清華男的汽車夢

趙松

從小就愛好汽車，潘濟安在成長中一直在向著汽車夢前行。

初秋一天的下午，陽光還算柔和，微風、天空也很藍。走在清華路上，這座百年學府的祥和之氣隨即迎面撲來，看著周圍的莘莘學子，內心不由起著敬意。而初見潘濟安，其身背軍綠色書包、穿藍色運動鞋、一身黑色休閑裝，典型工科男形象。他推著山地車面帶微笑向我走來，身上透露著他的才氣和陽光，一身正氣。

他現在是清華大學大四汽車工程系學生，曾代表學校參加第十四屆“挑戰杯”中航工業全國大學生課外學術科技作品競賽，并榮獲特等獎。還曾多次參加航空工業活動，多次受邀參與智能汽車系統研究開發工作，而他現在也正積極準備深造學習。目前他已經通過面試獲得碩博連讀資格，將來會從事于智能汽車方面課題研究。

這樣一位優秀的學生，卻仍不忘初心，潛心做研究。潘濟安堅定地說：“我從小就喜歡汽車，特別對航空、汽車發動機感興趣”。在潘濟安眼中，汽車會占據他生命大部分時間，他也正為中國自主汽車發展做著不懈的學習和努力。

下午的采訪，地點就定在了清華路與學堂路交口西南角的拾年咖啡店，說來也巧今年正好是中國自主品牌發展10周年，這似乎預示著什么。在店二樓靠墻邊，選擇相對安靜的位置坐下后，潘濟安就開始安奈不住內心的激動，想要傾訴他的研發成果。此次采訪的原因是由于潘濟安在參加第十四屆“挑戰杯”中航工業全國大學生課外學術科技作品競賽中，憑借其“新型輪齒條式發動機的設計，制造與研究”榮獲特等獎。

“我從大一的時候，就有這個想法，當時我也查過很多資料，發現也有過類似的研究，但都沒有去實際做出來，我就想把它做出來，去實踐證明我的理論。”潘濟安激動地說，一般的傳統內燃機都是利用曲軸連桿機構實現動力的傳輸。

潘濟安的想法很簡單，用齒輪齒條機構代替通過曲柄連桿機構實現的動力傳輸，雖能承受比較大的沖擊適合于中高轉速，但也存在曲軸制造成本高、活塞對氣缸側壁磨損嚴重、曲軸連桿機構傳動效率不高等缺陷，而且他相信曲柄連桿傳動并不是發動機唯一的傳動方式，一定有效率高、損耗小、成本低的其他形式發動機。

做齒輪齒條發動機的想法就這樣的誕生了。據他介紹，現存利用齒輪齒條傳動實現高效動力傳輸的理論方案，結構復雜、且大停留在設計階段；而從機械效率上提升總體效率降低氣缸側壁的磨損結構簡單，具有可操作性。帶著這樣的設計和想法，他找到了導師尤政，老師在聽完他的講述后，當即表示愿意幫助他，并在學校及汽車系副主任汽車電子研究所副所長楊殿閣老師支持下，順利完成了第一代齒輪齒條發動機的設計。

第一代樣機是以空氣為驅動方式，總速功率為0.05kW， 人字形齒輪齒條活塞式緩沖裝置驅動機構，通過活塞對氣缸側壁壓力仿真實驗，活塞對氣缸側壁最大側向壓力降低了92%，傳動效率較曲柄搖桿式發動機相比提高了22%，但還是相對簡陋粗糙。

隨著第一代樣機的下線，潘濟安就此并沒有停下腳步，而是對它提出了更高的要求，造國內唯一一臺可以點火啟動的齒輪齒條式發動機。由于學校加工條件有限，潘濟安便在老師幫助下，與南方某主機廠進行合作，幫助其把理論設計制造成產品。潘濟安自此幾個月，除上課學習外，便扎進了發動機的研發中，最終在潘濟安的努力和老師與廠商的指導下，國內唯一一臺點火啟動的齒輪齒條發動機誕生了。那一夜，潘濟安激動地一宿沒合眼。

據介紹，第二代齒輪齒條發動機由鏈條、配氣機構、缸體、齒輪齒條動力傳輸裝置、機匣、電啟動裝置、磁電機、飛輪等部件構成，總速功率達到05kW，采用雙缸對稱布置機構形式，經過100個小時運行磨損實驗得到磨損量平均降低了22.58%，在運行相同時間情況下，齒輪齒條發動機氣缸壁磨損量明顯小于曲柄搖桿發動機，且新型齒輪齒條動力傳輸機構還可以用于多種需要往復運動的特殊裝置，如往復式魚尾推進器、往復沖擊裝置等。

目前“發動機內嚙合齒輪齒條式動力傳輸機構的設計與研制”已投稿《機械設計與研究》機構，“內嚙合式齒輪齒條動力傳輸機構”已經申請發明專利，“循環往復齒輪齒條機構”也已申請發明專利。且在實用性方面，本項目所提出的齒輪齒條動力發動機在農用機械方面的應用價值，得到了遼寧禾功機械有限公司的認可，并同意進行試驗性生產用于小型收割機。所提出的齒輪齒條動力發動機得到廣汽研究院的認可，并已經同意在新能源汽車領域進行共同開發。

據悉，此齒輪齒條發動機同時得到了國內外專家的好評。機械工程學會宋天虎理事長對次項目做出評價稱，齒輪齒條式發動機結構簡單，可適應發動機緊湊型發展趨勢；內燃機工業協會邢敏秘書長也對此表示，省去了曲柄連桿，在曲軸箱部分與傳統機相比要來的緊湊；VP of Fisker Automotive JiHan Xu 也對進行了評價，稱改進了已有齒輪齒條發動機發明設計存在結構復雜，沖擊嚴重的問題，從而實現了高效的動力輸出。

潘濟安繼續說道：“在未來我想從事于智能汽車研究領域，努力使汽車更智能、更安全、更舒適”。他的夢想遠不止這些，當被問除了汽車還愛好什么時，潘濟安在打開手機的同時說：“還有就是喜歡航空工業，平時也經常去一些展示會，出席一些活動”，并讓我看他在英國航空展上拍的照片。

下午有限的時間，就在這樣愉快的交談中過去了，喝罷一杯茶后，我們在清華校園內漫步交談了一會兒，看到道旁邊展牌上一位清華大學畢業生許吉如說的一段話：“少年強則國強，中國強則中國少年更強”，而潘濟安也表達了自己的想法，將來一定要打造屬于中國自有產權的高性能發動機，為了國家的強大，去努力學習，中國汽車工業強，則國家強。