提起柴油機(jī)，你先想到突突突的拖拉機(jī)，或是冒黑煙的大卡車？其實(shí)柴油機(jī)一直被我們誤會(huì)了，一臺(tái)擁有先進(jìn)科技的柴油機(jī)搭配高品質(zhì)的柴油，可以比普通汽油機(jī)性能更好而且更環(huán)保！
不是所有柴油機(jī)都是“傻大笨粗冒黑煙”
從坦克到火車頭，從船舶到重載卡車，從工程設(shè)備到農(nóng)業(yè)機(jī)械，它們離不開的動(dòng)力之源正是柴油機(jī)。在這些開山拓土的鋼鐵重器之外，柴油機(jī)在家庭用的乘用車上的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，而這一切都源于柴油機(jī)極大的節(jié)能潛力。
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由于柴油本身的特性，柴油機(jī)有著比汽油機(jī)更高的壓縮比，這意味著使用相同熱值的燃料，柴油機(jī)的熱力學(xué)過(guò)程可以釋放出更多的有用功，這讓柴油機(jī)的有效效率要比汽油機(jī)高出近10個(gè)百分點(diǎn)！
要知道，發(fā)動(dòng)機(jī)即便是只提高1%的效率，將這個(gè)看似不起眼數(shù)字乘以油耗和油價(jià)，再乘以汽車的數(shù)量，就會(huì)被放大成巨額的真金白銀。
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然而，柴油機(jī)的污染問(wèn)題，卻限制了它在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用——柴油機(jī)給人的印象普遍是“傻大笨粗冒黑煙”——但是這并非柴油機(jī)的原罪，而更多要?dú)w咎于我國(guó)曾經(jīng)落后的柴油機(jī)技術(shù)。要知道，今天歐盟國(guó)家新車的柴油機(jī)化比例已經(jīng)超過(guò)了汽油機(jī)汽車，柴油機(jī)不僅有著遠(yuǎn)低于汽油機(jī)的油耗，排放也已經(jīng)達(dá)到相近的水平。
以在美國(guó)出售的德國(guó)某品牌同一型號(hào)轎車為例，柴油版的油耗達(dá)到了百公里6.6升，而汽油版的則有百公里8.8升，差異顯著！
讓柴油機(jī)逆襲的黑科技：電控噴射
推廣柴油機(jī)對(duì)能源的意義不言而喻，而在這之前必須解決污染的問(wèn)題。
根據(jù)環(huán)保部2017年發(fā)布的《中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)（2017）》，柴油車排放的氮氧化物接近汽車排放總量的七成，顆粒物超過(guò)九成，但這其中很大一部分是由國(guó)二法規(guī)以前的柴油機(jī)汽車排放造成。
為了克服這一難題，達(dá)到嚴(yán)格排放法規(guī)要求，過(guò)去十年中國(guó)自主企業(yè)們采用的技術(shù)手段紛紛登場(chǎng)，而其中的核心就是柴油機(jī)電子控制燃油噴射技術(shù)。
（柴油機(jī)燃燒過(guò)程示意圖）
最早的柴油機(jī)燃油噴射控制，是通過(guò)一系列復(fù)雜的機(jī)械裝置完成的，根據(jù)轉(zhuǎn)速不同，這套裝置可以自動(dòng)調(diào)節(jié)噴油量、噴油時(shí)間等參數(shù)。但機(jī)械手段無(wú)法對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行主動(dòng)控制，這導(dǎo)致柴油機(jī)在不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下，得不到最合適的噴油時(shí)間和噴油量，因此產(chǎn)生大量的污染物。
隨著電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，更精確的電控設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。電控噴射即用電子手段調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的每循環(huán)噴油次數(shù)、噴油量、噴油時(shí)刻和噴射壓力，它讓柴油可以混合地更加均勻、燃燒也更加充分，因此不僅污染隨之減少，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性也得到了提高。
作為柴油機(jī)節(jié)能減排最重要的技術(shù)，電控噴射系統(tǒng)的成本大約為整個(gè)柴油機(jī)成本的四分之一，整個(gè)柴油機(jī)的正向研發(fā)過(guò)程也是從電噴技術(shù)開始，根據(jù)電噴技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。因此可以說(shuō)噴油控制技術(shù)把握住了發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟跳動(dòng)！
國(guó)外掌握柴油機(jī)核心科技，留給中國(guó)的時(shí)間不多了
面臨日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，電控噴射技術(shù)已經(jīng)歷了多代更迭。更高的噴油壓力與更精確的噴油規(guī)律控制，是電控噴射技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。而在目前的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，最為主流的柴油機(jī)電控噴射技術(shù)是高壓共軌技術(shù)。
（高壓共軌系統(tǒng)示意圖）
高壓共軌技術(shù)，可以將提高燃油壓力與噴油過(guò)程完全分開：通過(guò)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)高壓油泵將燃油注入共軌并維持高壓，再通過(guò)噴油器的高速電磁閥控制噴射。高壓共軌技術(shù)可以穩(wěn)定的調(diào)節(jié)并保持供油壓力，實(shí)現(xiàn)精確的高壓噴射。
高壓共軌的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用性強(qiáng)，噴油壓力極高（220MPa），因此在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)廣受歡迎，但是這一簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，卻存在著制造難點(diǎn)：極高的油壓對(duì)各部件的密封和控制都提出了很高的要求，所以生產(chǎn)制造高壓共軌，并實(shí)現(xiàn)精確控制，并不容易。
由于中國(guó)自主企業(yè)缺少相關(guān)技術(shù)積累，多年來(lái)國(guó)內(nèi)商用車柴油機(jī)電控市場(chǎng)一直被德國(guó)博世公司占據(jù)，市場(chǎng)份額高達(dá)85%。一家獨(dú)大的博世公司具有絕對(duì)的技術(shù)和成本優(yōu)勢(shì)，通過(guò)調(diào)動(dòng)價(jià)格，就可以大幅擠壓自主企業(yè)的生存空間。
但是，當(dāng)自主企業(yè)具備高壓共軌的產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)能力后，在商用車領(lǐng)域如果無(wú)法與博世正面抗衡，從工程車輛等非道路領(lǐng)域入手，將是一個(gè)收獲市場(chǎng)的好機(jī)會(huì)！
放棄“公路車”瞄準(zhǔn)“工地車”，中國(guó)企業(yè)彎道超車
柴油機(jī)在挖掘機(jī)、拖拉機(jī)等非道路用車的應(yīng)用很廣泛，這一市場(chǎng)規(guī)模并不小，但由于利潤(rùn)沒(méi)有汽車市場(chǎng)高，博世公司等外資品牌沒(méi)有把這當(dāng)作主菜，這給了自主企業(yè)發(fā)展技術(shù)、占領(lǐng)市場(chǎng)的空間。然而必須要說(shuō)，高壓共軌仍是未來(lái)主要的應(yīng)用趨勢(shì)。
為了積蓄力量，避免和博世的正面較量，中國(guó)企業(yè)走出了一條曲線救國(guó)的道路，即嘗試在自主高壓共軌技術(shù)成熟之前，從其他技術(shù)方向?qū)ふ彝黄频穆肪€。
電控直列泵就是這樣一個(gè)機(jī)會(huì)。電控直列泵從機(jī)械直列泵演變而來(lái)，但電控直列泵的噴油壓力低（小于120MPa），響應(yīng)慢（0.1秒級(jí)別），調(diào)節(jié)能力有限（只能調(diào)噴油量），這些特征讓它完全不足以滿足現(xiàn)代柴油機(jī)的要求。
在這種情形下，中國(guó)企業(yè)的工程師們改進(jìn)了直列泵的噴射機(jī)構(gòu)，將燃油加壓與調(diào)節(jié)功能解耦，使用高速電磁閥直接調(diào)節(jié)噴射，制造了電控組合直列泵。
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這一產(chǎn)品將噴油壓力提高到180MPa以上，響應(yīng)速度達(dá)到毫秒級(jí)，并且可以對(duì)噴油時(shí)刻、噴油次數(shù)都進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以說(shuō)是世界上最先進(jìn)的柴油直列泵。這一產(chǎn)品應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上幾乎不需要改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就可以滿足油耗與排放要求，因此在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上獲得了廣泛的認(rèn)可。
（非道路領(lǐng)域?qū)Ω咝阅懿裼蜋C(jī)有很大需求）
在非道路領(lǐng)域，中國(guó)自主企業(yè)經(jīng)過(guò)十年的耕耘，市場(chǎng)方面，高壓共軌技術(shù)國(guó)產(chǎn)廠商已經(jīng)涌現(xiàn)出年銷量10萬(wàn)套高壓共軌系統(tǒng)的佼佼者；技術(shù)方面：國(guó)產(chǎn)共軌的噴油壓力也不斷攀升，18~22Mpa的噴油壓力已達(dá)到國(guó)際一流水平，并發(fā)展出了高壓共軌、電控單體泵、電控泵噴嘴三條并行的解決方案。
這一過(guò)程中，自主企業(yè)探索并收獲了寶貴的研發(fā)成果與經(jīng)驗(yàn)，自主零部件企業(yè)的研發(fā)體系也在不斷的學(xué)習(xí)中得到完善。
結(jié)語(yǔ)：
中國(guó)在柴油機(jī)領(lǐng)域的曲線救國(guó)方案逐漸收獲成效，排放法規(guī)的加嚴(yán)也促進(jìn)了國(guó)內(nèi)車企對(duì)新能源汽車與節(jié)能汽車技術(shù)方案的探索。
柴油機(jī)在歐洲的成功推廣，提供了一個(gè)極佳的范例，啟發(fā)了政府、學(xué)術(shù)界與企業(yè)界思考柴油機(jī)技術(shù)在中國(guó)的節(jié)能潛力。而當(dāng)自主企業(yè)掌握電控柴油機(jī)的核心技術(shù)，在非道路領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，并不斷進(jìn)入商用車領(lǐng)域時(shí)，無(wú)疑會(huì)為政府和上下游的同行們注入一針強(qiáng)心劑。
國(guó)產(chǎn)柴油機(jī)電控技術(shù)在國(guó)內(nèi)更廣泛的應(yīng)用，值得期待！而追求技術(shù)進(jìn)步的的中國(guó)柴油機(jī)電控企業(yè)，必將會(huì)在更大舞臺(tái)上與強(qiáng)大的對(duì)手展開角逐。
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