“启动！”一声令下，一台白色轻客小车顺利地“咆哮”起来，在西部科学城重庆高新区金凤电子产业园区内部道路上驰骋，伴随着围观者的目光消失在转角。
一台平平无奇的小车何以值得关注？这可不是普通的车，它是以纯甲醇为燃料的压燃式动力汽车。
甲醇被称为液体的“氢”、液态的“电”，兼具燃烧高效、低碳环保、可再生性、经济实惠等优点，是全球公认的新型清洁可再生能源，为破解世界能源和“双碳”难题提供了有效解决方案。
但甲醇燃点近500摄氏度，且汽化时吸热量巨大，在冬天低温环境下不易着火。是的，关键是，怎么把甲醇点燃？
“甲醇在低温环境时汽化效果差、着火困难的问题一直困扰着行业内的研究者，是一个‘世纪难题’。”利迈科技研发总监龙涌直言，目前市面上有的主机厂采用的甲醇发动机，依赖双燃料系统，也就是油（汽油/柴油）－甲醇混合或电－甲醇系统来规避，但结构复杂且成本较高。
也就是说，以纯甲醇直接作为燃料的发动机一直是个难题。
在2015年，利迈提出攻克热面辅助压燃式甲醇发动机难题，通过控温式陶瓷电热塞及其控制系统的应用，在基本不对发动机原有结构进行修改的条件下，不仅大幅降低了排放和燃料使用成本，同时还保证了动力。
▲可测/控温陶瓷电热塞测试。受访单位 供图
点火是关键中的关键——汽油发动机点火可以用火花塞，甲醇点火就不能照搬了，这也是国内外现有甲醇预混点燃技术路线失败的原因。而如果选用彻底消除冷环境点火问题的热面辅助压燃这一最有技术先进性的技术路线，就要求热源必须具备温度高、响应快、可精确测/控发热体头部温度且寿命长，所以需要研发出应用于甲醇发动机点火装置的氮化硅高温陶瓷发热元件来点火。
▲热面辅助压燃式甲醇发动机内部（电脑制图）。受访单位 供图
据龙涌介绍，陶瓷高温发热元件作为一种能将电能迅速转化为热能的陶瓷加热器，能瞬间达到高温——它能在短短一秒钟内迅速升温至800摄氏度，而最高使用温度更是高达1400摄氏度，常规使用温度也需维持在1200摄氏度。
▲可测/控温陶瓷电热塞测试。受访单位 供图
“启动纯甲醇动力发动机，这个点火装置至关重要。”龙涌告诉记者，其团队面临的挑战在于，必须找到具有不同成分和属性的高温发热和温度精确测量材料，并将其精确地集成在陶瓷内部。更为复杂的是，这些材料需要在一体烧结的过程中完美融合。这无疑是一项艰巨且近乎苛刻的任务，但正是这样的挑战，激发了团队不断创新和突破的决心。
“最难的时候，专家和内部技术员工都在质疑这个技术路线是否走得通。”龙涌坦言，发动机专业出身的他力排众议，以理工男对技术的极致追求坚持了下来。
随后，可测温的高温陶瓷发热元件、温度控制系统、甲醇高压喷射系统、ECU系统，一个个被接连攻破。终于，在披星戴月的7年后，利迈科技压燃式纯甲醇汽车项目取得重大突破——在一台2.8T柴油车基础上直接安装热面辅助压燃电热塞及其控制系统，对燃油系统进行耐醇、耐磨处理后，采用纯甲醇燃油方式成功上路，标志着世界首款纯甲醇发动机方案在科学城诞生。
▲改造后的纯甲醇发动机系统。受访单位 供图
在去年的中国国际内燃机及动力装备博览会上，一经亮相，获得业界一致认可，获评“卓越创新动力之星”。
这份坚持的底气来自于深厚的技术积淀。
“氮化硅高温陶瓷发热技术前景广阔，从2003年开始我们就做燃气具点火系统，用在欧美高端燃具上；2010年就开始和博世合作解决柴油车点火系统的陶瓷难题。”利迈科技董事长雷彼得说，目前世界两家公司在攻坚这个领域，一家是日本的世界500强企业，一家就是在科学城的利迈公司。而多年的技术“打底”，让他们有了不顾一切向前冲的勇气和底气。
▲高温陶瓷体。受访单位 供图
事实上，自2000年起，雷彼得就意识到这项技术对于解决能源困局、推动双碳经济的巨大潜力——生产电池的锂矿、汽柴油的原油来源单一，而甲醇原料来源广泛，全球60%的甲醇产能在中国，属于再生资源，安全可控，可从石油、煤炭、木材等物质中提取；同时，甲醇含氧量高，燃烧相对更充分、效率更高，可减少有害气体排放和对大气的污染。
雷彼得还为记者算了笔经济账——使用甲醇作为燃料比油节省40%左右的费用。如车辆百公里油耗为10L，油价7元，百公里就花费70元，若使用甲醇，则可节省28元，“重型卡车、油轮这些对动力需求和价格敏感的使用场景，跑得越多会越省钱”。
据介绍，目前，这套系统已在一汽、上海交大等主机厂和科研机构仿真调试，预计年底将会在各种应用场景中见到搭载纯甲醇发动机的商乘用车、船舶和发电机组。
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来源：吴富强 | 编辑：范兴欣｜校对：周翌
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