焦点观察：六年跨越三大步，他把“温度计”装进发动机里

• 2023-02-10 16:58:29 来源：科技日报

科技日报记者 王延斌

春节假期刚过，汤海威便投入到了发动机可靠性测试与评价的工作中。

(资料图)

在实现了活塞等高温运动件动态温度测量技术从无到有、从有线到无线、再到自发电的三次跨越后，这位潍柴动力股份有限公司首席技师、“汤海威劳模创新工作室”带头人并不满足，他要带领团队成员继续探索“无人区”。

他们拥有足够的实力。

科技日报记者了解到，汤海威带领团队主攻发动机及零部件特种测量和先进试验技术，取得了多项技术突破，获得11项国家级、省市级创新奖，获授权10项发明专利、23项实用新型专利，为企业节约研发资金1.1亿元。

2021年11月，汤海威团队主持完成的《内燃机高温运动件动态测量技术研究及应用》项目获得2021年度中国机械工业科学技术奖一等奖。而这支能打硬仗的团队领头人——汤海威，荣获2022年全国五一劳动奖章。

从无到有，突破特种测量关键技术

活塞是发动机的主要部件，被称为发动机的“心脏”。要想提升发动机的质量，需要活塞温度等数据支撑，而测量活塞动态温度非常困难。

在发动机里，活塞要承受高温、高压、高加速度，其在1秒钟内需往复运动50次以上，工作温度更高达三四百摄氏度，要开发一款能适应如此恶劣环境的数据采集系统，难度可想而知。

在发动机特种测量技术中，活塞等高温运动件动态温度测量技术的难度最大，相关成熟技术一直掌握在国外少数研究机构手中。2016年夏天，汤海威团队正式向该难题发起挑战，誓要把“温度计”装进发动机里。

彼时，汤海威虽与发动机已经打了20多年交道，但面对一个从未涉足的新领域，他还是有些无从下手。

“我认为他们不可能完成这项挑战，这项技术太复杂了。”潍柴动力股份有限公司工程技术总监欧佩迪直言不讳。

可汤海威偏不信邪。

“我们潍柴的产业工人，不仅能生产出享誉全球的发动机，还能突破发动机特种测量关键技术。”他说。

凭着多年对发动机内部结构特点的理解，同时结合活塞运动特性，汤海威提出了有线和无线两种测试方式，并计划有线先行，积累经验后再突破无线。

在经历了数不清的尝试后，汤海威团队的新技术下线。该技术实现实时测温，并将传统行业通用测量方法的精度误差由20摄氏度缩小到1摄氏度。

不过，汤海威并不满足，他转入了无线测温技术的研究。从有线到无线，这是另一个层级的技术跨越。

步履不停，把动态测温技术做到极致

此前，无线测温技术被一家欧洲公司垄断，测量费用高昂且测试周期长。当时，潍柴动力正处于发动机新平台大量开发阶段，每年有近百个的试验需求，而每个试验项目都需要该测量技术，因此要耗费大量的试验费用和测试时间。

紧迫的试验需求，给汤海威的团队带来了空前的压力，但他们没有退缩。

可无线测量到底该如何实现，谁也没有头绪。

“电脑主板这么大，我们的智能手机主板这么小，为什么我们不能把数据采集系统的体积缩小，将其装进发动机里？”汤海威的“奇思妙想”启发了所有人。

汤海威带领团队成员设计微型数据采集电路，一遍一遍地更改和优化软硬件。他们先后开发了二十余种封装工艺，最终将测量系统（传感器、导线、数采模块、供电等）牢固可靠地封装在测量活塞上。

外人不知道的是，为了这项技术创新，汤海威自学三维设计、机械加工等技能，制定了上百种解决方案，这些方案放到电脑里，容量达到了十几个GB（吉字节）……不断尝试、创新，最终他带领团队攻克了无线动态测温难题。

但汤海威并未停下脚步。他发现，测温系统的供电时间只有约200小时，有时难以支撑整个试验周期的全过程动态测温。

能否实现测温供电技术的突破？他又动起了脑筋。

有了明确的目标，汤海威带领团队结合连杆—活塞、活塞—喷嘴、飞轮—飞轮壳等不同运动副的运动特点，拓展发明了多种运动发电方式，使多种高温运动件在动态测量状态下实现了自供电能力，可支撑测量系统长期运行。

“从有线到无线再到自发电，我们从未停下脚步。”回顾过往6年的攻关经历，汤海威感叹道，“创新没有捷径，有的只是不停尝试，在一次次的失败中总结经验，寻找更优的解决方案。”

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