中国造不出世界主流水平的汽车发动机吗?

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冰点精灵 发表于 2023-10-26 13:40:00|来自:福建 | 显示全部楼层 |阅读模式
相关问题:
在国内生产的国外品牌汽车和国产汽车汽车发动机分别是从哪里进口的? - 知乎
有的人博客里说中国造不出像样的汽车发动机,甚至造不出一个耐用的轴承和液压件。求汽车从业人士普及一下国产汽车里到底有多少技术是国产?
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乐陶99音乐 发表于 2023-10-26 13:40:41|来自:福建 | 显示全部楼层
现在是2021年,提问已经过去了整整10年。在这10年里,中国的新能源汽车和产业链大跨步发展,不仅出现了引领创新的新能源自主汽车产品,更是涌现了世界一流的电池/电机供应商 ……但与此同时,发动机仍然是汽车工业绕不开的核心
它是最大的民用工业品的核心零部件,它的性能直接决定了整车的性能表现与价值,它是高度集成热/机/电先进技术的复杂系统,它的运转是上千个零部件的精密配合,这数千零部件一起运动起来要能够快速精准输出动力尽可能降低油耗严格控制污染物排放,同时又要有高鲁棒性能够抵抗零下30度到50度的严寒酷暑
这样一颗心脏,所代表的不仅仅是一个机器,更是庞大的汽车工业能力。


所以,「中国能不能造出世界主流水平的汽车发动机」的「大哉问」也不仅仅是技术问题,更是产业发展的问题。中国的发动机制造在过去的半个世纪里,始终面临着艰难的竞争局面

  • 首先,发动机技术本身就存在诸多难点
  • 其次,发动机技术需要持续投入以满足市场与法规的要求。仅仅解决难题造出来还不够,市场和法规对发动机性能的要求不断变化,每一代发动机都需要各个零部件层面到系统层面的优化与改进,这都是对主机厂能力的考验
  • 第三,汽车发动机技术是面向民用的,成本控制非常关键。造汽车发动机不同于造火箭,始终是面临着量产和商业化的考验,在「造出来」的基础上,还需要把握住量产的成本,还需要在零部件、制造工艺上做出双重努力从而把握住量产的成本
  • 最后,和发动机1:1强关联的整车市场竞争格局严峻。全球范围内,80%以上的乘用车发动机都是乘用车品牌内部生产,这意味着终端整车销量与发动机出货规模息息相关。而汽车行业格局在新能源变革之前,至今已经稳固了100年。而自主品牌在国内的市场打着全球化的仗,与竞争对手的整车产量有着数量级的差距,发动机出货量自然难以实现同样量级的规模效应

面对难题,中国的发动机技术发展历经艰难,曾经一度从无到有打造了「世界主流」发动机。
在63年前,作为国内唯一一家主机厂,一汽打造了中国第一台轿车发动机和第一辆轿车,下文引自中国汽车工业的开拓人之一,也是清华大学汽车系李刚老学长的口述[1]:
为解决发动机大量的技术问题,总厂责成我组织了五个攻关突击队,干了一年多……攻关的过程就不说了,相当艰巨。我认为那是我一生中最辉煌的时候……攻关初期,任务紧,我最多连续96个小时没合眼,没日没夜地干……苏联专家也来过,做吉斯发动机的主任设计师被请来帮助我们攻关。结果他没能帮上忙,却把我们的资料都带回去了……当时世界上搞V型发动机的只有苏联和美国,其他国家包括日本、德国一概没有。而我们靠自己的努力造出了V8发动机


图1 1958年,一汽打造第一辆国产轿车,来源:搜狐新闻



图2 中国第一台「世界主流」发动机,200匹V8,来源:一汽官网

这样一台带有浓厚时代色彩的V8轿车发动机,——依靠国内顶尖的人才团队加上不惜成本的攻关突破,终于「造出了」世界主流机型。然而,这样的攻关缺乏可持续性,在没有市场的环境下,计划经济年代的一汽轿车缺乏持续投入研发的能力。在1958-1984年的25年时间内,这台发动机几乎没有更多的改进。而与此同时,全球汽车市场已经日新月异——日本汽车工业的崛起,带动了日本经济型轿车走进全球。而在1984年,中国的汽车进口量达到峰值,丰田皇冠成为最为常见的高端轿车,而自主品牌轿车则更为黯然。



图3 1958-1984年全球汽车格局的变化,以产量口径计算,来源:The Top 10 Car Producing Companies in the world from 1950-2019

正是从80年代开始,中国汽车工业开始了快速发展。市场化结合技术引进,「以市场换技术」、「以空间换时间」,中国汽车产业开始真正的重生发展。这一过程对于自主汽车产业来说是漫长的,我们自有记忆以来,似乎从来都是核心技术落后的局面——但这些岁月对于建立自主的核心技术是必需的,因为40年是长成一代人的时间。在这中间的岁月中,也曾有一些令人惊艳的片段,例如在12年前,红旗再次仿效当年的V8壮举,打造了一台国产V12发动机CA12GV,并搭载于特殊用途的CA7600J和相同尺寸高端量产车L5——这台发动机和搭载车型一样定位高端,离搭载真正的大众车型尚有距离。



图4 国产V12发动机CA12GV

时光荏苒。在2021年,回头来看提问过去的10年时光。发动机技术由于其成熟与艰深,很难在公众的聚光灯下被放大——
但实际上汽车发动机仍在不断的变革发展,甚至达到了发动机发明以来最快的进步速度。

从@天马行空 的大作「高效发动机天梯图」(https://zhuanlan.zhihu.com/p/108701576)中可以看到,在不断追求高效化的技术方向上,2015年以后的发动机实现了从有效热效率35%向40%的突破跃进,要知道发动机在20世纪前热效率一直在25-30%徘徊,越往上提升越困难。而仅仅五年间,世界量产发动机的热效率就有着大幅的进步



图5 20世纪的发动机技术下,热效率基本处于25%的位置,来源:Research Gate

在我的文章(https://www.zhihu.com/question/53382521/answer/134977891)和(https://www.zhihu.com/question/31312069/answer/141325274)中分别介绍了丰田和马自达的世界领先发动机技术,然而除了丰田Dynamic Force、马自达Skyactiv等知名的发动机子品牌,今天世界一流发动机中也不乏中国制造——一汽、长安、广汽等中国制造的名字——
在2021年,纵览自主品牌发动机,无论是长安蓝鲸1.4T发动机、一汽CA4GC第三代1.5T与2.0T发动机、比亚迪骁云1.5L发动机、东风风神C15TDR1.5T发动机、广汽ATK2.0发动机,从热效率与升功率的角度都堪称「世界主流」
更颇具有戏剧性的是,曾经一汽依靠顶尖人才攻关实现「从无到有」的里程碑,在1958年的63年后,又重新回到了世界主流的「从有到优」。如果说50年代的独一无二的V8和经典的V12距离我们的生活太遥远,那么今天同样是一汽打造的CA4GC系列发动机已然就在我们身边。



图6 一汽4GB15TD发动机

以1.5T机型为例,图6就是一汽红旗与奔腾共同搭载的四缸1.5T增压汽油发动机,代号4GB15TD,这台机器在2019年十佳发动机普遍热效率普遍处于37-38%的范围下,达到了最高39%的有效热效率,拿到了中汽中心认证的「能效之星」001号证书[2]。
这台机器实现高性能的技术手段较多复杂,在几乎每一个能量损失的环节,都设计了独到的节能技术,我曾在文章中写道:
自十九世纪末内燃机发明以来,科学家与工程师们从未停止过对内燃机效率的改进。工程师们开始从内燃机损失的能量去向发掘潜在的节能路径:首先由于燃烧不完全,会造出燃烧损失,反应在不完全燃烧产物:碳氢化物与一氧化碳的排放上;接下来经过传热与排气与漏气损失,得到了指示功,这代表了燃料经历燃烧过程传递到活塞的能量大小。接下来,还要经过摩擦、泵气附件损失,得到有效功,这一部分功才是发动机输出端的能量大小。而发动机每一个工况点的油耗又都是不尽相同的。
具体来说,15TD在各个环节采用的技术简述如下:

  • 燃烧损失环节,采用350bar高压可变喷油技术实现高压力低脉宽的燃油喷射,从而让燃油与汽缸内空气的混合更为充分,燃烧更为彻底;
  • 传热损失环节,应用智能热管理与电控活塞冷却喷嘴根据发动机水温油温灵活调节热管理策略,从而改善暖机能耗并优化润滑油用量,实现能耗节降;
  • 排气损失环节,物理压缩比提高+米勒循环总体改进了发动机的循环效率,高压缩比直接降低了排气损失,而缸盖集成排气歧管技术技术则一方面降低了发动机重量,减少了有效功的消耗;
  • 泵气损失环节,电动涡轮增压技术使得让增压压力与发动机转速相对解耦,能够独立、精确地控制所需的增压压力,提升发动机的响应能力;
  • 摩擦损失环节,可变机油泵实现在发动机全工况范围内的可变油量控制,避免了定量机油泵油量过剩的问题;而应用于活塞环的DLC涂层技术则作为固体润滑手段直接降低活塞摩擦副的摩擦损失。
受限于时间,上述的技术在回答中不再全部具体展开介绍,选择其中一点来说,15TD的11.5的「高压缩比」提升可能是最为值得介绍的部分,因为所谓「世界主流发动机」前沿技术方向就是如何提升汽油机压缩比
压缩比,指的是热机燃烧室最大体积与最小体积的比例。以柴/汽油机为例,燃烧室最小体积的位置就是活塞上行到最高处(被称作上止点,TDC),最大体积出现在活塞下行的最低位置(下止点,BDC),这两个位置对应的燃烧室/汽缸体积就被称为压缩比。



图7 发动机压缩比示意,来源:http://www.drawfolio.com/en/portfolios/ramongarciagonzalez/picture/50163

更大的压缩比,通常意味着更高的热效率,但热效率不仅仅是发动机性能的唯一追求。典型的汽油机,油和空气在进气道就混合(PFI,进气道喷射)进入汽缸后通过火花塞点燃(SI,火花塞点燃)。通常压缩比在对于汽油机而言,进气道就混合好的油气混合气一经点燃就会迅速燃烧,盲目增大的压缩比会导致汽油燃烧更加剧烈,引起发动机爆震,不仅影响燃烧效果,对机体也会有所损害
所以,15TD发动机采用了两个手段实现高压缩比——

  • 11.5的高物理压缩比,通过加强发动机机体强度与调整标定发动机系统运作参数,实现在全工况对爆震的优化;
  • 结合米勒循环,利用可变气门技术提升发动机膨胀比,从而使得发动机的实际压缩比增加了控制自由度,在全工况范围内实现压缩比可调,进而减缓了高负荷工况下的剧烈燃烧。



图8 该款发动机缸盖图,气门VVT技术支持了米勒循环的实现,从而得以提升实际压缩比



图9 喷水发动机示意图,来源:一汽「一种用于喷水发动机的水箱温度控制系统及其控制方法」

在量产的15TD发动机以外,一汽在发动机领域仍然有前沿的技术储备——例如去年被广泛报道的「喷水发动机」,该技术同样是为了提升缸内压缩比,也是诸多国际车企在研的技术储备。气缸喷水本质是在高压缩比的工作环境下,向气缸内喷水降低环境温度,从而抑制爆震。而图9的专利就是为了辅助喷水发动机设计的水箱温度控制系统。



图10 一汽今天的15TD发动机测试台架与生产产线

在技术研发之外,今天一汽的开发能力与量产能力也不再是1958年集体攻关的年代可比。图10中是一汽奔腾当下拥有的实验台架与发动机生产产线,对比图1图2,不得不令人感慨——发动机业已今非昔比。而这条产线生产的15TD发动机,搭载上一汽红旗H5、一汽奔腾T77 Pro等一系列自主车型,不再是遥不可及的专属轿车,而是走进千家万户的国民车型

最后,回到这个十年的经典问题,在饱读知友们10年间的关注与更新之后,我想在2021年,我们已经可以给出一个肯定的答案——中国造出了世界主流水平的发动机。
lnfsmnb 发表于 2023-10-26 13:41:21|来自:福建 | 显示全部楼层
作为一个曾经的发动机内层研发人员,看到一些高赞回答图文并茂的黑国产发动机,我想问,你们是发动机内层研发人员?还是说见识过德国发动机研发过程?好好的的发动机问题,为什么要加上德国、日本精神问题?技术问题,不必要上升到哲学、民族。
先上结论:不存在的。中国造的出世界主流,甚至领先的发动机。
评价发动机的几个指标:经济性+动力性+排放!其余的是可靠、耐久、NVH性等。
先从小白最关心 的基础指标说起,因为很多非行业小白,居然还认为国产发动机容易坏,几年大修等。
可靠性,通俗的说就是生命周期内不坏,不能三天两头修。当然你说你发动机噪音大,但是,你能开几年,噪音始终如一的大,也证明你可靠性很高
耐久性,就是这个发动机我到底是能用50w公里,还是40w公里
NVH,就是噪音震动这块,这个在基础性能里面其实是不好做的,在2011年的时候,国内有些企业能做到噪声和合资一样大,但是声品质还是比不过。
     曾志伟和林志玲说话声音一样大,这是声音一样大;曾志伟说话,听着就难受,林志玲听着感觉很爽,这是声品质问题。有些发动机,声音到不大,但是给驾驶员感受是“声嘶力竭,我不行了、我不行了”;有些发动机声音给驾驶员感觉“我很有劲、我很有劲”。到了2019年,就我观察,也基本都达到合资水平。
达到了上面几项之后,我们的发动机就“合格”了,解决了很多小白的问题。

解决了“合格”问题,那就是如何奔向“优秀”,或者“卓越”
这3个指标是核心:经济+动力+排放(三者互相矛盾,需要平衡)。
这3个指标,核心能力聚焦在2个部门:热力学开发部和电控
热力学开发部,就是燃烧室开发,燃烧是发动机最核心,发动机燃烧室类似孩子的先天基因,决定的是刘翔还是姚明。中国做热力学开发的很少(2011年)。其中核心设备玻璃发动机+高速摄影机,当时国内只有2-3家有,其中一个是天津大学。我之前所在的C公司,热力学开发部,是全公司平均学历最高的部门,大部分是博士学历(浙大的比较多),硕士有,本科生罕见。
为什么燃烧室复杂?因为有火焰传播、有燃油喷射(传播、雾化)、有进排气流动、还有燃烧室形状导致混合进排气导致的各种流(涡流、滚流等)、还有活塞压缩。更可怕的是, 这些所有因素,会在10毫秒左右时间发生(转速快的话,还要不了10毫秒)。这还没完,因为还有油品影响,还有你可能加涡轮。
电控开发部,是后天教育,先天基因是姚明,还是刘翔,都需要后天培养。其实大部分发动机先天不会差这么多的,只能说是普通人,学个拳击还是足球,都可以的。在2011年,电控这块,国内很多企业,或多或少都会点,毕竟能迅速改变性能,只是各家深浅的区别。北京附近某公司,之前长期用三菱发动机的燃烧室,后面就是自己做做电控
上面是发动机开发的基本知识。下面是我参与经历的项目
2011年左右,国内C公司,经过前面2代发动机的积累,开始步入研发世界顶尖发动机的道路。
第二代发动机怎么样?皮实耐用省油,类似丰田卡罗拉用那种发动机(2011年)。当然也没什么吹点,BBA是一般不会用这种的。

第三代发动机是这样的。
率先研发的是1.6排量的核心机,然后平台化、模块化到1.0、1.2、1.6、2.0排量(有没有1.4没印象了)。这几个发动机,大批量共用零部件,分别通过削行程和削到3缸来实现了大批量零部件通用。
2.0和1.6是四缸机,区别基本只有曲柄连杆长度。1.2和1.0是在四缸基础上,减去1个缸,再改变连杆长度获得。
这样,大批量零部件是通用的,研发周期可缩短,制造成本也由于量大而降低。
2.0那款发动机,在2011年,功率大概175kw,扭矩420(标定版本不同会有差异。也有个350版本),并且在1500转达到最大扭矩的90%。
外特性特别出色。排放是当时欧5水平。经济性,安装到迈腾上,欧洲循环测试,百公里油耗7.2左右(自己没有这个层次的车,所以在迈腾上测)。
这批发动机和奔驰宝马比?缺了机械增压。奔驰宝马一般是双增压,机械+涡轮,这个是单增压,成本导致的,我们也想做个举世无双的发动机啊,机械增压,提高的低速扭矩,在低速扭矩这块,和奔驰宝马有差距,但是,其他方面,大部分核心指标是领先的。
这么厉害的发动机,岂不是惊为天人?这是2011年。
然而,并没有什么用,发动机卖不出去,1000人研发的发动机,卖给自己 的整车,自己的整车都不要,我们的车才五六万,七八万,你这个发动机安装到15w的车才能吃得消。我们不用。
发动机的人说,你安上牛B发动机,能卖高价;整车的人说,等我15w的车卖出去,你再来推销发动机吧。发动机步子太大,容易扯到蛋。最终就是发动机和整车互相扯皮,不知道先迈哪条腿。
这批发动机当时就这么废掉了
很多小白会疑惑,你把七八万的车安装高端发动机,不会带来销量增长吗?其实基本不会,除了发烧友,大部分这个层次客户,对动力敏感度不高,并且,高功率发动机,必然要上大扭矩变速箱,那空间就是灾难,严重挤压可利用空间。这就变成了,七八万的车,成本比人家高几千甚至上万,空间还小很多,对于销量并没有好处。
意外之喜,国外某著名的豪华suv品牌,长期没有自己的发动机,又想进中国市场,进行本土化生产,于是一拍即合,你有发动机,我有整车品牌,太好了。于是创造了一个记录:发改委最快审批合资车项目(汽车合资,发改委审批很严格)
这批发动机死了吗?除了和某外资SUV合作外,到了2019年,这批发动机要上市了,1.6排量,功率大概135kw,扭矩290(1500转达到最大功率90%)。不过,时过境迁之后,国六开始了,这批发动机,又重新标定下(就是改下软件),改成了国六排放,上市。

汽车发展到现在,已经不是单一技术的问题了。扔个保时捷的w12发动机给吉利,吉利能用上吗?不能。吉利的体系,不是支持w12的,目前吉利的体系,是支持6-12w车的。
汽车到今天,已经是体系竞争,这个体系含有:品牌运营+产品设计+制造+供应链+渠道等。
我们和顶尖汽车企业的差距,不是单一模块的问题,是体系能力。
举个例子,就是发动机,我确定中国能造出世界顶尖发动机,但是,这和客户感知到顶尖发动机依然还有距离,发动机+变速箱才是客户能感知的动力总成,才是客户感知的“发动机”,所以,你解决了发动机,不解决变速箱,连发动机客户都感知不到。解决了发动机+变速箱,还要解决有车能搭载,有车能搭载,还要解决能卖得出去。

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下面是19年6月2号内容的补充

鉴于小白比较多,发动机基础知识再补充
1)对于发动机动力,核心是扭矩,虽然扭矩和功率是一回事,但是大扭矩非常容易增强低速(车速)体验,这个点很重要,汽油机和柴油机,有先天扭矩差距。
2)低速(发动机转速)扭矩,是更重要的指标,把低速扭矩做上去难度很大!汽油机一般从怠速650开始工作(有些车标定怠速是750,800等),这个时候,是汽油机最弱的。能把最大扭矩,拉底到650的,这个水平是极其高的(柴油机没有这个问题,所以他们低速很有劲)
3) 发动机行业比较强的组织
在发动机领域,除了主机厂例如奔驰宝马等比较强,还有SWRI,里卡多,FEV,AVL,这4家有比较丰富的经验。其中,SWRI,当年只看过他们的论文,AVL,FEV有合作。除此之外,我们接触过美国西北大学的某教授,做燃烧的,但是这可能是具体某个企业状态,不是行业通用的。
国内的大学,天津大学可以说是一骑绝尘的强。后面几个,上交大,西交大,清华,浙大比较强。尤其是天大和上交,有合作关系,上交的许敏,在这方面比较有经验 ,大概是当时国内第一个汽车工程师协会会员(SAE)。
当然,国内读研的话,华科,哈工大等也可以,但是他们在发动机领域并不强,只是靠学校撑。
4)围绕汽油机燃烧的,一个核心问题是:爆震
  爆震一直在限制这个行业的上限,为什么汽油机效率赶不上柴油机,因为汽油机爆震 ,柴油机没有
解决爆震,行业有通用做法:调节点火提前角。爆震了,你一下子远离爆震点,这样爆震快速消失,再慢慢逼近爆震点;也可以慢慢远离爆震点,这样爆震慢慢消失!原则是:逼近爆震,又不爆震!怎么判断爆震?因为你安装的有爆震传感器。
但是, 我们还遇到更严重的爆震:超级爆震(C公司的叫法,不知道其他公司怎么叫。当时全球大概有几十篇论文。后来国内天津大学有些教授也有研究)。我们发现行业通用经验--点火提前角是无效的。爆震的冲击力是5-10倍之前的爆震(多少倍我记不住了,因为那是combustion部门的要做的事情,但是,最低是5倍以上没问题,当时我看那个曲线,非常震惊),基本几分钟内,发动机会废掉!超级爆震有没有解决?有,不是用点火提前角,是综合手段,有可能这涉及到企业一些商业机密问题,所以回避!
5)发动机外特性曲线
  这种概念,可以看本科教材,或者百度,上面解释的比较清楚。
6)发动机是高度产业化的工业产品
这句话的意思是?意思是你的成长是密切和产业链挂钩的。例如,你想要电控的硬件,就是博世、马瑞利、大陆 、电装等企业提供,当然,也见过摩托罗拉等公司也有类似芯片,但是没见过整套硬件。
发动机产业有多成熟?成熟的想当惊人。
你不会研发?有专门的发动机研发学校可以教,找AVL、FEV、里卡多这类公司,他们可以教,并且是真心教(类似IBM教华为流程规范)。只不过学费贵点,这些公司也不是赚学费,还有设备费用,例如台架这种设备,你只要会了发动机开发,一定得买,大公司买几十台台架很正常,这样费用几个亿,基本还都是买他们的。
这些公司能不能把你教到100分,不能。因为他们更接近学院派,实践经验,尤其是规模化生产方面,经验并不丰富,但是教会开发个70分、80分的发动机完全没有问题。
你具体细节不会?例如之前搞个自然吸气,想加个套(涡轮),可以直接委托给供应商,例如伊顿、博世他们也能匹配个八九不离十。
这种都是可以让供应商搞的。所以,我们基本不会发现哪家自主汽车品牌(月销量能上5000台的),还搞不定发动机
难度在于70分、80分进军90分,95分(当然上面也举例说了,C公司可以做95分发动机)
用这些供应商,算不算自主创新?如果宝马的发动机算,那就是自主创新,如果你说宝马是组装发动机,那这就是组装,因为宝马奔驰奥迪都是这样的(JLR除外)。
7)材料是限制因素?
真不是。因为对于汽车企业,就是自己做缸体缸盖。其他的活塞,连杆都是买的,供应商很专业(BBA都是这么来的)。缸体缸盖,中国的水平可以的。认为发动机是材料问题的,估计是看航空产业看多了。
8)量很重要
对于成熟工业品,量非常重要。没有量,供应商就不跟你。你突然搞出高端发动机,需要高端电控部件,供应商并不会为你,在中国单独设立生产线。那就是,你得慢慢来。
9)汽车、发动机是军团作战模式
研发一款车,需要6000-10000人协同,而发动机,也需要差不多1000人。需要人的协同,军团作战, 个人能力突出,作用极其有限。
同时,他也是产业链的军团作战,你没有体系,你无法一起向前走。手机也是这种成熟模式,可以看到华为手机,他的高端也是步步上升,从1000+,到2000+,到3000+,慢慢破4k,破5k。当华为手机只能卖2000的时候,你说他什么部件差?都差,因为他整个就是2k价位的军团。
10)汽车是长周期,耐用消费品
  另外的意思是,他的研发周期很长,德系一般是5年,国内企业压缩周期,最近听说有28个月能搞一款车的,实在是厉害。长城就通过冬天去漠河,和澳大利亚,同时做了高温和高寒试验,我想其他企业可能也取得真经了。
11)大家看到的汽车之家,也是汽车体系能力的体现。每个大的汽车企业,基本每年给汽车之家进贡5亿左右,个别会到10亿。这里面,钱多的,基本不会有坏话,对手坏话明显增多。注意,汽车之家和百度有区别,百度的广告是注明广告。汽车之家是混合到帖子等里面去。凡是出点名评测媒体,他们基本都从汽车企业拿钱。自主品牌谁钱多?前几年是长城,现在是吉利。
不过我一直强调,这是能力的一部分,体系能力,这是褒义。


其他是关于我参与或者自己见解

1)该合作的外资品牌,从2011年我接触,到现在2019年,它的发动机技术没有变化(排量2.0.量产版的扭矩是340,但是最大扭矩转速很低,是1250,除此之外,发动机的最大功率被调高到177kw)。当然这10年,BBA发动机也没什么进步,底盘也没有,是在吃老本
2)到今天,这批发动机的1.6排量,已经上市,大家可以去体验,只不过,比当年功率调高了,当年我记得是136KW,现在是145kw。扭矩和当年差不多是290(当年是1500转最大扭矩90%,不知道现在市场用的是不是这个指标,因为我没有看到现在的公开资料)

3)我从来没说过中国汽车行业先进,并且,我是强调落后,是体系能力的落后。虽然个别企业,可能在某个环节突破,但是整个体系依然很差,作用不大。
6)为什么我这种小人物,就知道体系的概念 ,大boss还居然研发这种发动机?
就我观察来看,和大boss出身有关,此人搞技术的,那个时候,不愁销路,做出来啥,客户买啥,导致的心气比较高 ,技术为王,工程师为研发而研发,市场部的地位极其低下。

当然,从2019年看,凡是自主品牌汽车,搞技术出身的大boss带队的,发展都很差。长城、吉利、传祺发展好,和他们boss有很大关系(荣威不知道他们boss是不是市场出身。这4个是发展比较好的自主品牌)。
7)我做什么的?
   我是一热血青年, 我之前认为中国发动机落后,就投入到发动机研发领域了,薪资很低,是2080元每月(单纯觉得能做点事情,并没有考虑待遇)。做了几年发动机,发现发动机并不落后,是自动变速箱落后,于是又去了号称全球销量第一的G公司做变速箱,这个公司让我学到了不少东西,尤其是视野,见识方面 ,做了几年之后,我判断变速箱,其实也不是核心因素(我在的最后一年,长城已经投入40亿做变速箱,吉利也重金投入,想来现在已经有小成)。核心是体系能力。
  开过的车?100款以上是有的(国内常见的车,基本都开过。包含比较稀有的贾跃亭的那种车;慰来汽车的限量版,去纽博格林那个款)。只不过,我从来不是车迷。不是工作需要,我不想对汽车做任何了解。
开过车的地方? 中国黑龙江黑河,南方海南,西部的昆仑山,新疆的火焰山。德国的科隆,法兰克福等
现在干嘛呢?
是一个创业者,非汽车领域的创业者。只是还关注汽车行业。

8)中国总理说造不出钢笔头,于是几个月后,中国企业攻克了,但是,攻克比不攻克还可悲,因为这个企业,实际从经济效益,做这个事情是亏损的(它捞到政治红利另说)。这是市场经济,是要考虑效益的。9012年了,还认为是某个局部技术落后的,导致汽车落后的,请醒醒!

下面是19年7月6号更新---------------------------------------------------------------------


一:对上文注释类
1:保时捷是不是有W12?我写回答的时候不清楚,后来我百度下,是没有的。文中是举例子,意思是特别先进的的发动机给吉利,吉利也用不了。我是认为吉利是目前自主品牌,体系能力最强的汽车企业。
2:奔驰宝马等是不是有双增加(机械+涡轮),在11年研发方向上是有的,是增压器供应商所提供信息。
3:因为说玻璃发动机,而不是说光学发动机,所以质疑我不是业内人士,这么秀的推理能力,请去开侦探公司,这个职业很适合你。

4:你的本田1.5发动机,才80左右功率,我说的1.6,能130+的功率,所以得出我吹牛的。谢谢,你长的丑,和我帅没有必然联系
5:对于理性表达质疑的,我都会一一回复。对于上来就尖叫谩骂者,必怼之。
6:汽车发动机,11年之后是不是技术停滞的?基本是的,消费者,主机厂已经转移了注意力,转移到了电动混动和无人驾驶互联网等方向,传统发动机几乎没有进步。
7:由于知乎互联网从业人员多,本能以为汽车发动机很多专利。其实是基本不存在的,汽车发动机是几乎没有专利的。
互联网IT发展很快,专利积累快,等专利过期那技术也没人稀罕了。汽车发动机行业(新能源除外),就是那点东西,多年不变,已经做透,比的就是谁的集成能力强

二:我能不能讲点变速箱知识
比较难。虽然我之前在G公司做变速箱,但是依然很难讲,因为变速箱和发动机差异很大。
差异最大是产业链完善程度,发动机产业链完善程度,堪比组装手机,做不出华为苹果,组装个2000块的手机还是容易的。
发动机是整个行业基本都是汽油机(柴油忽略不计),技术基本都是可以移植的,所以,你几乎可以研究所有的技术,往自己发动机集成,来达到最大效果。
自动变速箱是不行的。大的分类:AT、CVT、AMT、DCT。
这里面,技术并不通用,我做的DCT,把齿轮研究的透透的,结果你搞CVT,连齿轮都没有。所以,一个工程师,一个企业,是没有办法,也没有必要把市面上所有技术都研究一遍的。
更可怕的是,同一家公司,即使都是DCT,前一代和现在的,也可能存在结构的重大差异,例如车迷都知道的干式双离合, 和湿式双离合,这2个很多技术就不通用。即使同样都是湿式双离合,大众的博格华纳系和格特拉克系,也不一样。
整体上,中国在自动变速箱,比发动机要落后。
这里面的原因是多方面的。最大的原因是和发动机一个门派不同,变速箱门派太多,导致产业链集中度很差。发动机是全行业往一个方向集中, 变速箱是大约4个方向,并且这4个方向,各大汽车企业,态度基本是摇摆的。尤其是中国自主品牌,长期是低端车,手动挡为主,本身市场容量小。
AT变速箱:主要企业是爱信和ZF,核心部件是液力变矩器
CVT变速箱:基本没有独立供应商,南京邦奇算一个吧(这是外资公司,哪个国家的我没有了解过)。CVT核心部件是钢带,钢带主要掌控在博世手里。
AMT:这个没有技术含量,但是效果差,国内基本都可以搞定
DCT:格特拉克,博格华纳等企业提供。其中核心部件是双离合(离合器一般是舍弗勒和博格华纳),成本大约2000快
这些企业基本是互不相通的。
国内的企业,就我在16年的了解
吉利:AT、DCT双管齐下,AT应该是放弃了
BYD:DCT,没听说他们搞CVT和AT
长城:DCT
长安:不清楚
奇瑞:DCT CVT  AT都搞过,应该是押宝CVT了
和发动机比,这么多的方向,导致整个行业供应商不是力往一处使。其中,吉利、长城、byd都在搞DCT,但是他们自己各自为战,是不是双离合原理不一样,也不好说。
这大大拉低了中国追赶世界水平的速度。
第二个原因是:磨合时间。
鉴于知乎主要是IT互联网人员,我们可以这么比喻,发动机是硬件,变速箱是软件,要发挥硬件威力,需要软硬件结合,这个过程需要5年左右的磨合(当然慢的话8年也是可能的)
为什么这也需要磨合?因为我们国内,一旦采购国外变速箱,例如用格特拉克的,他们的变速箱开发之初,就没考虑国内发动机匹配,考虑的是宝马、福特等企业。让他们的软件匹配中国发动机这个硬件,是有难度的。
举个例子,DCT换挡,请求降低扭矩50nm,对于宝马或者福特来说,由于长期配合,他们知道,你会有这种请求,我发动机要适应 ,不能熄火。对于国内发动机,由于从没考虑有这么大扭矩请求,那么我只能不响应 ,要么响应你,我发动机憋死。这就是没磨合匹配好,需要双方协调

国内企业掌握了发动机,甚至能造出世界级的发动机,变速箱还要差点,当然,我不清楚奇瑞变速箱(CVT)和BYD变速箱(DCT)情况,他们2个公司的产品完善度,需要这2个公司的变速箱部门人员来解释。
对于吉利、长城,我基本确定,完善度到2016年依然不高,因为我当时开的是试验车,他们的第一代产品还没上市(2016年),一般来说需要1代产品积累以上,才能谈完善度问题。
那真是变速箱本身很完善呢?例如奇瑞cvt和byd的dct,变速箱是完善的。那还有下一步,动力匹配,就是软硬件结合。这个才是客户体验
到发动机变速箱匹配完成 ,客户才能在自动挡上感受到发动机的全部效果,当然,之前是手动挡可以体验。
大家可以自己去测试,几个简单工况,就可以知道动力匹配的情况(没有兴趣,下方斜体字可以跳过)。
     工况1:原地D-R档切换(有些车不能这么操作,那就跳过这个步骤),注意不要踩油门
       一般情况是D档,没有油门,车辆前行速度一般是4-6km/h,迅速切换R,车辆变逆行,逆行速度一般是4-7km/h,如此R-D,D-R切换,密切关注车辆顿挫,抖动情况。
   工况2:原地全油门加速,到80即可,注意1-2,2-3换挡平顺性和加速性,当然,档位越高,平顺性越高,因为传动比差距越小了。
   工况3:  60左右速度,突然深踩油门,一般是50%以上,促发变速箱降档,看动力迟滞情况。注意,所有的车都有,包括BBA。这中间涉及6档(或者最高是5档),降低到3档,或者2档,然后再升到6档,这中间动力很容易产生阶跃突变,驾驶员会感受很差。
典型驾驶员感受:深踩油门>0.5到2s没有感觉,驾驶员失望等待(这时候变速箱降低档位,发动机升速)>突然动力增强,甚至推背感,驾驶员感觉很唐突(变速箱已经内部完成降低档位,例如6档到了3档)>>刚感受推背,动力突然又降低一大截(又开始升档)
  工况4:上坡,例如10%的坡度,不加油(怠速)缓慢爬行,看车辆抖动情况。
这4个工况,基本就能判断发动机--变速箱匹配的完善程度,一旦做好,就不存在什么技术障碍了,纯粹是汽车企业耐心问题了。
整体总结:变速箱要比发动机落后。但是,随着吉利、长城大举进入DCT行业,经过一代产品(5年)之后,基本可以达到软硬件一体的,协调运行的地步。当然,如果先头部队奇瑞BYD已经走的更远,那是行业幸运,证明已经可以赶上国外了。
至于那些到目前为止,还没有自己自动变速箱的企业,还需要加油追赶,有量的话,再过5年,8年或许能赶上。
2019年7月14日更新.................................................................................................................................
主要是针对文字的圆润,更多的是针对非行业人士的优化,让更多非行业人士能看懂。
关于保时捷W12、奔驰宝马双增压,依然不会改。不会改的原因,因为多次回复,这个问题已经沦为智商鉴定题。是鉴定出一批阅读障碍患者,这种人的的质疑,不必要回复。
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2020年9月26日更新
那个批次的2.0TGDI很快上市(大概11月份),并且要搭载的相关车型,美国也上市(目前在美国测试中)。参数和10年前有调整,扭矩390(保留了1750最大扭矩,1500转是不是最大扭矩85%我还不清楚),功率187KW,排放国六B(目前国家要求国六A,该公司估计觉得麻烦,直接给你到B,国6B和A差异非常大)。

想想一路走来,说我曾经参与过这种发动机的研发,同行都以为是柴油机,但是,它真是汽油机。

2022年1月更新
刚从小熊油耗看了下, 上文说的2.0t, 在42款大型中大型suv里,油耗排名第三(并且功率远远高于前5任何一款,1.6是42款车排名第一)。
这款发动机应该是重新标定了下,现在是400nm,功率192kw(没有水分的,因为日系很多企业存在水分)

另外,观察到一个现象,自主品牌有通过混动绕过变速箱的趋势,这个是好事情。22年应该是国产混动要爆发的一年。
其他回复:
车厂对变速箱的调节都做了什么?
shower 发表于 2023-10-26 13:41:41|来自:福建 | 显示全部楼层
已更,详见第一条分割线后。
知乎首答。首先回答题主的问题,嗯,在短期内是造不出的。
下面说说我作为所谓的汽车内燃机零部件研发工程师的理解。

1. 客观原因:我朝现代工业起步时间较晚
第一次工业革命时我朝还在自居天朝上国,当权者并没有意识到科技将会对人类世界带来的巨大影响,也没有自上而下科教兴国的意识和对应的政策。百年后被怒X,现在想想也不觉得有什么好冤枉的。
十九世纪七十年代第二次工业革命伊始,靠着蒸汽时代的技术积累,内燃机被发明(内燃机的发展史可见度娘百科,非常详细),在此后200多年的时间里,虽然内燃机的原理并没有改变,但是随着汽车产业的发展,供应链逐渐完善,各大零部件供应商百花齐放。汽车内燃机作为制造业下的汽车行业下的小小一个动力总成,且不提一个内燃机的know-how由主机厂掌握,单说零部件,新中国成立的时间都没有诸如Bosch, Mahle, Erlingklinger等零部件公司营业的时间长。所以从Know-how的积累层面上,绝对时间已被欧美日甩开一大截。窃以为可以把原因归结为先天的基因缺陷

2. 主观感受:说说我所接触到的我朝汽车行业现状
题目说的可能太大了。主要想说的是自己参加工作以后的经历。

交代一下笔者和所在公司的背景。笔者毕业后有幸进入德国法兰克福地区的一家汽车零部件公司。公司很年轻,上世纪50年代成立。OEM造车的未来趋势是Downsizing,且为了响应减排法规,公司一直致力于生产发动机进气系统和声学元器件,以及装在增压单元和thermo Management单元上的执行器,取得该领域内不错的成绩。

在位于德国黑森洲MKK的总部经过半年的入职培训同时结束了自己的试用期后,接到了第一个研发任务:在中国将一款欧洲已经量产的执行器做本地化。相对之后接到的问题,该任务实在算不上什么,而在中国本地化过程中遇到的问题往大里说,暴露的或许正是中国制造业的不足。

再简单的介绍一下当时参与设计研发的零部件。以下笔者用一张示意图进行说明。




蓝色框内就是这次设计的产品:涡轮增压器废气门处的气动执行器。客户为某跨国大型涡轮增压器供应商,我司根据Specification的要求将它设计为负压执行器。工作原理是,当增压压力超过限定值时(不同涡轮增压器的增压压力限定值不同),EPW后的负压泵产生负压,克服弹簧力将膜片向右端移动,从而带动连杆机构,打开废气门,使部分废气不经过涡轮增压器的涡轮端,直接进入三元催化器而后排出,从而达到控制涡轮增压器转速、增压载荷和温度载荷的目的。

作为已经在欧洲量产的零部件,在德国工程师同事的帮助以及与中国本地供应商的沟通下,笔者当时最优先需要解决的,是因为我国冲压工艺不成熟所导致的尺寸与公差放宽问题。

对机械制图有涉略的知友或者仍在相关专业进修的同学们一定对尺寸公差不陌生。尺寸与公差的放宽最直接的影响是配合不紧密,导致的最糟糕后果是零部件失效。此处放宽并不是传统意义上的放大,而是指供应商没有到达对应尺寸与公差的设备精度,因此在报价之前反向对客户的提出建议,最终仍然需要客户的拍板定夺。无需多说,若并非重要尺寸,那么该尺寸和公差放宽尚可妥协,但是涉及功能尺寸,德国老法师一定是不会同意的。

接着是材料问题。1.0338最后都会变成DC04,1.4567最后都会变成SUS 304。不管与原材料存在的差距是否可以得到德国工程师的释放,这些材料已经是国产市场上能够找到的最接近设计当中的材料,因此做出材料代用申请是稀松平常的事情。

根据之后获得的数个国产化的经验,多数情况下再严格的原设计都必须对我朝的工业标准和工程能力进行妥协。比如:欧洲与国产的标准本就不同。DIN EN 1544对1mm钢板厚度偏差标准如下图:


GB/T709-2006标准如下图:


对比如红框内。

说实话笔者在看到DIN对GB的吊打时,除了内心深处如上文提到的“先天的基因缺陷”而产生的悲哀外,更多的是无奈。冲压件供应商告诉笔者,不管在何时,他们的处境都是极其被动的,更别提在接到国外项目国产化的订单时,欧中工程能力的差距会更明显。产业上游有遵循不如欧标的GB/T和多数情况下为了节约成本而走下偏差的宝钢和首钢,下游有必须满足OEM提出的技术要求而设计出图纸,并严格要求冲压件供应商达到尺寸公差精度的Tier1, 如笔者所在的零部件公司。然而因为“两块钢”的轧制设备精度原因,出厂的钢材厚度并不稳定,那么在冲压供应商开完量产硬模的情况下,国产冲压件的尺寸和公差也因此就没办法得到保证。那么问题来了,为什么不用进口的轧制设备?或许因为民族情结和政治因素;为什么不去更改GB/T,将上下偏差范围调整得与DIN更接近呢?因为这样的调整对一个产业来说是牵一发而引全身的大动作,上游动辄几千万乃至价格更高昂的设备会因为标准的改变而报废,下游也会因为这一个所谓小小的改变而为钢板材供应商的设备改进而进行不可避免的成本分摊。要改变谈何容易?首先,不可否认的是标准的完善或改变有难度,其次,因为现行的GB/T中规定钢板厚度允许的下偏差,那么原材料供应商绝不会放过这个偷工减料的机会,因为钢板宽度越长,能够节约的钢材质量越大,能够省下的成本也就越多。

然而刚才提到的只是对板材厚度的单个GB/T中暴露出的问题,而中国的工业体系由数万条GB或GB/T所组成。

在该执行器项目后续的本地化过程中,也因为如“欧中同牌号材料组成不同”、“钎焊供应商没有控制好钎焊温度和时间导致钎焊区域DC04金相发生改变引起材料强度不足”、“客户突然提出设计变更却不接受OTS样件交期相应调整”种种原因,险些失控,好在在项目团队的协调下将问题逐个击破,就不多赘述了。

楼有点歪了,强行撸直。

笔者接触到多数如BorgWarner, Mahle, Hengst, Continental,
ZF等大规模的一级零部件供应商都是独资企业;OEM客户主要为SVW, FAW-VW, SGM, Daimler,BMW, Ford,直至近些年Volvo-Geely才向我司抛出橄榄枝,在介绍了发动机进气降噪减震方面独到的Know-how并从商务和技术角度得到对方认可后才开始了业务往来。

诚然如VW,等德系OEM非常重视供应链的概念,对供应商有比较完整的管理流程,也因为我司德国总部VW总部长达几十年的良好沟通,设计总能满足DV与PV,拿到Baumustergenehmigung (BMG认可), PPAP后SOP的极低投诉率也使得如进气系统从进气格栅一直到节气门之间进气及降噪的同类产品赢得了客户的信任,因此客户并不会频繁地(或并不会)更换供应商。这样的优势也让诸多本地化项目都建立在双方熟悉对方的流程的基础上体现了出来,对应不同OEM的项目经理们可以比较好地把握住各大熟悉的OEM的时间节点,避免不必要的麻烦,少走了许多弯路。

然而国内的OEM呢?

庞然大物吉利集团是个已经是本地主机厂的特例,笔者窃以为,它在收购沃尔沃后,供应商管控流程会有比较大的变动。但是,短期内消化Volvo长达85年的整车know-how积累,共享供应商清单仍然是非常有难度的。我司销售和项目经理也曾经一度因为吉利的采购所秉承的“沃尔沃的质量,吉利的价格”而抱怨“卧槽玩不动啊”。为什么?因为零部件供应商最注重的合作因素,除了技术上的feasibility作为内部工程能力的硬指标以外,还剩下的无非是Profitability和Volume,还有该客户未来的可能增长。管你是OEM还是Tier One, 在确认了技术可行性后,如果贵司的6年中Peak Volume只有例如8000或者刚过万的产量,那大可对客户说,走吧中午我们也不要去好的饭店了,路边沙县小吃搞一点得了。

笔者曾在2015年上海车展上与FAW的动力总成工程师短暂交谈,该工表示:“不是我们做不出好的发动机造不了优秀的整车,而是我们没有资源。”然而笔者想说的是,设想一下,本地OEM们,你们最好情况不过是现在的吉利这样,请问你们如何管理和运用这些站在巨人的肩膀上获得的供应商资源?请问你们的Marketing团队如何在早已群雄割据被各大国外OEM跑马圈地几乎瓜分完毕的中国市场,说服国人购买你们生产的装着号称“拥有完全自主知识产权”发动机的车呢?然而笔者仍相信在不久的将来,消化了Volvo的Know-how并优化例如供应商管理和质量管控等内部流程后,Geely定会有给国产发动机扬眉吐气的一天。希望这不只是一个美好的愿景。

写到这里笔者将第二个原因归结为“后天营养不良”。从原材料标准一直到本地OEM试图重新在本土掌握市场主动权,我们还有很长的路要走。

回到前面,车展后我司受邀去FAW,向动力总成部NVH工程师团队展示公司进气系统与降噪的Know-how。当然有很多笔者不能当场回答的问题,如“如何定义自吸容积”、“如何在不同位置设定谐振器的频率”、“如何定义1/4管和阻性谐振腔的目标声压级”,只能写下当做Open Point,带回总部后再尝试做更多了解。后来这些问题通过一段时间的学习总算是都能勉强回答了,可是在笔者整理了一系列由其他本地主机厂提出的类似问题后,发现它们的答案早几年就已经存在于多数成熟的国外整车厂动力总成的Specification中,供应商只要参照这份SOR设计并制造出满足要求的零部件即可。笔者慢慢感受到了国产OEM的无奈。如上文所提到的,VW,GM,Ford等欧美OEM瓜分中国市场多年,加上得天独厚的长时间Know-how积累、工业标准的绝不含糊、QC体系的完整和企业们对自家产品的绝对严谨态度,使得中国消费者愿意掏钱消费。需求带动生产,车零部件Volume高,供应商必定马首是瞻,欧美OEM们则拥有了更多的供应商资源,可以将更优质的技术反馈到自己的车型上,开启新车型的SOP,迎来新的销售记录;而受影响最大的往往是中国本地OEM们,因为量太少,导致不太有零部件供应商乐意接国产车的茬儿,除非量非常可观,否则结果的多半是是“走吧客户大人今天中午我再请您去吃沙县小吃,什么?哦好的想吃兰州拉面也可以啊,吃完了你赶紧滚球吧我们也很忙的”这样的收场。

可以说几乎所有汽车零部件供应商都受过上汽集团(主要靠SVW和SGM)的恩泽,带来了公司营业额上的显著增长,然而鲜有人听说“天哪我们拿到了北汽XXXX车型上XXXX的定点”的消息后让全公司欢呼雀跃,为什么?因为零部件供应商根本就不在乎本地OEM的这些鸡毛小量,还对比如进气和降噪、强制曲轴箱通风系统、涡轮增压器、温度控制、水循环几乎没有know-how积累,仅想让供应商们交出设计细节和方案,却不要他们做生产,恨不得把你脑子剖开来榨干你的Know-how, 像我司这样的德国供应商们又怎么会傻傻地把知识双手奉上呢?

《新约·马太福音》一则寓言曰: “凡有的,还要加倍给他叫他多余;没有的,连他所有的也要夺过来”。强者越强,弱者越弱,这是马太效应,没有公司能够违背市场规律却健康发展,欧美OEM们不能,而本土OEM更没实力。

Know-how的积累和技术人才的储备并不是今天党妈妈公开并实行一条有利于中国汽车发展的政策,明天就能立刻解决的问题。完整的工业体系和掌握发动机核心技术的工程团队需要至少三代人的努力。而真正有兴趣有使命有愿景地去投入科研开发,放弃其他赚钱机会的人有多少?聊大了又是上层建筑问题。有这样一个类比,若不贴切还请知友们听过算过。有一个穷小子成了凤凰男,却给一家家族企业的第三代继承人打工。由于富三代不学无术,脑子里没有脑浆只有屎,凤凰男非常不服气就跳出老东家自己创业,却输的一无所有。他非常愤懑并怒斥上天的不公,然而试想想,如果人前两代加起来超过100年的拼搏还比不过你丫30年的努力,那才叫不公平呢。

中国整车厂短期内造不出能够与欧美匹敌的发动机,没错,需要对症下药,但可怕的是知道必须对症下药,却不知病在何处,好不容易知道了病源却没有医生愿意治,那么请问这病又从何处开始医呢?

汽车零部件市场已经非常饱和,而国内外主机厂和零部件供应商的关系很微妙,有如鱼和水。要脱离开国外零部件供应商,将零部件也完全自主化本地化,在现阶段是基本不可能的。虽然现在仍在为德国人打工,但笔者作为发动机零部件研发工程师,不管身在何处,都希望能为未来大方溢彩的国产发动机添砖加瓦,献上些许绵薄之力。

就这样,谢谢知友们的耐心。


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22:30, 24.07.2015 Aktualisierung.
文中笔者在对比欧中标准时犯了很大的错误,非常感谢知友@姚瑶 发现并指出,没有让笔者继续误人子弟。


GB/T709-2006标准是热轧钢板标准,而DIN 1544是冷轧钢板标准,笔者因疏忽而选错标准进行对比。上图为GB 708-88 冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差中对1mm冷轧钢板的描述截图。

GB/T708对热轧钢板的标准确实与冷轧钢板标准不可作对比,请知友们原谅笔者的不严谨,写回答时只为列数据进而强调“国产冷轧钢板走下偏差”的观点,并非有意黑国情,但是贻笑大方非常抱歉。再次感谢@姚瑶。


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23:53, 24.07.2015 Aktualisierung

刚才@Muqq提到积累时间短并不是主要问题,笔者寻思着从这个角度看的确有别的切入点。
民族品牌得不到本地消费者的支持是件各种意义上很难过的事情。反观日韩两国的丰田、本田、现代(起亚)等就有大把大把他们本国的国民愿意消费,其中一个原因在于对“匠”的崇拜流淌在他们尤其是日本人的血液中,愿意投入科研和发动机应用开发的人多,之后就积累起经验和Know-how,国民买的放心的同时又逐步产生了很强的民族自尊、自豪感,发动机和整车的品质就上去了。例如近年马自达的SkyActiv Tech让人咋舌,汽油机的压缩比达到14。日系OEM的发动机技术发展到这样的程度跟他们本国的国民支持绝对是分不开的。

补充解释一下,笔者并不是在鼓吹要让中国消费者有这样的民族自豪感而去购买国产车,更不是想哗众取宠,毕竟本地OEM的车子没人家的好是事实。但从个人角度出发,在外企学习、被喂饱第一口奶打好基础以后,有机会的话我仍然非常想投入到国产发动机和整车的研发中,然而要呼吁大多数掌握了各自领域Know-how的外企国人工程师们一起这么干,上面不给点甜头的话开这个头是非常困难的。大多数的R&D和Q还有工艺工程师们都习惯了外企里优秀的软硬件环境,细分开来讲比如公司企业文化,完整地开发流程、项目管理流程和防错机制,设备齐全的实验室和经验丰富的老法师同事们,没有勇气也的确没有必要再往外跳,人到中年,就可以用“这样挺好”来归纳自己的状态了。

抱歉,说得有点太多了,这些东西作为所谓“年轻人的理想和抱负”,我只能用来来鞭策自己,并不能拿它们要求别人。不得不说有时候还是感受的得到自身努力的局限性和机遇的偶然性,说穿了自己只是个普通人。

最后,欢迎转载,注明出处即可。不定期更新,感谢所有人的指正和信息的分享
fta5925 发表于 2023-10-26 13:42:03|来自:福建 | 显示全部楼层
以发动机情结的身份看。。。
我是发动机爱好者。由于家族父辈有众多的摩托车修理工,及摩托车代理商,可以说是”在摩托车上“长大,大概14岁学会骑摩托车(黑色嘉陵,家住农村,没有交警),同年,老爸教我修车,第一个功夫当然就是撬轮胎了(记忆当中总共撬坏过3条,其中一条是在顾客的眼皮底下”操刀“的,那个囧啊!),因为假期一有空就玩这些,我现在换胎技术比我老爸还好。
到后来才慢慢到发动机那一块,我的第一次标志性成功是更换了我家老嘉陵中缸的更换(标准叫法是气缸,叫习惯了)。第一次装的时候,理所当然地给中缸和盆头、主箱体之间的密封垫涂上密封胶,心里还嘀咕着:嗯多涂点,不漏气!没想装好一着车,发动机狂喷白气,当时吓得一塌糊涂,急忙熄火。马上拆开检查问题(怕老爸瞅见),发现上面的密封胶熔成液体了,好像有燃烧的痕迹。看来那里是不能涂密封胶的,那种垫片是特制的,有金属镶嵌在上面,应该是铜(如果我没记错的话),以我十六七岁的知识只能想到这些了。后来假装若无其事地问老爸,老爸说箱体上才用那玩意,箱体温度没那么高,垫片也只是纸质的,防漏油而已。后来换过磁电机,离合器,气门伞(
valve umbrella),对我来说难度最大的是对火位了,火位对的不好不好着车,甚至不着车。
看到这个帖子,我就情不自禁地写自己的经历,也没考虑这是中国发动机制造的专贴,纯粹源于一种热爱,这种热爱源于和机器打交道的快乐。很多人都体验过整蛊硬件所带来的快感,其实机器是活的,而且很性感,你对她献殷勤,她会加倍地回报你。比如说油门和气门伞的调试,油门调的好既能省油,噪声、振动小,驾驶的感受也会上一个档次,噪音、振动大的车子开过么?开过你就知道这种感受了;如果懂得调气门伞的话,效果会更好。这些是源自对技术的爱好吗?我想不全是。从我来看,是解决问题的冲动以及机器在自己预想情况下运行带来的”喷血式“的兴奋感。我的叔叔曾经为解决一个问题工作到深夜,耗费几天也没有搞定,最后请教老手解决的。
这些精神在当下的工程师教育里面是基本上是没有的。因为钟情于机械,我选择了一所985的机械电子工程(当时分数不够,没进到机械工程),但是我发现大学教育跟我预想的差太远。实践太少,整天面对着理论,其实我很怀疑那些讲理论的老师对机械本体是否由很好地理解。这几年,一直在探索我感兴趣的东西,所获无几,奇怪的事我竟然坚持下来了。想起当初大一跑去汽修厂当徒工真是感慨万千,只是想看看汽车发动机是怎样的。那是个小厂,设备极为落后,还是人钻到槽底下拆发动机,人力抽离发动机的水平。但还是体验了一番拆装气缸活塞过程,这比摩托车发动机的要严格很多,使用专用的工具一点一点地推进去。真的很辛苦(力气倒是强了不少),每个星期六日去,补贴少的我不好意思说出来,后来没坚持下去,但是那段日子我很开心。
快毕业了,我还是想进摩托车或汽车行业,现在在学习一些关于汽车电子的一些东西。关于中国造不出像样的发动机,我没有比楼上各位专业级别的前辈有更好的看法了,此贴让我极为受益。限于我目前专业水平和经验,我介绍我小小的、不足道的个人经历,希望各位原谅。在这个浮华的社会里,那些吹捧一些所谓的创新,产学研,我只能一笑置之。什么时候中国有了大批优秀的工程师,形成一种开放的,勇于探索的,以自身职业为荣的精神,工业水平整体上去了,该有的就会有的。
chqq5281 发表于 2023-10-26 13:43:01|来自:福建 | 显示全部楼层
是的,作为一个工程人员,这要从头说起了。
当年钱老回国只搞火箭不搞飞机就是因为我国的工业基础太差。
如今半个世纪过去了,钱老已经不在了,我们的工业基础还是寸步难行。
大炼钢铁和big revolution使得我国的工业基础严重受挫,元气大伤。
工业要发展,炼钢要为先!
因为我们的工业起步晚,基础弱,又加上近现代中的一些现象使得我们的工业底子消耗殆尽,积重难返。改革开放30年来我们专注于搞经济而忽视了基础产业,导致现在的基础产业漏洞百出,重负连连。单从有机化工业和炼钢工业就可以看出来巨大的差距。
作为工程人员,我们从心里有这样的体会:工业革命那100多年国外不是白走的,他们的每一道工艺,每一项配料,每一个细节都是需要一点一点从心里挖出来、从失败中走出来的。这些是十几年的高等教育教育不来的,是多少钱砸不出来的。必须经过那么多次失败才会有今天的成功,要想真正有自己的技术,没有捷径,要接受对无数次的失败,而且要心甘情愿的接受。
我们要想真正造出一个100%的汽车发动机,是需要几代人共同努力的。我们正在努力追赶了。
我们不缺设计师,我们缺的是底层的工人师傅。缺的是国外那100多年不浮躁的经验和教训。(2013-02-01)
--------------------------------------一年后(2014-04-14)更新----------------------------------------
这一年来时不时的还会看到该问题的更新,看来还是很多人关心国产发动机的发展,我也没想到这个答案还能保持在前列,先谢谢大家,看来是时候好好补充下了。
首先要区别两个概念:science和engineering。科学是共享的、透明公开的,但是工程学却是保密的、私有的。发动机的原理可以说是及其简单,而且这个原理在内燃机存在的200多年里从来没变过:燃料燃烧致气体膨胀推动活塞做功。但是science说起来容易,如何用这些人类都知道的白开水一般的理论做出按人类意志行为的engineering却完全是另一回事:如何把功率提上来,重量减下去,寿命延长,效率提高可以说是无穷无尽的漫漫长征。科学结论我们都可以记得住,我相信我们高等科学在记忆上的教育非常成功,但是传统工业的工程学教育可以说是一塌糊涂,生产技术和理论严重脱节。
再一个,在人类进入电气时代之前,西方国家有一段特殊的时期,这段时期是机械工业飞速发展的一段时期,被誉为“大蒸汽时代”。有兴趣的可以搜一搜这一时期内的作品,几乎所有能动的东西都是齿轮机械,其繁荣程度前无古人,后无来者。由于我国没有接受这一时期的洗礼,少部分民族资产后来也被帝国主义压迫致残,再后来又被社会主义充了公,所以基本上没有任何技术积累。而工程积累的核心就是两个字:秘方。无论是做饭、酿酒、制药还是冶钢、加工,其技术本质不外乎这两个字。而秘方则是完全私有的,一般由家族或公司的形式来传承。而传承需要时间沉淀,也需要民族氛围。一个崇尚速度,敢于挑战人类极限,敢于质疑权威的民族,才会有足够的动力去研发这种铁与火的机器。这一点我觉得我们做的很不好,我们的教育似乎不太鼓励培养这种冒险精神。
对于发动机具体的一些瓶颈,下面我逐条列举,及时更新:
1. 金属铸造
发动机气缸主体和其他简单结构件一般使用金属浇铸成形,具体过程又分高压铸造和低压铸造。金属融化成液体倒入模具,此过程难点在于降温凝固过程中残余应力、排气、脱模剂喷淋等导致缺陷的发生,缺陷降低了成品率,而且严重影响寿命,因为金属疲劳最怕缺陷。其次,金属材料自身的品质要求亦极高,一般是铸铁或铸铝,高品质的浇铸原材料我们不行,需从国外进口,但最近国家加强了对高品质铸铝原材料的研发,以满足航天航空的需求,将来可能会给汽车产业带来福利。再次,压铸模具和压铸机,世界最好的是日德,之后是意大利,再后是其他。模具要精密,耐用,适应自动生产,不能说铸造了几个模具就断了、漏了,再或者只能人工看着掌握火候那可不行。金属铸造问题是个天大的问题,毫不客气的说是中国从古至今的问题,从宝剑对抗圆月弯刀,到现在的发动机制造,都是这个问题。这套技术是典型的蒸汽时代的产物,是所有现代工业的底子,现在他们已经配合上了电气产业和计算机信息产业,更是如虎添翼。
2. 机械加工
要有上好的车床,车刀,车工。车床和车刀起码还能高价从德国买到,但是车工就是个问题了。同样一个零件,选择不同的方向和走线切出来,寿命却明显不同。这些技艺,怎么办。发动机的活塞要在缸孔中千万次的来回运动,其误差要求极高,其壁表面加工要求一种工艺,叫做珩磨,保证缸孔表面耐磨而且还能附着一层油膜保证密封性能。这时珩磨的材料,工艺,方向又来了。此过程走不好,缸孔哪怕弯那么一点点,活塞千万次的运动便会加速发动机的老化。曲轴孔是多档的间断长孔,尺寸精度、圆度、同轴度、表面粗糙度每一项要求都非常严格。
3. 装配工艺
看了《速度与激情》就觉得汽车是几个人在garage里面拧拧螺丝、吊台发动机就可以造车的。那些是修车,发动机里面的装配可不是单用手就可以,而是专业的装配工具。这些需要经验,需要技术,更需要时间。有些零件需要特定的机器进行安装,甚至螺丝的安装顺序,拧紧的力道都需要经验和仪器。活塞隙如果混入了细小的硬物颗粒,千万次的研磨又会造成多大的损坏。所以装配环境、工艺、设备、技术要求非常高。更要命的是,如果前两步走不好,我们连装配的机会都没得练。
4. 橡胶
在第3步里面,装配过程中需要用到有机材料。有人说发动机就是钢铁和橡胶的共鸣,不错。说橡胶是内燃机的核心材料毫不为过,无论是气缸的密闭性还是油箱、水箱的密闭性,橡胶都是决定性作用。Youtube上面有很多国外汽车大厂的发动机组装视频,有兴趣的可以看看(搜索关键词是:Car Engine Assembly),看完你就会发现,连拧螺丝的都是帅哥,他们的学历绝不比我们低。对于汽车发动机橡胶,我不了解,但是我知道电力工业中的有机材料现状。高品质橡胶我们国产的不行,但是能力正在不断提高。
5. 主要机械零部件
凸轮,曲柄连杆,齿轮组,轴承,链条,液压件,能做出来是一回事,能长时间稳定的使用算是另一个概念。归根到底还是两个问题:金属材料,机械加工。大家发现了么?制造机器的机器才是最底层、最NB的家伙。俗话说,欲先攻其事,必先利其器。所以打铁还需自身硬,底层有了,什么都有了。日德美俄意法英的锤子可是磨了很久了。
6. 技术封锁
前面说的是技术问题,这个是个政治问题,但是却无法回避。当今社会已是一个高度发达的工业化社会,社会化大分工已经使得各行各业的距离越来越远。所以,任何一个复杂的系统性产品都不可能自己生产所有的零件。Google不可能为提高计算速度自己生产所有的处理器,GE不会为航空发动机研制更纯净的燃油,米其林轮胎不可能自己种橡胶树。因为社会要分工,只有分工才能更专注。那么要想组织这么分散的资源生产出自己的产品,组织本身就成了一种能力,所以现代统治阶级之所以能够统治,不是因为垄断了生产资料,而是垄断了组织生产的能力。企业也一样,任何一个优秀的企业都是自己具有某一部分的核心技术,然后将其他非核心组件外包,形成共赢的盈利形势。全球已经形成了一个复杂的供货链条,全球化大范围的分工与合作已经是常态,但是唯独对中国,这些关系链条像着了魔似的纷纷瓦解。为什么,想必都知道。比如上面提到的铸造模具,日德压铸模具只卖本国企业,其他国家想买都买不到。但是我们不能那这个问题当挡箭牌,唯有自己拥有核心科技,别人才会看得起我们,才存在合作的价值;否则别人看的上我们的永远只是人力而已。
7. “市场换技术”的战略错误
“市场换技术”是指80年代后期到2001年中国入世之间,中国政府允许外资入华修建汽车合资工厂的战略决策,前商务部长的吕福源这样解释:
“中国必须有自己的骨干企业,合资必须建立在双赢的基础上,按中国的长远利益搞。我们让出巨大的市场,我们就有资格要技术、要利润。”
也就是说,我们开放市场,为的是换取技术。个人认为,这是一个非常幼稚的、停留在宏观上的理论性假设。首先,中国开放市场,是大趋势,顺之则昌,逆之则亡。不论什么目的,市场都会开放。960万平方公里、幅员辽阔的疆域里总共只有20万辆汽车,平均48平方公里一辆,这是怎样的场景?全国人民都骑自行车总不是办法。其二,大大低估了科技的价值,换技术是一厢情愿。那些重要技术的价值之大恐怕会吓到所有人,远不是卖几百万辆汽车的钱能买到的。德国五个支柱产业,四个和汽车相关。汽车产业已然成了大国的立国之本,何谈“换”?核心技术的进步永远不要期望别人会给我们;还是我上面说的那句话,没有捷径。把技术进步寄托在别人身上真的太幼稚了。正是这种“市场换技术”的借口,扼杀了自主研发的动力。所以我觉得,“换技术”这事别再想了,死了心吧,“偷”都偷不来,“抢”都抢不了。
毕竟民族工业成长需要一个过程,庆幸的是,现在工业的发展已经基本步入正轨了,中国自主的汽车品牌也慢慢形成:比亚迪、奇瑞、长城、吉利。期待有一天,Top Gear榜上也能看到来自中国的速度。
附图:
1. 沙模批量生产


2. 沙模检验


3. 机器复核


4. 融化钢水


5. 开始浇铸


6. 金属冷却


7. 机器运输


8. 敲去模土


9. 浇铸完成


10. 粗加工


11. 精加工


12. 使用定制械具开始吊装


13. 安装精密零件


14. 组装连杆、曲轴等运动件


15. 机器上胶


16. 多路同部旋拧


17. 装配凸轮


18. 基本完成


19. 外部总装


20. 检验

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