国产汽车零部件发展到底怎样？（发动机篇）

点击：  作者：Auto Man    来源：驱动视界  发布时间:2018-08-30 09:51:13

 

发动机技术有多难？

很多优秀的发动机都来自于日德系，比如日本本田的2.4L自然吸气发动机，德国奔驰的M274发动机，保时捷的水平对置发动机，都是业内十分优秀的引擎。

问题来了，为什么这些优秀的发动机均来自于国外，国内屈指可数呢？

 

发动机是汽车的心脏，肩负着驱动车辆行进的任务，现在绝大部分自主车企都可以自己研发制造发动机，但是在一些细节上与合资有一定的差距，这些差距体验在多方面上。

很多朋友都发现，日本车发动机不能拆，一旦拆了性能和可靠性大打折扣，导致很多日系车越修越差，因为日系发动机组装都在超低温的情况下进行，热胀冷缩的原理使得零部件的间隙更小，常温下接缝更小。

即使百万公里之后，他们依然能保持着高精度的精密性，国内的无尘组装车间我们也有，高标准的制度我们也有，但是工作人员呢，劳斯莱斯都是纯手工打造，每一台车型上都有他们独特的标志，代表着匠心文化，高素质的技工我们也有，但是数量比不上日德系。

 

大众造车近百年，丰田造车70年，他们都有完善的零配件供应商，能够密切配合车企的研发工作，长期稳定输出优质的零配件，举个例子来说，早期的奇瑞轿车三大件绝对没问题，但是三大件之外的其他配件时有故障发生，不是升降器故障，就是大灯故障，这些故障都来自于供货商体系的可靠性问题。

我国汽车发动机发展现状

曾几何时，我国在自主研发上投资远远低于国外，国外的研发队伍每年的研发投资是非常大的。只有在国家政策鼓励下，才会让发动机厂走得更快一些。而且绝大多数的发动机厂都希望办成百年老店，这样肯定是一个可持续发展的企业，未来发展的路将会好走些。

 

加强对技术工人的培养和考核，提高工资待遇；搭建技术平台，对创新技术给予重奖；必须优先保护扶持本国的国营和民营企业，并引导我国企业在国内投资，不反对“走出去”到海外投资。

优秀的汽车发动机产业必然出生于一个良好的体制和科学的环境中。随着我国宏观经济保持持续健康稳定发展，我国汽车发动机水平近年来保持快速发展，奇瑞自主研发的发动机做得最好。奇瑞ACTECO发动机，第二代已上市（配2011款的奇瑞A3），采用了DVVT技术，达到国际先进水平；第三代也已上市。

吉利汽车远景以及帝豪EC7等车型配备吉利自主研发的发动机。吉利搞自主研发发动机，技术和资金比起奇瑞都要差一些。

 

长城汽车，自研的GW4G15发动机，腾翼C30、绚丽、酷熊等车型配备。还有长安汽车，也有自主研发的东安动力M系列发动机。

东风、比亚迪、长安、昌河等等自主品牌车企都有自主研发的发动机，东西是有，但是仔细分析，总是摆脱不了借鉴的影子。

我国汽车发动机产业和国际水平差距很大

起步晚、底子薄，自主车企在动力总成的核心技术开发上一直落后外企不止一个时代，虽然最近几年紧赶慢赶，加上与外企零部件供应商亲密合作，总算也搞出了低惯量涡轮、进排气双可变气门正时、直角缸内直喷、干式双离合等主流新技术。

 

但从全球市场的角度来看，以上几种技术依旧被外企的最核心技术甩几条街。丰田的双喷系统、本田的正时系统、奔驰的48V电气系统、宝马的增压技术。自主车企要是能在三五年内攻克这些难题，才算真正走向国际市场。

我国的汽车发动机产业和国际先进水平相比差距很大，基本表现在：

1.技术理论，这个是最欠缺的。

2.制造水平，我们现在所生产的发动机与国外原装进口发动机还是有很大区别的，主要体现在生产线建设、机械加工、铸造水平及尺寸控制等。而且机加工和铸造一般都是用国外的设备，主要以德国和日本为主。

3.同样的设计水平下，不同工厂生产出来后，可靠性和性能水平还是存在差距的，用同样的设备也不能弥补这个差距。

4.我们缺的是底层的技术工人，技术工人的水平至关重要。

5.出于成本考虑，一些材料用得不到位。

6.部件供应商水平不到位，毕竟发动机是系统工程，目前国内一般以外国的原型机为基础开发自己的机型，那么在这个过程就可能出现一些问题。

7.企业重视效益，缺乏持续发展的动力。

美国和日本发动机发展趋势

美国福特1.0L三缸发动机获得2014年度最佳发动机大奖。福特在涡轮之路上走得不算最早的，但福特却在小排量涡轮增压的研发上抄了近道。

 

在四缸小排量发动机越来越火的时候，福特潜心研究一度不被人看好的三缸小排量发动机，并解决了三缸机固定的噪声、振动等一系列问题，蝉联发动机年度大奖。美国目前最先进的发动机是涡轮风扇发动机，而作涡扇发动机最好的是美国的GE公司，GEnx被称为史上最安静的发动机。

在亚洲还要说说日本车，日本车讲究省油。所以你就会发现日本车大部分比德国车轻了许多。日本在20世纪60年代，发动机、变速箱等技术方面水平远远不如德国、美国，日本汽车公司选择了外形模仿，内在锐化。

在20世纪60年代，日本因为国土面积小，资源与能源贫乏，所以很谨慎开发大排量车型，日本汽车的总体特色是注重经济实用，更加追求良好的性价比，成为节能、降耗的先行者。

 

石油危机之后，美国一部分家庭难以承担高昂的油费，选择了日本汽车代替大排量美系车，而在欧洲注重节能减排之后，日本车又进一步抓住了欧洲市场，一跃成为世界汽车工业的巨头。而这种坚韧不摧的发展主要得益于汽车制造厂商的两种汽车生产管理体系。一是“全面质量管理体系”；二是“准时供应”即精益生产方式。

日本的成功经验值得借鉴，日本车企对市场定位准确。但我更欣赏德国和美国的创新和专研精神，还有优良的汽车品质。

下面具体说说发动机方面一些先进技术自主和国际水平的差距。

1 歧管电喷+缸内直喷

国内使用双喷系统的车企主要是丰田和大众，主流车型有凯美瑞、迈腾以及雷克萨斯、奥迪旗下的多款产品。

这套系统最大的特点就是融入了歧管电喷和缸内直喷的优势，同时摒弃两者的短板，实现高效稳定的燃油喷射，提高燃油利用率，从而提高性能并降低油耗，大众还给它起了一个更有逼格的名字—分层燃烧。

 

所谓的稀薄燃烧是以混合喷射系统为基础的一套用于提升燃油利用率的全新技术。在低负荷工况下，进气歧管喷油嘴会在进气冲程喷入稀薄的油气混合体，再配合压缩行程时缸内直喷喷出的油雾，在火花塞点火后实现分层燃烧，最大限度提升燃烧效率。

单纯的直喷系统形成的油气混合体并不均匀，不仅氧气过量容易形成氮氧化合物，如果是高负载低转速工况，喷油过量还会大量形成碳单质造成气门和缸体的积碳，混合喷射则完全不存在这样的问题。

2 可变气门正时+升程

可变气门正时这项技术国内已经全面普及，但其相比丰田这位该技术的鼻祖还存在巨大差距，丰田最新的VVT-iw正时系统，可以实现进排气气门的提前+延时、开启+关闭，通过这套系统，能够让发动机实现压缩比的变化，从而模拟出阿特金森循环工作模式。

过多的细节不多说，这套系统在14的高压缩比时，2.5L的排量，其吸气压缩冲程的活塞行程小于2.5L，而做功排气冲程的气缸行程大于2.5L，整个发动机相当于排量减小了，对活塞的动力利用率也更高。

 

丰田的可变气门正时技术是整个汽车行业做的最出色的，ECM能在各种行驶工况下搜寻一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，尽量减少耗油量和废气排放。

3 双涡管增压

涡轮增压技术现在已经很成熟，但外企在这方面的细化做的远比自主车企更出色，最典型的就是双涡管技术。在双涡管增压的直列四缸发动机中，其外侧两个气缸与内侧两个气缸的排气歧管是相互独立的，可以分别给涡轮增压器提供推力，降低了单一管道四股废气之间的相互干扰，从而有效减少涡轮的迟滞。

 

双涡管技术在外企的2.0T发动机中现在应用非常广泛，这套技术一般与集成排气式缸盖共享。集成式排气管的长度也远低于非集成式，更顺畅的排气过程能够有效提高排气效率，降低排气冲程的能量损耗。

同时也可以有效改善涡轮增压器的迟滞现象。简单来说，就是以前废气排放的过程走的是羊肠小路，采用集成式排气歧管后走的是康庄大道。这种多重优化的结合体能让废气排放、涡轮增压、散热、供热四个过程都得到改善，同时相比老式的涡轮增压机头结构也更加紧凑，整机的燃效、响应、散热都更加出色。

4 电控涡轮泄压阀

电控涡轮泄压阀虽然是最简单的发动机电控系统，但好歹也算是入门了。涡轮泄压阀的作用是在发动机达到高转速时，将部分排气旁通，不让其经过涡轮叶扇，防止因为增压器因为转速过高而损坏。

 

传统的真空泄压阀工作模式太过死板，是否泄压完全由排气压力决定，电控泄压阀则不然，可以自由控制泄压阀开闭的时间和开度，从而更精准地控制涡轮增压力度，同时其响应速度也会更快。

当然了，如果能摈弃废气涡轮叶扇，直接改用电动增压器，其增压力度和响应效果会更加出色，但对整机的配电系统有着更高的要求。

目前各大车企都在不遗余力开发48V电气系统，其最终目标就是实现发动机所有外围组件的电气化，包括增压、气门、润滑、散热、制冷等等，曾经用发动机皮带带动的组件未来将全部换用电机驱动，不再吸收发动机的总功率，在实现高效驱动组件的同时，也能最大限度提高发动机性能极限。除此之外，高功率的电机也能辅助发动机直接参与整车驱动，成为轻混车。

5 可变气缸

可变气缸技术一般适用于多气缸大排量车型，如V6、V8、V12发动机，但随着技术进步，现在很多直列四缸发动机也开始使用该技术，最典型的例子就是大众EA211 1.5T发动机。

因为日常行驶，大多数情况下并不需要大功率的输出，所以大排量多汽缸就显得有点浪费，于是可变汽缸技术应运而生，它可以在不需要大功率的输出时，控制关闭一部分汽缸，以减少燃油的消耗。

 

在大排量的V8、12发动机上，如果关闭一半的气缸，整个发动机起码都是四缸发动机，因为缸数依旧很多，气缸之间依旧能相互抵消冲量，减小谐振，但对直列四缸、V6发动机来说，如果关闭一半的气缸就会变成两缸、三缸，这样气缸之间不能抵消冲量，就会产生较大的谐振，怎样平衡谐振，让发动机更安静稳定的运行时低缸数发动机实现可变气缸的重要难点。

革命尚未成功，同志仍需努力

德国的博世、美国的德尔福、日本的电装几乎垄断了国内所有的电喷系统市场份额，博世的市场份额一度超过60%。

从自主品牌（也称中国品牌）、合资品牌，甚至连商用车、柴油车都在使用上述三个集团的电喷系统，每卖出一辆车，供应商便可以有千元左右的利润。

而日韩汽车企业特别在意控制整个上下游产业链，既可以规避非体系供应商供货不足引起的停产问题，还可以建立自己的标准体系。

丰田集团下的日本电装、爱信精机、丰田自动织机三家公司主营的就是各种汽车零部件，丰田自己的体系就形成了一个闭环，也就是说不需要其他欧美供应商，丰田就可以独立完成车辆大多数部件的生产和制造，核心零部件的技术始终掌握在自己手里。

由于国外的零部件巨头在技术上领先，在国内本土企业没有突破技术壁垒之前，采取高额的定价你也必须接受。

德国博世集团2016年在中国地区收入915亿元人民币，贡献了亚太市场60%的销售额，以及全球销售额的17%，国内CVT变速器使用的钢带更是8成来自博世供应。

目前全球的汽车厂家中，能够做到不从外部采购任何零部件的企业基本上不存在，如果单从供应商名单上来看，奔驰、宝马、奥迪的供应商也一样是长安、吉利这些自主品牌的供应商，但是我们不能只是汽车零部件的搬运工，需要有车企能够取得突破，掌握核心技术的生产，才让品牌向上更加扎实。

虽然北汽本月底将在北京市停止自主品牌传统燃油车的生产，国家引导、市场热捧的电动汽车的发展也如火如荼，但是内燃机彻底退出汽车行业恐怕并不会是眼前的事，所以在汽车发动机领域，我们不能完全放弃，革命尚未成功，同志仍需努力。

【本文综合整理自微信公众号“驱动视界”。】