我 朝 逆向研发能力闻名天下,涵盖各行各业,单论车企,有保时泰和陆风虎等知名外观车型,而发动机的逆向研发更是多如牛毛,从五十铃的4 JB1发动机,到三菱4G 系列和丰田等等。。研发出了一大批拥有自主知识产权的发动机,但却鲜有逆研奔驰宝马乘用车发动机的,今天就来猜猜其中缘由。
远古时期,我 朝工部就有逆研外企发动机的历史,但那个成果不忍直视,直到近代,基础工业得到发展,配套企业如雨后春笋般拔地而起,这个春笋都是外国品种的多,有了配套企业,买零部件组装发动机也就方便多了,就有了以下情节(剧情纯属虚构:
某部门逆向研发了某款日系低端发动机,以一比一的尺寸买了零件组装了N台发动机,用原厂的电路来测试这款发动机的性能:
攻城狮:禀告大人,此款发动机以最大功率的60%平稳运行了24小时,温度正常,性能良好,真是可喜可贺。
某大人:善,再探。
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攻城狮:禀告大人,此款发动机以最大功率的80%平稳运行了24小时,温度上升了10度,油耗比原版略微上升了15%,真是可喜可贺。
某大人:善,即刻申请专利,宣布研发出了一款拥有完全自主知识产权的发动机,即日量产。
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量产之后销量大增,此刻某大人内心膨胀了,不再满足于逆推低端日系,眼光越过了中端产品,看像了德系高端的奔驰宝马:命研究实验室即日起逆研奔驰某款高端发动机。
攻城狮:遵命。
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用一比一的尺寸弄来了奔驰同款零件,这些零件都是配套大厂制作出品某些性能比奔驰原版还强,比如强化活塞,比原版还硬,气缸壁比原版还要硬30%,光滑的都能起镜面了。
攻城狮们组装好之后之后,用原版电路上试验台试机。
攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的40%运行平稳24小时,水温正常,油耗略高于奔驰原版发动机。
某大人:善,再探。
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攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸。
某大人:混账,再测。
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攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸。
某大人:混账,再测。
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攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸。
某大人:混账,再测。
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如此 N次之后,某大人:只能请狄大人来破案了
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狄府中
曾泰:恩师,最近我 朝出了一件蹊跷事,工部在逆向研发奔驰高端发动机时,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸,工部发函求教恩师。
狄公:元芳,你怎么看?
元芳:大人,此事我已知晓,奔驰发动机设计时大多采用高压缩比,加上涡轮增压,空气压缩比很高,在混合气燃烧时,燃烧压力比低端发动机高很多,同样的油耗能比日系发动机爆发出更高的扭矩,更大的动力,所以同样的性能奔驰发动机的各个负载转速的燃油消耗率比日系低很多,但成也萧何败也萧何,正因为高压缩比,燃烧室的燃烧压力太大,爆发的又太快,对活塞的冲击和压力也非常快,而曲轴的旋转角度正处于做功行程开始,曲轴来不及把燃气做的功转换成有效功,不能把这股力及时输出,活塞憋着这股力,于是燃烧压力有很大部分转化成了活塞侧推力,在喷油量很少,输出扭矩很小的时候活塞侧推力最大时也就几十斤左右,相当于活塞被几十斤力压在气缸壁上进行滑动摩擦,由于有润滑油的作用,几十斤的侧推力不会造成摩擦高温,磨损不是很大,所以发动机能稳定运行。做功冲程时产生的活塞侧推力是由大到小变化的,在活塞上止点附近时活塞侧推力最大,随着活塞下行侧推力快速变小,所以发动机的汽缸磨损最严重的都是在燃烧室这一端,主推力面磨损大于次推力面,哪怕现在技术好成本高的发动机能减缓汽缸的磨损,却难以降低因活塞侧推力产生的磨擦高温。
点火燃烧产生活塞侧推力的同时,还产生一个活塞旋转力,活塞以活塞销为中心旋转的力,活塞侧推力和活塞旋转力相重叠,加剧了活塞侧推力的破坏力。
当喷油量很大,输出扭矩很大的时候,巨大的燃烧压力很大部分转化成活塞侧推力,活塞侧推力最大时能有几百斤,相当于活塞被几百斤力压在气缸壁上进行滑动摩擦,这么大的力,即使有润滑油也会很快因大力摩擦而产生高温,由于缸内高温,引燃了处于压缩行程的可燃混合气,造成早燃,接着产生超级爆震,轻量化的活塞根本承受不了这么大的超级爆震,最后只能爆缸了。活塞侧推力是随发动机输出扭矩的增大而增大的,活塞侧推力的实验也只有少数车企才有实力做,中型以上的发动机,单个活塞的最大侧推力超过千斤。所以我朝大都只逆研小型发动机,军用的也只能逆研中小型,性能还差。
为了解决发动机大扭矩输出时的巨大活塞侧推力,奔驰宝马对气缸壁、活塞侧壁、活塞环进行了耐磨涂层处理,使活塞在大力摩擦之下也能如丝般顺滑,不会产生过高的摩擦高温,使发动机能稳定运行。另外再通过活塞销偏置和曲轴偏置,进一步减小了活塞侧推力,使发动机摩擦系数更小运行更稳定。
因为缸壁耐磨涂层的加持,早年德系发动机普及涡轮增压之时日系还在使用自吸,因为涡轮增压的发动机扭矩输出比自吸大的多,就是因为日系发动机的气缸壁活塞壁没有这么高性能的耐磨涂层,硬上涡轮增压会使发动机温度剧升寿命剧减,所以早年的日系发动机只在可以使用更高成本的中端车上使用涡轮增压,现在的低端车还是大多使用自吸。
耐磨涂层技术一直被欧美垄断封锁,就算是日本也只能达到普通水平,欧美的百年内功不是给几个小钱挖几个砖家就能练好的,再不脚踏实地的研发,整天想着跃进、升官,最后只能把我 朝最后的精英消磨殆尽,从此做个百年老二。
首先,中国是完全可以制造发动机的。发动机作为汽车的心脏,核心零部件,每个大型汽车厂都会首先建立发动机生产车间。
其次,你所谓的中国不能制造发动机。我的理解,是中国在一些关键技术上有差距。在产品研发能力,在高端产品的竞争力上差距过大。
我也仅仅是从业者,很多问题,是很复杂,很难三言两语说清楚的。我举个小例子希望你能有一定认识。
04年我刚毕业,跟着师傅负责一个项目,为南昌一个著名的汽车厂匹配发动机喷油泵。我记得很清楚,主机厂要求是58千瓦/3000转。我们当时带过去了5台样泵。另外一个国际巨头B开头的厂家。他们也送了5台样泵。在试验台上做出来的结果,我们的5台样泵,最大的66千瓦,最小的52千瓦。对方5台泵,56,57,56,57,56。
看到这个结果,我想学理科的都明白,没错,我们国产的样泵也有合格的。但是一致性太差。
这就是差距。
汽车工业,是是一个国家工业能力的具体展现。它包括了冶金,制造,非金属,研发能力等等基本上大部分的工业能力。所谓木桶效应,不能有一块短板。
制造一台发动机并不难,制造一台尖端发动机也不算很难。但是大批量的制造尖端发动机,才是最难的。
所以,我们能造汽车,我们能发射宇宙飞船。但,我们的汽车工业却比不上那些老牌发达国家。