为何说他是中国农机冲向世界巨头的最大希望?
为何说他是中国农机冲向世界巨头的最大希望?
大家都知道,电动化、智能化、信息化,是汽车未来发展的方向,那么,如果内燃机发展到极致,会不会和新能源一样清洁无污染、安静无噪音?人工智能又会怎样改变我们的生活?
其实,从自动化、智能化角度看,拖拉机比汽车复杂,来听听中国一拖动力系统国家重点实验室(以下简称实验室)的工程师们怎么说。
邂逅——一代人的旧情怀与新生机
1958年新中国第一台东方红履带拖拉机开出厂门
洛阳的拖拉机城
立夏后的洛阳城,几乎每天都是艳阳高照,好在气温不算太高,走在绿树成荫的大街上,偶尔吹过凉风让人觉得神清气爽,这也许和这里的山水有关。
11时30分,在涧西区几乎占了半条建设路的洛阳一拖到了下班时间,穿着灰蓝工作服的工人们开始陆陆续续地往外走。很快厂大门处站满了等待红绿灯的灰蓝队伍,他们下午还要按时上岗,所以要抓紧时间吃饭、休息,等待他们的还有一个下午的工作。
“一拖这片地原本是昔日的皇家御园。”在一拖工作几十年的一位老一拖人告诉记者,建厂初期,来自全国各地的工人、家属就有近6万人。那时,每到下班时间,厂门口的人流像开闸的水渠一样,流向各自的家。一拖因为人多厂大,因此,在洛阳就有了另一个称呼:拖拉机城。现在厂里有近2万人,除了造拖拉机、高端柴油机外,围绕动力换挡拖拉机、高端电控柴油机的研发,一拖投入了越来越多的人力和物力。
属于东方红的记忆
东方红动力换挡系列,或许能让那些对“东方红”拖拉机有记忆的人想起一些从前。
1955年10月1日,新中国第一个拖拉机制造厂在洛阳破土动工。1958年7月20日,第一台东方红拖拉机开下生产线,中国一拖结束了中国不能制造拖拉机的历史,开启中国“耕地不用牛”的新时代。
计划经济时期,东方红拖拉机完成了全国60%以上机耕地的作业。
上世纪80年代初,中国农村全面实行“家庭联产承包责任制”,一拖人率先深入农村进行市场调研,并迅速推出中国第一台8挡小四轮,成就了无数农村“万元户”。
很多人的生活因东方红而改变,东方红自己也在改变着。1985年6月7日,中国和意大利拖拉机合作项目签字仪式在北京举行,由中国一拖担纲,引进意大利菲亚特大轮拖产品技术,再到两年前东方红动力换挡拖拉机成系列地推向市场。
正是一拖东方红系列产品和在大功率动力换挡领域取得的技术成果,拖拉机动力系统国家重点实验室落户一拖。如今实验室的科研方正在为东方红注入新的内涵。
降噪——让发动机声音降下来分几步
中国一拖中试基地的NVH试验室
待在无声的实验室内好玩吗
虽然到了下班时间,80后王志鹏却还在忙碌,因为那天是他所在的发动机半消声实验室检修的日子,检修意味着价值千把万的实验室不能再做测试,时间紧任务重,早一点结束检修实验室就可以早一点投入使用,他想先把手头的活干完再休息。所谓的半消声,指的是实验室内除了地面,东西南北上五面全是吸声材料,全封闭情况下,室内背景声音不超过12分贝。待在无声的实验室内,真的那么好玩吗?
“刚开始在半消声实验室工作时,感觉特别孤独。”王志鹏主要从事震动、噪音研究,他告诉东方今报记者,正常的社会环境背景音在38分贝左右,耳朵习惯了背景音,在发动机停止测试后,再进到全封闭的实验室检测,就会觉得太安静了,有点受不了。
“心跳的声音是20分贝,一直听自己心跳的声音是什么感觉,你可以脑补一下。”王志鹏说,为了让自己适应,进来检测时要么叫上同事,要么用手机放歌听。
1个分贝1个分贝地去努力
不过,王志鹏和他的同事们,大部分时间是待在实验室监控室里。在监控室他们要盯着半消声实验室的一举一动,时刻记录着数据变化,并根据数据记录向科研带头人汇报,以保证能及时作出判断,推进项目取得突破性进展。
王志鹏和他所在的团队,一年待在实验室的时间要占80%以上。几年工作下来,还是取得了不错的成果,比如他们通过实验测试,对发动机齿轮、隔音材料进行优化,成功地将发动机噪音降低了3个分贝。不要小看这3个分贝,实现它可是倾注了王志鹏和同事们的诸多心血。也正是1个分贝1个分贝地努力,才让驾驶室更舒适。现在他们的成果应用后,已经能做到司机在驾驶室内用正常音量打电话。
“我们的技术已经超过某些国外同类产品。”王志鹏说,曾经他也和很多人一样,感觉发达国家生产的拖拉机比咱们的高大上。但经过噪音测试后发现,驾驶室舒适度还没有咱们做得好。噪音实验没有最终成果,只有阶段性成果,“毕竟声音小了,还想再小”。驾驶室能按照正常声音打电话了,那么什么时候能实现在驾驶室开车,孩子在里面睡觉也不受影响呢?这只怕需要王志鹏他们1个分贝1个分贝地去努力。
排放——汽车未来会变身空气净化器
2016年郑州农机展展出柴油机产品
生产对环境影响尽量小的发动机
和王志鹏一样,刘国强同样每天待在发动机整机测试实验室。毕业于河南科技大学的他高高瘦瘦,说话时总是笑呵呵的,右手还会时不时地扶一下眼镜腿。刘国强在发动机功能性能测试项目组,他的作息非常有规律,每天八点到单位,然后和同事们来到实验室,开始一天的工作。
“刘工,这台发动机的油耗偏高。”5月4日,刘国强在性能测试实验室刚走到石坤鹏所在的监控平台就听到他在叫自己。快步走到石坤鹏跟前,伸出右手接过石坤鹏递过来的实验数据记录开始翻看。
“建议里面写上,优化增压器、喷油器……”刘国强看完数据后说道。他们现在做的是发动机排放指标测试。主要是根据国家新规定的排放标准,测试发动机是否达标。
“虽然农用机器在田间地头作业密度比较小,但总体数量还是很大的。”刘国强告诉东方今报记者,现在大家对空气质量都比较关注,生产出对环境影响尽量小的发动机,是他们的目标。
发动机靠水来产生能量一样可以成真
他们的成果最直观地体现在拖拉机排气筒不再冒黑烟了,排放出的有害物质减少20%左右。“其实未来的发动机,不仅仅不再是排污口,还会是空气净化器。”作为关注发动机十几年的资深人士,刘国强告诉记者,考虑到环保,以后大家车上用的发动机会在缸外安置后处理设备,对车尾气进行排出前的处理,到那时候发动机工作时吸收的空气,还没有排出的空气质量高,“毕竟空气本身就包含着各种杂质”。
现在国外正在做技术测试,国内也有关注这一领域的专家。相信技术研发成熟并量产使用后,每一台汽车的发动机都是一个空气净化器的说法一点也不为过。
汽车发动机对汽油燃料实现排放零污染甚至成为空气净化机,在未来可以实现,发动机靠水来产生能量一样可以成真。刘国强告诉记者,机动车用水做燃料其实就是用核能将水转化,通过一系列的化学反应,产生动力,以达到制造动力的目的。现在这项技术已经在测试,等进一步改良后,就能实现投入使用。“汽车烧水”将不再是遥不可及的梦。
智能——拖拉机智能化比汽车更复杂
中国最先进的大轮拖生产线
拖拉机智能化难在哪儿
每天下班后,中国一拖首席设计师贾鸿社和同事们会习惯地开个朋友会,一起探讨一天工作中遇到的问题。他们戏称这种工作狂的状态是在“求加班”。十几年来他们对这种模式早已习以为常,因为总结性碰头会非常有助于第二天的工作开展。这在他们十年攻克动力换挡中已经尝到了甜头。
早在2004年,一拖就已开始涉足动力换挡技术的研究与开发。起初是与国际知名研发机构合作,联合开发具有完全自主知识产权的动力换挡拖拉机。2010年,中国一拖工业园投入使用,宣告国内投资规模最大和最先进的轮式拖拉机制造基地正式运营。同年9月,我国性能最优、功能最强大的拖拉机——“东方红”动力换挡重型拖拉机诞生。
大功率动力换挡国产化终结了国际大型农机制造企业长期垄断动力换挡重型拖拉机的历史,使中国与欧美发达国家的拖拉机研发制造水平差距缩短了近20年。
贾鸿社告诉记者,所谓动力换挡,就是不需要踩离合、不需要下地调整农机具,拖拉机手只需按几个按钮就可以实现换挡操作,这是因为有了智能化控制的设备。
好多人一提农机就觉得“傻大粗”,实际上国外拖拉机比汽车要贵很多,在日本,一台同等马力拖拉机的价格是汽车的三四倍。贾鸿社告诉记者,这是因为拖拉机自身系统有好几个,柴油机本身是一个系统,拖拉机跟机具又组合成一个机组系统,然后机组跟土壤是一个系统,机组跟农作物又是一个系统,而且农作物有高有矮,轮廓边界都不是很明晰,如果再加上农机跟农艺,那就更复杂了。“从自动化、智能化角度看,拖拉机就比汽车复杂。”
想象一下2050年的耕种与收割
2050年的秋天,河南一小镇上两位农民正在电脑前商量如何收割玉米。其中一家耕地西端有两棵新种的小树,需要让收割机转弯的时候避开。另外一位在电脑收割机作业路线上输入修改指令,然后打开了电脑农田监控界面。10公里外的玉米田中,农具仓库自动打开,无人驾驶的收割机驶出仓库开始作业。当转弯走到那两棵小树时,收割机果真是绕出了一米,和它们擦肩而过。
几台无人驾驶收割机的作业,其实是在耕种机器人监督下进行的。当收割机有故障之后,其故障识别系统会自动传输给耕种机器人,机器人再按照设定程序进行检修以保障收割机正常工作。
在这项技术尚未成熟前,维修机器虽然也可以做到故障识别,但需要先传输回总部,再由总部工程师根据具体信息指导维修。
其实,不仅仅收割才这样,每年的播种,这里的农民一样只需看着监控屏幕,机器人和播种机都会按照电脑设定程序作业。
在实验室的工程师们眼中,未来,这些都不是梦想。
其实,国内还是有不少像中国一拖这样在研发上踏踏实实地迈向新台阶的企业,他们的研发人员和领导者们都会出席6月7-9日在南京召开的“中国农机高端论坛”,想和他们交流吗?快报名加入吧。
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