特稿丨为柴油机配上国产“心脏”

◎ 科技日报记者 俞慧友

6月9日，湖南省衡阳国家级高新区。南岳电控（衡阳）工业技术股份有限公司（以下简称南岳电控）厂房里，工作人员正在紧张忙碌着。

“忙不完，根本忙不完。”南岳电控副总经理、生产负责人李运升告诉科技日报记者，“从大年三十到现在，一直在加班。客户求货都堵到厂房这边了！”

在湖南，如今火爆到“排队坐等”的，不只是“网红奶茶”和小吃，还有南岳电控自主研制、突破国外垄断的电控高压共轨系统。

南岳电控新厂区办公区。

形势倒逼，打响关键核心技术攻坚战

柴油发动机是道路运输车辆的“心脏”，电控高压共轨系统则是发动机的“心脏”，是决定污染物排放、能耗水平的关键零部件。

此前，我国电控高压共轨系统市场几乎被德、美和日企垄断，国产柴油机制造受到很大制约。

“现在不会了，我们已经成功研发并实现大批投产应用。”南岳电控董事长、技术团队带头人龙美彪说。

结果很喜人，过程很曲折。

共轨泵智能化加工线。

2009年前后，南岳电控经历了一番博弈。那时，该企业牢牢掌握着电控单体泵的核心技术，在市场上有着“绝对话语权”，光靠这一项技术，就能过得“轻松滋润”。

是抱着单体泵过好日子，还是再打一场关键核心技术攻坚战？当龙美彪提出“研发高压共轨技术”时，立刻引发了公司内部的意见分歧。

回忆起当年的提议，龙美彪认为这是大环境倒逼的结果。“国家对环保的重视程度只会越来越高，配套电控高压共轨系统的高效节能低排柴油机，是未来柴油机发展的必然方向。”他说，“与其等到技术跟不上了再去研究，不如利用已有技术积淀，早点动手！”

为了达成共识，南岳电控启动这项技术研究有所延迟，2010年终于正式立项。9年后，公司自主研发出电控高压共轨系统；2021年，实现对国内主流发动机厂配套全覆盖。

今年春节前，公司收到潍柴动力扬州柴油机有限责任公司、康明斯等单位的3.5万套订单。二三月份，月均订单更是达到5万套。

为抢货，在南岳电控厂房区域，出现了客户“坐等”景象；公司高层的手机，也生生被拨打成了“催货热线”。随着海外订单的不断增加，南岳电控已成为目前自主品牌中唯一实现成套共轨系统出口的厂家。

找出“漏角”，攻克密封共性难题

电控高压共轨系统技术是燃油喷射系统领域的国际顶尖技术。该系统由高压油泵、喷油器、共轨管、控制器ECU四部分构成，能实现柴油机燃油喷射的高压精准控制。

共轨泵智能化加工线。

基于单体泵技术基础，南岳电控相对轻松地完成了高压油泵和共轨管的研发。但在喷油器密封性攻关上，却遇到了前所未有的困难。

“密封性是评价喷油器好坏的基础指标。密封不好，会多方面影响到柴油机的运行性能。”该公司总工程师欧阳玲湘说。

国外的技术封锁，使研发团队既找不到技术图纸，也无相关工艺文件可参考。“那时候，不光是我们，国内厂家对油嘴密封的认知都还停留在上一代。”龙美彪说，只能“摸着石头过河”。

欧阳玲湘告诉记者，油嘴头部的密封直径，由两个差异极微小的角度相交形成。但在一开始，团队成员进行样件对标检测时，选择的检测方法和仪器精度均不合适，由于没分辨出这两个细微角度的差异，误将两个角度当成了一个角度。

就是这一个小小的“漏角”，导致团队制造出的密封带易在整个油嘴锥面上发生“滑动”，从而使密封性能不稳定。

“回过头看，戳破这层‘窗户纸’，似乎不那么难。但在当时，为找出密封不稳定原因，我们钻研了无数个日夜。”龙美彪说。

2016年，他们终于研制出无静态泄漏式喷油器，攻克了高喷射压力共轨喷油器密封技术的行业共性难题。

南岳电控还联合中科院兰州物理化学所，研发出类富勒烯碳/类石墨烯氮化硼多层薄膜，突破了共轨系统的高压摩擦及泄漏等难关。

制服“野马”，撬开市场大门

2018年，南岳电控喜提自研的第一个电控高压共轨系统。大家满怀期待地将其安置在卡车上，在自家厂区测试。

不料，卡车跑起来总像脱缰野马，颠得车内人“七荤八素”。“这意味着共轨系统喷油控制不好，需要改变ECU的控制策略。”公司总经理助理邓飞说。

一遍遍测试、改进后，研究团队解决了控制问题。在接下来的“三高”（高温、高寒、高海拔）极限试验里，车被开上了海拔五千多米的唐古拉山。

团队开着卡车，在一段长坡路上运行。跑着跑着，大家明显感觉车子没了劲，眼看就要往后溜。为预防刹车失灵，一名工程师在停车后，下车去找大石头垫轮胎。

“别说5000多米的海拔，就是平地里搬块大石头也不容易。”邓飞说，“同事搬着石头刚站起身，就是一个趔趄。”

大家一同把车“安顿”好，就地分析数据及原因，修改ECU程序，反复重新测试，直到卡车再度顺当地跑起来。

共轨喷油器体超精磨一体化加工单元。

技术问题解决了，市场问题又来了。

“当我们认为自己的系统基本能替代进口、打破垄断的时候，没人相信我们。”龙美彪说，对整车厂而言，没人愿意承担试用国产共轨系统而带来的风险。

通常，国外共轨系统厂家为汽车进行共轨系统匹配标定时，都要收取不菲的试验标定费用。为赢得市场机会，南岳电控只能转换角色，通过“立军令状”和一切可能的免费条件，去求试用。

通过免费试用，南岳电控慢慢撬开了市场的大门。截至目前，公司此项产品已创收近9亿元。技术的自主可控与国产化，也迫使外资品牌大幅降价，据估算，每年能为国内发动机厂家节省采购成本数十亿元。

党的二十大报告强调，以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。

南岳电控高压共轨系统的产业版图还在逐步扩张，不断应用到车用发动机、船舶动力、发电机组、工程机械动力、农用发动机、无人机等领域。

“我们将在低碳和零碳燃料喷射技术上不断提升科技创新水平，努力取得更多原创性突破！”龙美彪说。

来源：科技日报 文中图片均由受访者提供