在2001年參觀德國博世公司的電控高壓共軌系統(tǒng)項目時,無錫油泵油嘴研究所(以下簡稱無油所)的領導人看出了博世的"軟肋"。無油所的領導人說:"這趟經(jīng)歷讓我堅信我們(在技術上)走的路是對的",從而決定傾其10年的資金積累,投入到自主研發(fā)電控高壓共軌技術的產(chǎn)業(yè)化中去---"我們決定自己做!" 事實上,無油所從1995年就開始了自主開發(fā)電控共軌系統(tǒng)的歷程。在上世紀90年代,中國許多大學、科研院所和企業(yè)曾經(jīng)一擁而上嘗試開發(fā)電控共軌系統(tǒng),但后來紛紛知難而退,無油所是惟一堅持下來的。雖然一路上很孤獨,雖然沒有來自政府和其他渠道的支持,無油所仍然傾其所有,堅持不懈地默默干了10年。2005年,無油所擁有自主知識產(chǎn)權的柴油機電控高壓共軌燃油系統(tǒng)開發(fā)成功,現(xiàn)在正在實際運行車輛上進行批量路試,已經(jīng)到了產(chǎn)業(yè)化的前夜。 一出生就斷奶 無油所成立于1980 年,是原機械工業(yè)部組建的最后一個部屬行業(yè)歸口研究所。上世紀70年代末機械工業(yè)部在無錫組織了油泵油嘴的技術攻關,由此調集了一大批來自全國的技術專家。選擇無錫建立研究所的理由是一方面有利于吸引人才(尤其是原三線的老專家),另一方面這里有行業(yè)骨干企業(yè)---無油廠(所謂"一廠一所"的模式),當時聚集起來的技術人員有200人左右。無油所剛剛正常運轉,國家就開始了第一次科技體制改革。 改革的一個重要內容是從1986年起,把財政劃撥的經(jīng)費每年以20%的速度遞減,直到1990年減到原來的20%為止。1990年,無油所來自財政的經(jīng)費減到46萬元并保持至今,其余所需經(jīng)費都要自籌。 上世紀90年代中期,國家開始了以科研院所轉制為主要內容的第二次科技體制改革。也許是受到"一出生就斷奶"的經(jīng)驗鍛煉出來的警覺,無油所早早就開始尋找出路,從1993年就與一汽集團進行接觸。經(jīng)原機械工業(yè)部批準,1995年1月無油所正式加入一汽集團,成為科研院所中最早轉制的一個。雖然從此"無錫油泵油嘴研究所"之前冠上了"中國第一汽車集團公司"字樣,但同時仍然保留了"機械工業(yè)部無錫油泵油嘴研究所"的名稱及其為行業(yè)服務的職能。 研究的戰(zhàn)略轉向 在從一個部屬研究所向企業(yè)所屬研究所的轉變過程中,無油所做出了一個重要的決定,即在研究方向上從專業(yè)狹窄的油泵油嘴向綜合的發(fā)動機領域發(fā)展,對研發(fā)的深度也做了調整,劃分為近、中、遠三個層次。近期的研發(fā)是解決企業(yè)實際生產(chǎn)中遇到的技術難題(首先是滿足一汽集團所屬企業(yè)的技術研發(fā)任務);中期是為企業(yè)進行重大技術攻關研究和新產(chǎn)品、新工藝開發(fā)研究;遠期是緊跟國際前沿技術,保持世界同步水平的超高水平技術研究。正是這種戰(zhàn)略轉向,使無油所的研究活動跳出了既定的框子。 在機械泵時代,無油所已經(jīng)能夠在學習國外產(chǎn)品的基礎上產(chǎn)生自己的設計。例如BQ泵是1983年就開展的設計,國內在1986~1987年開始投產(chǎn)。后來的BX泵是目前市場上產(chǎn)量最大的小型泵產(chǎn)品。 在國家開始逐步推行排放標準之后,國內很多企業(yè)的產(chǎn)品無法達到排放要求,這種情況與油泵油嘴的技術密切相關。無油所憑借在發(fā)動機與油泵油嘴領域的技術積累,參與了很多技術改造項目,甚至還幫助企業(yè)進行發(fā)動機改進,最終達到排放標準。當時無油所的技術方案在國內是第一個達到歐Ⅰ、歐Ⅱ標準的。山東龍口油泵油嘴廠的董事長認為,無油所開發(fā)的歐Ⅱ系統(tǒng)拯救了中國的油泵油嘴工業(yè)。 直到上世紀90年代末期,無油所依然在機械式噴油系統(tǒng)領域為國內行業(yè)提供新的產(chǎn)品,例如滿足歐Ⅱ標準的PM泵是在1999年立項的,2002年發(fā)展成熟并報專利,與山東龍口油泵油嘴廠、亞新科以及北京油泵油嘴廠合作生產(chǎn)。無油所向行業(yè)提供設計許可的過程中,改制前"歸口管理"行政調撥,改制后收一些技術許可費。這些許可費主要由一次性的入門費和銷售的百分比提成來構成。事實上,國內很多相關企業(yè)都直接或間接地從無油所的技術進步和積累中獲得了好處。 4年的技術積累經(jīng)驗 在國際范圍內,電控高壓共軌技術起源于上世紀80年代后期,1995年前后成為內燃機噴射系統(tǒng)領域世界各大企業(yè)展開白熱化競爭的焦點。無油所認識到電控技術必將取代傳統(tǒng)的機械控制技術,在上世紀90年代中期涉足電控噴射系統(tǒng)。雖然無油所在資產(chǎn)規(guī)模和人才數(shù)量上無法與博世、日本電裝、西門子這樣的國際巨頭相比,但還是決定投入電控系統(tǒng)的研發(fā),這意味著整個研究所的資源投向以及人力資源、組織結構的設置都要產(chǎn)生相應的重大變化。從當時看來,這無疑有相當?shù)娘L險。 1996年10月,美國一個私立研究所(BKM)的專家?guī)е约鹤龅墓曹壪到y(tǒng)樣品找到了無油所。這個系統(tǒng)的技術叫做"中壓共軌",和后來廣泛應用的高壓共軌技術還有相當大的區(qū)別。1996~1999年,無油所與BKM展開了充分的合作。1999年,無油所做出了電控中壓共軌系統(tǒng)的設計圖紙,并做出了中國第一輛共軌卡車。 在開發(fā)出中壓共軌系統(tǒng)之后,目光從未離開過國際前沿的無油所研究人員已經(jīng)認識到,這種中壓共軌技術和國際上領先的高壓共軌技術相比已經(jīng)落后了很多,因而滿足不了更高要求的排放標準,在技術上進一步提升的余地不大。因此,無油所在2000年之前就放棄了這條技術路線,但這一次的技術學習對無油所來說無疑是非常重要的。 涉足高壓共軌噴射系統(tǒng) 1999年,無油所從德國、日本買來了發(fā)動機樣品,通過反向測繪對國外的技術進行消化吸收。2000年,無油所在一輛卡車上試裝了一套國外的噴油系統(tǒng)硬件產(chǎn)品。傳感器得到的發(fā)動機信號是共軌系統(tǒng)中的電控部分(ECU)無法有效識別的,原因在于這個ECU是為國外的發(fā)動機配套開發(fā)的,這就意味著整個ECU必須自己重新開發(fā)。柴油機燃油噴射系統(tǒng)從機械進入電控時代后,ECU徹底取代了傳統(tǒng)的噴油泵在燃油系統(tǒng)中核心地位,成為了技術知識聚集、累積的新焦點和載體。 另外,從技術層面看,無論是ECU的硬件還是軟件,對其模仿起來都很困難,而且隨著這項技術的發(fā)展,通過模仿來掌握技術的難度還在不斷加大。ECU軟件是企業(yè)在技術開發(fā)過程中,通過對各種發(fā)動機進行各種試驗而獲得的知識和經(jīng)驗積累,是一個不斷完善和細化的過程。這種經(jīng)驗積累恰恰是在電控領域沒有進行過自主開發(fā)的中國企業(yè)所缺乏的。因此,當ECU成為燃油噴射系統(tǒng)的技術核心之后,先行者就自動取得了由技術特性所帶來的天然壁壘。對于技術追趕者來說,原來在機械式油泵油嘴時代進行反向測繪活動是相對容易的,而現(xiàn)在破譯ECU"黑箱"已經(jīng)成為幾乎不可能完成的任務。 無油所的技術人員明白,在ECU這個共軌系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)上,除了自主開發(fā)別無他途。但當時所里缺少能夠開發(fā)ECU的人才,所長從浙江大學請來一位具備發(fā)動機專業(yè)背景、曾開公司做過電子設備的博士,以他為核心組成了專攻ECU開發(fā)的團隊。用了半年多時間,這些技術人員弄清了ECU的工作機理,成功地將買來的高壓共軌系統(tǒng)在國內的發(fā)動機上第一次實現(xiàn)了裝車運行。此后,無油所一直在不斷開發(fā)并改進自己的ECU。 從仿制到自主創(chuàng)新 2000年的裝車成功,被無油所的技術人員稱為是一次里程碑式的事件。不僅無油所在最關鍵也是最薄弱的ECU上獲得了突破,積累了能力,而且還積累了信心。全所上下統(tǒng)一了思想,即他們所堅持的電控高壓共軌技術是可行的,而且他們自己能夠走通。當時,國內其他單位也在探討高壓共軌技術,也有單位向國家申請經(jīng)費開展課題,但關于中國該不該搞、能不能搞這個項目,依然爭論不休。而即便是在國外,關于電控的技術路線,幾大主要廠商也在爭論不休。日本電裝有它的可變預行程概念,而博世也在VP44(時間控制)和VP37(位置控制)不同的方案之間選擇,高壓共軌技術在這個時候尚未形成絕對主流的技術思想。
* g2 x5 n3 K) v' r' b, b* i 2000年之后,無油所的ECU設計技術完成了從仿制到自主創(chuàng)新的革命性轉變。從處理器芯片的不斷升級,到硬件電路的自主設計、軟件開發(fā)的規(guī)范化、流程化,無油所走上了技術自主發(fā)展的良性軌道。 技術路線的紛爭恰恰說明技術之新,而在新技術的早期介入,則為自主設計提供了更大的空間。無油所花了兩年多的時間,在對日本、德國等國企業(yè)的產(chǎn)品進行了借鑒的基礎上,于2001年設計了一個電控高壓共軌系統(tǒng)的初步系統(tǒng)方案,并繪出了設計圖紙。這是一套在油泵油嘴上基本遵循國際主流設計,而在噴油器和 ECU上完全自主設計的圖紙。但是,這樣一套圖紙,由于沒有經(jīng)過實際生產(chǎn)的檢驗,所以價值是有限的。產(chǎn)品的設計必須經(jīng)過加工生產(chǎn)的檢驗,才能驗證設計的合理性和可行性,設計工作才最終能夠體現(xiàn)它的價值。 高壓共軌系統(tǒng)需要涉及大量的精密加工,特別是在噴油器的部分。為了加工出自己的產(chǎn)品設計, 2001年無油所在歐洲找了兩家經(jīng)營不景氣的企業(yè),花了700萬~800萬元人民幣,請他們分別負責電控部分和機械部分的加工。無油所同時也在國內與其他單位合作進行一些關鍵件的開發(fā)。2002年底,無油所成功試制出第一臺樣機 。
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