为什么柴油机省油：就凭这一个绝招，汽油机一辈子都追不上！

柴油车一箱油能跑一千公里出头，油表报警再撑一两百公里不在话下；农村的单缸柴油拖拉机赶上农闲，一箱油能用上大半年。同样是烧油的内燃机，柴油机为什么能把油耗压到这个水平？

根本原因就在压燃——高压缩比带来高热效率，没有节气门又天生泵气损失小，这是汽油机在原理上就追不上的一条路。而把这条路走到极致的一次标志性跨越，发生在2020年的中国。

2020年9月16日，潍柴集团对外发布全球首款热效率突破50%的商业化柴油机。有媒体把它称作世界内燃机发展史上的历史性突破，等于为全球柴油机热效率重新定义了标杆。

潍柴集团董事长谭旭光自己打的比方更直白：这相当于人类百米成绩第一次跑进十秒。要真正理解这几个百分点的分量，得从柴油机热效率的起点讲起。

19世纪中后期，第二次工业革命起步，标志性技术突破是电力和内燃机。1862年，法国工程师德罗莎提出进气、压缩、燃烧、排气的四冲程概念，指明了人类摆脱巨大燃煤锅炉的方向。

1876年，德国工程师奥托造出第一台四冲程内燃机，1878年送到巴黎世博会展览，被称为瓦特以来动力机方面的最大成就。直到今天，大多数汽车发动机的运行原理还叫奥托循环。

奥托的原型机不烧油，靠煤气运转，必须配一个高压罐才能装车，太危险。之后内燃机分成两条道路：点燃式的汽油机和压燃式的柴油机。

汽油机有点火器，把空气压缩到十分之一就能燃烧；柴油机得把空气压缩到二十分之一，才能用压缩热点燃柴油。理论上柴油机效率更高，但需要更结实的压缩设备，比汽油机笨重。

所以在汽油机问世九年之后的1892年，德国的狄塞尔博士才注册压缩点火机专利。

1897年，他在奥格斯堡做出第一台单缸柴油机，功率约20马力，热效率26%，几乎是当时广泛使用的蒸汽机的两倍——这台机器今天保存在慕尼黑的德意志博物馆，是柴油机热效率的起点。

造出柴油机不等于立刻就有人接受。柴油挥发性不如汽油，必须靠特别的高压喷嘴把雾化柴油送进气缸，狄塞尔在世时这些配套还不成熟，产业投入大、赚钱少，1913年他跳海自杀。

其实此时柴油机的配套已经基本成熟，1913年出现了柴油机驱动的火车头，1914年世界大战爆发，所有发达国家都疯抢动力设备，德国尤其需要柴油机推动潜艇和小型军舰。狄塞尔死在了事业成功的前夜。

一战之后苏联建立。到二战前，苏联虽是世界第二大工业国却大而不强，造不出复杂发动机，尤其不愿造火花塞这种精细部件；柴油机结构笨重但可靠性高，坏了容易修，加上苏联石油油品偏重、炼柴油方便，所以特别重视柴油机。

其最著名的产品是B2柴油机：战前仿造法国航空柴油机，又从德国博世公司买来高压喷油泵技术，B2系列最初就装在T34坦克上。苏联坦克兵直接用火烤柴油机预热的照片，是柴油机可靠性的经典注脚。

此后B2系列几乎用遍了苏联的坦克、自行火炮、军舰、钻井和载重车，2020年亚美尼亚和阿塞拜疆开仗时亮相的T72坦克装的还是其后续型号。

B2发展到最后理论热效率勉强超过40%，实际达不到；中国的86式步兵战车多次改进后勉强到43%，几乎就是苏联技术路线的极限。

70年代，欧美发起第三次工业革命，电子工业带动机械加工精度跃升，柴油机得以进一步小型化、精细化，苏联跟不上节奏。德国博世造出新型高压喷油泵，压力接近2000个大气压，加上微电子控制，西方柴油机热效率快速提升到45%左右。

中国这一轮柴油机效率提升，是吸收第三次工业革命成果以后，反过来给第二次工业革命的欠账补课。70年代中国普及率最高的还是农村手摇单缸柴油机，连它一开始都造不好，关键卡在喷油泵、喷油嘴上。

1965年北京农业局安排丰台农机厂研发喷油泵，1971年才解决大规模生产问题，这就是北油的前身。80年代中期国内对柴油机的要求提高，1984年北油从博世引进A型多缸泵、多孔式长油嘴和下置式弹簧喷油器，全面改造军民用柴油机。

同一年，潍柴也在母公司中国重汽引入车辆柴油机生产线，而中国重汽的技术来自1979年引进的奥地利斯泰尔汽车。

早期的潍柴和多数国企一样问题缠身，90年代差点关门。1998年政府任命谭旭光出任董事长时，账面只剩8万元，欠债3亿，主要的KW铸造线还被火灾烧毁。

谭旭光跑遍全国市场，为潍柴找到重卡发动机这个方向——1998年恰逢房改和地产大跃进起点，国内工程机械市场几乎一片空白。但母公司中国重汽担心抢生意，表示反对，关系逐步恶化。

2004年谭旭光率先带领潍柴赴港上市，2006年两家在山东省国资委主持下和平分手。此后中国重汽和潍柴分别引进德国曼恩公司的技术开发新产品，潍柴进度更快。

2018年谭旭光反过来出任中国重汽党委书记，重组两家国企，印证了政府对潍柴路线的认可。

柴油机热效率突破40%不难，再往上就非常困难。内燃机越大，气缸越大，冷却越慢，转速越低，磨损越小，越容易实现高热效率，所以船用柴油机的热效率高于车用。

但即便船用柴油机，提升也极慢。金东寒院士曾总结：船用柴油机每做工1000瓦时的燃油消耗量，人类用了50年才压缩了25克，平均每两年1克；换算成热效率，相当于50年累计提高10%。

车用柴油机体型更小，难度大得多。潍柴把车用柴油机热效率从46%推到50%以上，是整体系统的巨大突破。

而且国外经常宣称突破50%的多半是牺牲排放和寿命的实验室产品，无法商用；潍柴这台是符合国六标准的商业级产品，正因如此谭旭光才敢放话未来要做到55%。

中国是靠消化西方技术起步的，为什么能率先把商业化柴油机做到50%？

内燃机的热效率损失主要来自排气冷却、机械摩擦、泵气损失和燃烧损失，解决思路包括废气涡轮增压和旋转活塞——德国第一台涡轮增压柴油机卡车是曼恩公司1951年推出的，旋转活塞的平面密封问题则由德国工程师汪克尔在1957年攻克。

再往后，每提高一个百分点都要在柴油改良、燃烧过程建模、油幕动态分布、燃烧室内壁结构、电子精密控制等各个环节反复推敲。

1997年中国国家科技领导小组召开第三次会议，制定973计划，能源部分专门设立了"新一代内燃机燃烧理论和石油燃料替代途径的基础研究"课题，首席科学家是工程院院士苏万华，他带领的天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室这些年持续向潍柴输送人才。

潍柴能摸到国际先进水平，背后是整个国家科研力量和财政资金的长期投入。值得一提的是，潍柴这台50%热效率柴油机用的喷嘴依然是博世的产品，工作压力接近2500个大气压，这块短板中国还没补上。

潍柴的成功，很大程度上是因为它不像一般意义上的国企。2019年潍柴给总设计师发了1000万元奖金，就非常不像国企；谭旭光掌管中国重汽后立刻传出裁员2.2万人的消息，他不仅不否认，还公开表示——20万辆重卡、20万辆轻卡的产量养不了4.2万人，国有企业不是养老的地方，不是养懒汉的地方，并强调要尽量少用派遣工、多用自己的员工干活。

如果潍柴和谭旭光代表了国企的改革样本，国企的"体制内"概念就会越来越弱：进去拿编制或许越来越容易，但编制不再等于铁饭碗。

柴油机省油的根本是压燃，而把压燃这条路从狄塞尔1897年的26%推到2020年商业化的50%以上，靠的是百余年的技术积累，也是潍柴这种敢改革、敢投入的企业把前人的台阶又垫高了一截。