给内燃机一副好“咽喉”

王天佑(中)指导学生实验

这位是记者文彩飞

天津大学机械工程学院院长王天佑站在人民大会堂，受到**的接见，激动不已。1月8日，天津大学作为第一个完成单位，因其在“内燃机气流快速检测与评价技术及应用”方面的成就，获得了国家技术发明奖二等奖。经过20年的磨砺，他们终于迎来了“一个更完美的总结”。

燃烧系统是内燃机的核心。油气充分高效燃烧是节能减排的关键。长期以来，欧美研究人员一直关注“石油”，采用以喷油为主的燃烧技术路线。然而，的团队在“气”方面取得了创新性的突破。

就像烹饪和燃烧气体一样，原料需要与氧气混合才能燃烧。如何在狭窄的发动机气缸空间内控制进气量和进气模式，以燃烧更少的油并充分发挥相同的功率，同时确保有害物质的最小排放，是多年来难以克服的工业问题。

“气道就像人体摄入器官的咽喉，发动机的呼吸道也是内燃机的咽喉。如果我们设计好喉部，我们就可以控制进气量和进气模式。”王天佑解释道。

为了研究内燃机气流的测试、评估和设计，王天佑的团队已经在这个领域努力工作了20年。我不知道有多少个长假。他们被锁在房间里进行开发。困的时候，他们会睡一会儿，不困的时候，他们会继续工作。

“一天早上，当我出去买早餐时，我看到退休教师在练习太极拳，我非常羡慕这样的生活。”但当他转过身来时，他与团队成员和合作伙伴在大型研讨会上通宵工作，以解决关键问题。

当科学研究难以突破时，他也会沮丧，特别是当有一段时间在解决问题上连续两天两夜毫无进展时。当他的伴侣离开时，他发了一条令人欣慰的短信，这让他在痛苦中感动得流泪。

在严峻的挑战下，该技术揭示了内燃机气缸气流运动的基本规律，形成了面向燃烧过程的气流评价技术，为气流导向燃烧系统的发展奠定了理论基础。该技术还提出了构建内燃机高温高压环境下高碳燃料燃烧机理的解耦方法，发展了高滚流快速燃烧系统和高、中、低涡流燃烧系统，形成了以气流为主导的燃烧系统正向发展技术。

不仅如此，王天佑的团队还发明了各种系统，如气缸盖模拟识别、定位、气门升程控制等。提出了一种变压差气流试验方法，其试验效率比欧美传统的定压差法高出5倍以上。

现在，一提到内燃机气流技术，业内人士会立刻想到王天佑的团队。这是一支由老、中、青三代人组成的获奖团队。高校的研究人员与企业开发者共存。“依靠发动机燃烧国家重点实验室，我们中的一些人一生都在从事内燃机研究，有着良好的平台、年龄结构和遗传。”王天佑说。

他告诉《中国科学报》记者，“老”是指他的博士生导师、天津大学教授刘。现在，81岁的刘是这个项目的发起人。“钟”是指四五十岁的这一代人的脊梁。“青年”是团队中的“80后”和“70后”。最年轻的获胜者出生于1987年。

与他们合作开发的广西玉柴机械有限公司，自20世纪60年代以来与他们有着良好的合作关系。“2005年至2007年，我在该企业担任博士后研究员，该企业获奖的年轻科技工作者相当于我的门徒，他们与我们一起从事开发和设计工作。”王天佑自豪地说。从那以后直到2016年，他一直是该企业的外部专家，从基础研究到应用研究相互支持。

如今，他们的技术已被100多家汽车企业广泛应用，其技术机制已被许多国际组织采用，如福特、克莱斯勒、沃尔沃和阿贡国家实验室。有趣的是，当王天佑的学生在外国公司实习和工作时，他们的同龄人总是抓住机会“窥探”团队的最新科研进展。

“我觉得这次负担更重了。我们的团队将继续发挥服务社会和服务企业的作用，努力在更多领域进行高水平的科学研究。也许我们几天内都不会兴奋，”王天佑幽默地说。

《中国科学报》(第8版，2018年1月16日)