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朱剑明:“电控共轨”战役最后的坚守者

2014年12月24日 09:10中国机床商务网点击:3887

  【中国机床商务网 机床上下游】58岁的宜兴人朱剑明是所长。十余载,他带领一群工程师,在孤独无援的状态下,摘下了汽车制造“皇冠上的明珠”——电控共轨燃油喷射系统。
  
 
  内心澎湃的朱剑明独自来到院子内,走向史绍熙院士铜像,高喊:“我们成功啦!史先生,我们实现了您老人家的梦想”
  
  无锡梅园东横山脚下,是一支烟功夫就能转一圈的一汽无锡油油嘴研究所(以下简称无油所).
  
  58岁的宜兴人朱剑明是所长。十余载,他带领一群工程师,在孤独无援的状态下,摘下了汽车制造“皇冠上的明珠”——电控共轨燃油喷射系统(以下简称“电控共轨系统”).
  
  发动机是汽车的“心脏”,电控共轨系统则是发动机的“起搏器”,是决定柴油发动机(以下称柴油机)降音、降振和节能减排等诸多指标的关键。
  
  虽然这一技术覆盖中高端轿车、客车、货车、工程车及军用车辆、舰船等,用途广泛,但在自上世纪90年代末以来的研发过程中,中国团队纷纷缴械。
  
  假如把这项科研攻关及其产业化进程视作一场战役,朱剑明和他的同事就是中国最后的坚守者。合作伙伴难觅,跨国巨头步步紧逼,他们仍然使中国成为继美、德、日之后第四个掌控电控共轨系统技术的国家。
  
  如今,这些工程师们正在继续牵头攻克国产电控共轨系统领域的瓶颈——精密机床,如此他们的成果才可能迎来更大规模的产业化。
  
  在小会客厅的暖阳下,身材魁梧、性情随和的朱剑明一边处理报告,一边告诉记者:“电控共轨大规模民用只在这两三年,我们敢卖5000元,外国公司就不敢卖1万元。”
  
  从乡农机厂到无油所
  
  一段插队时乡农机厂的工作经历,让35年前的朱剑明萌生学习农业机械的想法,不曾想柴油机成为了他的毕生追求。
  
  “文革”期间,中学生朱剑明从小镇青年下乡变成山里农民,“户口也迁到村里,那时候觉得自己这一辈子就这样了”。
  
  朱剑明学东西上手快,不久调到公社农机厂学修农机。在“农业机械化”的口号下,自己修过的拖拉机驶入田间,成为他知青生活的美好记忆。
  
  1979年春,朱剑明得到了来之不易的高考机会。填报志愿时,他全部填报内燃机专业。进入现属江苏大学的镇江农业机械学院后,他才明白内燃机不局限于农业机械。虽然“当时母校是重点大学,是农业机械最好的学校,不过学得都比较简单”。
  
  毕业后朱剑明被分配到成立仅三年的无油所,这是原机械工业部研究油泵油嘴的唯一归口机构。
  
  对油泵油嘴如此之窄的专业还设置一个与企业分立的研究机构,是计划经济体制的产物。当时国际上只有苏联、中国各有一家专门的油泵油嘴研究机构。苏联解体后,全球就只剩下无油所这一家。
  
  朱剑明进所之初,主要为内燃机厂商提供“农业配套”的技术支持,几年后便随整个研究所转入“汽车内燃机配套”的技术支持。
  
  上世纪80年代末,“猫论”深入人心,科研所对科研人员考核的唯一指标就是为单位创造多少经济效益,无油所也不例外。
  
  朱剑明开始为柴油机厂商设计零配件。不久无油所成立中试厂,专门给发动机厂商生产气门弹簧,技术骨干朱剑明担任厂长。
  
  “虽然厂子效益不错,但无油所研发水平倒退很快。那时国家总体科研水平应当是削弱的。”三年后,朱剑明升任无油所主管科研的副所长,中试厂成为无油所控股的合资企业。
  
  上世纪90年代中期,改革给研究机构带来巨大压力,无油所只能下海或者加入大企业。在朱剑明的促成下,无油所成为全国第一个改制并加入企业的科研院所。
  
  那是1994年3月,原机械工业部在北戴河召开科研体制改革会议。朱剑明代表无油所参会,与一汽集团总工程师住一个房间。两人谈及此事,正好一汽集团也想弥补柴油机研发空白,双方一拍即合。
  
  此后,无油所冠名“一汽无锡油泵油嘴研究所”,也保留了“机械工业部无锡油泵油嘴研究所”的名称。
  
  技术革命前夜的焦虑
  
  新千年降临的前几年,人到中年的朱剑明时常处于焦虑之中。
  
  全球柴油机行业正悄然换代,电控共轨系统一夜间取代机械式喷油系统。在这场技术革命中,中国的科研工作者纷纷败下阵来,如果连“归口单位”无油所也放手,中国人就彻底放弃了。
  
  1995年前,全球同行尚未对电控共轨系统的未来达成共识,整车公司一汽集团内部也没有统一看法。朱剑明等所领导有些孤注一掷地决定要研发电控共轨技术。
  
  时任研究所制造技术部部长唐维平,如今满头银发。他向本刊记者回忆:“当时虽然工业信息化比较朦胧,但机电一体化已经出现,共轨技术比过去的单体泵机电一体化更加综合,所以我们认准它是未来方向。”
  
  随后的柴油机技术革命,证明了他们的判断。在1997年日本东京国际汽车博览会上,全球汽车巨头们都展示了采用电控共轨技术的概念轿车。
  
  形势已然明朗,中国几乎所有内燃机方向的研究所、高校都开始研究电控共轨技术。1996年开始,无油所与世界最早研究电控共轨技术的美国科学院院士、两届美国汽车工程师协会主席约翰。贝克合作,掌握电控中压共轨技术,制造了中国第一辆电控共轨卡车。
  
  这成果原本值得庆幸,然而2001年春天,朱剑明带队参观全球行业领导者德国博世公司的电控高压共轨系统时,大吃一惊——差距巨大,甚至连提升的余地都没有。他们只好放弃了美国人的技术路线。
  
  不过,这段插曲也让朱剑明团队“第一次知道了共轨系统是怎么回事”。
  
  电控高压共轨系统,最难的是超精加工。它对加工精度几乎吹毛求疵:举喷油器一例,杆、孔间隙不能超过3000纳米,空气中任何一粒灰尘的落入,都会卡死零件。
  
  但是,只有如此精度才足以保证机器每分钟旋转2000次、喷1000次油,而且不会漏油。
  
  虽然曾经雄心勃勃,但2000年前后,中国所有从事此类研究的机构纷纷缴械,“实在太难了”。
  
  在中国,电控共轨系统的生产设备——机床加工工业也落后于西方两个时代。博世公司早已用机器自动装配精密偶件,中国还依靠老师傅的手感,如老黄牛般精耕细作。
  
  “我们一直没有停,共轨太重要了,是全世界认为汽车最难的技术、未来的发展方向。”此时朱剑明已担当所长,可以想象他当时远不如今天神情悠然。
  
  难寻同路人
  
  无油所只是一家科研机构,首先需要找一个具备加工制造能力的伙伴。
  
  他们曾试图联合国内最大的燃油系统生产商共同研发,对方也融资十几亿元瞄准电控共轨系统,双方一度签订了合作意向书。
  
  然而,对方领导到德国参观博世公司之后,认为“我们搞不成,两辈子也赶不上博世的水平”。
  
  此后,这家集团与博世合资,与自主研发渐行渐远。由于丧失独立研发能力,他们现在虽能在欧II标准市场获利,但进入欧Ⅲ及以上市场挑战极大。
  
  朱剑明也曾找到另一家原机械工业部直属的大连油泵油嘴厂和瑞士一家厂商,结果都不理想。
  
  包括中国强大的军工企业,虽然能生产火箭、航天器这类尖端产品,也不具备这样的能力。
  
  朱剑明咨询国内精密仪器领域唯一的中科院院士,他说:“真要做,你们就得自己做。”
  
  为了进口昂贵的生产设备,此后连续多年,无油所的工程师们都在电风扇下度过江南的夏天。
  
  尽管无油所刚刚起步,国际巨头并没有忽略这家小研究所,他们高薪挖墙脚。到2005年,朱剑明麾下包括电控共轨项目副主任等内的二三十人被陆续挖走。后来这家外国公司的大客户一汽集团领导亲自出面,才阻止住对方的“釜底抽薪”。
  
  2006年,中央电视台《新闻联播》的一条消息在汽车界一石激起千层浪:无油所研发出电控共轨系统,并在上海、无锡30多辆公交车上装车试用!
  
  那天晚上,心潮澎湃的朱剑明独自来到院子里,走向史绍熙院士铜像,高喊:“我们成功啦!史先生,我们实现了您老人家的梦想!”
  
  史绍熙曾担任无油所名誉所长,他是中国高校内燃机专业的开创者、复合式燃烧系统的发明人,过世前几年仍对电控共轨系统念念不忘。
  
  此后,朱剑明再次带队考察博世公司,就一个地方也看不了了。博世公司不相信无油所能够自主研发,想方设法拿到样品,做知识产权调查,结果无疾而终。
  
  唐维平告诉本刊记者:“朱所长不断强调不能侵犯别人的知识产权。为什么我们走了这么久,就是为了避开专利。”
  
  无油所自2003年开始在每个部门都设立知识产权小组,为关键技术避开国外专利,同时几年间申请了150多个发明专利。
  
  走中国的路
  
  2008年北京奥运会前夕,中国柴油机市场遭遇前所未有的危机。
  
  当时中国政府承诺汽车排放达到欧Ⅲ标准,但国内电控共轨技术仍不具备产业化能力。
  
  几家跨国公司认定中国只能用他们的技术,到北京游说。如果采纳他们的意见,不仅中国的柴油机市场将拱手让人,国内所有的油泵油嘴厂也将全部倒闭。
  
  其实在欧洲,柴油车在乘用车中的比重已超过40%。在国内,虽然受到政策限制,柴油机主要搭配在SUV车型当中。但从目前势头来看,一方面是柴油机解禁的趋势日渐明显,另一方面使用柴油机的豪华SUV市场愈加扩大。
  
  此外,柴油机还涉及国防等特殊领域:它是军用卡车和工程车辆的最佳选择,也涉及海军装备等。没有中国自己的先进柴油机,中国军队的双腿就束缚在别人手中。
  
  原国家环保总局以及国家发改委几位负责人心情急切,几次去无锡找曾经率先突破欧I、欧II技术方案的无油所。
  
  最终,无油所成功改造机械泵,达到欧Ⅲ标准,国内八成以上的汽车采用此技术,每辆车节省成本两三万元。
  
  朱剑明自有一套理论:“中国的国情是老百姓喜欢价廉物美的东西,技术不是唯一和最重要的。我们的排放要求、技术、市场、法规与国外起码有七八年的时间差,这就给我们发展和改变留下空间,如果完全步国外老路,我们的优势就没有了,只能受制于人。”
  
  其后,无油所在电控共轨技术产业链上一路攀爬,电控共轨柴油喷射系统、发动机进气系统、汽车尾气排放后处理、电子控制等发动机关键技术逐一被解决,至此,掌控了共轨核心技术全产业链。
  
  “我们现在应该策划一个合理的商业模式,瓦解跨国公司的捆绑策略,缩小行业差距,最终赢得话语权。”朱剑明建议。
  
  2009年,唐维平代表无油所参加中国汽车装备创新联盟的会议。在他发言时,国家重点专项相关负责人未等他开口就问:“共轨的重要性不要讲,讲一讲为什么到现在还拿不出来,到底什么时候拿出来。”
  
  电控共轨技术2005年就可以批量生产,但要大规模产业化,没有可靠、高精度和生产效率高的精密机床,无法实现。
  
  国内生产企业几乎没有类似机床,只有无油所有一套昂贵的进口设备。如果全部依赖进口设备,成本必然高过国外公司。
  
  次年,无油所向工信部申请“04专项”,专为实现高端机床的国产化。
  
  这个全称“电控共轨柴油喷射系统制造技术与关键设备的研发及应用”的项目,开创了国内机床专项以“用户需求”为导向的模式,由无油所总牵头,国内九家生产厂商联合开发。
  
  “西方工业化几百年了,我们这一代人要改变局面,就得付出成倍的代价。”朱剑明告诉记者,从那时起他们的科研例会都放在周日,以不影响团队的平日工作。
  
  令老专家钱闯印象深刻的是,2013年底,朱剑明下楼梯踩空,双脚骨折。晚上开完会朱剑明才去医院,第二天又坐着轮椅现身办公室,之后几个月天天如此。
  
  现在朱剑明团队已在附近山麓租赁了几处厂房,用作电控共轨的生产基地。
  
  “我们即将启动第二期,开发一些禁运设备,同时进一步提高设备可靠性、精度保持性、生产效率。2016年后,此类项目的中国高端机床不再依赖进口,国产电控共轨也可以实现大规模民用了。”朱剑明说。
  
  “通过三级火箭,我们最终与国外完全同步。”最近“04专项”通过验收,朱剑明成竹在胸。
(来源:瞭望东方周刊)

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