021 5783 1113
021 5783 1113

中国造不出世界主流水平的汽车发动机吗?

发布日期:2021-05-20 浏览次数:1380

本文作者:Danny.Zhu,热血青年一枚,开过近百款车,去过很多地方。曾认为中国的发动机落后而投身于发动机研发领域,做了几年发动机,发现发动机并不落后,是自动变速箱落后,于是又去了全球销量第一的公司做变速箱。又做了几年,学了很多东西之后,发现中国汽车行业的落后核心真正在于体系能力。目前是非汽车领域的创业者。

1

先上我的结论: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部。


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。


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。


2


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,你这发动机步子太大,容易扯到自己。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。



3


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。


4


鉴于大多人对发动力不太了解,再补充点发动机基础知识。

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,我们接触过西北大学(不是中国那个西北大学)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)。


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?成熟的相当惊人


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(怎么得出这个数据的?汽车之家2018年营业额差不多70亿,中国主流汽车企业,也就是十来家,钱从哪里来,不言自明)!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,百度的广告是著名广告。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。


5


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。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,最后比的就是谁的集成能力强。



注:本文已经获得作者授权,著作权归作者所有。

在线报名