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    世界技術變化威脅中國油泵油嘴工業
    發布時間:2009.09.25 來源:四川三臺劍峰泵業有限公司 瀏覽次數:
     

        20世紀90年代后半期,柴油發動機發生了一次重大的技術變化,被稱為柴油發動機心臟的燃油噴射系統從機械式轉向電子控制式。這個變化不僅極大地影響了柴油發動機的技術性能,甚至威脅到中國油泵油嘴工業的生存。

        由于柴油的物理化學特性,柴油發動機必須配備較復雜的噴射系統。與汽油相比,盡管它具有更好的動力性能,但是柴油的自燃點高,不易揮發,所以必須經過霧化、混合才可以有效燃燒。同時,柴油在不加控制的條件下霧化之后,由于混合氣體形成的時間短,容易產生非均質燃燒,導致燃燒過程猛烈而不穩定。由于這些特點,噴射系統就成為柴油發動機提高燃油效率、降低污染的關鍵。

        自發明柴油發動機100年來,柴油機的燃油噴射系統都是機械式的,而油泵油嘴就是這個系統中的兩個主要關鍵部件。油泵油嘴的作用是根據發動機工作循環的要求,按一定的供油規律將柴油噴入汽缸,霧化并與空氣混合、燃燒。油泵和油嘴是傳統機械式噴油系統中生產技術要求最高、加工難度最大的兩個核心部件。于是油泵油嘴成了柴油機噴油系統的代稱,它們對柴油燃燒的效率、排放水平以及相應帶來的動力性等關鍵指標有著決定性的影響。

    技術變化的兩個動力

        技術變化的第一個動力來自政府管制下的市場需求變化。進入20世紀80年代之后,發達國家對降低汽車廢氣排放的要求不斷提高,歐洲從1993年開始執行的歐Ⅰ標準迅速提高到歐Ⅱ和歐Ⅲ標準,目前乘用車已經開始執行歐Ⅳ標準,而商用車在2006年1月也將開始執行歐Ⅳ標準。各國法規都對柴油機的發展形成了越來越大的壓力,迫使企業尋求技術解決之道。

        技術變化的第二個動力來自新技術供給的變化。20世紀80年代電子技術和精密加工技術獲得了長足的進步,為柴油機噴射系統發生重大變化提供了技術手段。特別是由于電磁控制手段的加入,使得新的電控噴射系統對傳統油泵油嘴噴油系統實現了徹底的換代。通過電磁控制手段,燃油噴射的時間和噴射壓力、噴射量和噴射頻率可以得到更好的控制,使燃油能夠得到更好的霧化燃燒,要達到歐Ⅲ甚至更為嚴格的排放標準就須采用電控噴油系統。

        隨著控制手段更加精確,柴油機的震動、噪音被大大減小,舒適性大大提高,進而使柴油機經濟性好、動力大等優點充分凸現出來。國際上有關的大公司都對開發新一代燃油噴射系統進行了大量投入,電控噴射系統的革命大大擴展了柴油發動機的應用范圍。原來為汽油機所統治的轎車行業呈現出明顯的"柴油機化"趨勢,尤其是在歐洲。

    曾經輝煌一時的行業

        中國的柴油機工業及其配套的油泵油嘴工業是在第一個五年計劃時期(1953~1957年)建立的。以蘇聯援建的洛陽第一拖拉機廠為里程碑,當時的柴油機主要應用在農業機械領域。在機械式噴油系統時代,中國首先是通過一系列的仿制來實現技術上的起步,主要以引進的蘇聯與東歐產品為對象。

        在20世紀60年代,國家機械工業部組織多家單位聯合仿制了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ系列泵,大大提升了中國在這一領域的技術水平,甚至這幾個產品以及在此基礎上改進的加強泵迄今依然還在大量使用。當時機械工業部下屬的油泵油嘴企業共有10家,包括無錫、北京、南京、錦江、漢江、湖北、山東黃縣、大連8家專業油泵油嘴廠,以及上海柴油機廠和洛陽拖拉機廠附屬的油泵油嘴分廠,形成了一個"8+2"的格局。

        隨著改革開放以后中國汽車工業的快速發展,特別是實行的載貨車"汽油改柴油"政策,促進了柴油機工業的快速發展。柴油汽車和柴油機企業的發展直接拉動了油泵油嘴工業的快速膨脹,大約到20世紀90年代初期我國油泵油嘴企業在數量上達到了一個頂峰,業內企業達到200家。在那個時期,油泵油嘴處于供不應求狀態,業內企業家家盈利。隨著市場經濟進一步發展,油泵油嘴行業在近10年來出現了激烈的動蕩和分化。目前,有一定規模的油泵油嘴企業大概還有70家左右(不包括為大中油泵油嘴廠做部分零件粗加工的小型民營企業),其中前10名企業的產量要占到行業總產量的80%。全行業共有職工4萬人,2003年全行業共生產多缸噴油泵197.3萬臺,全年銷售收入41.9億元。

        從總體上看,在機械式噴油系統時代,中國的油泵油嘴工業發展相對順利。在歐Ⅱ排放標準及以下的產品領域,雖然跨國公司也陸續登陸中國,甚至投資在中國建立了企業(例如博世在蘇州成立了獨資的博世汽車部件公司),但單就柴油機的油泵油嘴這一領域而言,跨國公司并沒有取得明顯的競爭優勢。

    技術變化的致命威脅

        柴油機燃油噴射系統的一次革命性變化,使生產機械式燃油系統的技術能力迅速成為無用,因此就威脅到中國油泵油嘴工業的生存。

        當這一工業遭遇革命性技術變化時,中國本土企業的技術劣勢就明顯呈現出來。在機械式噴油系統時代,由于技術變化速度不快而且是高度連續性的,中國企業通過引進、模仿和自主改進就可以跟上技術的發展,并依靠低成本制造而保持競爭優勢。但從機械式到電子控制的技術變化是跳躍式的,不僅需要掌握傳統油泵油嘴企業所不具備的電子和精密機械加工技術,而且需要中國企業所普遍缺乏的研發經驗和能力。

        更重要的是,中國企業和技術引進對象之間的關系已經發生了根本性變化,導致過去可以比較容易通過模仿或購買技術許可證來引進技術的條件不復存在。

    跨國公司大舉進入

        1990年,當時的機械部和科技部聯合開展了一次聲勢浩大的電噴技術攻關,其重點在于解決汽油機的排放問題。這一項目參與者以威孚集團、無錫油泵油嘴研究所以及總參下屬的相關研究所為主,后來上汽、一汽、二汽、清華大學、航天部第一研究院也加入了進來。包括博世、西門子、福特等在內的跨國公司紛紛申請加入這一項目,其中博世公司最終中標,達成了與中方成立合資公司,即(上海)聯合電子(UAES)的協議。在上海聯合電子中,德方占據了完全的技術主導權,企業并沒有任何的開發活動,主要內容是由博世在汽油燃油噴射系統領域向合資企業提供EV6技術的技術許可。汽油機電噴技術攻關項目以受讓外國技術的合資形式而告終,已經可以謀取中國市場的外國企業不再愿意允許中國企業保持對引進技術進行學習的控制權,實際上沒有任何中國企業通過這一項目而獲得電噴技術的開發能力。

        當外國企業的電控柴油噴射技術已經開始普及并大舉進入中國市場的時候,一個無法回避的事實是,所有的中國企業迄今為止都還只能生產機械式的油泵油嘴。2004年中國生產了151萬輛載重卡車,其中使用柴油發動機的載重卡車和大客車共141.9萬輛。但是,滿足這樣一個巨大規模市場的中國柴油發動機工業卻將不得不全部依賴外國企業所控制的燃油噴射系統。

    中國油泵油嘴業命門已現

        順應環境保護的國際潮流,中國政府將從2007年7月1日起在全國范圍內實行國3排放標準(相當于歐Ⅲ排放標準,其中北京是到2005年底實行)。但機械控制的噴油系統經過技術改造,最多也只能達到歐Ⅱ排放標準,要使尾氣排放達到歐Ⅲ以上標準非采用電控技術不可。

        雖然部分業內人士認為,由于中國市場需求層次的差異以及國家未來對排放的控制力度等因素,機械噴油系統仍然至少還有10年左右的市場,但新技術的到來毫無疑問只是一個遲早的問題。一些跨國公司已經開始在中國大規模投資建廠,目標就是生產歐Ⅲ以上排放的柴油電噴系統。

        對于國內生產傳統機械噴油系統的企業來說,技術上的落后已經不能簡單的用時間來衡量,如果不對新技術投入研發,企業將必然走進一條死胡同。一邊是社會對環境問題的日益重視,國家逐步推行更高的排放標準,另一邊是跨國公司憑借技術優勢虎視眈眈地注視著中國市場。在這一領域,不掌握核心技術的不僅是國內某一家企業,而是整個中國油泵油嘴行業。更嚴重的是,由此在產業鏈上產生的波及效應還可能會進一步威脅到中國柴油發動機工業的獨立生存。

     
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