亟待攻克的核心技术

本报记者 江东洲 刘 昊

    发动机是汽车最重要的零件之一，犹如人的心脏。而电控柴油高压共轨系统则相当于柴油发动机的“心脏”和“大脑”，其品质的好坏，严重影响发动机的使用。

    柴油机产业是推动一个国家经济增长、社会运行的重要装备基础。中国是全球柴油发动机的主要市场和生产国家，仅2017年，国内22家柴油机企业销售汽车用柴油机357.52万台，被广泛运用在工程车、农机和运输车辆上。

    而在国内的电控柴油机高压共轨系统市场，德国、美国和日本等企业占据了绝大份额。

    高压共轨系统是柴油机的“心脏”

    包括柴油机在内的内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：汽车、农用拖拉机、飞机、潜艇、坦克等等，彻底改变了社会发展进程。

    “电控柴油高压共轨系统是柴油机的燃料供给及喷射系统，同时也是实现柴油机电控功能的核心零部件，主要由高压油泵、喷油器、油轨、ECU、传感器、执行器等组成。”玉柴工程研究院副院长蒙小聪说。

    至于高压共轨系统对于柴油机的重要性，蒙小聪认为：“如果说发动机相当于车辆的‘心脏’，那么电控柴油高压共轨系统则相当于柴油机的‘心脏’和‘大脑’。”

    2014年，为了控制和减少汽车排放污染物以及降低能源消耗，我国在全国范围内开始实施国四排放标准。为满足排放标准，车用柴油机基本上都采用了高压共轨系统。

    蒙小聪说：“高压共轨系统的喷射压力产生和喷射过程分开，能够高质量、灵活地将柴油喷射至燃烧室，和空气进行充分混合，减少柴油机的震动、油耗和降低排放，改变了柴油机在人们心目中‘噪音大、冒黑烟’的形象。”

    同一台柴油发动机，用上不同的高压共轨系统，效果会不一样。“柴油机如果共轨系统工作不理想，从轻的方面来讲，会造成发动机性能恶化、排放达不到标准，如果更严重的话，发动机直接就‘趴窝’了。”蒙小聪说。

    性能、功能、质量都还存在差距

    目前，世界上主要的高压共轨系统供应商是德国博世公司、德国大陆公司、美国德尔福公司、日本电装公司等几个公司。“在国内，国外企业占据了绝大份额，他们的优势是近乎垄断性的。”蒙小聪说。

    “国内的企业不是不可以做，例如专业相机，中国也可以做，但是和日本相比，水平要差一些，要做到相同成本更难。”蒙小聪说。

    实际上，早在20年前，国内一些高校、机构就已经开展高压共轨系统的研发，比如无锡油泵油嘴研究所。近些年，成都威特、辽阳新风、龙口龙泵、重庆重油、南岳电控等公司也都投入巨资上高压共轨项目，目前都已经实现批量生产。

    “在故障率这个指标上，国产共轨系统还难以达到国外先进产品的水平。”蒙小聪认为，和国外先进公司的产品相比，国产高压共轨系统在性能、功能、质量及一致性上还存在一定的差距，成本上的优势也不明显。

    比如油泵喷油压力，国外企业可以做到2500bar（公斤力）甚至更高，国产系统也有少部分做到这么高，但都没经市场验证，质量风险还很高。

    蒙小聪说：“这和我们在基础材料、工艺和装备上的差距有关系，比如喷油嘴的针阀偶件，加工精度要求非常高，我们的精度达不到，喷油质量就很难上去。再比如控制喷油的电磁阀，国内还没有很成熟的产品。”

    此外是技术壁垒，国外公司非常注重对知识产权的保护。“绝大多数的技术要点都已经有专利保护，我们很难绕开。”蒙小聪说。

    正因为做不到那么高的质量，使用国外共轨系统的代价也是相当大的。

    国内一些做非道路用柴油机的企业，本身没有电控技术能力储备，现在如果直接用国外企业的高压共轨系统，他们的要价非常之高。“做一个项目，开发费用有可能都是千万元级的，这些企业会相当吃力。”玉柴工程研究院燃油系统设计技术总师莫宗华说。

    蒙小聪说：“同一类型的共轨系统，进口的要比国产的贵20%—30%，外资品牌还有较大的价格空间。”

    要从点点滴滴的基础做起

    中国汽车工业协会的数据显示，2017年，国内22家柴油机企业销售汽车用柴油机357.52万台，同比增长23.98%。

    在巨大的市场面前，同样是做高压共轨系统，我们为什么会比人家差？

    “这些都是由点点滴滴的东西累积而成的，国外企业的成功是建立在深厚积累的基础上的。”蒙小聪说了两个让他印象深刻的例子：一是生产线上的工人。“我去过国外一家生产高压共轨系统的世界500强企业，他们生产线上基本上都是老工人，熟练程度非常高，工作一丝不苟。也许这就是我们现在所提倡的‘工匠精神’。”二是研发投入。“比如开发一个ECU的软件系统，国外的企业会投入几百甚至上千人，花几年的时间。而国内企业连1/10的投入都不到。”

    不过，在提高国产高压共轨系统竞争力的道路上，也逐渐有了好消息。

    2016年12月，莫宗华参加了在南岳电控举行的国产电控高压共轨系统项目“一条龙”调研活动。该项目由中国工程院院士李骏担任组长，目的是充分整合材料、工艺、零部件、主机厂、整车厂等行业资源，成立产业化联盟，解决关键共性技术。

    而2015年以来，包括潍柴、玉柴、锡柴在内的国内几家大的柴油发动机厂家，已经开始尝试使用国产共轨系统。

    “当然，目前量产的发动机还很少，这只是一个补充或者说是备份。随着国产共轨系统在车用柴油发动机上的应用逐渐增多，我们相信，国产共轨系统的竞争力在今后一段时间内会有一个大改观。”莫宗华说。

    5月26日，腾讯董事会主席兼首席执行官马化腾在“未来论坛X深圳峰会”上发表演讲，认为中国在基础科学研究方面基础还相对薄弱，他呼吁政府、产学研等各方通力合作，投入更多资源去做基础科学研究。

    “这同样适用于柴油机技术。”蒙小聪说。

    （科技日报南宁6月3日电）