大家可能聽說過“
一輛柴油大卡車的汙染，相當於兩百輛小汽車
”的說法，
因為汙染問題，很多人都把柴油機等同於“
傻大笨粗冒黑煙
”，但這不是柴油機的原罪，而是受制於我國落後的柴油機技術。其實，一臺擁有先進科技的柴油機，不僅動力強勁，搭配高品質的柴油，能達到和普通汽油機相似的排放標準。
在效能方面甚至更有優勢，既然柴油機的優點這麼多，那為什麼不把落後的柴油機技術提高呢？
可問題就來了，柴油機的核心技術可一直被外國牢牢掌握著，想要提高柴油機技術可不簡單，很多小夥伴會疑惑了，
柴油機相比汽油機優勢在哪裡？
柴油機的核心技術又難在哪兒？
中國製造想要化解鎖喉之痛，又需要從哪裡進行突破呢？
本期我們就一起探索柴油發動機的秘密
坦克、火車頭、船舶甚至到農業機械，其實都離不開柴油機，因為柴油機有項巨大優勢，那就是高壓縮比，扭矩大並且省油。
什麼是高壓縮比？
就是使用相同熱值的燃料，柴油機的熱力學過程可以釋放出更多的有用功，這使得柴油機的有效效率能比汽油機高出近10個百分點，這個數字可不是一塊錢和一塊一毛錢的區別。
乘以油耗和油價以及汽車的數量，等同的可是相當巨大的金額。
柴油機和汽油機還有一個相同之處，四衝程運轉，
什麼叫四衝程？
就是每個工作迴圈都要經歷
進氣、壓縮、做工、排氣四個衝程
，首先車輛啟動開始於進氣衝程，透過開啟進氣門的活塞向下運動，空氣就會被吸入氣缸噴射燃油，緊接著開始壓縮衝程，這時氣門關閉，活塞向上運動壓縮油氣混合物。
接下來就是做功衝程，複合氣體被點燃後，迫使活塞回到氣缸下端。
最後是排氣衝程，燃燒完的油氣混合物透過排氣閥排出氣缸，雖然做工流程是一樣的，但最大的區別就是點燃空氣的方式和燃料，柴油機用的自然是柴油，它的粘度更大，燃點更低還不容易蒸發，加上柴油發動機氣缸內的混合氣體是壓燃的，壓力越高、溫度就越高，所以柴油發動機根本不需要點火系統。
汽油發動機就恰恰相反，它使用的是點燃式燃料，需要在氣缸內，靠電火花點燃
，這就是為什麼柴油發動機比汽油發動機壓縮比高的原因。
其實到這裡，很多朋友覺得柴油發動機的執行原理聽起來並不難，既然和汽油發動機差不多，為什麼柴油發動機的核心技術，還掌握在其他國家手中呢？
的確，基礎的柴油發動機並不算難，可真的要將柴油發電進行推廣，第一個要解決的問題就是
汙染
。
根據環保部2017年釋出的《中國機動車環境管理年報（2017）》柴油車排放的氮氧化物，接近汽車排放總量的七成，顆粒物超過九成，總量僅佔我國機動車保有量5%的大卡車，製造了一半的機動車尾氣汙染。
為了改善汙染問題，就必須提到一個系統，
電控柴油高壓共軌系統
。
所謂的高壓，是因為這個系統能使噴油系統壓力，比傳統柴油要高出3倍，壓力越大，霧化就越好，燃燒也就更加充分，從而動力性也得到了提高，最終達到省油的目的。
而共軌就是柴油機的大腦，透過公共供油管同時給各個噴油嘴提供，同樣質量，同樣壓力的燃油，可以讓柴油發動機的運作更平順，減少發動機的振動和油耗，還能讓柴油可以混合得更加均勻，燃燒也更加充分。
因此不僅汙染隨之減少，動力性和經濟性也得到了提高。
儘管高壓共軌的結構簡單，實用性強，但要利用高壓共軌來解決柴油發動機高效燃燒、低傳熱、高可靠性、低摩擦損耗等一系列世界級難題，可就不簡單了。
而這項技術多年來都被德國、美國、日本攥在手裡，其中，德國的博世公司就佔據了85%的市場份額。
那依賴進口可不可以？
答案是，不行
隨著柴油機開始大量替代汽油機，柴油機的使用也從拖拉機延伸到裝甲車、坦克等軍事裝置。可以說，從農業、工業到國防，柴油機行業的發展對中國而言意義重大。
如果沒有自己的高壓共軌系統，都採用造不如買的方式，一股腦地購買國外產品，在當前的國際形勢下，毫不誇張地說，遲早會威脅到國防安全，加上日益嚴苛的排放標準，發展高壓共軌系統成為了一條必經之路。
那中國怎麼才能實現彎道超車呢？
這就要說回挖掘機、拖拉機這些非道路用車市場，因為利潤沒有汽車市場高，博世公司等外資品牌沒有把重心放在這裡，這無形之中就給了自主企業發展技術，佔領市場的契機。
第一個要提到的便是1980年成立的
無錫油泵油嘴研究所
，我們簡稱為
無油所
，要開發這個系統擺在大家面前的有兩個難題，
一是控制系統，二是製造系統
，後者就是全球性的製造難題。
全球製造業中，電控共軌系統在全行業中加工精度要求是最高的，比如電控共軌系統只有幾對耦合件，但要承受2000多公斤的壓力，還要靈活運動、不洩漏，並且間隙只有2-3微米，這在全球的機械加工裡，都能算得上是高難度挑戰。
為了研發技術，無油所的負責人還曾到博世公司工廠去參觀學習，但博世公司展示的卻是大量使用自動化裝置的生產線，除了看到機器人在重複操作，其餘的什麼都看不明白，這樣的展示說白了，不僅毫無參考價值，而且目的就是想讓中國知難而退。
但無油所的技術人員沒有用被嚇到，反倒是開始培養專業的人才去精進技術。
2005年，這個只有200多人的小單位，成功開發了柴油機電控高壓共軌塔燃油系統，並安裝在卡車上順利完成了1500公里的無障礙路試。
至此，
中國成為了世界上第四個掌握這項技術的國家。
同時，中國企業還從其他技術方向尋找突破的路線，此時，電控直列泵就是一個機會，雖然電控直列泵的噴油壓力低、響應慢，只能調噴油量，可以說是完全不能滿足現代柴油機的要求。
但中國的工程師們卻改進了直列泵的噴射機構，將燃油加壓與調節功能解耦，使用高速電磁閥直接調節噴射，製造了電控組合直列泵，不僅壓力提高到了180MPa以上，響應速度達到了毫秒級，還能對噴油時刻和次數都進行調節，可以說是世界上最先進的柴油直列泵。
經過十多年的發展，在非道路領域市場，高壓共軌技術國產廠商，已經湧現出年銷售10萬套高壓共軌系統的佼佼者，技術方面，國產共軌的噴油壓力已經達到了國際一流水平。
2020年9月16日，中國裝備製造業的領軍企業濰柴集團，釋出全球首款突破50％熱效應柴油機，意味著中國的柴油機可以輕鬆滿足國六排放標準，
濰柴也躋身了世界一流柴油機制造商
，也許柴油機達到世界頂尖技術還需要一段時間。
但從無到有，從弱到強，從技術壁壘到打破壟斷，我們從落後跑到了前列，中國不斷攻堅克難，展現的是最強勁的發展勢頭，柴油機核心技術的確不在中國手上，但中國會用創造來化解行業鎖喉之痛。
