一、产业发展历程

国外柴油机电控喷油系统的研究主要始于20世纪70年代,到现在已发展了3代。

第1代电控喷油系统是位置控制式,即在不改变传统喷油系统结构的基础上,用电控组件来代替原有的机械控制机构,提高控制精度和响应速度。

其优点是无须对柴油机的结构进行改动,生产继承性好,便于对现有机型进行技术改造;

缺点是控制自由度小,精度差,喷油率和喷油压力难于控制,而且不能改变传统喷油系统固有的喷射特性,因此很难较大幅度地提高喷射压力。

第2代电控喷油系统是时间控制式,利用柱塞泵可承载高压的特性,并采用高速强力电磁阀的溢流特性来控制喷油量和喷油定时,但由于电磁阀的响应时间对喷油过程的影响较大,特别是在高速时,电磁阀的响应速度相对变慢,因此,必须对电磁阀进行合理的设计,以尽可能缩短响应时间,提高控制精度。

第3代电控喷油系统是时间-压力控制式,利用高压共轨或共轨蓄压或液力增压形式获得高压,采用时间-压力式燃油计量原理,即高压油泵并不直接控制喷油,只是向公共控制油道(共轨) 供油以维持所需的共轨压力,通过连续调节共轨压力来控制喷射压力,利用电磁阀控制喷射过程。同时根据柴油机运行工况的不同,适时控制喷油量与喷油定时,从而达到与其相适应的最佳状态。

由于共轨式喷油系统中共轨压力与喷射压力互不相关,因此其喷射压力不受柴油机转速和喷油量的影响。共轨式喷油系统取消了齿杆、调速器、提前器等传统的油量调节机构,利用高速电磁阀控制系统的喷油量、喷油定时、喷射压力及喷油速率等,实现了喷油系统的全电子控制,将高压喷射与电子控制完美地结合起来,目前已成为柴油机电控喷油系统的主流方式。

目前新型电控喷油系统的最高喷射压力早已超过了150MPa,其中美国卡特匹勒公司的NGEUI喷油系统的最高喷射压力为207MPa,而日本电装公司和杰克赛尔公司联合研制的电控超高压喷油系统的最大喷射压力可达300MPa。

而L’orange公司在产业化产品上使系统压力达到了180 MPa。该系统用在新的单缸排量为l737L的MTU 8000系列V型柴油机上。

二、产业发展面临的问题

1、高压共轨系统的恒高压密封问题。

高压共轨系统的密封性能影响燃油喷射压力的提高和柴油机性能。传统燃油系统和电控泵只在20~30A内高压供油，油泵驱动扭矩的峰值很高，但泄漏时间很短，而高压共轨燃油系统在一个循环内都高压供油，喷油器中的针阀偶件和控制活塞偶件长期处于恒定高压中，泄漏量大幅增加，因此，必须进一步解决零部件的恒高压密封问题。

2、解决共轨压力的微小波动造成的喷油量不均匀问题。

高压共轨系统的动态压力稳定性直接影响系统理想喷油规律的实现，因此，对高压共轨系统压力波动性的研究已经成为当前的热点之一。

3、解决高压共轨系统的多MAP优化问题。

电控燃油系统中，ECU根据其内部存储的MAP控制喷射过程，现有的电控泵ECU中只有喷油量MAP和喷油定时MAP而高压共轨燃油系统除这两者外,还有喷油压力,MAP和预喷射MAP等，控制数据较多，要根据排放和燃油耗进行优化，工作量很大。因此需要研究统计学方法，神经网络模型映射MAP数据、自学习优化方法等很多关键技术，以解决多MAP优化问题。

三、产业技术发展现状及趋势

电控高压共轨燃油喷射系统的应用使柴油机的排放，噪声及燃烧性能都得到了很大改善，远远超过了传统内燃机，大大增强了柴油机的竞争力。随着电子技术、材料技术以及控制理论等的不断发展，该技术还具有很大的发展潜力，进一步的研究主要体现以下趋势：

1、设计开发新的执行器，以及通过对高压油泵喷嘴材料和加工过程的改进进一步提高燃油喷射压力及其精确性，使燃烧更为充分。

2、通过最优控制、自适应控制、预测控制等控制理论的研究，将模糊控制、人工神经网络、基于非线性的滑模控制、基于辨识模型的自适应控制等运用到电控高压共轨燃油喷射系统中，改进其控制策略。

3、研究新的喷油规律。随着柴油车数量增加，柴油机尾气已经成为大气的主要污染源之一。因此，世界各国都在积极探索新方法和采取有效的技术措施主动减少和控制污染物的排放，欧洲已经制订出严格的欧V、欧VI排放法规，预计2014年开始实施欧VI排放法规。因此，必须不断研究满足新的排放标准的喷油规律，进一步降低柴油机的排放。

4、燃油喷射系统的数值模拟技术。通过仿真软件建立电控高压共轨燃油系统的数值模型，分析燃油的喷射过程及系统参数对燃油喷射特性的影响，为燃油系统的优化设计，故障分析提供理论依据，降低产品开发成本，缩短开发周期。

5、传感器技术。随着喷射压力的不断提高，要求有更高精度和响应速度的新型智能传感器。

一、产业市场总述

目前世界上主要有三大公司在研发和生产柴油机高压共轨系统，日本电装、德国博世和美国德尔福。共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来，如果把单体泵柴油喷射技术比做柴油技术的革命的话，那共轨就可以称作反叛了，因为它背离了传统的柴油系统而近似于顺序汽油喷射系统。共轨系统开辟了降低柴油发动机排放和噪音的新途径。

由于其强大的技术潜力，今天各制造商已经把目光定在了共轨系统第3代——压电式(piezo)共轨系统，压电执行器代替了电磁阀，于是得到了更加精确的喷射控制。没有了回油管，在结构上更简单。压力从200～2000帕弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm3，减小了烟度和NOX的排放。

二、2010-2011年市场发展分析

柴油燃油喷射系统从机械控制式发展到电子控制式系统后，电子喷射系统又经历了三次变革，即位置式燃油喷射系统、时间式燃油喷射系统和时间压力式燃油喷射系统（共轨系统）。高压共轨系统实现了压力建立和喷射过程的分离，从而使控制过程更具有柔性，能更准确地实现小油量的精确控制，更好地实现多次喷射。

随着全球性的环境和能源问题越来越严峻，电控喷射技术在柴油机中已经得到了广泛的应用。共轨喷射技术的应用，实现了柴油机发展史上的一大飞跃，是21世纪柴油喷射系统的主流。略……

1、主要供应厂商

博世与无锡威孚成立博世汽车柴油系统股份有限公司，产能达到56万台电控VE泵、70万台高压共轨和电控喷油器。

电装的高压共轨系统生产工厂已于2009年正式投产。

辽宁新风企业集团有限公司（以下简称新风集团）具有40万套高压共轨燃油喷射系统产能。

2、需求企业装配

目前一汽大柴和玉柴使用德尔福的产品，主要是通过进口，然后通过衡阳某公司组装使用。

潍柴大量使用博世的高压共轨系统，并投入数亿元用于匹配工作。玉柴的国Ⅲ产品中也有60%左右使用博世的高压共轨系统。

电装的电喷系统主要用在上柴和锡柴的部分产品中。

3、柴油机装配比例

2007-2010年中国柴油机采用高压共轨技术所占比例表

1、产量

2007-2011年10月中国柴油机驱动高压泵产量及同比增长      单位：万台

2、需求量

2007-2011年10月中国柴油机驱动高压泵需求量及同比增长    单位：万台

略……

一、内燃机行业“十二五”规划

1、发展战略

“十二五”期间内燃机行业要深入实践科学发展观，走新型工业化道路。首先，应以市场为导向、以改革为动力、以提高经济和社会效益为中心、以节能减排为目标，加快行业结构调整和重组力度，提高全行业的综合实力和整体素质，适应经济全球化和国内外市场竞争。其次，应加快产品结构调整，利用现代高新技术，提升行业的开发创新能力和产品技术水平，为实现全行业持续稳定发展提供必要的技术保障。争取在2020年左右实现由生产大国转变为生产强国的宏伟目标，为实现我国经济转型升级和提高社会生态效益做出积极的贡献。

2、发展思路

夯实基础，夯实可持续发展的基础，夯实改革开放30年来建成的科学研究体系和产业制造体系的基础，以务实的态度解决问题。开展主机和零部件制造体系相互间的协同、协作，缩短新产品开发周期。坚实全行业的储备基础。

3、发展主题

内燃机产品的节能、高效率、排放控制和高效清洁地利用替代燃料。

4、指导思想

树立“经济结构调整”观念，转变经济增长方式，积极应对国际市场环境的新变化和国内发展的新要求，增强我国内燃机产品在国内外市场的竞争力。

树立经济、社会、生态三者均衡观念，把经济效益、社会效益，生态效益放在同等重要位置。以内燃机节能减排为突破口和创新重点，做好内燃机产品的升级换代，满足绿色增长和生态保护协调发展的社会需求。

通过深化改革、调整、重组、整合，进一步提高生产集中度和经济效益，推动产业开发创新能力的跃升，达到产品技术水平上升一个新的台阶。

加大科技投入，紧跟世界内燃机高科技发展前沿，鼓励自主创新，强化集成创新和引进消化吸收再创新，实现在内燃机高科技领域核心技术的突破和创新。

内燃机产品是实施节能减排最具挖潜空间的产品，更是采用新技术、新材料、新工艺以推动技术进步，体现节能减排效果最直接的产品。坚持节能减排技术政策，坚持推广高效应用替代能源的发展目标。

加大资金、人才、技术、设备等方面的投入，建立健全企业技术研发中心，加快提升技术创新和产品开发能力，积极开发具有自主知识产权的产品。

鼓励并推动内燃机企业与主要配套企业、相关联的零部件企业，组建各种形式的企业集团或战略联盟，协调、协作和谐发展。

推动和鼓励行业以产业链为纽带，以具有国际知名品牌的产品为龙头，以大型骨干企业为核心，通过跨地区、跨部门、跨所有制的联合重组，成为支撑和带动产业发展的中坚力量。

零部件既是内燃机工业发展的基础，更是内燃机产品发展的基础。扭转长期以来内燃机零部件被边缘化导致影响和制约主机发展的局面，“十二五”期间，应加强对内燃机零部件行业的投入和支持，特别要培育和发展一批为先进内燃机配套服务的、具有高技术含量、较高市场知名度的现代内燃机零部件制造企业。

大力开展新技术、新工艺、新材料的研发和在内燃机产品上的推广应用。加大技术改造力度，提升全行业加工制造、试验检测的工艺技术和装备水平。

围绕着内燃机设计、制造、使用和维护保养产业链，坚持指导和服务的宗旨，加速健全完善内燃机工业技术标准体系。

大力推进现代化企业管理制度和IT技术的运用，全面提升企业的管理水平。重视和培养各级管理人才，科学的吸纳国内外科研、管理和经营的优秀人才。

鼓励外资和民营资本支持内燃机工业的发展，实现内燃机工业资本多元化。

销售与售后服务是商品进入市场的一个非常重要的环节。在内燃机配套主机逐步建立市场服务网络的趋势下，为持续获取市场效益的最大化，应有序的健全售后维修服务体系和备品备件供应体系。在产品进入国际市场时，销售和售后服务体系的建立与完善，特别应引起重视和关注。

加强对国内外市场需求变化、发展变化、消费习俗、使用特性和产品使用质量反馈等动态信息的调查和研究，以不断指导和推进产品的改进与提高，使产品在国内外市场的开拓与营销始终保持良性循环的状态。

二、产业政策实施重点

1、政策实施重点

 “十二五”规划的主题就是提高综合效率和高效利用替代燃料。因此，内燃机“十二五”规划提出了六字方针——开源、节流、效率，归纳起来就是“节能”。

无论是国家节能减排的大策、能源安全问题的严峻，还是行业发展的要求，都指向了节能。而且从全世界的发展目标来看，也是追求更低的能耗，不断提升传统内燃机的工作效率，所以节能将是“十二五”期间内燃机行业工作的重点。

开源主要是指开发合适的替代燃料，这方面的工作全世界都在做，从醇醚燃料、天然气到生物柴油，各国根据自己的情况选择适合的路径。据透露，交通运输部拟在客运和货运班线上推广天然气商用车。另外，工信部拟在上海、山西和陕西两省一市局部地区开展机动车燃用甲醇燃料的试点运行工作。

节流主要依靠各企业所开发和应用的节能技术，减少发动机的燃油消耗，如美国就研发了发动机热循环等革新技术。效率包括了发动机热效率和综合效率的提升。“十二五”期间，内燃机行业将优先发展、推动降低发动机油耗技术的研发及应用。这些技术包括优化的先进燃烧技术、高压燃油喷射技术、增压技术、排气后处理技术、高过滤滤清技术以及协同上述5部分的控制系统技术。同时，对零部件的高密封技术和低摩擦技术的应用也是重中之重。

三、车用柴油机最有潜力

值得关注的是，在提出内燃机“十二五”规划的同时，中国内燃机工业协会还提交了11个内燃机国家节能专项。据介绍，如果这11个节能专项获批，有望获得国家的政策和资金支持。《商用汽车新闻》笔者看到，在11个节能专项中，与柴油机密切相关的项目就有3个：“轻型车用节能与低成本柴油机的开发与产业化”、“中重型车用柴油机总能利用技术开发与示范”、“柴油机电控高压燃油喷射系统应用研究和示范推广”，此外，还有《内燃机工业“十二五”发展规划技术改造产品指导目录》。开展这些工作的最终目标是提升行业的综合实力和整体水平，提高在节能减排领域的国际竞争力，节约和替代我国燃料总量的10%，开拓我国多种燃料发展的新格局。

据中国汽车工业协会统计，2010年，我国车用柴油机产销分别达393.6万台和399万台，产销量双双突破历史纪录，并且前5家企业的行业集中度达到了60.87%，已经达到规划所提出来的目标。其中，玉柴、一汽、潍柴分别以年销量75.5万台、53.5万台和44.7万台位居前三，市场份额共计43.49%。内燃机“十二五”规划提出了要获取国内高端市场、获得世界发达国家市场的准入许可以及稳固已形成的产业集群特色，车用柴油机有望最先实现这一目标。

四、产业准入政策

柴油机驱动高压泵产业不存在准入政策，但进入该行业存在一定的壁垒，根据产业组织理论，进入壁垒可以分为三种类型：技术性壁垒、成本性壁垒和政策壁垒，高压共轨工业自身的特点决定其对技术和成本都有较高的要求，高压共轨产业进入壁垒很高。

由于高压共轨技术进入中国较早，目前博世在中国柴油发动机市场配套的份额非常高。这对于其他希望进入的企业是个很大的壁垒。

高压共轨系统的精密度很高，批量产品生产一致性的保证主要依靠两方面。第一是设备，这需要大规模的资金投入，购买国际先进设备。并且生产需要依靠整体的生产管理体系，并且需要汽车领域的质量体系认证。这样来说，存在着资金壁垒和政策壁垒。

一、上游产业政策规划方向

“十二五”期间，我国发展仍处于可以大有作为的重要战略机遇期，钢铁工业将步入转变发展方式的关键阶段，既面临结构调整、转型升级的发展机遇，又面临资源价格高涨，需求增速趋缓、环境压力增大的严峻挑战，产品同质化竞争加剧，行业总体上将呈现低增速、低盈利的运行态势。

 (一)发展环境

从国际环境看，世界经济复苏与增长有利于拉动全球钢铁工业发展，发展中国家特别是新兴经济体国家经济持续快速增长为钢铁工业提供了新的市场空间，同时也将加剧各国钢铁企业间的竞争。经济全球化深入发展将有利于我国钢铁企业广泛参与国际合作与竞争。同时，国际金融危机影响深远，国际钢铁市场各种形式的贸易保护主义抬头，围绕市场、资源、标准等方面的竞争更加激烈。全球铁矿石等原燃料供应及价格波动将对我国钢铁工业运行继续产生重大影响。应对气候变化和环境保护等因素对钢铁工业发展提出了更高的要求。我国钢铁工业发展的国际环境更趋复杂。

国内环境方面，我国在“十二五”期间将以内需拉动为主，经济发展仍将保持平稳较快势头，但国内生产总值增长速度比“十一五”期间将有所降低，固定资产投资增速将减缓，消费及第三产业对经济增长的拉动作用将逐渐增强。我国经济发展对钢铁消费需求还将继续增长，但增速减缓。转变经济发展方式将降低单位国内生产总值钢铁消费强度，新型材料将取代一部分钢铁产品，下游行业转型升级和战略性新兴产业发展将对钢材品种质量提出更高和更新的要求，钢铁工业与其他产业之间的融合发展将进一步加强。资源环境约束趋紧，节能减排将继续抑制钢铁产能释放。受进口大宗原燃料价格不断提高和其他要素成本上升的影响，钢铁生产成本压力继续增大，经营风险进一步增加。

 (二)2015年粗钢消费量预测

钢材消费量主要受经济总量和经济结构、发展阶段、固定资产投资规模等因素影响。“十二五”时期，工业化、城镇化不断深入，保障性安居工程、水利设施、交通设施等大规模建设将拉动钢材消费。同时，我国将加快转变发展方式，推动工业转型升级，培育发展战略性新兴产业，钢材“减量化”和材料替代等因素将对钢材消费量和消费结构产生重大影响。综合考虑以上因素，规划采用以下三种方法对2015年国内粗钢消费量进行了预测：

行业消费调研法。调查分析建筑、机械、汽车、交通、矿山、石油化工等13个主要下游行业的“十二五”用钢需求，预测2015年消费量为7.5亿吨左右。

地区消费平衡法。根据各省市公布的“十二五”国内生产总值发展目标，结合各地区现有钢材消费水平和发展趋势，预测2015年消费量为8.2亿吨。

消费系数和回归分析法。根据《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出的目标，设定了“十二五”期间国民经济快速、较快和适度等三种不同发展情景，综合采用国内生产总值钢材消费系数法、固定资产投资钢材消费系数法和回归分析法，预测2015年消费量分别为8.1亿吨、7.5亿吨和7.1亿吨。

综合预测，2015年国内粗钢导向性消费量约为7.5亿吨。

二、下游产业政策规划方向

中国汽车工业协会草拟的“十二五”汽车产业发展规划中，预测2011年中国汽车产销量将达到2000万辆，2015年达到2，500万辆，将占全球汽车产量的30%。2011年，国家政府对汽车工业的消费刺激措施进行调整，由鼓励购车消费向鼓励发展新能源汽车进行补贴。在市场增长的预期下，我们更要关注政策调整的变化。2011年，国家政府对汽车工业的消费刺激措施进行调整，由鼓励购车消费向鼓励发展新能源汽车进行补贴，对于后市场的结构调整将产生轻微影响与新经营模式的探索。

商务部最新数据显示，外资控制了汽车零部件的绝大部分市场份额，国产零部件销售收入仅占全行业的20%-25%，拥有外资背景的汽车零部件厂商占整个行业的75%以上，在这些外资供应商中，独资企业占55%，中外合资企业占45%，本土零部件主要应用于自主品牌汽车，市场占有率低。由于缺乏自主研发能力和核心技术，中国自主品牌零部件只能用资源、廉价劳动力来争取市场。有调查显示，中国许多整车企业单车利润都在1000元以下，而向上中高端市场突破过程中又遭到外资品牌的打压，技术缺失、品牌乏力使得许多企业都无功而返。更严峻的是，外资品牌在坚守高端的同时，进一步将触角下探到低端车市场，使得自主品牌原有的价格优势不复存在。略……