步較晚,國內企業僅停留在后處理系統封裝、部件拼裝等階段,核心技術研究處于空白狀態,與國外存在巨大差距。

“賈島有句古詩是‘十年磨一劍’,我們的項目雖然沒有磨礪十年,也經過了九年時間的反復洗禮”,趙振東教授說:“我們的目標是突破車用柴油機后處理成套關鍵技術,形成批量生產能力,打破國外壟斷?!弊?016年起,項目產品與國內主流柴油機進行了全面匹配標定,并批量應用于國內各主流柴油機企業及整車制造企業,市場占有率已超過50%。

在國際上,項目主要技術指標達到了國外同類產品水平、總體性能達到國外同業先進水平。項目產品獲得了歐盟CE出口認證,產品已經出口到韓國、丹麥、俄羅斯等國家,具有明顯的國際市場競爭優勢。

依托項目的研發,團隊共申請專利51件(其中發明專利32件),獲得授權專利38件(其中發明專利19件),3件集成電路布圖設計,2件軟件著作權登記,獲國家重點新產品1項、省高新技術產品6項。作為標準牽頭或參與單位,制定了18項行業標準,其中8項標準已經正式發布,填補了國內后處理行業標準的空白,促進了行業科技進步。


強強聯合 激活應用型人才培養新動能

別看氮氧化物和顆粒物后處理說起來簡單,它卻是集機械、車輛、控制、電子、化工等多學科融合的復雜處理系統,趙振東教授團隊吸納了汽軌、環境、自動化等不同學院的優秀專家和青年學者,“這個項目為跨學科學術研究創造了良好的軟硬件環境,推動不同學科教師不斷學習新知識、新技能,促進學科之間的交流與碰撞?!壁w振東教授告訴記者。

俗話說:一燕不能成春。此項目的實施與獲獎高校的研究團隊的力量是遠遠不夠的,它不僅僅是關鍵技術的研發,還融合了催化劑及載體等零部件加工、系統集成、整車應用……涉及整個產業鏈的合作。我校與凱龍高科、南京依維柯、凱龍藍烽、卡威汽車等多家行業優勢企業強強聯合,共同致力于系統開發及應用,推進關鍵技術的成功落地以及大規模應用。

在此基礎上,校企雙方創新協同育人模式,加強了既具有企業環境,又兼有專業實習、科技示范的校內外實踐平臺的建設,做到“貼近生產、貼近技術、貼近工藝”,形成了互補性強、覆蓋面廣、容認知、實踐、創新為一體的校內外“雙網絡”人才培養的實踐平臺與體系。學院不僅與企業共同制定專業培養方案,汽軌及其他相關學院學生可以在這些實踐平臺中得到充分的鍛煉。

在校企合作的過程中,不斷地有企業專家被“請進來”、不斷地有學校教師“走出去”,由此打造了一支校企互通、專兼一體的“雙能、雙師”型教師隊伍,實現了專、兼職教師的互補。

卡威汽車研究院院長倪建華是碩士生的校外導師,他與校內導師一起全方位指導學生,學生可以參與到他們的項目里來。南京依維柯產品工程部總監鄒小俊前不久還應邀為我校學子作“新能源汽車先進技術產業化之路”的學術報告,他將企業創新技術與行業前沿分析與到場師生分享,并與他們就新能源汽車技術開發和應用展開熱烈的探討。

汽車與軌道交通學院每年派送青年教師來到卡威集團等企業,張袁元、臧利國、王玉國等老師一直與卡威有交流或合作項目,“每一次來到企業,都是對我知識結構的重要補充,”張袁元老師告訴記者,參與這些項目自己收獲非常大:“后面自己還會繼續加強與企業的合作,不斷提升自己專業素養,同時將這些前沿知識、最新技術帶進課堂,教給學生!”


“做研究必須要接地氣,必須要聚人氣,必須要永不言棄?!边@是趙振東教授經常重復的一句話。在這種“踏實奮進”和“永不言棄”的科研精神的鞭策下,趙教授團隊必將在未來的車輛工程研發事業上取得更大的突破。

(撰稿:安雪)

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