劉子康，鐵路機車柴油機專家，是我國牽引動力內燃化的帶頭人之一。在主持機車柴油機設計研製工作中，解決了多項關鍵技術難題，成功研製出207E和240系列我國第一代機車柴油機。接著又主持研製了第二代東風4機車16V240ZJ系列柴油機。他較早地與國外進行了鐵路機車用柴油機技術合作研究，走出了一條學習利用國外先進技術，改進自己產品的新路，為我國內燃機車工業的發展做出了重要貢獻。
基本介紹
- 中文名：劉子康
- 國籍：中國
- 民族：漢族
- 出生日期：1925年10月26日
- 性別：男
- 政治面貌：民眾
生平簡介,主要科學成就,研製我國內燃機車主型柴油機,與國外技術合作改進機車柴油機設計,善於學習 實事求是走自己的路,嚴謹務實 帶出一支好隊伍,堅持實踐第一的觀點,簡歷,
生平簡介
劉子康，1925年10月26日出生於廣西省北流縣沙垌鄉。父親劉仲斌早喪，母親為培育好孩子，從小將其兄姐五人送到外省市求學。他1941年畢業於廣州培桂中學國中，1944年畢業於廣州培正中學高中，1945年考入重慶大學機械系，攻讀內燃機專業，1949年8月大學畢業，獲工學士學位。1950年2月應聘到鐵道部東北特派員辦事處廠務部工作。同年調齊齊哈爾機車車輛廠從事非標準設備設計。1954年轉調大連機車車輛廠，開始了他獻身中國鐵路機車事業的生涯。1954年至1958年，他先後參加了和平型、建設型和人民型等我國首批蒸汽機車的設計工作。1958年，主持了我國第一代巨龍型（後改名東風型）幹線內燃機車用10L207E型二衝程柴油機的設計，隨後又先後主持了10L207E型柴油機加裝增壓器提升功率降低油耗的試驗研究，以及調車機車用6L207E型同系列柴油機的設計定型工作。1965年，主持我國第二代東風4型內燃機車用16V240ZJ型四衝程柴油機的設計研製工作。
劉子康
劉子康1968年至1974年，由於“文化大革命”，劉子康被迫離開了技術工作崗位。1975年回廠後，繼續主持16V240ZJ型柴油機的改進工作，在全廠職工的共同努力下，經過3年的艱苦奮鬥，完成了16V240ZJB型柴油機的改進設計和定型工作。從而使內燃機車和柴油機得以進入了穩定的生產發展時期。
1982年，在16V240ZJB型柴油機的基礎上，他又主持完成了同系列的8L240ZJ型柴油機的設計研製工作，該柴油機用於調車機車。接著又主持設計研製提升功率的16V240ZJC型柴油機，使內燃機車功率提高10%。1983年參加與英國里卡多公司技術合作洽談，並以主任工程師身份，指導16V240ZJD型柴油機的設計和試驗。至此，我國內燃機車柴油機不同功率等級的系列機型已基本形成，從而加速了我國鐵路內燃化的發展進程，促進了交通運輸事業的進一步發展。
1986年至1991年，擔任機車柴油機技術顧問，指導各種型號柴油機的設計研製。
主要科學成就
研製我國內燃機車主型柴油機
1958年，為了開創我國內燃機車事業，工廠決定以前蘇聯的ТЗ3內燃機車為基礎，由傅景常主任工程師主持設計巨龍型（後改名東風型）幹線內燃機車。劉子康擔任柴油機分系統的主任工程師，主持10L207E型二衝程柴油機的設計研製。當時內燃機車在我國是一個全新的技術領域，特別是當時的經濟實力和工業基礎還十分薄弱，科學技術也相當落後，許多科學技術領域和工業部門還是空白，設計研製內燃機車難度很大。
1964年東風型內燃機車開始批量生產，10年間生產近千台，為鐵路運輸做出了重大貢獻。
1965年，為了開發性能更好、功率更大的內燃機車，工廠決定自行設計研製東風4型內燃機車。劉子康仍然擔任柴油機分系統的主任工程師，主持16V240ZJ型四衝程柴油機的設計研製。
大功率柴油機曲軸通常都是用鍛鋼製造，當時由於條件不具備，不得不採用鑄鐵，這給柴油機設計帶來極大困難。他帶領有關科技人員從設計、工藝兩方面入手，經過反覆鑽研、實踐，終於獲得成功，開創了大功率機車柴油機採用鑄鐵曲軸的先例。在一次國際內燃機學術交流會議上，當我們的代表介紹球墨鑄鐵曲軸時，有些代表以為是講錯了，他們認為這么大功率的柴油機不可能採用鑄鐵曲軸。我們的代表回答：一點沒錯，我們確實成功運用了球墨鑄鐵曲軸。
柴油機燃燒室的結構與空氣、燃油供應部件密切相關，直接影響柴油機性能，為了選準結構，他查閱了大量資料並進行分析比較，選擇了一種既與當時增壓器、燃油噴射系統設計相匹配，又能滿足機車運用要求的結構形式。實踐證明，這種燃燒系統的燃燒效果在其全部工況範圍內是良好的，選型是正確的。1966年底，第一台樣機誕生。然而由於“文化大革命”，劉子康被迫離開了技術崗位，1968年設計隊伍也被迫解散。直到1974年才開始批量生產這種柴油機。
1975年劉子康重新回到柴油機主任工程師崗位，首先面對的就是雪片般的柴油機事故報告和用戶們的順口溜：“東風4，東風4，從東單跑不到西四。京廣線要癱瘓，東風4要完蛋。”新設計的柴油機到了生死關頭。看到返廠車擠滿了出車場，聽到譏諷的順口溜，全廠職工個個心急如焚。在廠黨委領導下，在兄弟單位支持下，一場聲勢浩大的攻堅戰在大連廠打響了。在以後的3年時間裡，他帶領大家查資料、搞調查、改設計、做試驗，逐個問題攻關，先後改進設計20多項，陸續解決了連桿螺栓斷裂、活塞體裂紋、凸輪形面剝離、齒輪斷齒等問題。還採用了大剛度機體、螺栓緊固平衡塊的球墨鑄鐵曲軸、簧片式聯軸節、薄壁球鐵活塞、單管定壓排氣系統等新技術、新設計，終於扭轉了東風4機車柴油機的被動局面。16V240ZJB型柴油機的研製成功，促進了我國鐵路內燃牽引的大發展。
劉子康在完成幹線內燃機車用16V240ZJB型柴油機研製後，1982年，又主持完成了調車內燃機車用的8L240ZJ型柴油機的設計研製，緊接著又主持完成了提升功率的16V240ZJC型柴油機的設計，使內燃機車功率提高10%。與國外合作設計研製的16V240ZJD型柴油機，達到當時國際先進水平。1987年，在16V240ZJD柴油機基礎上設計研製的12V240ZJD柴油機誕生。這幾種型號的柴油機，作為我國鐵路內燃機車的主型柴油機，裝備了中國鐵路內燃牽引的大部分機車。至今240系列柴油機的總量已近萬台，總功率已近3000萬千瓦。
與國外技術合作改進機車柴油機設計
20世紀80年代初，為了加速產品升級換代，工廠開始與英國里卡多公司合作，進一步改進16V240ZJB柴油機。
與國外公司搞技術合作是一個全新的課題，當時流行買許可證和買產品設計的合作方式，既學不到技術，也鍛鍊不了隊伍。他根據工廠制定的“以我為主，引進技術，改進產品，培養人才”的技術合作原則，組織大家深入討論，把原則具體細化為：產品既要達到先進水平，又要適合國情廠情，使國外技術中國化，而不是中國產品外國化；圍繞產品學技術，要到國外去與合作方一起乾，在乾中學習；凡是要合作方做的工作，我們自己先做，在對比中學習。這種合作方式在當時是非常獨特的，合作方說：大連廠太精明了。
在對B型柴油機進行評價的階段，合作方要做3個方面的評價，劉子康就根據工廠的安排帶領大家先做評價，做到心中有數。討論時對比雙方的評價，發現了我們在手段、經驗和技術水平上的差距，從而有了明確的學習方向。在柴油機改進階段，根據合作方提出的改進項目，他組織大家先搞設計，然後與合作方的設計一起討論，讓合作方做評價，這樣的設計既適合國情廠情，又學到了技術。
在汽缸蓋設計中，劉子康親自到合作方參加設計。由於合作方的設計對鑄造要求非常高，當時我廠無法達到，成為設計難點。經過深思熟慮，他提出一個外加冷卻水套的兩體方案，使鑄造大大簡化，問題迎刃而解。
在柴油機配套試驗階段，我們和合作方一起試驗一起分析，因此對合作方的試驗台、試驗設備、試驗程式、數據採集、數據處理、分析方法等了解得一清二楚，為今後我們自己搞柴油機開發試驗打下了良好基礎。
由於合作方式正確，與里卡多公司的合作獲得成功，不僅設計研製出了達到當時國際先進水平的16V240ZJD型柴油機，也培養出一支水平較高的機車柴油機設計隊伍。大連廠的技術合作經驗受到國家和鐵道部的重視，曾多次在鐵道部和國家組織的會議上進行交流。
善於學習 實事求是走自己的路
劉子康在設計改進16V240ZJ柴油機過程中，善於總結實踐經驗，善於學習國外先進技術，帶領大家相繼解決了連桿螺釘斷、連桿蓋裂紋、活塞油孔裂紋、凸輪剝離、齒輪斷齒等關鍵技術問題。還預見性地提出機體剛度、曲軸系統動力性能和降低轉速3個主攻方向。
他還親自承擔了柴油機機體的改進設計工作，機體上裝有幾乎全部柴油機的零部件，在工作中，不僅承受著內部高溫、高壓和高轉速的強力作用和振動；同時，在外部還承受著機車車架在運行中所產生的振動和變形的影響。如果剛度、強度不足（特別是剛度的不足），不僅會影響柴油機工作的穩定性，同時會直接影響一些主要機件的可靠程度和壽命。
16V240ZJ型柴油機原始機型的機體是屬於輕型的鑄焊結構，整體的剛度不太理想，這樣無疑會對一些主要機件的可靠性和耐久性產生影響。儘管當時機體還未發生問題，但他預感到：隨著運用時間的延長，疲勞循環次數的增加，將會產生更多的質量問題。因此，他廣泛收集資料，研究國外同類型柴油機機體的發展歷史，並在1976年提出設計研製新機體的建議，並與有關領導、專家和設計人員共同研究探討。由於機體改動牽涉面太大，原有的大型鑄、焊設備和專用加工設備都要推倒重來，萬一決策失誤，損失非常巨大。但工廠領導完全相信劉子康的分析判斷，全力支持新機體的設計研製，通過有關部門的設計人員和工藝人員的共同努力，僅用了兩年左右時間就設計研製出總剛度較高，主軸承蓋附設有橫拉螺栓的鑄焊式的六面體機體。就在這個時候，運用中的柴油機機體陸續出現了一些裂紋。由於未雨綢繆，早有準備，通過更換新機體，從根本上克服了機體裂紋，改善了柴油機的工作狀態。配合曲軸系統動力性能改善和柴油機標定轉速的降低，及其他一些零部件的改進和改善，使得柴油機的可靠性耐久性大大提高。
1981年，16V240ZJB型柴油機中修時，發現連桿齒形連線部裂紋，不得不更換，立足未穩的B型機又被推到了風口浪尖上。為解決裂紋問題，他組織大家設計了一種大頭連桿，強度、剛度大大增加，但必須與汽缸套一起裝拆。儘管分析、試驗表明，這種連桿徹底解決了裂紋問題，而且美國機車柴油機也是這樣設計的。可是用戶就是不接受，他們說，要連根拔（即與汽缸套一起裝拆）我們就不要B型柴油機。還有人說，根子就在鑄鐵曲軸上，曲柄銷粗了10毫米連桿就得裂紋，必須要改成鋼曲軸。連桿問題變成了鋼曲軸問題，當時鋼曲軸不可能大量生產，B型柴油機就不能存在，所以能否解決連桿齒部裂紋問題，直接關係到B型柴油機的生死存亡。又是一次生死關頭，怎么辦？劉子康說：“改成鋼軸，解決連桿問題是容易一些，但現在只有球墨鑄鐵曲軸能滿足大批量生產的要求，我們要實事求是，還是要在連桿上下功夫，只要我們下決心，就一定能找到解決辦法。”他和負責連桿設計的工程師一起分析齒部裂紋的原因：原設計採用了常規的45°的連桿蓋斜切角，由於曲柄銷較粗，為使連桿能從汽缸內抽出，就必須從結構上削減連桿大頭和蓋的尺寸，以致削弱了連桿大頭和蓋的剛度。再加上採用4根螺栓連線，減小了齒形連線面積，削弱了連線齒的強度。而在柴油機轉速偏高（當時確定為1100轉/分），往復運動機件的慣性力偏大的情況下，最終導致了連桿齒部裂紋。他查找國外同類型柴油機解決連桿齒部裂紋的資料，和大家一起研究、學習國外先進經驗。經過多方案有限元計算比較，最終確定減小連桿蓋的斜切角（改為40°），並採用兩根螺栓連線的方案。這個方案提高了連桿大頭的剛度，增加了連線齒的連線面積，使連桿螺栓和連線齒部都得到了加強。與此同時，適當降低柴油機轉速（改為1000轉/分）降低往復慣性力。實踐證明，改進後的連桿從根本上解決了問題。
連桿事件平息了，劉子康“堅持實事求是，走自己的路”的風格給人留下了深刻的印象。
嚴謹務實 帶出一支好隊伍
劉子康經常說“機車柴油機是軌道運輸的動力裝置，它工作的安全可靠程度，對保證鐵路運輸的正常運行有著特殊意義。因此，設計工作必須嚴肅認真，精益求精，一絲不苟。”他要求大家考慮問題要弄清什麼（What），怎么（How），為什麼（Why）；設計的結構要儘可能地符合“3.S原則”（Scientific科學；Safe安全、Simple簡單）；圖紙和技術檔案要符合“3.C”要求（Correct正確，Clear清楚，Clean整潔）；設計工作應該嚴格按照設計程式進行，圖紙檔案必須嚴格核對。
作為主任工程師，他經常親自做分析計算，親自繪製技術設計圖和施工總成圖，以便發現問題，把問題杜絕在設計和施工之前。劉子康繪製的圖樣簡直就是一件藝術品，圖樣布置、線條粗細、蠅頭小楷的文字，筆筆展示出他對事業的熱愛。在他的帶動下，柴油機設計隊伍中湧現出一批設計高手。
劉子康認為，機車柴油機設計研製首先要靠一支隊伍，因此，對設計人員的正確使用和培養是至關重要的。他對經驗不多的設計人員，熱情地幫助他們學會蒐集資料，分析問題，選型定案，必要時還寫出設計說明書，繪出技術設計圖供他們做參考。一個剛出校門的年輕人，就是在他的熱情鼓勵幫助下，努力鑽研柴油機扭轉振動理論，積極參加曲軸系統扭振攻關，成長為這一領域的專家。
他對於已有一定經驗的中年設計人員，主要是提要求，出點子，充分信任，讓他們獨立自主地工作。在16V240ZJ柴油機攻關改進過程中，就是這樣一批中年人，成功地研製出螺栓緊固平衡塊的球鐵曲軸、簧片式聯軸節、薄壁球鐵活塞、單管定壓排氣系統和無級控制調速器等國內首創的柴油機部件。
堅持實踐第一的觀點
當16V240ZJ柴油機面臨困境時，鐵道部集中全路力量成立了“三化機車和柴油機設計組”，期待三年五載就能設計研製出完美的機車和柴油機。劉子康不贊成這種做法，他說：好文章是改出來的，好柴油機也是改出來的。遇到問題就槍斃，永遠沒有好產品。這是他通過分析大量國外同類型柴油機發展歷史得出的結論。因此他提出，我們應當抓住16V240ZJ柴油機不放，不斷試驗、改進、發展、提高。只要我們堅持實踐第一的觀點，不斷試驗、改進，柴油機現存的問題就一定能解決。
劉子康的想法也是當時大連機車車輛廠和鐵道部許多有識之士的觀點。16V240ZJB型柴油機改進的成功，證明這個觀點是正確的。1979年7月，鐵道部部長親臨工廠視察，對工廠職工變壓力為動力，奮力拚搏改進產品，並獲得成功的志氣，給予高度評價。部長說：現在是華山一條路，東風4機車要成為鐵路牽引的主型機車。並提出了“耐久可靠，站穩腳跟，升級換代，堅定不移”的產品發展戰略。部領導的肯定和支持，對全廠職工是極大鼓舞。為了站穩腳跟，工廠決定對B型柴油機再進行2000小時試驗，讓問題充分暴露，邊試驗邊改進，使柴油機更可靠；同時對柴油機標定轉速進行最佳化，通過單缸機和16缸機的大量試驗，將轉速由1100 轉/分降為1000轉/分，有利地提高了柴油機性能和耐久可靠性。至此，240柴油機成熟了。1984年，工廠推出了東風4B型機車，很快成為鐵路牽引的主力軍。
