如果一开始你没有成功…… - 彭博社

安德烈亚斯·卡佩尔在慕尼黑附近的西门子（SI）企业园区的小实验室里独自辛勤工作了五年，直到1995年，他的上级寄来了一封信。信中说，市场还没有准备好接受他开发的新型汽车燃油喷射器。项目取消。

十年后，卡佩尔仍然能回忆起他的挫败感。“这就是成功开发的回报，”他说。幸运的是，对于西门子来说，现年48岁的卡佩尔并不是一个轻易放弃的人。尽管他为汽油发动机开发了燃油喷射器，但他决定将其作为柴油发动机的产品推广——并偶然遇到了两位同事，他们正在完成一项关于西门子可以为该细分市场提供哪些新技术的研究。在他们的帮助下，卡佩尔让他的项目得以存活。

如今，从马自达汽车公司到捷豹汽车有限公司（F）的汽车制造商都在其柴油车型中使用卡佩尔的喷射器。自五年前开始生产以来，西门子已经交付了超过1000万个喷射器。其吸引力在于：这种被称为压电喷射阀的技术在提高性能的同时，将燃油消耗降低了多达20%，并减少了二氧化碳排放。“我们对这些喷射器非常满意，”负责标致燃油喷射技术的工程师弗雷德里克·迪布瓦说，该公司在其紧凑型206柴油车及其他车型中使用这些喷射器。

对于西门子来说，这种新型喷油器是证明其每年在研发上花费63亿美元（占销售额的7%）的创新类型。多亏了卡佩尔的工作，西门子旗下的VDO汽车（SI）部门现在在柴油喷油器市场上占据了相当大的份额，而该市场曾被斯图加特的罗伯特·博世等竞争对手主导。

然而，开发这一产品的过程非常艰难，成为了一个案例研究，展示了即使是资金雄厚的公司也很难将内部创新推向市场。卡佩尔在明斯特大学学习应用物理，开始时在西门子担任喷墨打印机的研究员。但在1990年，公司要求他将注意力从喷墨转向更好的喷油方式。起初，这是一项孤独的工作。卡佩尔回忆说，邻近实验室的人们从事其他领域的工作，而他的上司则在位于弗吉尼亚州纽波特纽斯的西门子设施。“我没有太多同事可以交谈，”他说。

他的任务是利用一种称为压电效应的现象（前缀“压电”源自希腊语，意为“压迫”）。早在1880年代，研究人员就知道像石英晶体甚至糖这样的材料在受到压力时会释放电荷。它们在受到电荷刺激时也会瞬间膨胀。卡佩尔的想法是，使用陶瓷材料制造的压电驱动喷油器将比传统的电磁驱动喷油器更快地激活阀门，并更精确地喷射燃料——这样汽车将消耗更少的汽油并产生更低的排放。

这个原理相当简单，但构建产品却极其复杂。压电材料在不同温度下的反应不同。而且它们的膨胀不足以推动阀门打开。因此，卡佩尔将压电开关与液压系统结合在一起，以增强机械效果。卡佩尔表示，在开发喷油器的过程中，他申请了180项专利。

高压

预计随着欧洲监管机构对二氧化碳排放和燃油经济性的要求，卡佩尔的产品市场将会增长。这是宝马的一个主要动力，预计从2006年开始，宝马将在其部分车型中使用压电驱动的汽油喷油器。不出所料，博世也推出了自己的压电燃油喷油器，并提供了强有力的竞争。虽然两家公司都不会透露销售数字，但市场无疑价值数亿美元。

然而，将压电喷油器适应于汽油发动机仍然是一个挑战。高压喷油器导致的氮氧化物排放量高于传统喷油器。因此，使用它们的发动机需要更昂贵的催化转换器来消除氮氧化物。为了实现最佳性能，压电喷油器需要无硫汽油，这种燃料在欧洲广泛可用。这意味着在美国和亚洲，这项技术还需要几年才能普及。

三年前被西门子评为“年度发明家”的卡佩尔，正在寻求开发基于压电现象的其他产品。他实验室里一扇简化的汽车门为一个项目提供了线索。卡佩尔正在开发一个电动窗户系统，借助压电传感器，如果孩子把手伸进关闭的窗户中，系统会反向运行。该系统有效，但目前生产成本过高。不过，他并不打算放弃。卡佩尔说，创新“依赖于那些即使遇到阻力也相信自己发明的人，并继续奋斗。”作为提醒，他仍然保留着1995年的拒绝信。

由杰克·尤因在法兰克福撰写，附带新闻报道