“自动净化节能过滤器”及“自动过滤无剂在线乳化”——柴油机节能减排技术已实用化

文/李伟工 庞贝

“自动净化节能过滤器”及“自动过滤无剂在线乳化”
——柴油机节能减排技术已实用化

文/李伟工 庞贝

瑞安市超声电器厂董事长郑业(中)、厂长郑鹏(左)与来访记者合影

《中华人民共和国节约能源法》指出，“节约资源是我国的基本国策。国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。”

我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了资源和环境被破坏的巨大代价。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要。

在世界共同关注节能减排的今天，应用范围广阔的动力机械——柴油机如何有效实现节能减排成为工程应用领域一个实实在在的问题。

普通燃油过滤器，堵了以后就要停机拆换滤芯，燃油过滤器可以说是现代柴油机上工作寿命最短、最不可靠的零部件。浙江瑞安市超声电器厂董事长郑业开发的“自动净化节能过滤器”能利用柴油机上原有的输送泵作动力源，自动完成过滤及反冲洗。这项困扰业内几十年的关键技术终于实现了实用性突破。

在谈及发明创新与企业的发展时，郑业以自己的切身经历做了答复。其实早在1978年，郑业就开始致力于开发新产品，与他人合作研制出了“无剂在线超声波乳化器”。为了给此项发明提供生产平台，他于1981年出资创办瑞安市超声电器厂，为乳化器研制建造平台。1982年，他主持第一代无剂在线乳化器，在杭州内河航运公司4135主机重拖运行一年多时间，实现平均节油率达8％。1986年，他首创了以柴油机的输送泵为动力的第二代超声波无剂在线乳化器，在交通部上海船舶节能技术中心2135新机台架测定中证明：“用柴油机自身的输送泵为动力带动燃油乳化器工作是可行的，能满足乳化器的动力要求，所制备的乳化油质量也能达到要求。”1988年，第二代乳化器在交通部上海船舶运输节能技术服务中心举办的全国“三油”节能技术评比中，取得减排有害尾气NOx33％的好成绩。

1990年，以自主研制供油系统另一专利产品“小型单向阀”被中国一汽采用使企业正式进入汽车行业。

为满足汽车行业对产品高品质大批量的要求，企业分别在2000年、2004年通过ISO 9000、ISO/TS 16949：2002国际质量体系认证阶段成果。

在“宁可做很小的产品，但要做世界上最好的产品”的信念指导下，郑业放弃当时条件尚不成熟的电喷油泵，只做其中的“过滤网总成”等小产品，并把它做成全国第一、世界知名品牌，实现了为德尔福、伟世通、西门子、博世等世界500强企业同步开发、配套供货。

2007年～2009年，郑业又带领技术人员在引进消化吸收再创新的同时，加速推进自主原创有核心竞争力的“自动净化节能过滤器”及“自动过滤无剂在线乳化”集成技术的研发，并获得成功。

“自动净化节能过滤器”及“自动过滤及无剂在线乳化”技术集成产品(专利号：200710066624.3；发明申请号：200910307843.5)发明成果已录入《中国专利发明人年鉴》第十一卷，郑业因此荣获国家知识产权局知识产权出版社授予的“建国六十周年百名优秀发明家”称号。

柴油机内的普通燃油过滤器堵了就必须停机拆换滤芯，既浪费时间又浪费油料，这是全世界几亿台柴油机普遍存在的问题，而且使用普通滤芯过滤精度低、易溶胀。

无剂在线乳化技术是迄今为止对柴油机的尾气NOx与碳烟微粒排放可以同时下降30％(或以上)最有效的技术选择，特别是现在柴油机的减排尚未找到一定合适的技术，环境污染又严重危害人体健康的情况下，其技术的公益性、环境友好性更加突出。该技术难点是没有添加剂的油直接掺水乳化且限于利用柴油机已有的输送泵为动力，制备的乳化油又要符合柴油机的燃烧要求。

郑业以柴油机燃油自动过滤及无剂在线乳化技术实用化为切入点，开发出不用机电信号控制的“自动净化节能过滤器”。其技术创新点在于：颠覆了中小功率柴油机上的普通过滤器一直是越滤越堵的工作方式；突破传统的自动过滤器需要机电信号控制结构的束缚，设置的换流体可利用输送泵输液动力，自动完成过滤及反冲洗任务；采用新方法、选用不锈钢等新材料制成的过滤器，消除了柴油掺用生物、醇类燃料后，过滤器滤芯容易溶胀之忧；具备反冲洗功能的间隙式滤网结构，破解了过滤清洁度与滤网易堵塞的矛盾，满足了现代电喷柴油机精密偶件对过滤清洁度<3～5μm的要求。

“自动过滤无剂在线乳化”技术集成产品的创新之处在于：其超声波发生器可利用输送泵作动力源；制备的无剂乳化油能满足柴油机的使用要求；乳化器与自动过滤器可组装成一个部件，共同以输油泵为动力源，简化了结构，使乳化与过滤技术一步到位；开辟了柴油机掺用生物或醇类燃料含水多组元新型乳化油，用于柴油机的节能减排之路，解决了掺用这些富氧代用燃料有害尾气NOx排放升高的关键问题。

由于过滤器作为柴油机的一部分，主要用在交通及工业装备上，特别是安装在作为交通工具的汽车、轮船上，因此，产品的安全性与可靠性成为首要的问题。在这方面，郑业带领他的研究团队用了最大的功夫，他们以自动过滤器替换传统的堵塞型过滤器，延长了柴油机的工作寿命，使产品的可靠性和安全性提高了一个等级，同时又以最大量孔设置技术使得即使最大掺水量仍不会导致柴油机失火。

“自动净化节能过滤器”内还可以加装在线无剂乳化器，二器合一，将柴油机自动过滤及无剂在线乳化技术集成推进到实用化阶段，为代用燃料应用于柴油机的节能减排技术闯出一条符合国情的新路。这是我国在西方长期居统治地位的柴油机燃油过滤、无剂在线乳化节能减排领域拥有自己原创的核心技术，有完全的自主知识产权的重大研究成果。

此外，汽油机、柴油机的生产讲究规模效益，每个型号动辄生产几十万辆(台)，这就要求其零部件具有高度一致性和互换性。据郑业介绍，“自动净化节能过滤器” 不改动原机运行结构，“用户喜欢用就用，不喜欢用就关闭掺加替代燃料(或水)的管路，起停方便自如”，消除了用户后顾之忧。同时，由于提升了过滤器性能，可以掺加生物或醇类代用燃料，用户直接节油效益达10％以上，减排碳烟及有害尾气NOx达50％以上，在高油价、高污染的时代，为用户带来切身的实惠，对净化大气环境也是一个巨大的贡献。

过滤技术是与工农业生产和人民生活息息相关的技术之一，自动净化节能过滤器的发明，涵盖了所有流体生产工艺流程，必将带动相关产业(如石化产业、水净化及空气净化处理……)的技术进步和产业升级。

产品模拟台架试验

在采访中，郑业多次谈到创新的不易，然而与之相比，将创新成果做成可以为广大消费者提供生活便利的产品这一过程则更为艰难。单从“自动净化节能过滤器”这一技术来讲，从最初设想到目前报请国家项目，郑业在这条路上已经奋斗了30多年。完成这个跟了他30多年的项目，已经成了他的人生夙愿。现在，国家在大力提倡技术创新，提倡“节能减排”，这些宏观层面的政策让郑业对项目前景充满憧憬，同时，他也在呼唤这些政策能够细化到具体、微观的操作层面，为我国技术创新的推广实施增添实实在在的助力。