时间:8月9日
地点:天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室
向导:谢辉
一进入实验室,有种误闯厂房的感觉。门里门外除了摆放的计算机之外,就只有发动机和零部件,还有各种测试设备。不过,可别小瞧这些笨重的铁皮“大家伙”们。在973项目所在的天津大学内燃机燃烧学国家实验室,研究人员天天都跟这些发动机朝夕相伴。
据实验室副主任谢辉博士介绍,实验室主要从事内燃机高效、清洁燃烧过程应用基础及相关交叉领域高新技术的研究,从条件和规模来讲,在国内外高校都堪称一流。
在973项目实施过程中,实验室采用金属原理样机开发研究、数值模拟发动机研究和光学发动机模拟研究相结合的研究方法。先在数值模拟发动机上,从虚拟的角度来计算仿真整个发动机的燃烧过程,通过仿真计算,在做实验前就知道一套方案对实际发动机会产生什么样的影响,并且可以预测发动机性能。研究人员解释,这样做的目的是减少实验次数,降低实验成本,缩短发动机的整个开发周期。另外,通过这个模拟还能够比较方便快捷地探索发动机内部的流动和燃烧,探索高效燃烧的新途径。
除了数值模拟发动机外,光学发动机也是实验室研究者常用的技术手段,通过应用国际上先进、成熟的激光诱导荧光技术,拍摄发动机缸内燃油喷雾的瞬态浓度场分布图像,可以观察到液态的柴油变成气态的混合过程,然后到计算机上进行定量的分析。
最为关键的原理样机开发,是实验室的多个研究人员,花费了无数个日夜,在基础样机上通过创新设计和改造,开发先进的控制策略,实现了“新一代内燃机燃烧”原理。由于国内目前的工业基础,用现有的机构还很难实现这个原理,因此大家只能一起设计,找零部件企业加工。例如超高压电控共规喷油装置,参与研究开发的博士裴毅强表示,这在国外的高校和企业都很难见到。这个实验装置,可以通过自己开发的软件进行喷油的定量、定时的精确控制。
实验室经过多年的发展,建立了完善光学发动机研究平台、发动机CFD及性能仿真研究平台,拥有齐全的燃烧诊断、性能研究、尾气分析的试验台架测量系统。科研条件已经达到国际先进水平,已经成为我国内燃机学科应用基础研究、高新技术研究的重要基地。
这个内燃机学科唯一的国家重点实验室,自建立以来,承担了国家在内燃机及汽车领域的各类科技项目以及一大批国际合作和企业合作项目,还与国内龙头汽车和内燃机企业建立了长期合作关系,与国际上20余所知名大学和研究机构建立了密切的学术交流和合作关系。
实验室以动力机械及工程国家重点学科为依托,拥有硕士点、博士点和工程热物理及动力工程学科博士后流动站。实验室各研究方向的学术带头人结构合理,学术水平高,年富力强。现有教授16名,其中博导14名,副教授12名,具有博士学位的青年骨干10余名,其中“长江学者”2名,教育部“新世纪青年人才”2人。实验室在站/在读博士后、博士生和硕士生200余人。已经培养博士、硕士研究生近百人,成为了颇具规模的内燃机专业人才的培养基地。
实验室备忘录
目前作为新一轮国家973项目的首席科学家单位,正在汇集国内一批内燃机学科优秀学者对“内燃机均质混合气压燃着火理论”进行研究。2003年初在科技部组织的国家重点实验室评估中,专家认为实验室“在内燃机研究领域具有不可替代的作用”,在我国内燃机技术领域起到了“开拓和牵引作用”。