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潍柴:自主锻造“国产引擎”,加速挺进矿山深处

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历时10年,投入1.2亿元,接连突破甲醇发动机抗机油乳化技术、低温冷启动技术、控早燃爆震技术等多项行业难题……近日,由山东重工集团旗下潍柴动力股份有限公司(以下简称“潍柴”)研发的国内首台甲醇燃料矿用挖掘机发动机,正式交付新疆矿区。

这是潍柴着力锻造“国产引擎”的生动写照。

作为中国装备制造业的翘楚,潍柴一路追赶超越,持续突破,推陈出新。其背后,是以潍柴为代表的中国企业不断寻求自主可控,一步步迈向全球价值链的探索历程。

自主可控,大型矿卡用上“中国心”

7月,在内蒙古鄂尔多斯东北部的露天矿场中,众多矿山用挖掘机在陡峭崖壁上持续攀爬掘进,重达400吨的矿用卡车满载矿产辗转输出。

其实,忙碌的背后,却隐藏着采矿行业不容忽视的困境。“当下,我国重型矿山装备大多由国际巨头垄断。他们凭借丰富的经验和先进技术占据优势,市场售价、维修费用都十分昂贵。”包钢白云鄂博铁矿副矿长王国栋向科技日报记者坦言。

研发矿山装备并非易事。露天矿场的工作条件异常艰苦,各类矿山装备通常要面对-45℃至45℃极端的工作温差,保持每天22小时以上重载作业,并保证90%以上出勤率,服役长达30年。除此之外,它们还要直面高海拔、高粉尘、高强度振动三重考验。

“如果说普通重卡用的发动机是奔跑的马拉松选手,那么矿卡、矿挖等使用的矿山动力设备就是负重攀岩的极限运动员。”中国矿业大学教授周伟表示,矿用设备的工作循环通常都处于峰值负荷状态,这在热管理、材料强度、控制精度等方面,对其动力系统提出了远超常规运输设备的要求。

如何突破技术瓶颈?潍柴总经理助理、电控研究院院长刘兴义以矿山动力电控系统(ECU)为例,分享了企业坎坷的研发故事:这块看似巴掌大的电路板,控制着发动机的“呼吸与心跳”,但其技术瓶颈却长期难以突破。2010年,潍柴在行业内率先启动自主电控系统的研发,但这条路异常难走。

为了攻关ECU,潍柴组建起一支“混编部队”。团队采用32位高性能微控制器,经过了各种严酷的试验,确保ECU能在各种复杂的环境中正常工作……经过700多个日夜,中国首个高压共轨电控系统最终诞生。

刘兴义说,继首款自主ECU产品研发成功之后,潍柴目前已成功开发73款电控产品,从传统动力到新能源,涵盖八大产品系列,市场配套量超过330万台。

动力多元,新技术“保驾护航”

从原先100%柴油机,到如今的燃气、混动、甲醇乃至纯电动力,新疆永华建设(集团)有限公司服务总监邵宇辉正在适应矿用动力的新变化。据介绍,在“双碳”目标下,这是工程机械必须迈出的关键一步。

在中国工程机械工业协会秘书长吴培国看来,潍柴创新构建了柴油、甲醇、天然气等多燃料动力平台,实现了全场景解决方案的国产化突围。根据国内矿山实际工况,其在关键技术上精准提供适配的动力支持,不仅提升了我国矿山行业的整体竞争力,还将开辟出绿色化、智能化的矿山发展新路径。

新场景的出现、新产品的迭代,除需借助研发之力,更要有制造“引擎”的能力。

走进潍柴智能数字化工厂,高效率的智能化生产引起了记者的注意。在这一全球首个发动机数字化无人工厂里,每90秒就有一台发动机下线。

“在这里,视觉识别、在线检测、机器人等诸多先进的智能制造技术被广泛应用,全流程智能化生产线提高了产能,也保障了产品质量。”潍柴流程与IT部部长常秀书为记者展示了一组数据:该工厂加工自动化率100%,装配自动化率80%,零部件物流配送自动化程度100%,关键过程100%在线检测。

聪明、高效、智能是这座工厂的三大特点。工厂里,关键过程参数实现了100%实时在线测量和自动上传,5G网络全覆盖实现AGV小车调控零延迟,自动快换卡爪实现不同产品秒级换型,其已实现了全程柔性化、敏捷化、数字化、智能化生产。

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