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柴油车一直是公路汽运的主力,特别是在大宗货物运输领域,柴油车有着众多的优势。不过其缺点也是十分明显,在全国加大环境整治力度的背景下,尤其是“史上最严尾气排放标准”——国六公布之后,柴油机车因为排污较大的原因开始受到限制。皇冠国际汽车与轨道交通学院院长赵振东教授团队联合多家企业研发的“车用柴油机氮氧化物和颗粒物后处理关键技术”,给柴油车“穿”上了尾气处理装置,帮它摆脱尾气排放困局。这项科研成果,获得了2018年度江苏省科学技术奖二等奖。

   


让柴油车不再怀“柴”不遇

据生态环境部《中国机动车环境管理年报(2018)》,汽车是机动车污染物总量的主要“贡献”者,柴油车保有量占汽车总保有量的9.4%,但其排放的氮氧化物(NOx)接近汽车排放总量的70%,颗粒物(PM)超过90%,这两者是雾霾的主要成分之一,控制氮氧化物和颗粒物排放成为治理城市空气污染的关键。

为了让柴油车摆脱怀“柴”不遇的尴尬境地,皇冠国际与凯龙高科、南京依维柯、凯龙蓝烽、卡威汽车等多家企业联合组建项目研究团队,对柴油机后处理系统电控单元智能化集成技术、喷射系统关键技术、载体及催化剂、后处理系统工程优化分析方法和整机匹配及工程化应用技术进行研发,从催化剂及载体等零部件到后处理装置的系统总成到整车应用,研发团队进行了反复的研究-设计-试验循环。

赵振东教授介绍说,与目前国外同类先进产品相比,项目产品的NOx排放值低于国外6.5%,PM排放值低于国外21%,虽然该技术是按照国五排放标准研发的,但其排放值已经符合国六排放标准,部分关键性能指标领先国外同类产品水平。该项目产品后处理成套系统价格仅为国外同类产品的2/3。产业化应用后,每年可为国家减少NOx排放157万吨,减少PM排放2.77万吨。


九年研磨 产品占领国内市场半壁江山

一直以来,车用柴油机后处理关键技术被博世、康明斯、依米泰克等国外公司垄断,价格昂贵,不适合中国国情。我国后处理行业起步较晚,国内企业仅停留在后处理系统封装、部件拼装等阶段,核心技术研究处于空白状态,与国外存在巨大差距。

“贾岛有句古诗是‘十年磨一剑’,我们的项目虽然没有磨砺十年,也经过了九年时间的反复洗礼”,赵振东教授说:“我们的目标是突破车用柴油机后处理成套关键技术,形成批量生产能力,打破国外垄断。”自2016年起,项目产品与国内主流柴油机进行了全面匹配标定,并批量应用于国内各主流柴油机企业及整车制造企业,市场占有率已超过50%。

在国际上,项目主要技术指标达到了国外同类产品水平、总体性能达到国外同业先进水平。项目产品获得了欧盟CE出口认证,产品已经出口到韩国、丹麦、俄罗斯等国家,具有明显的国际市场竞争优势。

依托项目的研发,团队共申请专利51件(其中发明专利32件),获得授权专利38件(其中发明专利19件),3件集成电路布图设计,2件软件著作权登记,获国家重点新产品1项、省高新技术产品6项。作为标准牵头或参与单位,制定了18项行业标准,其中8项标准已经正式发布,填补了国内后处理行业标准的空白,促进了行业科技进步。


强强联合 激活应用型人才培养新动能

别看氮氧化物和颗粒物后处理说起来简单,它却是集机械、车辆、控制、电子、化工等多学科融合的复杂处理系统,赵振东教授团队吸纳了汽轨、环境、自动化等不同学院的优秀专家和青年学者,“这个项目为跨学科学术研究创造了良好的软硬件环境,推动不同学科教师不断学习新知识、新技能,促进学科之间的交流与碰撞。”赵振东教授告诉记者。

俗话说:一燕不能成春。此项目的实施与获奖高校的研究团队的力量是远远不够的,它不仅仅是关键技术的研发,还融合了催化剂及载体等零部件加工、系统集成、整车应用……涉及整个产业链的合作。皇冠国际与凯龙高科、南京依维柯、凯龙蓝烽、卡威汽车等多家行业优势企业强强联合,共同致力于系统开发及应用,推进关键技术的成功落地以及大规模应用。

在此基础上,校企双方创新协同育人模式,加强了既具有企业环境,又兼有专业实习、科技示范的校内外实践平台的建设,做到“贴近生产、贴近技术、贴近工艺”,形成了互补性强、覆盖面广、容认知、实践、创新为一体的校内外“双网络”人才培养的实践平台与体系。学院不仅与企业共同制定专业培养方案,汽轨及其他相关学院学生可以在这些实践平台中得到充分的锻炼。

在校企合作的过程中,不断地有企业专家被“请进来”、不断地有学校教师“走出去”,由此打造了一支校企互通、专兼一体的“双能、双师”型教师队伍,实现了专、兼职教师的互补。

卡威汽车研究院院长倪建华是硕士生的校外导师,他与校内导师一起全方位指导学生,学生可以参与到他们的项目里来。南京依维柯产品工程部总监邹小俊前不久还应邀为皇冠国际学子作“新能源汽车先进技术产业化之路”的学术报告,他将企业创新技术与行业前沿分析与到场师生分享,并与他们就新能源汽车技术开发和应用展开热烈的探讨。

汽车与轨道交通学院每年派送青年教师来到卡威集团等企业,张袁元、臧利国、王玉国等老师一直与卡威有交流或合作项目,“每一次来到企业,都是对我知识结构的重要补充,”张袁元老师告诉记者,参与这些项目自己收获非常大:“后面自己还会继续加强与企业的合作,不断提升自己专业素养,同时将这些前沿知识、最新技术带进课堂,教给学生!”


“做研究必须要接地气,必须要聚人气,必须要永不言弃。”这是赵振东教授经常重复的一句话。在这种“踏实奋进”和“永不言弃”的科研精神的鞭策下,赵教授团队必将在未来的车辆工程研发事业上取得更大的突破。

(撰稿:安雪)

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