机械工程是国民经济的基础性产业，机械工业承担着为国民经济各部门、各行业提供技术装备和生产工具的任务。因此，机械工业的发展水平在很大程度上影响着甚至决定着相关产业的技术进步和发展水平，对整个国民经济的发展和民族振兴具有举足轻重的作用。

作为机械行业的一个重要领域，柴油机是目前产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型，是我国商用车、工程机械、农机、舰船等使用的主要动力装备。2021-2023年的统计数据表明，我国柴油机累积销量逾1500万台。随着我国2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”目标的制定实施及排放法规的日趋严格，解决柴油机节能减排问题刻不容缓。

提升燃油系统喷射压力是降低柴油机燃油消耗率和碳排放的主要技术手段。喷射压力的提升有助于提高喷油速率，改善燃油雾化蒸发质量，提升混合气形成均匀性，缩短滞燃期和燃烧持续期，有效降低燃油消耗率和碳烟排放。此外，喷射压力的提升也带来了喷油器响应速率的提升，单个循环内喷油次数随之提升，这为开发柴油机多次喷射策略、实现柴油机高效清洁燃烧提供了硬件支撑。高压共轨燃油喷射系统轨压已经历经多次提升，下一代产品轨压达2500bar。目前，德国博世、美国德尔福、日本电装等国外企业掌握了2500bar高压共轨燃油喷射系统设计制造关键技术，并已形成商业化产品，但相关技术和产品均不对我国开放。2500bar高压共轨燃油喷射系统已成为制约我国下一代高端柴油机发展的卡脖子技术。

通产集团所属北油电控燃油喷射系统（天津）有限公司（以下简称“北油电控”）是国内大型燃油喷射系统制造厂商之一。北油电控致力于高压共轨技术的开发与研究，在燃油喷射系统相关领域已有超50年研发制造经验及60年市场积淀。企业自主研发的高压共轨系统喷油压力从1600bar，1800bar到现在的2000bar，随着喷油压力提升柴油缸内雾化和喷油响应随之改善，有利于发动机缸内柴油燃烧，提升柴油机的经济性，同时降低排放。产品已批量投放市场，在潍柴、东风康明斯、玉柴、新柴、云内等主机厂实现应用。新一代高压共轨技术的开发是企业未来发展的产品战略之一，也是我国攻克卡脖子技术，实现关键核心零部件产品自主可控的需要。

高压共轨系统由喷油器、喷油泵、共轨管和ECU组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨（蓄压器），高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元确定合适的喷油定时、喷油持续期，由电子喷油器将燃油喷入汽缸。其中，喷油器是高压共轨燃油喷射系统的关键执行器，开发2500bar高压共轨喷油器设计、加工关键技术是突破高压共轨系统的前提。

共轨喷油器及高压共轨系统

北油电控于1971年开始进行燃油喷射系统相关技术研发，2006年开始进行高压共轨技术自主研发，具有完整的研究开发体系和专业的开发工具，独立的研发中心及试验中心。立足于科技创新，北油电控联合“985工程”和“211”工程首批重点建设的天津大学开展相关研究工作。天津大学建有我国内燃机领域的国家级重点试验室-内燃机燃烧学国家重点实验室，在柴油喷雾雾化过程研究、实现高效清洁燃烧的喷油策略开发、燃烧激光诊断技术以及内燃机有害排放物的生成和反应机理等方面取得了大量具有国际先进水平的研究成果，能为项目研究的顺利进行提供知识水平层面和试验设备层面的双重支持。

通常情况下，产学研合作企业是技术的需求方，高校和科研院所是技术的提供方。而在北油电控与天津大学的合作中，北油电控不仅仅是技术的需求方，也是技术的提供者，企业自身拥有相关领域的技术积累，如产品设计、样件制作、装配工艺、产品性能及可靠性检测等。院校主要参与理论分析研究、数模建立和分析。如此，企业可以运用以往经验帮助高校快速进行技术、产品验证及成果转化，从而推进双方技术的进步，以此建立了以企业为主导的产学研科创新模式。这也是北油电控坚持以创新引领企业发展理念的体现。

2022年，北油电控获得了“天津市科技领军企业”称号。2023年，北油电控和天津大学联合申请天津市科技领军项目，双方合作开展2500bar高压共轨喷油器设计及其与整机匹配研究。通过结构设计，形成高响应速率、高雾化性能的喷油器结构方案；探索2500bar喷雾条件下油气发展过程，开发高效清洁燃烧的喷油策略。最终形成2500bar喷油器结构设计、整机匹配、加工装配关键技术，开展台架级柴油机装机试验、道路级整车试验，形成2500bar喷油器产品及喷油器-柴油机匹配的燃烧过程调控方法，降低柴油机的燃油消耗和排放；并实现小批量生产应用示范。

一系列研究成果服务高效清洁燃烧柴油机的燃油系统开发，促进了柴油机的低碳化发展、引领柴油机高效清洁燃烧技术的绿色升级。关键技术的开发对于发展柴油机高效清洁燃烧技术具有重要的科学意义。北油电控项目成果的推广应用对于打破国外企业在高压共轨系统的垄断（“卡脖子”技术），在我国实现柴油机关键技术和零部件产品的自主可控具有重要战略意义。(文/北油电控  周灵彤)