清华男的汽车梦

汽车观察 / 2020年02月23日 21:44

新闻

赵松

从小就爱好汽车,潘济安在成长中一直在向着汽车梦前行。

初秋一天的下午,阳光还算柔和,微风、天空也很蓝。走在清华路上,这座百年学府的祥和之气随即迎面扑来,看着周围的莘莘学子,内心不由起着敬意。而初见潘济安,其身背军绿色书包、穿蓝色运动鞋、一身黑色休闲装,典型工科男形象。他推着山地车面带微笑向我走来,身上透露着他的才气和阳光,一身正气。

他现在是清华大学大四汽车工程系学生,曾代表学校参加第十四届“挑战杯”中航工业全国大学生课外学术科技作品竞赛,并荣获特等奖。还曾多次参加航空工业活动,多次受邀参与智能汽车系统研究开发工作,而他现在也正积极准备深造学习。目前他已经通过面试获得硕博连读资格,将来会从事于智能汽车方面课题研究。

这样一位优秀的学生,却仍不忘初心,潜心做研究。潘济安坚定地说:“我从小就喜欢汽车,特别对航空、汽车发动机感兴趣”。在潘济安眼中,汽车会占据他生命大部分时间,他也正为中国自主汽车发展做着不懈的学习和努力。

下午的采访,地点就定在了清华路与学堂路交口西南角的拾年咖啡店,说来也巧今年正好是中国自主品牌发展10周年,这似乎预示着什么。在店二楼靠墙边,选择相对安静的位置坐下后,潘济安就开始安奈不住内心的激动,想要倾诉他的研发成果。此次采访的原因是由于潘济安在参加第十四届“挑战杯”中航工业全国大学生课外学术科技作品竞赛中,凭借其“新型轮齿条式发动机的设计,制造与研究”荣获特等奖。

“我从大一的时候,就有这个想法,当时我也查过很多资料,发现也有过类似的研究,但都没有去实际做出来,我就想把它做出来,去实践证明我的理论。”潘济安激动地说,一般的传统内燃机都是利用曲轴连杆机构实现动力的传输。

潘济安的想法很简单,用齿轮齿条机构代替通过曲柄连杆机构实现的动力传输,虽能承受比较大的冲击适合于中高转速,但也存在曲轴制造成本高、活塞对气缸侧壁磨损严重、曲轴连杆机构传动效率不高等缺陷,而且他相信曲柄连杆传动并不是发动机唯一的传动方式,一定有效率高、损耗小、成本低的其他形式发动机。

做齿轮齿条发动机的想法就这样的诞生了。据他介绍,现存利用齿轮齿条传动实现高效动力传输的理论方案,结构复杂、且大停留在设计阶段;而从机械效率上提升总体效率降低气缸侧壁的磨损结构简单,具有可操作性。带着这样的设计和想法,他找到了导师尤政,老师在听完他的讲述后,当即表示愿意帮助他,并在学校及汽车系副主任汽车电子研究所副所长杨殿阁老师支持下,顺利完成了第一代齿轮齿条发动机的设计。

第一代样机是以空气为驱动方式,总速功率为0.05kW, 人字形齿轮齿条活塞式缓冲装置驱动机构,通过活塞对气缸侧壁压力仿真实验,活塞对气缸侧壁最大侧向压力降低了92%,传动效率较曲柄摇杆式发动机相比提高了22%,但还是相对简陋粗糙。

随着第一代样机的下线,潘济安就此并没有停下脚步,而是对它提出了更高的要求,造国内唯一一台可以点火启动的齿轮齿条式发动机。由于学校加工条件有限,潘济安便在老师帮助下,与南方某主机厂进行合作,帮助其把理论设计制造成产品。潘济安自此几个月,除上课学习外,便扎进了发动机的研发中,最终在潘济安的努力和老师与厂商的指导下,国内唯一一台点火启动的齿轮齿条发动机诞生了。那一夜,潘济安激动地一宿没合眼。

据介绍,第二代齿轮齿条发动机由链条、配气机构、缸体、齿轮齿条动力传输装置、机匣、电启动装置、磁电机、飞轮等部件构成,总速功率达到05kW,采用双缸对称布置机构形式,经过100个小时运行磨损实验得到磨损量平均降低了22.58%,在运行相同时间情况下,齿轮齿条发动机气缸壁磨损量明显小于曲柄摇杆发动机,且新型齿轮齿条动力传输机构还可以用于多种需要往复运动的特殊装置,如往复式鱼尾推进器、往复冲击装置等。

目前“发动机内啮合齿轮齿条式动力传输机构的设计与研制”已投稿《机械设计与研究》机构,“内啮合式齿轮齿条动力传输机构”已经申请发明专利,“循环往复齿轮齿条机构”也已申请发明专利。且在实用性方面,本项目所提出的齿轮齿条动力发动机在农用机械方面的应用价值,得到了辽宁禾功机械有限公司的认可,并同意进行试验性生产用于小型收割机。所提出的齿轮齿条动力发动机得到广汽研究院的认可,并已经同意在新能源汽车领域进行共同开发。

据悉,此齿轮齿条发动机同时得到了国内外专家的好评。机械工程学会宋天虎理事长对次项目做出评价称,齿轮齿条式发动机结构简单,可适应发动机紧凑型发展趋势;内燃机工业协会邢敏秘书长也对此表示,省去了曲柄连杆,在曲轴箱部分与传统机相比要来的紧凑;VP of Fisker Automotive JiHan Xu 也对进行了评价,称改进了已有齿轮齿条发动机发明设计存在结构复杂,冲击严重的问题,从而实现了高效的动力输出。

潘济安继续说道:“在未来我想从事于智能汽车研究领域,努力使汽车更智能、更安全、更舒适”。他的梦想远不止这些,当被问除了汽车还爱好什么时,潘济安在打开手机的同时说:“还有就是喜欢航空工业,平时也经常去一些展示会,出席一些活动”,并让我看他在英国航空展上拍的照片。

下午有限的时间,就在这样愉快的交谈中过去了,喝罢一杯茶后,我们在清华校园内漫步交谈了一会儿,看到道旁边展牌上一位清华大学毕业生许吉如说的一段话:“少年强则国强,中国强则中国少年更强”,而潘济安也表达了自己的想法,将来一定要打造属于中国自有产权的高性能发动机,为了国家的强大,去努力学习,中国汽车工业强,则国家强。

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