汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

發動機原理是比較簡單,只要有一定知識水平的人都可以看的懂汽車發動機構造和原理,但是為什麼目前國內還是無法生產出一流的發動機來呢?在外行人看總覺得生產一臺發動機不是什麼大難題,生產出一臺高質量的發動機應該也是可以做的到的,我國為什麼還是生產不出可以與發達國家相媲美的發動機呢?

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

1

看到標題的第一眼,是不是曾經年少的你也有過這種想法呢?

五六十年代可以,老紅旗就是從勞斯萊斯逆向出來的。

往後就不行了,材料工藝都跟不上了。

到80年代以後就更不行了,電子設備逆向難度太大。80年代初國內仿造過intel 8080, 現在仿個i7試試?根本沒戲。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

其他工業產品裡最接近的就是照相機了,60年代國內仿造過徠卡M3和哈蘇500,就是國產的紅旗和東風相機,前者造了200多臺,後者不到100臺。這倆現在收藏價都在幾十萬的樣子,遠遠超過它們的原型機,也算一大奇觀。

現在,隨便仿個單反試試?完全沒可能了。

從缸體到缸頭到活塞曲軸凸輪軸什麼都自己從鋁錠鋼錠cnc的。對某幾款發動機吃得很透,根據不同的應用和負荷都會針對性定製和修改,而不是簡單做到原廠一模一樣。電路全套用motec或者其他成套件。

北美和英國不少這種,做blurprinting engine,認真點的玩家都會知道這些品牌。

可是國內這樣的玩家一個也沒,總喜歡砸個幾百萬買現成貨還覺得牛逼哄哄。

買臺德馬吉回村玩多好。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

缸頭superflow氣流測試

其實對於汽車廠來說,購買競爭對手的產品,進行測試,測量甚至拆解分析。這種事情非常正常,幾乎每個廠家都有類似於對標模塊,拆解模塊這樣的組織。

產品經理在立項的時候,也一定會橫向和競爭對手比較,縱向和歷史產品比較,指定自己產品的定位。橫向對比的數據怎麼來,就是靠測量測試對手車輛來的。

但是測量測試甚至拆解並不是複製對方的產品,而是找差距,找思路,看配置。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

新機馬力測試

為什麼不能複製,除了我下面寫到的,基本不可能得到對手的圖紙數據以外,還有一些供應商是人家專屬的。有一些技術是人家專有的。甚至你能發現,很多汽車主機廠在不斷的投資零部件廠,交叉控股。

但是拆解和對標的用處非常大,很多時候,學習先進廠家的佈置方式。很多問題,也許就是一個想法,一個思路的事情。內行人一看就曉得原來困擾自己的問題,能看到對方是怎麼解決的,是否則也存在一樣問題。

在兩個技術能力差別不大的競爭對手面前,很多技術並不存在代差,很多時候,就是想法的問題,想得到和能否做的到。一個念頭可能就攻佔了市場。後來者只能分一些殘羹。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

超低溫處理 Cryogenic treatment

很多人提到眾泰的模仿,我想說的是,如果在法律許可範圍內,沒有侵犯對方的專利等。照抄一個暢銷產品的外形和設計元素,絕對是一個穩妥和保底的方法。至於是否有道德問題,我不想評價。

對於後來者,照抄和學習,是快速進步的方式,但是所有人都明白,如果一直照抄,競爭對手永遠快你一步,甚至在某些階段,人家可以憑藉技術門檻,迅速擺脫你。在It行業,這樣的事情其實更明顯,你看到英特爾不斷的更新芯片工藝,更換CPU接口架構。蘋果則是不斷的完整自己的產品體系。小米和華為不斷的研發旗艦,憑藉所謂的黑科技碾壓和甩開對手。

很多人應該是沒去過工廠或者瞭解過工廠生產體系。那麼我說的很多東西你可能都不能瞭解。

簡單的說,再精密的測量,你仍然得不到零部件的真實尺寸和相應的公差要求。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

還有很多顯現不出來的東西,例如熱處理方法,裝配要求,材料要求等等這些。

甚至還有些東西,即便是有了圖紙,也造不出來,例如以前我們國家還沒有多自由度加工中心時候,螺旋槳的曲面加工就很困難。美國人也不賣給我們設備。

更甚至,有些東西,你按人家的要求造出來了,自己裝配出來也和別人不一樣。

(舉個我自己的例子,05年我負責一個發動機噴油泵匹配的項目,對象是南昌的某個大廠。競爭對手是Bosch和電裝。我們當時各送了5臺泵,我記得項目要求是60千瓦,我們送的五臺泵,有63的,有52的,有59的。博世送的,全部在58到59之間。這件事當時讓我極為灰心喪氣,因為博世的零部件就是我們家代工的,只不過自己回去裝配。後來我才知道,博世的裝配線上,有一臺全自動的調整墊片分篩裝置。它按0.01毫米的跨度把墊片分類,而我們當時,墊片的公差精度才控制到±0.01,裝配時的分類按±0.04劃分的。)

這個事情,簡單麼?非常簡單,誰想不到去做精細點呢?難麼?難呀。我們想做到和那時候的博世一樣,最起碼要增加一臺數控的精密磨床,裝配的生產節拍也要慢下來,因為我們裝配線是人工篩選這個調整墊片的。

(有人問這件事的結局,結局是,我們中標了。因為我們的報價才是對手的一半。那麼精度問題怎麼解決呢?我們加派了調試工人,每臺泵下線以後都上機調試。就這麼簡單,老外不這樣幹,是因為他們人工昂貴,中國人便宜,多費點時間。)

那麼,我問你,我當時拿著和博世一模一樣的零件,為什麼就做不出來和他們一樣質量的產品?

我問你,我如果沒有這些零部件,我去測量他們的產品,能不能做出來和他們一樣的產品?

對於任何一個複雜的工業體系產品,它不光是生產出來的一個物品,它背後,是一整套的生產體系和管控體系。

航母的製造是這樣,

汽車的製造也是這樣,

發動機的製造也是這樣。

不要輕視你身邊的這些機械產品的技術含量。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

想仿造發動機?尺寸公差永遠都是個硬傷。這不是經驗豐富或者吃透了技術就能彌補的,設計並非一成不變的按照規範走,而是經過多方權衡和反覆驗證才能鎖定的,逆向對於公差的100%完全復現,理論上不可能。

表面處理怎麼辦?熱處理各工序的方式和時間,假設我們有了足夠強大的熱處理技術,那麼可以通過極為高成本的方式來分析個大概,處理層深度,金相分析、經驗判斷。

我們再增加一個變量,標定。

發動機的燃燒、正時、限值監控,你都需要根據原車的狀態來調整,基於無法完全拷貝標定數據的原則。假設一千個變量裡面你通過臺架測試和經驗反推,可以做到九百個變量一致(大神級),那麼這裡還要加上10%的誤差,不同的參數控制又會帶來不同的問題。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

然後是可靠性,用好的材料或者其他方式來標定,那發動機就不一樣了啊!別的不說你的可靠性就不能保證。即便再高強度的材料在錯誤的運動間隙配合下,在並非合理的燃燒下,都是沒辦法保證長久的使用壽命的。

然後我們再加入一個變量,熱管理。再加一個變量,噪聲和振動。

發動機的工作原理非常簡單造出一模一樣的發動機極其簡單,難點在於基礎科學,發動機本身的材質上面。對,你可以想成鍊鋼。中國在冶煉領域比較落後。所以很多行業被限制了發展。好比美國冶煉技術很牛逼吧,但是核潛艇的鋼板還是要瑞典來出技術。不要小看瑞典這個國家,人家可是冶煉業的鼻祖。

現在全世界七八成的特種鋼是瑞典制造,德國加工。美日應用。我們中國雖然鋼產量世界第一,但是都是粗鋼。什麼時候我們的基礎冶煉技術提升了,那麼很多現在的技術難題就迎刃而解了,可是我看,也完犢子,很多有色金屬公司都是在房地產方面賺錢,本職工作停滯不前,艦船飛機技術還要依靠蘇聯技術。

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

本體5大件,也叫5c件,缸體缸蓋曲軸凸輪軸連桿,好的主機廠都是機加工自制,即使能力差一點,也是做3c,即連桿凸輪軸直接供應商總成供貨。

但,重點是設計都是主機廠做的,供應商都是按圖按工藝做。缸體缸蓋還有毛坯重力鑄造還是高壓鑄造,缸體缸套塗層還是鑲套,是否珩磨,工藝如何,間隙如何,主軸承座如何設置,材料如何,軸瓦塗層,水套油路如何設置等等。缸蓋除了鑄造件通用的問題外,還要壓裝導管和座圈,過盈量如何,配氣機構如何佈置,如何通油,軸承蓋如何配置,如何組合加工等等。曲軸鍛鑄,通油孔設置,動平衡如何配置,軸徑是否淬火滾壓,信號輪油封如何搭配等等。

連桿材料如何,大小頭配重,活塞全浮半浮,偏置多少等等。凸輪軸是否組裝式,潤滑結構,凸桃設置,高壓油泵驅動,軸徑位置等等。我只列了五大件的一些簡單的問題,實際細節太多了,無法列出的,還不包括其他比如油底殼,裙架,罩蓋等等也很複雜的零件。

這還只是基礎的本體件,還不包括附件系統,還不包括標定。這就是為什麼很多整車直接買三菱發動機,即使成熟的整車廠也不是簡單的就能開發發動機的。

就拿公差來說吧,即使能拆一臺發動機,你測出了基礎尺寸,你怎麼確定公差,怎麼確定形位公差,如何確定公差帶間隙值,如何測算尺寸鏈,如何保證過盈壓裝量,材料不是那麼好測的,更不談工藝了,熱處理只能判斷大類,小類只能一個個試,塗層更別談了,測都不知道成分。導管座圈即使測出來了也很不準,精度要求太高,型線壓根就測不準,這個影響根本的燃燒開發。

齒類零件仿形可能連基礎的壓力角都很難測準。這些也只是基礎的東西,公差這塊就大大有文章。所以說就算你拆了一個發動機,也只是給你自己設計的發動機做參考,要想完全仿出來,在沒有圖紙的情況下太難太難。(文|瘋狂賽道)

汽車發動機原理如此清楚,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

2

讀大學的時候跟著老師幫力帆抄過三菱4G18,測繪、畫圖什麼的。和老師閒聊天就聊到為什麼有些地方這樣做水道,老師說:“不知道。”這就造成後面問題了,很多地方發現了bug,卻並不知道,所以把錯的都抄進去了。

老胡給我講過一個段子,他們當時幫著BYD抄花冠,明眼人一看就明白了這是抄花冠的,但是人家豐田工程師還是派了一個小組到車展現場才確認。最後確認抄襲的地方居然是原版的花冠有個設計缺陷,中方不知道為什麼,一模一樣抄回去了,日本人因此才確認。

所以,這是一個原因,你抄人家的東西,總有些地方不知道為什麼的,也許是個bug,你卻無能為力。寶沃用的2.0T發動機就基本上是一臺大眾奧迪的EA888 II,為了解決一些問題,還是挖了不少一汽的人才能解決問題。

再說,發動機的原理並不是那麼清楚的,每個東西深入下去都很有學問,我本科的時候學的是底盤,雖然我也去上了熱力學啊什麼的課程,但這裡頭很多深奧的東西都是大把理論和實驗才能搞定的,都是Bosch的電控,都是同一個軟件電腦編程,都是缸內直噴200Bar,你什麼時候給什麼樣的空燃比,這個東西就是各家的knowhow,人家肯定不給你的。

你別說中國人追不上,你看三菱鈴木這些二線品牌現在都承擔不起這麼大的研發費用了

,豐田現在號稱熱效率40%,Hybrid的是41%,本田做到38%,基本上你也看得出來,投入多少,就掌握多少,這一點水分都少不了。

再就是成本了,寶馬的發動機不用缸套,塗層貴了去了;都是缸內直噴和渦輪增壓,200bar和250bar效果肯定不一樣,上海產的三菱渦輪和IHI肯定也不是一回事;人家奔馳新款發動機把進排氣整合到缸蓋部分去了,順帶把等長進氣排氣都做掉了,這個又是技術高度;還有同一個機油泵,可變量和不可變量也能影響到發動機的NVH,都是錢啊,長安造個這樣的好發動機,牛逼是牛逼了,銷量馬上就幹不過五菱了。

但是我說一句哈,在低端發動機這一塊(比如五菱用的這個級別),全世界應該沒有哪個企業能用這樣的成本造出這個水平的發動機。比如吉利那個1.3T缸內直噴的機器,一個10萬塊的車子用,馬力大扭矩高,而且最牛叉的是NVH做得很好,聽不到一點缸內直噴的擦擦聲,站車旁邊聽起來比奔馳GLC都安靜。(文自autocarweekly)


分享到:


相關文章: