在汽車發動機原理如此清楚的情況下,為什麼國內還是造不出優秀的發動機?

來自成都的一名用戶

汽車誕生100多年來,技術發展已經突飛猛進,這其中包括髮動機,也就是內燃機的發展,是重中之重。其實發動機的原理可以說是極其簡單,而且這個原理在內燃機發明至今200多年裡從來沒有變過:燃料燃燒致氣體膨脹推動活塞做功。這個原理雖然簡單,但是怎麼按照人們的意願進行提升那是另一回事,比如:如何把功率提升上來,同時如何把重量減下去,壽命延長,這些都是永不止步的漫漫征程。

發動機為汽車的心臟,我國汽車工業要向前發展,發動機這一技術難關勢必要取得突破。但遺憾的是,至今我們的國產發動機還未能真正在汽車行業打出一片天地。這其中的原因,一方面,在於我們沒有任何技術積累;另一方面,這與汽車技術發達國家的技術封鎖有關,因為技術積累層面最核心的兩個字就是:秘方。很可惜,這個秘方是不外傳的。

除此之外,我國在發動機製造方面還具有一些瓶頸。首先,我國的金屬鑄造工藝有待提高。發動機氣缸主體和其他簡單結構件一般使用金屬澆鑄成形,具體過程又分高壓鑄造和低壓鑄造。金屬融化成液體倒入模具,此過程難點在於降溫凝固過程中殘餘應力、排氣、脫模劑噴淋等導致缺陷的發生,缺陷降低了成品率,而且嚴重影響壽命,因為金屬疲勞最怕缺陷。其次,金屬材料自身的品質要求亦極高,一般是鑄鐵或鑄鋁,高品質的澆鑄原材料我們不行,需從國外進口,但最近國家加強了對高品質鑄鋁原材料的研發,以滿足航天航空的需求,將來可能會給汽車產業帶來福利。

其次,我國的機械加工工藝同樣有待提高。發動機的活塞要在缸孔中千萬次的來回運動,其誤差要求極高,其壁表面加工要求一種工藝,叫做珩磨,保證缸孔表面耐磨而且還能附著一層油膜保證密封性能。這時珩磨的材料,工藝要求都極高,而目前我們的機構加工工藝還未能完全達標。

再者我國的裝配工藝以及橡膠製造水平也需要提高。正是這些問題的存在,而發動機又是需要極為精密的製造工藝,任何一個方面欠缺都將拖後腿,不過,請相信,隨著我們整體工業製造工藝的提升,國產發動機也終將登上舞臺,與合資品牌共同競爭。


汽車觀察家

朱博士回答:汽車工業在近20年來,取得長足進步。作為汽車三大件的核心——發動機的生產製造也取得很大進步。準確地說不是我們製造不出優秀的發動機,而是發動機的設計能力還有待提高。

一款發動機的研發過程是很漫長的,過去需要10年的時間,現在也需要至少五年的時間。研發週期的縮短,和發動機性能的強化和提升,都離不開仿真計算和控制技術。


發動機的仿真計算

發動機原理很清楚嗎?清楚的也只是基本原理;發動機的燃燒過程清楚嗎?在計算機計算能力飛速發展的今天,還沒有很精確的模型能對缸內氣體流動和燃燒過程進行精確的計算。依靠大量的經驗數據建立的計算方法,在世界上僅僅只有少數幾家公司掌握。其中最強就是奧地利AVL公司。中國有200多家發動機公司是AVL的客戶。

發動機控制技術

隨著政府法規對汽車排放性、經濟性要求的提高,發動機各部分功能的設計都必須與控制技術相結合,才能得以實現。

在發動機控制技術領域,德國有Bosch(博世)公司,美國有德爾福公司,日本有電裝公司,中國這三家都有,自主品牌市場主要由博世公司和德爾福公司佔據。

我們看到不足的同時,更應該看到進步。2017年中國芯十佳發動機中自主品牌有5款發動機。


朱博士白話發動機

李老貓說車為你非專業解答各種選車用車問題

原理清楚只是宏觀表現,就像中國的足球解說一樣,將起戰術來頭頭是道,娓娓動聽,很是到位。不過光靠嘴也是不能把中國隊帶進世界盃的,紙上談兵和真刀真槍的幹還是兩個概念。再舉個例子,拿炒菜來說,為什麼用同樣的材料,我做不出藍翔技校大廚的味道,尼瑪,這就是差距。汽車製造是一個繁雜而又要求精細的系統工程,一顆螺絲擰多大力矩都有很多說法,過大或過小都會影響汽車穩定性,何況發動機這樣的核心部件呢,裡面又有多少玄機。

不過日本人,德國人包括美國人也不是天生都會造發動機,也是經過大半個世紀甚至一個多世紀的逐步探索,優化,和無數次的技術更替才有了目前相對的高水平。我們的工業基礎本來就很薄弱,雖有了大幅度提升,但在國際產業鏈分工中依然處在底部,以勞動密集型產業結構為主,對於核心技術的掌握上少之又少,像發動機這種高精尖裝備的研發顯得無從下手。我們也不能要求用短短十幾年時間就走完別人一百年的路。

目前國內的發動機還是以逆向研發為主,其實不只是發動機,汽車整體都是逆向研發而來。也就是購買國外品牌車型進行細化拆解,然後再照葫蘆畫瓢進行仿製,說白了就是山寨。發動機部件千千萬,涉及到各種材料,各項技術,和各種高精度組裝。在這幾個方面我們離高水平都還差一截。

還有一個非常重要的點,那就是國內對知識產權保護不夠,導致大量粗製濫造的產品存在,中國人的聰明才智在這裡得到了極大發揮,只要有參照物就能做出高仿品,自己研製發動機的成本無法估量,不敢保證用多長時間能研發成功,也不敢保證是不是能研發成功,即使研發成功了,那麼就一定比國外發動機有競爭力嗎,所有的一切都是問號。這也導致了沒有幾個自主品牌敢下這麼大的賭注,搞不好賠了夫人又折兵。高仿發動機儘管有點糙,但勝在價格優勢,在國內總是存在這樣的現象,就像從來很少人買正版書或光盤。車企費時費力費錢研製出一款發動機,提高了成本,賣的還不好,還真不如專心仿造。這也讓自主品牌失去了自行研製高水平發動機的動力。

如果說民營自主品牌是因為缺錢,不捨的花成本,那國企自主品牌呢。像紅旗花500億研發發動機,最後不也沒搞出啥名堂嗎。國企的關係比民營企業複雜多了,都吃大鍋飯,真沒幾個真心辦事的人,大家都懂得,確實比較敏感,就不詳細說了。

所以李老貓總結,國內做不出好發動機的原因,一是技術上有差距,而且這種差距不是短時間內能克服的。二是自主產權保護不夠,讓民營自主品牌信心不足。三是國有車企體制不健全,缺乏活力和創新精神。


李老貓說車

我是個學文科的,發動機的原理估計我是一竅不通,但我想說一個例子來說明一下為啥我們很難製造出優秀的發動機。

1976年,前蘇聯的飛行員別連科,駕駛了一架米格25叛逃,降落在日本函館,老美派出專家接受後仔細的分析了這家當時蘇聯最為先進的截擊機,據說是當時飛得最快的,蘇聯用了一個非常巧妙的辦法解決了飛機在高速時候機體過熱的辦法,不鏽鋼。。。

表面上是蘇聯科學家的巧妙想法,而深層次可能是一種無奈,由於材料學的落後,蘇聯人無奈的,也可以說是取巧的用了這個方法。而我們製造不出來優秀的發動機可能面臨著同樣的窘境。我們一直說我們用十幾年時間就趕超了世界上那些先進國家幾百年的道路,但我們可能也錯過了一些什麼,我們用拿來主義,逆解了很多東西,但是我們不知道在設計這個東西之初,設計者走過那些彎路,我們知道某個部件應該是方的,某個是圓的,但是我們不知道在設計之初,為什麼其他的可能性都給斃掉了,記得有個小故事是說改革開放之初,我們國內去國外採購機器,有人推銷兩個機器,他們的功效是一摸一樣,價格卻差了好多倍,中國人問為什麼,老外說,便宜的那個是用一萬個部件組裝的,貴的那個是用9000個部件組裝的,我們可以逆解所有現在的實物,但很難逆解設計師的思路,我們用幾十年趕上了西方數百年,但學習創造卻很難。我們現在製造不出這樣或者那樣頂尖的設備,可能是我們在基礎材料那塊缺課缺的太多了。回到開頭米格25的例子,米格25設計就是為了對付西方已經有的高速高空偵察機,有一個目標我們去追趕很容易,但是我們創造一種思維方式,創造一種規則卻很難。我們現在要做的不是追趕者而是創造者。


粗心的鴨子


無論是多複雜的發動機,甚至是超跑上的機頭,只要懂得“內燃機構造”知識的人就都能看懂,但是看懂了又如何,我們完全可以“照貓畫貓”的做出來,可又如何?


即使“照貓畫貓”的仿出來,也會有以下問題:

加工精度:我們肉眼中看到的一摸一樣,就真是一摸一樣麼?

其實不然,我們目前車企不具備,比如應用在vq37vhr上的“真圓”加工,因為我們不具備這樣的技術,即使我們加工出了肉眼下一摸一樣的零件,比如“活塞”,結果組裝運行後,vq37vhr跑個幾十萬公里都沒問題,因為人家採用的“真圓”技術,磨損低。而我們得雖然肉眼下也挺圓,但在精密儀器檢測下,並不“圓”,所以我們的同樣採取“高轉速”調教就很容易“拉缸”,可不採取高轉速“調教”,那na機頭的性能怎麼體現出來?自吸發動機轉速越高功率越大,轉速上不去,那就不是一個好發動機,轉速上去了又可能拉缸,這就是我們開發不出好東西的加工“精度問題”。


材質問題:在技術理論上,我們不比任何國家差,最簡單的道理:我們也是航天大國,我們也上得了宇宙,足以證明我們的航天發動機技術是強大的,但是我們為什麼造不好汽車發動機?這就得通過使用壽命來看了。航天發動機,一命貨,只需要承受一次高溫就可以了。可汽車呢?也要點一次火就報廢?那可不行,那樣的話誰還買啊?所以說,航天領域因為對發動機的壽命不做長遠要求,對材質要求不高,而汽車發動機則不然,它必須要承受無數次的點火。要知道高端發動機的工作環境都是無比苛刻的,材質不行就註定了無法去造高端發動機,因為承受不了那殘酷的環境。即使造出來了,也只是在犧牲使用壽命而已,最簡單的例子,瀋陽黎明廠的飛機發動機,使用壽命比歐美戰機的發動機斷的多,差在哪?就差在材質上。你讓“法拉利”使用“國產”的鋼材,鋁材,進行加工裝配,“法拉利”一樣產不出來好發動機,即使產出來了,使用壽命也不合格。

熱處理問題:這點其實和上面有點相像,熱處理就是決定材質的一個條件,國內的熱處理技術遠落後於發達國家,其中熱處理以“日本,德國”最為強大。

企業的野心佈局:拿一汽為例,搞自主的新東西,燒錢不賺錢,開發週期長,開發好了不見得有功,開發失敗或許會有責罰,那誰還整這玩意啊,還是賣奧迪來錢快嘛。中庸之道,在於不求有功,但求無過。(也搞過一個v8吧,據說被噴壞了)

拿私企為例,同樣不想燒錢,國內眾多汽車私企還有一個問題,那就是股東太多,人一多事就不好辦,你說造轎車、他說造suv,還有要造微型的,這樣的例子很多,總之誰都不願意燒錢研發發動機,因為看利太晚,沒準發動機研發出來,企業倒閉了呢,永遠要像錢看嘛,什麼來錢快,我們就搞什麼。我們的車企永遠缺少一種沉澱。

以上就是我對咱們自主車企開發不出優秀髮動機的看法。


非專業車評

1,我念初中的時候,家裡曾經買過一臺雅馬哈摩托車,當年的價格2000多元,現在國內的摩托車都是民資國產品牌了。

2,上大學的時候,實驗室裡的計算機都是IBM的,現在的計算機國產民資品牌份額但我絕對優勢。

3,參加工作以後電視機,冰箱,洗衣機等買進口品牌,現在這些外資的品牌都不知道跑哪兒去了,同樣是民營企業創造出來的品牌。

4,通訊行業幹了十幾年,見證了早期百分之百的進口到現在份額的急劇下降,見證了國產基站天線每月幾百副的出貨量,到現在的全球出貨量連續五年排第一,見證了華為通訊設備供全球1/3人手機用戶使用,更見證了早期的大哥大到現在的華為以及oppo及vivo,這些也都是民營企業。

5,這六七年來見證了中國高鐵的飛速發展,沿線網絡覆蓋基本用了國產的設備。

7,上大學的時候曾經看到大眾的桑塔納和捷達,現在依然是他們很強大,當年也見過紅旗,現在依然弱小,誰能告訴我為什麼!

好像就汽車行業長進不是很大!



車問診

雖然中國汽車發展起步較晚,但近幾年的發展勢頭非常的迅猛,在各個領域都取得了很大的進步。

我們在汽車的核心技術方面依舊與世界上那些大品牌有著很大的差距,那為什麼我們能造火箭、能造航母,卻造不好一個汽車發動機呢?

其實造一個合格的汽車發動機,並沒有我們想象的那麼簡單。首先我們應該瞭解,發動機是怎麼造出來的?

1、發動機的沙模

所有發動機製造的起點,來自一種稱為沙模的東西。要保證生產出來的發動機雛形在各方面的微觀數據都正常,沙模必須由非常精密的機器進行雕刻。目前哪怕是自研發動機的自主品牌,使用的也是德國、日本、意大利等在精密機床上技術發達國家的產品。

2、發動機的澆鑄工藝

在發動機製造工廠裡的高溫車間,機器會開始把一整塊的鋼材或鋁合金(這些材料預先已經配好配方製造完成,當然配方也是每個工廠的絕密)送入高溫爐,在高溫爐裡,這些金屬材料會融化成液態。然後通過管道,從多個方向注入沙模裡。在高溫鋼水全部倒進沙模之後,接下來會有一道冷卻工序,把高溫的金屬重新凝固成固態。這道工序非常重要,冷卻過程的控制,直接影響著這臺發動機所有方面的質量,這算是發動機製造裡要求最高的一個步驟。

3、發動機的打磨與裝配

上面所有的步驟製造出來的,只是發動機的毛坯。然而就是這個毛坯,就決定著整臺發動機的先天基礎。接下來這些毛坯會被送進兩臺打磨機裡,分別進行粗磨和細磨。。目前大多數自主品牌使用的,都是德國奧地利的機器進行打磨。

在精磨後,還會針對一些高速運動部件的安裝基座,例如曲軸或缸體,進行再次打磨。之後會裝上各種承託和潤滑件,比如缸體內會裝上經過精密製造的缸套,曲軸基座會裝上曲軸軸牙等等。


由此可見,造好發動機是一件相當精密的事情,它涉及到很多道工序和設備,而這方面我們的工業底子與世界品牌比起來還相差很遠。

另外一方面,在很多一些核心技術和缸體原材料上面,我們還受到世界品牌的技術封鎖,是我們的研發人員和製造行業,無法真正掌握那些技術。

雖然全球已經形成了一個複雜的供貨鏈條,全球化大範圍的分工與合作已經是常態,但是唯獨對中國,這些關係鏈條像著了魔似的紛紛瓦解。比如上面提到的鑄造模具,日德壓鑄模具只賣本國企業,其他國家想買都買不到。

另外我國自主汽車品牌在發動機研發方面的投入也一直存在不足,一些自主品牌的戰略思路還停留在“拿來主義”。即便汽車廠家這麼隨便瞎搞搞,但是依然很賺錢!

沒壓力就沒動力,隨便瞎搞搞就能賺大錢,幹嘛還下那功夫去培養技師去提升工藝去搞研發?況且國內大部分車企都是國企,技術研發需要好多年的積累才能見效,而國企領導幾年就換屆了,誰會願意自己種樹,讓別人去乘涼?


老家田坎

E=mc²,公式全球都能查,那您造出什麼了?白楊M?民兵3?還是巨浪2?

網上滿天飛的B-29結構圖和模型。但是有的國家就連二戰的飛機都造不出來。

當初有人說過:汽車就是沙發+四個輪子。

你別看他現在算是風光,一開始撞得鼻青臉腫。什麼都不是。

他要不買,抄,仿製,自研現在還找不到北呢。

這只是一部分原因。

汽車不只是一個單項工程,和航空一樣反映的是國家總體的工業水平。

為什麼當初一汽建國之初就能仿製發動機。水平還可以。

東北有全套工業設備。當初可是實打實的真蘇聯設備。

中國缺的現在不是什麼重工,是精加工,頂尖的機床 切削 研磨設備。還有計算機模擬等等。起步就比人家慢了幾十年,國際上還被一紙禁令封殺不讓買。

理由不是什麼瞎說的什麼貿易摩擦啊,自由啊。。是這些東西都能做軍工。

凱迪拉克二戰造過坦克,英國鋼琴廠造過飛機,斯大林格勒拖拉機廠的光榮事蹟直接放在了全球歷史課本上。人家賣給你?

雖然國內的發動機也還算不錯,但是很多東西還是差了點意思。要不然就是仿製組合的人家的技術。賬面數據不錯。

再有一個問題就是人才培養。

材料科學和人才的培養,都在差著呢。你看看有的汽車專業對口的學生,待遇並不太好,而且找工作也不太容易。然後又得高薪請洋專家。我們自己的人才還是培養的慢。甚至有的自主車企用人粗暴。可能有人猜出來了,就是那家SUV專業戶。離職員工的怨氣多大呢。

還有就是榛名說過的:很多自主車車企沉迷掙快錢,拿補貼。

現在的自主車沉迷補貼不能自拔,塌下心研究燃油發動機?省省吧。

插電混動樂意做都是看在錢的份上。


榛名說車

大部分都是學院派技術流的觀點,很專業很務實很沒用。

我來告訴你國內為什麼造不出優秀的發動機,因為中國已經跨過了必須造出優秀髮動機才能搶佔汽車市場

的階段,汽車行業已經進入了一個革新換代的窗口期。20年前的就帶著課題組跑到汽車廠家調研,當時

調研的課題不是'國內為什麼造不出優秀的發動機',而是'國內為什麼造不出優秀的汽車',採訪了很多當年

元老級的工程師,得出的結論是這個問題既複雜又簡單,汽車工業是一個龐大的體系,涉及到的學科、材

料、工藝太多,中國的短板還太多。歸根到底是中國進入工業化階段太晚,老百姓大量購買汽車也就近10

幾年的事,比發達國家整整晚了20年。技術、創新都是需要經驗、時間和資本的沉澱的,國外幾大汽車

集團擁有的先發優勢,在傳統汽車行業你是無法取代的,我們要面對這個現實!

中國在汽車行業可以迎頭趕上並實現超越,不在傳統汽車行業,不在於能不能造出最好的發動機,而在於

沒有發動機和弱化發動機的新能源汽車和無人駕駛技術上。我們已經看到中國很多公司在佈局這一塊,並

有很強的技術優勢。

路在腳下,方向卻在你的眼裡。


秋風秋雨秋一夜

我們還需要時間來沉澱。

發動機貌似簡單,其實裡面涉及到設計、工藝、材料等很多問題。以最極端的戰鬥機發動機為例,美製F16發動機的使用壽命為2500小時,蘇-27使用的AL-31發動機的使用壽命為1500小時,據說殲十配裝的國產發動機的使用壽命只有600-800小時。窺一斑而知其全豹,發動機是集成化程度很高的設備,它是一個國家基礎研究水平、裝備水平、製造水平的綜合反映,因此現階段,我們還需要沉下心來從最基礎的材料,最基本的工藝做起。值得欣慰的是在很多基礎研究領域,中國科學家已經走在了世界的最前列,假以時日,我們肯定能走到世界的最前列。

七八年前,我曾經在美國亞利桑那大學訪問交流,那裡有一個美軍的空軍基地,經常可以看到各色主力戰機從空中掠過。有個美國的小夥子學物理的,卻痴迷於直升機。說起全世界的直升機來如數家珍,他甚至能說出各種機型不同型號之間的差別、優缺點以及一些關鍵的技術參數。最有意思的是,他經常抱怨設計師不夠聰明,如果讓他來主導設計一款直升機,那一定是全世界最好的。我對直升機一竅不通,也聽不懂他說的哪些是真實的,哪些是吹牛的,但是我佩服的是他一直沒有放棄兒時的興趣和夢想,在小學、初中、高中、大學甚至研究生期間始終樂此不疲。回看我們身邊的小朋友,除了小時候對遙控飛機有幾天痴迷外,有多少人有時間,有精力持續關注,又有多少人認真研究過結構、氣動等更深入的基礎知識。我們的社會是否給那些真正有興趣的孩子提供了空間和環境?

冰凍三尺非一日之寒。我們雖然在很多方面取得了很大的進步,但我們還是要清醒的認識到,我們不是全世界最聰明的,也不是全世界最勤勞的、飯要一口一口吃,路要一步一步走。


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