挤进高压共轨的“窄门”

中国内燃机工业的面前有一道叫做“高压共轨”的“窄门”。

整整50年前,这项被称作“内燃机工业革命”的技术在瑞士诞生。45年之后,被视为“拯救我国高压共轨技术唯一希望”的中国一汽无锡油泵油嘴研究所(以下简称为“无油所”)宣布,研制成功我国首套具有自主知识产权的柴油机高压共轨燃油系统。也是在那一年,位于我国辽宁一个叫做“新风”的民营企业开始从德国利勃海尔引进这项技术,并在不久前实现量产。

2010年7月16日,辽宁新风企业集团有限公司(以下简称“新风集团”)40万套高压共轨燃油喷射系统投产。随着近几年无油所在这一领域“意外”地销声匿迹,新风集团成为我国目前唯一能够批量生产这一系统的“星星之火”。

50年间,高压共轨技术历经多次更新和换代。同时,中国已经成为目前世界上最大的重卡市场,也是全球生产柴油机的第一大国。但时至今日,高压共轨的尖端技术依然牢牢掌握在三个国家的四大公司(德国的BOSCH公司、美国的DELPHI公司、日本的DENSO公司、德国的SIEMENS公司)手中。它们在中国或建立生产基地或成立市场开发中心,并且无一例外地制定严格的技术保密政策,以期在中国市场长久保持技术上的垄断和优势地位。

新风的“突围”能否在跨国公司林立的版图中杀出一条血路?会否也落得当年“威孚被俘”的下场?或是如同无油所攻克难题后却不能将其批量推向市场而最终成为一个象征被束置高阁?这些疑问还是只能留给时间。

曾经的辉煌

我国的油泵油嘴工业曾经辉煌一时。

第一个五年计划(1953~1957年)时期,以苏联援建的洛阳第一拖拉机厂为里程碑,我国的柴油机工业及其配套的油泵油嘴工业初步建立。在机械式喷油系统时代,我国首先是通过一系列的仿制来实现技术上的起步,主要引进对象就是苏联。

在20世纪60年代,仿制大大提升了中国在这一领域的技术水平,甚至一些产品以及在此基础上改进的加强泵迄今依然还在一些农业机械中使用。当时机械工业部下属的油泵油嘴企业共有10家,包括无锡、北京、南京、锦江、汉江、湖北、山东、大连8家专业油泵油嘴厂,以及上海柴油机厂和洛阳拖拉机厂附属的油泵油嘴分厂,曾形成一个“8 2”的产业格局。

改革开放以后中国汽车工业快速发展,特别是实行的载货车“汽油改柴油”政策,促进了柴油机工业的快速发展,这直接拉动了油泵油嘴工业的快速膨胀。大约到20世纪90年代初期我国油泵油嘴企业在数量上达到了一个顶峰,企业数量达到200家。在那个时期,油泵油嘴处于供不应求的状态,业内企业家家盈利。随着市场经济进一步发展,油泵油嘴行业在之后的10多年出现了激烈的动荡和分化。虽然企业数量锐减,但逐步向集中发展,其中前10名企业的产量占到行业总产量的80%。同时根据资料记载,当时的油泵油嘴工业仍有不错的业绩。其中2003年全行业共生产多缸喷油泵197.3万台,全年销售收入41.9亿元。

从总体上看,在机械式喷油系统时代,中国的油泵油嘴工业发展相对顺利。在欧Ⅱ排放标准及以下的产品领域,虽然跨国公司也陆续登陆中国,甚至在中国投资建厂,但单就柴油机的油泵油嘴这一领域而言,跨国公司并没有取得明显的竞争优势。

然而,柴油机燃油喷射系统从机械式到电子控制跳跃式的技术革命,迅速威胁到中国油泵油嘴工业的生存。同时,中国企业和技术引进对象之间的关系已经发生了根本性变化,导致过去可以比较容易通过模仿或购买技术许可证来引进技术的条件已经不复存在。

一个无法回避的事实是,当外国企业的电控柴油喷射技术已经开始普及并大举进入中国市场的时候,所有的中国企业都还只能生产机械式的油泵油嘴。下面的数据记录了当时的一切:2004年中国生产了151万辆载重卡车,其中使用柴油发动机的载重卡车和大客车共141.9万辆。但是,满足这样一个巨大规模市场的中国柴油发动机工业却将不得不全部依赖外国企业所控制的燃油喷射系统。

这时候,无油所站了出来。

当时,无油所做出了一个决定:中止所有欧Ⅱ排放标准及其以下产品的研发,而把所有的人力、物力都投入欧Ⅲ排放标准及以上产品的研发中,并决心以其孤单的肩膀扛起电控高压共轨系统产业化的重任。

最终他们还是成功了。2006年5月13日,中央电视台19点的新闻联播节目用3分25秒的时间报道了无油所自主创新攻克世界难题、成功研制我国具有自主知识产权的柴油机高压共轨喷油系统,并成功出口德国的消息。一时间,无油所成为当时各大媒体争相报道的自主创新典型。然而让人颇感遗憾及不解的是,在收获了无数的掌声和鲜花之后,无油所的共轨产品,直到今天,也没有当作商品批量投入到市场当中。

记者翻阅当时的新闻报道发现这样一段文字:“共轨系统现在正在小批量对市场配套,主要是国内。”无油所所长朱剑明表示,无油所生产共轨产品的关键意义不在于到底有多少批量,而是国内已经掌握了这种技术,具有生产共轨系统的能力,从而拥有更多的谈判资本。

造成这种结果的原因来自诸多方面,有来自外部竞争对手的强大攻势,也有深植内部体制的多重矛盾,但总之这样的故事到如今仍值得仔细体味和总结。

上下而求索

好在,如今又“迸出”一个新风。

也正是在无油所大获成功的2006年,新风集团从德国利勃海尔旗下的CRT共轨技术公司(该技术的发源地)引进柴油机高压共轨系统,期待在这个新领域有所建树。

4年之后,该企业宣布开发出适合于中国车用柴油机、并拥有自主知识产权的高压共轨系统,并建立了立足于国内、面向世界的高压共轨系统研发中心和生产制造基地,获得了拥有自主知识产权能够使国产柴油机达到欧Ⅲ、欧Ⅳ排放标准的共轨技术。

2010年7月16日,该集团40万套高压共轨燃油喷射系统正式投产,从而成为目前我国唯一具有自主知识产权能够批量生产高压共轨系统的企业。

到目前为止,该公司已先后完成一、二期工程,投入资金13.4亿元。2010年下半年,投资33亿元的三期工程又将开工建设,预计2013年7月完成。整个项目全部建成后,每年可生产200万套高压共轨系统,由此成为我国最大的高压共轨产品生产基地。

同样的打破垄断,同样的一鸣惊人,但之后的发展之路上新风集团又将走出什么样不同的轨迹?

“当然,在一些指标上,我们的产品跟国外品牌还有一定的差距,但是这些差距在终端用户的使用中体现并不明显,可靠性、油耗、排放水平等关键指标与国外知名品牌是没有差别的。例如,我们给长城汽车匹配的发动机,其油耗比装配某国外品牌高压共轨系统的发动机的油耗还要低。”新风集团总经理康凯在面对记者时显得相当谦逊。他说,“我们也有需要改进的地方,在匹配发动机过程中,我们产品的外形需要根据用户的需求进行优化,比如油嘴喷孔的设计需要根据发动机燃烧室进行调整。”据康凯介绍,新风的高压共轨系统目前已经在为朝柴、云内、扬动等发动机企业配套。

但中国内燃机协会理事长邢敏告诉中国工业报记者,新风目前只是一个开始,国际一流的设备和较为完整的研发团队为其提供了进一步发展的优势条件。但新风要想真正成为能够与跨国公司竞争的企业,还尚需时日。

首先,技术的成熟和新功能的开发不是一朝一夕能够完成的,对于这样一个年轻的企业需要更多的历练。其次,目前我国对于汽车排放标准的实施规划悬而未决,高压共轨的市场并未真正打开。同时,新风直接面对的都是跨国公司强有力的竞争,在应对时不仅需要勇气和信心,还要积累经验和智慧。

但邢敏表示,高压共轨这道“窄门”是迟早要跨过去的,而且,越早越好。

知识加油站:高压共轨技术(即“柴油机电控高压共轨技术”)——是指高压油泵、压力传感器和电子控制单元(ECU)组成的闭环系统中,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管,通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使高压油管压力大小与发动机的转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速变化的程度。ECU控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。

“电控”是指喷油系统由电脑控制,ECU(俗称电脑)对每个喷油嘴的喷油量、喷油时刻进行精确控制,能使柴油机的燃油经济性和动力性达到最佳的平衡,而传统的柴油机则是由机械控制,控制精度无法得以保障。

“高压”是指喷油系统压力比传统柴油机要高出3倍,最高能达到200MPa(而传统柴油机喷油压力在60~70MPa),压力大雾化好燃烧充分,从而提高了动力性,最终达到省油的目的。

“共轨”是通过公共供油管同时供给各个喷油嘴,喷油量经过ECU精确的计算,同时向各个喷油嘴提供同样质量、同样压力的燃油,使发动机运转更加平顺,从而优化柴油机综合性能。而传统柴油发动机由各缸各自喷油,喷油量和压力不一致,运转不均匀,造成燃烧不平稳,噪音大,油耗高。

现在,国内制造的具备国际先进的电控高压共轨技术的柴油发动机采用了欧美柴油机的最新核心技术,明显优于传统增压柴油机。它比传统增压柴油机燃烧效率提高8%、二氧化碳排放低10%、噪音下降15%,彻底改变了柴油机在人们心目中“噪音大、冒黑烟”的形象。

 
 
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