汽车发动机原理如此清楚，为什么国内还是造不出优秀的...

汽车发动机原理如此清楚，为什么国内还是造不出优秀的发动机？  机械知网 2018-12-15 21:37:14


发动机原理是比较简单，只要有一定知识水平的人都可以看的懂汽车发动机构造和原理，但是为什么目前国内还是无法生产出一流的发动机来呢？在外行人看总觉得生产一台发动机不是什么大难题，生产出一台高质量的发动机应该也是可以做的到的，我国为什么还是生产不出可以与发达国家相媲美的发动机呢？


1看到标题的第一眼，是不是曾经年少的你也有过这种想法呢？
五六十年代可以，老红旗就是从劳斯莱斯逆向出来的。
往后就不行了，材料工艺都跟不上了。
到80年代以后就更不行了，电子设备逆向难度太大。80年代初国内仿造过intel 8080, 现在仿个i7试试？根本没戏。


其他工业产品里最接近的就是照相机了，60年代国内仿造过徕卡M3和哈苏500，就是国产的红旗和东风相机，前者造了200多台，后者不到100台。这俩现在收藏价都在几十万的样子，远远超过它们的原型机，也算一大奇观。
现在，随便仿个单反试试？完全没可能了。
从缸体到缸头到活塞曲轴凸轮轴什么都自己从铝锭钢锭cnc的。对某几款发动机吃得很透，根据不同的应用和负荷都会针对性定制和修改，而不是简单做到原厂一模一样。电路全套用motec或者其他成套件。
北美和英国不少这种，做blurprinting engine，认真点的玩家都会知道这些品牌。
可是国内这样的玩家一个也没，总喜欢砸个几百万买现成货还觉得牛逼哄哄。
买台德马吉回村玩多好。

缸头superflow气流测试

其实对于汽车厂来说，购买竞争对手的产品，进行测试，测量甚至拆解分析。这种事情非常正常，几乎每个厂家都有类似于对标模块，拆解模块这样的组织。
产品经理在立项的时候，也一定会横向和竞争对手比较，纵向和历史产品比较，指定自己产品的定位。横向对比的数据怎么来，就是靠测量测试对手车辆来的。
但是测量测试甚至拆解并不是复制对方的产品，而是找差距，找思路，看配置。

新机马力测试

为什么不能复制，除了我下面写到的，基本不可能得到对手的图纸数据以外，还有一些供应商是人家专属的。有一些技术是人家专有的。甚至你能发现，很多汽车主机厂在不断的投资零部件厂，交叉控股。
但是拆解和对标的用处非常大，很多时候，学习先进厂家的布置方式。很多问题，也许就是一个想法，一个思路的事情。内行人一看就晓得原来困扰自己的问题，能看到对方是怎么解决的，是否则也存在一样问题。
在两个技术能力差别不大的竞争对手面前，很多技术并不存在代差，很多时候，就是想法的问题，想得到和能否做的到。一个念头可能就攻占了市场。后来者只能分一些残羹。

超低温处理 Cryogenic treatment

很多人提到众泰的模仿，我想说的是，如果在法律许可范围内，没有侵犯对方的专利等。照抄一个畅销产品的外形和设计元素，绝对是一个稳妥和保底的方法。至于是否有道德问题，我不想评价。
对于后来者，照抄和学习，是快速进步的方式，但是所有人都明白，如果一直照抄，竞争对手永远快你一步，甚至在某些阶段，人家可以凭借技术门槛，迅速摆脱你。在It行业，这样的事情其实更明显，你看到英特尔不断的更新芯片工艺，更换CPU接口架构。苹果则是不断的完整自己的产品体系。小米和华为不断的研发旗舰，凭借所谓的黑科技碾压和甩开对手。
很多人应该是没去过工厂或者了解过工厂生产体系。那么我说的很多东西你可能都不能了解。
简单的说，再精密的测量，你仍然得不到零部件的真实尺寸和相应的公差要求。


还有很多显现不出来的东西，例如热处理方法，装配要求，材料要求等等这些。
甚至还有些东西，即便是有了图纸，也造不出来，例如以前我们国家还没有多自由度加工中心时候，螺旋桨的曲面加工就很困难。美国人也不卖给我们设备。
更甚至，有些东西，你按人家的要求造出来了，自己装配出来也和别人不一样。
（举个我自己的例子，05年我负责一个发动机喷油泵匹配的项目，对象是南昌的某个大厂。竞争对手是Bosch和电装。我们当时各送了5台泵，我记得项目要求是60千瓦，我们送的五台泵，有63的，有52的，有59的。博世送的，全部在58到59之间。这件事当时让我极为灰心丧气，因为博世的零部件就是我们家代工的，只不过自己回去装配。后来我才知道，博世的装配线上，有一台全自动的调整垫片分筛装置。它按0.01毫米的跨度把垫片分类，而我们当时，垫片的公差精度才控制到±0.01，装配时的分类按±0.04划分的。）
这个事情，简单么？非常简单，谁想不到去做精细点呢？难么？难呀。我们想做到和那时候的博世一样，最起码要增加一台数控的精密磨床，装配的生产节拍也要慢下来，因为我们装配线是人工筛选这个调整垫片的。
（有人问这件事的结局，结局是，我们中标了。因为我们的报价才是对手的一半。那么精度问题怎么解决呢？我们加派了调试工人，每台泵下线以后都上机调试。就这么简单，老外不这样干，是因为他们人工昂贵，中国人便宜，多费点时间。）
那么，我问你，我当时拿着和博世一模一样的零件，为什么就做不出来和他们一样质量的产品？
我问你，我如果没有这些零部件，我去测量他们的产品，能不能做出来和他们一样的产品？
对于任何一个复杂的工业体系产品，它不光是生产出来的一个物品，它背后，是一整套的生产体系和管控体系。
航母的制造是这样，汽车的制造也是这样，发动机的制造也是这样。不要轻视你身边的这些机械产品的技术含量。


想仿造发动机？尺寸公差永远都是个硬伤。这不是经验丰富或者吃透了技术就能弥补的，设计并非一成不变的按照规范走，而是经过多方权衡和反复验证才能锁定的，逆向对于公差的100%完全复现，理论上不可能。
表面处理怎么办？热处理各工序的方式和时间，假设我们有了足够强大的热处理技术，那么可以通过极为高成本的方式来分析个大概，处理层深度，金相分析、经验判断。
我们再增加一个变量，标定。
发动机的燃烧、正时、限值监控，你都需要根据原车的状态来调整，基于无法完全拷贝标定数据的原则。假设一千个变量里面你通过台架测试和经验反推，可以做到九百个变量一致（大神级），那么这里还要加上10%的误差，不同的参数控制又会带来不同的问题。


然后是可靠性，用好的材料或者其他方式来标定，那发动机就不一样了啊！别的不说你的可靠性就不能保证。即便再高强度的材料在错误的运动间隙配合下，在并非合理的燃烧下，都是没办法保证长久的使用寿命的。
然后我们再加入一个变量，热管理。再加一个变量，噪声和振动。
发动机的工作原理非常简单。造出一模一样的发动机极其简单，难点在于基础科学，发动机本身的材质上面。对，你可以想成炼钢。中国在冶炼领域比较落后。所以很多行业被限制了发展。好比美国冶炼技术很牛逼吧，但是核潜艇的钢板还是要瑞典来出技术。不要小看瑞典这个国家，人家可是冶炼业的鼻祖。
现在全世界七八成的特种钢是瑞典制造，德国加工。美日应用。我们中国虽然钢产量世界第一，但是都是粗钢。什么时候我们的基础冶炼技术提升了，那么很多现在的技术难题就迎刃而解了，可是我看，也完犊子，很多有色金属公司都是在房地产方面赚钱，本职工作停滞不前，舰船飞机技术还要依靠苏联技术。


本体5大件，也叫5c件，缸体缸盖曲轴凸轮轴连杆，好的主机厂都是机加工自制，即使能力差一点，也是做3c，即连杆凸轮轴直接供应商总成供货。
但，重点是设计都是主机厂做的，供应商都是按图按工艺做。缸体缸盖还有毛坯重力铸造还是高压铸造，缸体缸套涂层还是镶套，是否珩磨，工艺如何，间隙如何，主轴承座如何设置，材料如何，轴瓦涂层，水套油路如何设置等等。缸盖除了铸造件通用的问题外，还要压装导管和座圈，过盈量如何，配气机构如何布置，如何通油，轴承盖如何配置，如何组合加工等等。曲轴锻铸，通油孔设置，动平衡如何配置，轴径是否淬火滚压，信号轮油封如何搭配等等。
连杆材料如何，大小头配重，活塞全浮半浮，偏置多少等等。凸轮轴是否组装式，润滑结构，凸桃设置，高压油泵驱动，轴径位置等等。我只列了五大件的一些简单的问题，实际细节太多了，无法列出的，还不包括其他比如油底壳，裙架，罩盖等等也很复杂的零件。
这还只是基础的本体件，还不包括附件系统，还不包括标定。这就是为什么很多整车直接买三菱发动机，即使成熟的整车厂也不是简单的就能开发发动机的。
就拿公差来说吧，即使能拆一台发动机，你测出了基础尺寸，你怎么确定公差，怎么确定形位公差，如何确定公差带间隙值，如何测算尺寸链，如何保证过盈压装量，材料不是那么好测的，更不谈工艺了，热处理只能判断大类，小类只能一个个试，涂层更别谈了，测都不知道成分。导管座圈即使测出来了也很不准，精度要求太高，型线压根就测不准，这个影响根本的燃烧开发。
齿类零件仿形可能连基础的压力角都很难测准。这些也只是基础的东西，公差这块就大大有文章。所以说就算你拆了一个发动机，也只是给你自己设计的发动机做参考，要想完全仿出来，在没有图纸的情况下太难太难。（文|疯狂赛道）


2读大学的时候跟着老师帮力帆抄过三菱4G18，测绘、画图什么的。和老师闲聊天就聊到为什么有些地方这样做水道，老师说：“不知道。”这就造成后面问题了，很多地方发现了bug，却并不知道，所以把错的都抄进去了。
老胡给我讲过一个段子，他们当时帮着BYD抄花冠，明眼人一看就明白了这是抄花冠的，但是人家丰田工程师还是派了一个小组到车展现场才确认。最后确认抄袭的地方居然是原版的花冠有个设计缺陷，中方不知道为什么，一模一样抄回去了，日本人因此才确认。
所以，这是一个原因，你抄人家的东西，总有些地方不知道为什么的，也许是个bug，你却无能为力。宝沃用的2.0T发动机就基本上是一台大众奥迪的EA888 II，为了解决一些问题，还是挖了不少一汽的人才能解决问题。
再说，发动机的原理并不是那么清楚的，每个东西深入下去都很有学问，我本科的时候学的是底盘，虽然我也去上了热力学啊什么的课程，但这里头很多深奥的东西都是大把理论和实验才能搞定的，都是Bosch的电控，都是同一个软件电脑编程，都是缸内直喷200Bar，你什么时候给什么样的空燃比，这个东西就是各家的knowhow，人家肯定不给你的。
你别说中国人追不上，你看三菱铃木这些二线品牌现在都承担不起这么大的研发费用了，丰田现在号称热效率40%，Hybrid的是41%，本田做到38%，基本上你也看得出来，投入多少，就掌握多少，这一点水分都少不了。
再就是成本了，宝马的发动机不用缸套，涂层贵了去了；都是缸内直喷和涡轮增压，200bar和250bar效果肯定不一样，上海产的三菱涡轮和IHI肯定也不是一回事；人家奔驰新款发动机把进排气整合到缸盖部分去了，顺带把等长进气排气都做掉了，这个又是技术高度；还有同一个机油泵，可变量和不可变量也能影响到发动机的NVH，都是钱啊，长安造个这样的好发动机，牛逼是牛逼了，销量马上就干不过五菱了。
但是我说一句哈，在低端发动机这一块（比如五菱用的这个级别），全世界应该没有哪个企业能用这样的成本造出这个水平的发动机。比如吉利那个1.3T缸内直喷的机器，一个10万块的车子用，马力大扭矩高，而且最牛叉的是NVH做得很好，听不到一点缸内直喷的擦擦声，站车旁边听起来比奔驰GLC都安静。（文自autocarweekly）

  

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• 洛杉矶68826086 11小时前
  金属热处理工艺技术落后;金属材料科学落后。简单的说，活塞环的球墨铸铁材料制造技术有差距，热处理工艺有大差距。做金属材料基础研究乏味枯燥，待遇不如”投机倒把”很少有优秀人才静下心来几十年做这件事，况且还需要有复合知识，单一的学科知识不够用。.........
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• 回到原点5379 14小时前
  制造不出好发动机，其原因：一是制造工艺，缺乏工匠精神；二是材料科学落后：三是重视程度不够。若是象搞房地产那样的积极性搞制造业，那有搞不好的；导弹、氢强、飞船都能搞上去，发动机怎就不行了？汽车的国产化率怎就不到60%？值得深思！
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• 夏洛特有钱2018 6小时前
  我是外行，但是我理解，简单点说，就是基础工业不行，也不重视，高端人才全往房地产，金融行业跑，娱乐行业吸金无数，底层人群妄想一夜暴富，高层一心弯道超车，整个社会浮夸躁动
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• 帝国主义在中国 8小时前
  作者说的螺旋桨曲面加工受限这事我有部分了解，加工这个曲面用于潜艇或者航空部件，需要5轴以上加工中心具备五轴联动功能（需要五个轴可以同时执行差补互动），西门子可以卖给咱们五轴数控系统，但是具备5轴联动功能的控制卡是限制对华出口，这就造成了及时你的加工中心即使有五轴加工能力，却不能实现5轴联动加工。
  
  
  

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楼主今年多大了？

楼主很有激情啊！