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                更強大的“汽車心臟”是如何煉成的

                發布時間: 2021-08-11     來源:中國青年報

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                作為“汽車的心臟”,發動機的設計流程、制造工藝都十分復雜。因此,設計團隊必須衡量多方面的因素,通過更周密的技術手段達到“比全面更全面”的終極目標。



                在北京汽車動力總成有限公司發動機開發部部長范子柱看來,就像奧運會賽場上的斬金奪銀的運動員大多要經過“十年磨一劍”的艱苦訓練,打造一款像“全能選手”一樣的發動機也需要技術團隊的長期堅持。


                北汽動力燃燒開發主任工程師蘇方旭說,面對未知的挑戰、艱難的技術攻關,團隊所有成員的想法需要盡快達成一致,“把A156T2發動機當成自己的孩子來培養,我們認定了這件事情就要把它干好?!?/span>



                作為工程師中少有的“女將”,北汽動力結構仿真責任工程師趙志芳從未想過在工作中的性別差異?!半m然A156T2項目團隊男女工程師的比例大約是4:1,但大家在工作上其實沒有所謂的‘性別差異’,每個人都是想著怎么去把事情做好,把產品做漂亮?!?/span>

                最近,北京東方基業汽車城內某汽車品牌銷售顧問趙夢之發現了一個明顯的變化。

                “近幾年到店選購汽車的顧客,尤其年輕人對汽車性能參數和智能化配置詢問得很詳細?!壁w夢之對記者說,“無論什么年齡層、什么消費階段的消費者,都十分重視汽車的關鍵性能,尤其是發動機的技術水平?!?/span>

                正如趙夢之所言,汽車的發動機、變速箱和底盤被稱為汽車的“三大件”?!叭蠹钡馁|量直接影響著一輛汽車的品質和性能。其中,發動機更是被譽為“汽車的心臟”。

                “一方面,發動機決定著行駛的體驗感和安全性,并在很大程度上決定了汽車的保值率;另一方面,發動機作為最重要的零部件之一,直接反映出車企的研發水平?!比珖擞密囀袌鲂畔⒙撓瘯貢L崔東樹分析說,一些發動機中的尖端技術還可以應用在汽車生產制造的其他領域。

                崔東樹介紹說,在過去很長一段時間,發動機領域的前沿技術都掌握在國外汽車品牌和零部件供應商的手中,“國內的汽車廠商大多只能購買成品,因此在采購和生產制造端常常受制于人?!?/span>

                不過,這種情況在近些年得到了明顯的好轉。在“科技自強”的號召下,一批自主品牌攻堅克難,集中攻關發動機領域的技術難題。如今,“碳中和、碳達峰”的目標又給汽車發動機研發制造提出了新要求,自主品牌據此不斷探索,全力鍛造更強大的“汽車心臟”。

                發動機“全能王”要像奧運選手那樣“十年磨一劍”

                今年年初,綜合數據服務平臺大搜車智云發布的一項調查報告顯示,有超過81%的消費者在選車前對于汽車發動機產品有關注和研究,而大多數人關注的是汽車發動機的動力、扭矩和油耗這幾大問題。

                不過,打開汽車投訴排行榜,就會發現包括“機油增加”“機油乳化”“發動機異響”以及“發動機轉速異?!本闪死_著消費者的“老大難”問題。

                “作為‘汽車的心臟’,發動機的制造工藝很復雜,因此不能單單從某一個方面斷章取義?!逼囆袠I分析師劉志超解釋說,“就像人在身體健康時一切都好,一旦某個器官出現問題,就可能呈現出多種癥狀。汽車發動機也是如此?!?/span>

                正因如此,發動機的設計工作向來十分復雜,設計團隊必須衡量多方面的因素,通過更周密的技術手段達到“比全面更全面”的終極目標。

                在北京汽車動力總成有限公司(以下簡稱“北汽動力”)發動機開發部部長范子柱看來,就像奧運會賽場上的斬金奪銀的運動員大多要經過“十年磨一劍”的艱苦訓練,打造一款像“全能選手”一樣的發動機也需要技術團隊的長期堅持。

                “為了這款全新發動機,我們公司200多人的研發團隊已經奮斗了1000多個日日夜夜?!彼貞浾f,從2018年立項開始,這款名為A156T2的發動機已經研發了3個年頭,與上一代相比,在1682項技術指標上實現了大幅提升。

                作為A156T2項目總工程師,范子柱坦言,之所以能夠實現如此大的提升,離不開北京汽車以“平臺理念進行發動機開發”這一關鍵決策。

                “以往的平臺理念通常用在整車開發或者底盤設計領域,但是北京汽車卻創新性地進行發動機的平臺化開發?!甋UPER POWER動力平臺’是一個非常具有延展性的平臺,可實現功率范圍在90-164kW之間的擴展?!狈蹲又榻B道。

                據了解,因為采用模塊化設計理念,“SUPER POWER動力平臺”讓通用化率達到95%。例如附件模塊、進排氣模塊、燃油模塊、活塞模塊、曲通模塊、缸體模塊、缸蓋模塊、配氣正時模塊、冷卻潤滑模塊,這些都可以根據需要進行靈活的組合和搭配。

                因此,在“SUPER POWER動力平臺”的基礎上,北京汽車計劃衍生出三大系列的產品,其中不僅有主打強勁動力的“S系列”,和可實現動力性和經濟性平衡的“H系列”,更是面對新能源的大趨勢,推出了主打混動體驗,節油率可達35%的“E系列”。

                眾所周知,作為直接影響油耗的參數,發動機的熱效率至關重要,熱效率越高表明汽油燃燒越充分,即用更少的油獲得更長的行駛里程。

                在開發A156T2發動機時,北京汽車的SUPER POWER動力平臺將渦輪增壓技術和冷卻EGR技術高效結合,配合米勒循環,將部分廢氣經冷卻后再循環進入缸內參與燃燒,在降低廢棄排放的同時,提升燃燒效率。

                數據顯示,在A156T2發動機實際應用的場景中,92號油品即可讓其實現42%的超高熱效率,遠超同行的38%熱效率。

                “具體到不同部件,相較于上一代發動機,北汽A156T2這一代發動機在以下不同部件進行了大幅提升?!闭劶斑@一話題時,范子柱如數家珍地說,“整機性能提升233項、熱力學提升295項、部件性能提升823項;NVH性能提升261項……”也正是總計1682項指標的提升,讓這款發動機的實力實現了真正的飛躍。

                衡量一款發動機必須進行全面考核,而這意味著研發人員必須系統性地解決其中的技術難題。

                以發動機噪音控制為例,通常情況下,在一臺整車的NVH品質控制中,包括發動機噪聲、輪胎胎噪、風噪等三大部分,僅發動機的NVH調教工作量就十分巨大。

                在范子柱看來,僅從工程師角度出發去調教NVH的時代早已過去,現在更傾向于通過設定用戶的場景來進行調教,這就是發動機研發過程中的“用戶思維”。

                據了解,對于一臺發動機NVH的評價不僅是分貝和大小,還包含尖銳度、粗糙度等多個指標?!耙獙⒑寐牭穆曇舴糯?,不好聽的屏蔽掉。還要讓用戶在開車駕駛時有參與感。因為除了發動機的性能外,聲音也是極其重要的互動工具?!狈蹲又忉屨f。

                通過使用SUPER POWER動力平臺的高模態結構設計,范子柱和同事們降低噪聲輻射,并采用噪音低、傳動平穩的同步帶正時傳動系統,具備21項降噪黑科技,怠速時發動機噪聲保持在57.4分貝以內,能為車內乘客提供更加靜謐的駕乘體驗。

                正是抱著“對任何一個領域都不放松”的態度,讓A156T2發動機在智能化、燃油節能效率、NVH和品質等領域都能夠處于領先位置?!皩τ诂F階段的北京汽車而言,這款發動機意義重大,它將搭載在北汽明年發布的全新SUV上。同時,北京汽車的后續車型也都會搭載這款‘全能’發動機?!狈蹲又缡钦f。

                “每一位青年工程師都是一座技術富礦”

                “其實,每一位青年工程師都是一座技術富礦。過去只是像一群流水線上的組裝工人,把國外企業生產的各個零部件運送到廠房,進行組裝?,F在則完全不一樣,大家不僅能夠開發新產品,而且能夠將一些技術進行‘反向輸出’,我覺得工作更有價值感和認同感了?!边@是某自主品牌一線操作工人的真實感受。

                這樣的變化離不開自主品牌企業對于技術的重視和投入,更離不開工程師們日夜的探索和改進。在北京汽車A156T2發動機的背后,就有這么一群踏實肯干的青年工程師。

                在外人看來無限繁瑣,甚至有些無聊的各項驗證、試驗,在北汽動力總成的工程師眼中總是“有趣且令人富有成就感的”。

                “總有人問我,為什么工程師都這么拼,可我覺得工程師其實很單純,只要我們認定了一件事情,就要把它干好。我們把A156T2發動機當成自己的孩子來培養,就是這么簡單的想法?!北逼麆恿θ紵_發主任工程師蘇方旭笑著說。

                “不知道大家清不清楚,絕大多少主機廠通常都會在發動機熱機狀態下把噴油、點火等策略標定出來。但經過我們分析發現,還有一部分人用車集中在暖機的時候,此時發動機一些控制參數會出現偏差?!碧K方旭回憶說。

                為了讓用戶在使用過程中更直觀、準確地了解發動機的性能,蘇方旭和同事在A156T2H項目里面加入了“暖機標定”:直噴發動機臺架標定通?;旧鲜?-8個月,在這個基礎上又加了4個月左右的暖機的標定。

                “2020年年初,我們準備為發動機做性能方案實驗驗證時,新冠肺炎疫情暴發。為了保障項目進度,我和同事最長連續工作了一個月?!碧K方旭淡淡地說,這種例子在團隊中屢見不鮮。

                作為工程師中少有的“女將”,北汽動力結構仿真責任工程師趙志芳從未想過在工作中的性別差異?!半m然A156T2項目團隊男女工程師的比例大約是4:1,但大家在工作上其實沒有所謂的‘性別差異’,每個人都是想著怎么去把事情做好,把產品做漂亮?!?/span>

                趙志芳坦言,前幾年北京汽車的公開發聲不多,但其實每個北京汽車的工程師心里都“有一股勁兒”,有一種渴望成功的強烈愿望在,所以在趙志芳和同事們眼中,A156T2項目我不僅僅是一個產品,更是一個向前突破的希望。

                青年工程的這份熱情和不斷向前探索的勇氣,自然兌現出了更好的產品和價值。

                “我們大團隊的氛圍非常棒,每一個工程師提出任何一個想法或者是建議,都不會被輕易否定,一定要經過論證研究后,才能下定論,然后再去推進項目?!壁w志芳興奮地說,這讓每一個工程師都有被尊重的感覺。

                “大家的主人翁的精神很快被調動起來了。大家都意識到,這個產品就是我們自己的,把它干好就是我們應該干的事?!壁w志芳對記者說。

                正是憑借著這樣一群踏實執著、勇敢探索的青年工程師,北京汽車一步步突破了技術關卡,在發動機等核心技術領域實現了跨越式發展。

                “發動機研發的工作就像在黑暗中駕車前行。有時候,你會覺得那種黑暗是令人絕望的、沒有希望的,但更多時候希望會像天上的星星、前方的螢火蟲一樣,突然出現,引領你不斷突破自己?!狈蹲又锌f,“可能到產品下線的那一刻,我們依然覺得不夠完美?!俣嘁淮卧囼?,再多一次調教’是一臺發動機不斷進化的必經之路,更是一個工程師的自我進化和修養?!?/span>
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