汽車發動機原理如此清楚,為什么國內還是造不出*的發動機?
2016-11-26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,但是為什么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么大難題,生產出一臺高質量的發動機應該也是可以做的到的,我國為什么還是生產不出可以與發達國家相媲美的發動機呢?
看到標題的*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。往后就不行了,材料工藝都跟不上了。到80年代以后就更不行了,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。
其他工業產品里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,后者不到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么都自己從鋁錠鋼錠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制和修改,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。
其實對于汽車廠來說,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于對標模塊,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。橫向對比的數據怎么來,就是靠測量測試對手車輛來的。但是測量測試甚至拆解并不是復制對方的產品,而是找差距,找思路,看配置。
為什么不能復制,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*廠家的布置方式。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,能看到對方是怎么解決的,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,很多技術并不存在代差,很多時候,就是想法的問題,想得到和能否做的到。一個念頭可能就攻占了市場。后來者只能分一些殘羹。
很多人提到眾泰的模仿,我想說的是,如果在法律許可范圍內,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,*是一個穩妥和*的方法。至于是否有道德問題,我不想評價。
對于后來者,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,人家可以憑借技術門檻,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,憑借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了解過工廠生產體系。那么我說的很多東西你可能都不能了解。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。
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。后來我才知道,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,簡單么?非常簡單,誰想不到去做精細點呢?難么?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。那么精度問題怎么解決呢?我們加派了調試工人,每臺泵下線以后都上機調試。就這么簡單,老外不這樣干,是因為他們人工昂貴,中國人便宜,多費點時間。)
那么,我問你,我當時拿著和博世一模一樣的零件,為什么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?對于任何一個復雜的工業體系產品,它不光是生產出來的一個物品,它背后,是一整套的生產體系和管控體系。
航母的制造是這樣,汽車的制造也是這樣,發動機的制造也是這樣。不要輕視你身邊的這些機械產品的技術含量。
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,設計并非一成不變的按照規范走,而是經過多方權衡和反復驗證才能鎖定的,逆向對于公差的100%完全復現,理論上不可能。表面處理怎么辦?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,那么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,基于無法完全拷貝標定數據的原則。假設一千個變量里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),那么這里還要加上10%的誤差,不同的參數控制又會帶來不同的問題。
然后是可靠性,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,在并非合理的燃燒下,都是沒辦法保證長久的使用壽命的。
然后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,難點在于基礎科學,發動機本身的材質上面。對,你可以想成煉鋼。中國在冶煉領域比較落后。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*,但是都是粗鋼。什么時候我們的基礎冶煉技術提升了,那么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。
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,缸體缸套涂層還是鑲套,是否珩磨,工藝如何,間隙如何,主軸承座如何設置,材料如何,軸瓦涂層,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,配氣機構如何布置,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,罩蓋等等也很復雜的零件。
這還只是基礎的本體件,還不包括附件系統,還不包括標定。這就是為什么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,你怎么確定公差,怎么確定形位公差,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,材料不是那么好測的,更不談工藝了,熱處理只能判斷大類,小類只能一個個試,涂層更別談了,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。