实现百万级成本削减!上汽陈敏团队首创大功率发动机性能测试技术革新——市科技进步奖提名项目系列报道

来源:劳动观察 作者:王海雯 发布时间:2024-04-26 15:06

摘要: 陈敏首创的“大功率发动机性能测试关键技术应用”,实现了水力测功器对发动机非做功状态下的加载功能技术。

头图:陈敏“大功率发动机性能测试关键技术应用”创新团队。


2000马力以上大功率发动机广泛运用于国家重大工程和项目。试验室性能测试是发动机技术研发的关键工艺,在实际运行过程中,普遍存在设备功能升级投资大、生产效率低、操作人员体力负荷大等一系列问题。


由上汽集团上海新动力汽车科技股份有限公司(以下简称“新动力公司”)陈敏首创的“大功率发动机性能测试关键技术应用”,实现了水力测功器对发动机非做功状态下的加载功能技术,以百万元级到十万元级跨量级水平降低设备功能升级投资成本。他还自制一系列试验室配套设施设备,并开发了试验室信息数据数字化管理系统。


独辟蹊径啃下“硬骨头”


大功率发动机有着重要的产品用途与广阔的市场前景,作为新动力公司重点开发的产品,陈敏所在的试验认证部承担着对大功率发动机进行性能测试的任务,为日后产品投放市场提供测试依据。


陈敏喜欢啃“硬骨头”,引发他对大功率发动机性能测试项目兴趣的是一直以来困扰国内企业的难题:水力测功器只能实现发动机在做功状况下的加载,无法实现发动机非做功状况下的加载功能。常规的解决方案是设备淘汰,升级为电力测功器。但一方面投资成本过大,电力测功器相较水力测功器成本存在数百万元量级差异;另一方面会造成原有设备资源浪费,不利于成本控制。


在两难情况下,陈敏联想到手柄摇动拖拉机启动的场景。那么在水力测功器后端施加一个辅助的动力是否能够实现发动机非做功状况下的加载功能呢?


陈敏初步分析,得出两个结论:发动机非做功状况下的加载功率远远小于发动机在做功状况下的加载功率;只要在水力测功器后端施加的辅助动力装置满足发动机惯量要求,就能实现其对发动机非做功状况下的加载功能。


陈敏正在对水力测功器发动机非做功状态下加载装置的变频柜进行调试。


工厂动力来源一般分为水、电、压缩空气与蒸汽四种,显然电力的获取更为简易可控。电机装置提供辅助动力是最优的选择,但一般电机使用有局限性,转速固定、功率恒定,无法满足大功率发动机负荷加载的转速与功率范围要求。


想法逐步成熟,最终,陈敏利用变频电机可调范围广的调速特性,形成了变频电机配备变频柜的最终方案。经过实际检验,证明方案经济可靠,实现了技术创新。


解决一揽子创新难题


为了完善试验室功能结构,陈敏还以问题为导向,以需求为目标,发明了一系列配套设施设备。


陈敏在工作中发现,目前行业内试验室使用的硅整流电源质量差,蓄电池又存在诸多缺陷,对发动机频繁启动类试验中的启动马达部件造成了影响。对此,他尝试引用超级电容这一新型材料制作新型启动电源装置;市场无法提供测试台架大电流的标定单元,他就根据任务需要自行开发恒流源标定装置;再如,陈敏经观察生产现场,开发了一种发动机联轴器安装装置,使台架操作人员体力负荷得到大幅减轻,既保障了员工的人身安全,又提高了生产效率。


通过5项内容的创新尝试,整体提升了试验室在质量、安全、效率等各方面水平。该技术集群也取得了1篇公开发表研究论文,4项实用新型专利和3项软件著作权的技术成果。


上海新动力汽车科技股份有限公司


陈敏仍不止步,他继续又参与开发试验室信息数据数字化管理系统。他说,“工作实践中,试验室群组的信息数据管理对运行效率有着直接关联。散乱的数据不利于统计与管理,错漏的数据更直接影响生产质量。”这套系统已能够实现单个发动机试验室全过程的试验监控、设备管理、效率分析及试验数据的采集、监控、存储和性能分析以及群组试验室的并网管理功能。


大功率发动机性能测试是提升大功率发动机产品质量的必要手段,陈敏在测试关键技术的创新助力于国家数据中心项目建设、卫星发射中心、国家水利工程建设等重大工程的实施与运行,并创造了相当的社会效益。


以新动力公司某型发动机产品升级为例。该产品能够降低油耗5%,减少PM排放88%,减少氮氧化物排放50%。通过技术创新提升效率,该产品提前半年投放市场后,减排效果明显。助推行业减排政策防治污染,尽早实现“碳达峰”“碳中和”。


工作“望闻问切”方法论


从1995年毕业入职起,陈敏深耕一线,与设备打了近30年的交道。身为一名资深的汽车工匠,“扎实的机电基本功是首要前提,饱满的工作热情是成功基础。”他和记者分享了一套借鉴中医理论的“望、闻、问、切”四字工作法,而他的创新发明正源于此方法论。


“‘望’就是个人要了解公司的发展规划,比如这次大功率发动机性能测试关键技术应用项目就是在公司产品传统能源产品与新能源产品双赛道发展战略规划下主动产生的;‘闻’是密切关注行业技术的发展动态,当我遇到行业内通用传统硅整流电源与蓄电池电源质量不满足发动机性能测试要求时,就通过资料查找,发现了超级电容,尝试根据这一新材料开发出了新型启动电源装置。”


在陈敏看来,工作中的“问”就是善于技能学习,进而发现问题、思考问题、解决问题。公司曾有套进口设备的主要控制单元损坏,由于年限较长,市场无配件供应,设备无法维修。陈敏与设备厂商技术沟通后,利用国产元器件,对原有线路进行再设计改装,用5000元的改造成本延长了价值12万欧元设备的使用寿命。


“‘切’就是要有能力去繁化简,面对实际工作中遇到困难的多种因素或者可实施方案的多样化,辨别要素程度,直接切入工作重点,以提高工作质量与效率。”陈敏在考虑水力测功器辅助动力源方案中,面对水、电、压缩空气和蒸汽四种动力选择,从动力的供应、动力的使用、动力的控制以及动力的特性等多角度考虑,选择电机动力。他从电力入手形成了水力测功器辅助动力的最终解决方案。


企业厚植创新土壤


设立专项资金、建设研发中心、购买先进设备、构建合作网络……新动力公司厚植的创新土壤孕育出员工源源不断的发明创新。


在变频器与变频电机组合实现水力测功器对发动机非做功状态加载功能技术开发中有一事至今令陈敏记忆犹新:技术参数在确定过程中,需要大量的发动机非做功状态加载功率实测基础数据。面对有限的台架资源和人力资源以及繁忙的生产任务,公司各部门协同合作,积极协调,在不影响正常生产的前提下,见缝插针,在计划时间节点内加班加点完成了基础数据的采集,为项目的顺利实施打下了坚实的基础。


陈敏还向记者介绍,新动力公司的合理化建议及金点子制度已建立多年并日臻完善。“为方便员工提交创新想法,我们在企业微信中开发了一个专用入口。通过这一平台,员工可以将他们的建议上报,经过精心评选,优秀的建议可被授予‘金点子’称号,这一机制有效激励了大家的创新和发明活动。”


上汽集团与新动力公司共同提供坚实的支撑。在金点子的试制阶段,创新工作室或技能大师工作室将承担实施任务。在资金支持上,项目试制费用部分由公司内部的产品开发预算提供,同时新动力公司每年都会设立专项基金以支持创新试点项目。集团工会也会对创新工作室的项目实施提供经费支持,共同促进创新成果的实现。


日前,新动力公司“向新而行 赓续奋斗”2024年文化周活动收官,深化了创新文化在员工心中的根基。活动围绕“降本增效拓市场,改革创新建新功”目标,鼓励全员锚定重点攻关项目,强化用户导向思维,积极参与到企业双赛道的战略进程中。

责任编辑:朱兰英
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