踏著“節能環保”的時代節拍,姚春德行走在科技創新的前沿,用他創新的智慧和執著的奮斗精神在新時代的節能事業里書寫著屬于自己的精彩篇章。
執著創新
現任天津大學教授、博士生導師及內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任的姚春德有著豐富的研究經歷和實踐經驗。他于1993—1994年赴德國亞琛工業大學師拜國際著名的內燃機專家皮辛格教授進修學習柴油機高效、低污染燃燒技術,并于1995年赴美國威斯康星州先進發動機技術發展公司工作一年。
多年來,姚春德一直從事內燃機燃燒基礎理論和內燃機新燃料方面的研究,研究領域覆蓋發動機設計、排放控制、節油添加劑、燃燒化學反應動力學、多元燃料燃燒理論和技術等諸多內容。
近年,姚春德針對柴油緊缺而開展的柴油機應用替代燃料的研究,已取得突破性進展。眾所周知,我國的石油需求量大,但資源卻不豐富,每年內燃機需要消耗大量石油燃料,為此我國的進口石油量逐年遞增,這給經濟發展帶來了極大壓力。為了能緩解石油緊張的局面,尋找合適的內燃機替代燃料,已成為業界一個急需解決的難題。經過反復比較分析,姚春德選擇了甲醇作為重要突破口。之所以選擇甲醇,按姚春德自己的解釋是:一方面甲醇的生產技術成熟,產能高,此外,甲醇的生產資源廣泛,煤炭、天然氣、生物質、焦爐氣都可以用于生產,而我國也是煤炭資源豐富的國家。可以說,選擇甲醇就為內燃機燃料,將為我國經濟的可持續發展打下良好的基礎。
然而,甲醇的特性決定了其一般不能用于柴油機,如何用到柴油機上目前尚是一個科學難題。為此,姚春德經過十余年的艱苦努力,終于在柴油機應用甲醇燃料的技術方面取得了突破。他提出了柴油/甲醇二元燃燒理論,發明了柴油/甲醇組合燃燒的方法,實現了在柴油車中可用甲醇替代30%的柴油,燃料效率提高10%以上的目標,最終使甲醇成功應用于柴油機上。目前,該方法已通過在發動機臺架和整車道路方面的試驗,并被工信部指定為柴油機應用甲醇燃料的唯一方式。
碩果累累
現今,在低碳、節能的大背景下,我們完全有理由相信,甲醇/柴油組合燃燒方法的推廣應用,不僅可以大幅度提高燃料的經濟性,提升發動機的排放品質,同時對增加國家石油能源安全,改變依賴石油大量進口的被動局面和減少二氧化碳排放都將起到重要的作用。
正是在這種社會價值的追求中,姚春德實現了自己的人生價值。除了本職工作外,他還兼任中國工程熱物理學會常務理事,中國汽車工程學會理事和特聘專家,中國內燃機學會中小功率柴油機分會副主任,《工程熱物理學報》編委,《燃燒科學與技術》、《汽車安全與節能學報》、《小型內燃機與摩托車》等刊物編委,《Applied Thermo Energy》、《Energy and Fuel》等國際刊物的論文評審專家。
在姚春德的科研征程里,已取得了豐碩的成果:他除創建了甲醇柴油組合燃燒技術和研制了甲醇裂解氣發動機并取得應用外,還提出甲醇柴油二元燃料燃燒理論;提出并實現了發動機廢氣余熱在線制氫方法和油束碰撞混合氣形成方法;發明了一種提高燃料經濟性的汽油用生物添加劑;建立了噴嘴落座沖擊應力計算公式和一種利用碰撞形成混合氣的單缸機直噴式燃燒系統;設計了超長行程多缸柴油機并大量生產。
此外,姚春德在國內外科技刊物和會議上發表論文210余篇,被SCI、Ei機構等收錄100余篇。獲國家教委科技進步二等獎和天津市自然科學三等獎各一次;并獲王寬誠獎學金和容閎獎教金;被評為國家教委和人事部的“秀留學回國人員”;被遴選為原機械工業部的首批跨世紀學科帶頭人。曾獲發明專利9項、實用新型專利5項。