科技日報記者 王延斌

春節(jié)假期剛過，湯海威便投入到了發(fā)動機可靠性測試與評價的工作中。

在實現(xiàn)了活塞等高溫運動件動態(tài)溫度測量技術從無到有、從有線到無線、再到自發(fā)電的三次跨越后，這位濰柴動力股份有限公司首席技師、“湯海威勞模創(chuàng)新工作室”帶頭人并不滿足，他要帶領團隊成員繼續(xù)探索“無人區(qū)”。

【資料圖】

他們擁有足夠的實力。

科技日報記者了解到，湯海威帶領團隊主攻發(fā)動機及零部件特種測量和先進試驗技術，取得了多項技術突破，獲得11項國家級、省市級創(chuàng)新獎，獲授權10項發(fā)明專利、23項實用新型專利，為企業(yè)節(jié)約研發(fā)資金1.1億元。

2021年11月，湯海威團隊主持完成的《內(nèi)燃機高溫運動件動態(tài)測量技術研究及應用》項目獲得2021年度中國機械工業(yè)科學技術獎一等獎。而這支能打硬仗的團隊領頭人——湯海威，榮獲2022年全國五一勞動獎章。

從無到有，突破特種測量關鍵技術

活塞是發(fā)動機的主要部件，被稱為發(fā)動機的“心臟”。要想提升發(fā)動機的質量，需要活塞溫度等數(shù)據(jù)支撐，而測量活塞動態(tài)溫度非常困難。

在發(fā)動機里，活塞要承受高溫、高壓、高加速度，其在1秒鐘內(nèi)需往復運動50次以上，工作溫度更高達三四百攝氏度，要開發(fā)一款能適應如此惡劣環(huán)境的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，難度可想而知。

在發(fā)動機特種測量技術中，活塞等高溫運動件動態(tài)溫度測量技術的難度最大，相關成熟技術一直掌握在國外少數(shù)研究機構手中。2016年夏天，湯海威團隊正式向該難題發(fā)起挑戰(zhàn)，誓要把“溫度計”裝進發(fā)動機里。

彼時，湯海威雖與發(fā)動機已經(jīng)打了20多年交道，但面對一個從未涉足的新領域，他還是有些無從下手。

“我認為他們不可能完成這項挑戰(zhàn)，這項技術太復雜了。”濰柴動力股份有限公司工程技術總監(jiān)歐佩迪直言不諱。

可湯海威偏不信邪。

“我們?yōu)H柴的產(chǎn)業(yè)工人，不僅能生產(chǎn)出享譽全球的發(fā)動機，還能突破發(fā)動機特種測量關鍵技術。”他說。

憑著多年對發(fā)動機內(nèi)部結構特點的理解，同時結合活塞運動特性，湯海威提出了有線和無線兩種測試方式，并計劃有線先行，積累經(jīng)驗后再突破無線。

在經(jīng)歷了數(shù)不清的嘗試后，湯海威團隊的新技術下線。該技術實現(xiàn)實時測溫，并將傳統(tǒng)行業(yè)通用測量方法的精度誤差由20攝氏度縮小到1攝氏度。

不過，湯海威并不滿足，他轉入了無線測溫技術的研究。從有線到無線，這是另一個層級的技術跨越。

步履不停，把動態(tài)測溫技術做到極致

此前，無線測溫技術被一家歐洲公司壟斷，測量費用高昂且測試周期長。當時，濰柴動力正處于發(fā)動機新平臺大量開發(fā)階段，每年有近百個的試驗需求，而每個試驗項目都需要該測量技術，因此要耗費大量的試驗費用和測試時間。

緊迫的試驗需求，給湯海威的團隊帶來了空前的壓力，但他們沒有退縮。

可無線測量到底該如何實現(xiàn)，誰也沒有頭緒。

“電腦主板這么大，我們的智能手機主板這么小，為什么我們不能把數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的體積縮小，將其裝進發(fā)動機里？”湯海威的“奇思妙想”啟發(fā)了所有人。

湯海威帶領團隊成員設計微型數(shù)據(jù)采集電路，一遍一遍地更改和優(yōu)化軟硬件。他們先后開發(fā)了二十余種封裝工藝，最終將測量系統(tǒng)（傳感器、導線、數(shù)采模塊、供電等）牢固可靠地封裝在測量活塞上。

外人不知道的是，為了這項技術創(chuàng)新，湯海威自學三維設計、機械加工等技能，制定了上百種解決方案，這些方案放到電腦里，容量達到了十幾個GB（吉字節(jié)）……不斷嘗試、創(chuàng)新，最終他帶領團隊攻克了無線動態(tài)測溫難題。

但湯海威并未停下腳步。他發(fā)現(xiàn)，測溫系統(tǒng)的供電時間只有約200小時，有時難以支撐整個試驗周期的全過程動態(tài)測溫。

能否實現(xiàn)測溫供電技術的突破？他又動起了腦筋。

有了明確的目標，湯海威帶領團隊結合連桿—活塞、活塞—噴嘴、飛輪—飛輪殼等不同運動副的運動特點，拓展發(fā)明了多種運動發(fā)電方式，使多種高溫運動件在動態(tài)測量狀態(tài)下實現(xiàn)了自供電能力，可支撐測量系統(tǒng)長期運行。

“從有線到無線再到自發(fā)電，我們從未停下腳步。”回顧過往6年的攻關經(jīng)歷，湯海威感嘆道，“創(chuàng)新沒有捷徑，有的只是不停嘗試，在一次次的失敗中總結經(jīng)驗，尋找更優(yōu)的解決方案。”

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