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很遗憾,中国能造出火箭,却造不出像样的汽车发动机

(2014-05-03 07:37:15) 下一个

 

中国造不出像样的汽车发动机,是真的吗?

知乎用户,PhD @ Electric Power

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。

建国初那些年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。现在的基础产业也是漏洞百出,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。

再好好补充下关于发动机的技术部分:

首先要区别两个概念:science(科学)和 engineering(工程学)。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。科学我们都可以学得懂,我相信我们高等科学教育非常成 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。

对于发动机具体的一些技术瓶颈,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。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。橡胶我们国产的不行。

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。

知乎用户,汽车 动力系统 自动变速器

这是真的。

车用发动机,技术难度高(涉及流体力学 燃烧学 振动学等学科),投入大,获利周期长。既然现在有外国的用,没人愿意花钱自己做研发。更何况就算研发出来,国内的材料水平以及制造水平也跟不上。不过发动 机这东西毕竟发展了很多年了,很多结构和部件定型了之后很难做出改变。目前国内厂家(潍柴、玉柴等)都是在做原型基础上做些不痛不痒的修改。

国内整个行业的人都是急功近利,没人愿意搞研究。就说缸内气体燃烧这一项国内搞这个的人寥寥无几,有也只是纯理论层面的研究,想做个实验,整个中国都没有这个条件。

至于说汽车技术里面哪些是国产的,我可以明确的告诉你几个哪几个不是国产的:

1 汽油发动机(生产有 但核心技术不在我 低端有 差距大)

2 自动变速箱(国内空白 不过吉利收购了澳大利亚的 DSI )

3 汽车电控方面(ABS,ASR,ESP 等 空白 基本被博世 德尔福垄断)

4 汽车造型设计(号称自主研发其实多为抄袭) 2011-07-02

说到发动机,现在某汽集团即将把旧发动机全部切换成“在全球范围内共享知识产权”的新发动机,这一系列新发动机研发全部是 GM 做,GM 和某汽的车子都会用,硬件和基础软件全部一样,只是标定数据会不同。

为什么不用自己的?因为旧的发动机油耗动力都不行,新开发的性能比不过市场主流,综合考虑,用 GM 的发动机是性价比最优的选择。更何况经济危机的时候,某汽花 5 亿 rmb 购入 GM 1%的股权,在破产边缘救了它一把,这个共享知识产权的发动机实际就是当时的回报。

当然某汽也在消化这些技术,这需要时间。

发动机这一块话不多说,楼下兄弟把硬件这一块讲的也很清楚。我们来聊聊混动系统:

1. 混动系统控制器硬件和底层实际还是 Bosch 的,但是应用层自己开发的。应用层软件是整个控制系统的核心,这一块我们也累积了很多经验和能力,即使和 BOSCH、ZF、DENSO 等巨头合作也丝毫不虚。

2. 电机也是类似,但是电机有个好处是国内的电机制造水平似乎并不弱(得益於航空航天的巨大投入?)国产电机性能良好,控制也是自己做应用层控制,这一块我们能力亦有自信。

3. 电池是用美国和韩国的,目前我们能力确实不足。

现实确实是这样,我们仍在追赶。

BYD 做的不错,

某汽也不错,

希望过几年再来看时能够改写这个答案。

billwoods,汽车工程师、吉他爱好者

这是一个产业链的问题。

中国的电控单元走的比机械结构的部分更远,在电控单元部分,基本已通过模仿国外发动机功能实现了国产。

为什么说中国造不出发动机?因为发动机是一个系统工程。和航空、火箭等产品不同,发动机是一种量产产品,很少有公司可以做到完全的自主生产从发动机 本体到电控的完整部分。我们没有一个合格的齿轮供应商,就找不到一个合格的机床供应商,没有合格的机床供应商,就没有精确的机械尺寸,没有精确的机械尺 寸,就没有发动机。

能制作一台发动机和制造一种发动机是两种不同的概念。一台发动机只是单体的问题,而一种发动机,却而要形成一条产业链。涉及的工艺,检测,标准化流程等等等等都是浩大的工程,每一步都要由巨大的投入和经验才能换来。

或许我们可以花钱买到设计图,买到生产流程,买到标准;但是,整个供应链是买不到的。发动机的量产是个系统工程,说是一个国家工业发达程度的标志也毫不为过。在全中国都在搞电子的时候,机械的重要性被有意无意忽略了。殊不知机械如骨,电如肌。

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