中国造不出世界主流水平的汽车发动机吗?

酋长导读

这是知乎上一个名为《中国造不出世界主流水平的汽车发动机吗?》的问题的高赞回答,回答者Danny是前奇瑞发动机工程师,并曾任职于德国格特拉克、博世等公司。截至目前,这篇问答在以3844赞和667条评论稳居回答首位。


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在这篇回答里,你可以了解到,一家中国汽车公司能够在发动机开发领域达到什么样的高度,是不是真的像很多人(比如雷军)想象的那样,造不出好的发动机。这篇回答也很好地解释了,奇瑞和AVL、里卡多这样的第三方公司是什么关系,是不是某些别有用心的人所说的“外包开发”。当然,作者也很清楚的指明,如果没有包括品牌、渠道等在内的体系能力,这样的发动机开发能力并没有什么卵用。

本文版权归作者Danny所有,CheryBlog已获得作者授权发布,并进行了简单的校对、排版和标注(加红部分)。再次感谢Danny。

以下为原文:

作为一个曾经的发动机内层研发人员,看到一些高赞回答图文并茂的黑国产发动机(不只是发动机),我想问,你们是发动机内层研发人员?还是说去看过德国发动机研发过程?好好的发动机问题,为什么要加上什么德国日本精神问题?好好的技术问题,上升到哲学,上升到民族。

先上结论:不存在的。中国造的出世界主流,甚至领先的发动机。

评价发动机的几个指标:经济性+动力性+排放!其余的是可靠、耐久、NVH性。

先从小白最关心 的基础指标说起。

可靠性,通俗的说就是生命周期内不坏,不能三天两头修。当然你说你发动机噪音大,但是,你能开几年,噪音始终如一的大,也证明你可靠性很高

耐久性,就是这个发动机我到底是能用50w公里,还是40w公里

NVH,就是噪音震动这块,这个在基础性能里面其实是不好做的,在2011年的时候,国内有些企业能做到噪声和合资一样大,但是声品质还是比不过。噪音一样大,声品质不如,就是曾志伟和林志玲说话声音一样大,我听见曾志伟说话,就难受,听见林志玲感觉很爽。有些发动机,声音到不大,但是给驾驶员感受是“我不行了、我不行了”;有些发动机声音给驾驶员感觉“我很有劲、我很有劲”。这是声品质问题。到了2019年,就我观察,也基本都达到合资水平。

达到了上面几项之后,我们的发动机就“合格”了,解决了很多小白的问题。小白也不用担心什么寿命,坏的问题了,其实想想,大家见过几辆国产车,因为发动机故障,把大家仍路上呢?基本是没有的。

解决了“合格”问题,那就是如何奔向“优秀”,或者“卓越”

这3个指标变核心:经济+动力+排放(三者互相矛盾,需要平衡)。

这3个指标,核心能力聚焦在2个部门:热力学开发部和电控部

热力学开发部,就是燃烧室开发,燃烧是发动机最核心,这个类似孩子的先天基因,到底是刘翔,还是姚明的问题。中国做热力学开发的很少(2011年)。其中核心设备玻璃发动机+高速摄影机,当时国内只有2-3家有,其中一个是天津大学。我之前所在的C公司,热力学开发部,大部分是博士学历(浙大的比较多),硕士有,本科生基本没有。

电控开发部,是后天教育,先天基因是姚明,还是刘翔,都需要后天培养。其实大部分发动机先天不会差这么多的,只能说是普通人,学个拳击还是足球,都可以的。在2011年,电控这块,国内很多企业,或多或少都会点,毕竟能迅速改变性能,只是各家深浅的区别。北京附近某公司,之前长期用三菱发动机的燃烧室,后面就是自己做做电控

上面是发动机开发的基本知识。下面是我参与经历的项目:

2011年左右,国内C公司,经过前面2代发动机的积累,开始步入研发世界顶尖发动机的道路!

这批发动机是这样的。

1.0、1.2、1.6、2.0排量(有没有1.4没印象了,1.6是核心机,率先开发,2.0随后)。开发过程是平台化、模块化的。这几个发动机,大批量共用零部件,分别通过削行程和削到3缸来实现了大批量零部件通用。

2.0和1.6是四缸机,区别基本只有曲柄连杆长度。1.2和1.0是在四缸基础上,减去1个缸,再改变连杆长度获得。其中1.6是核心机,是率先开发项目,2.0随后。

这样,大批量零部件是通用的,研发周期可缩短,制造成本也由于量大而降低。

2.0那款发动机,在2011年,功率大概175kw,扭矩420(标定版本不同会有差异!也有个350版本),并且在1500转达到最大扭矩的90%。

外特性特别出色。排放是当时欧5水平。经济性,安装到迈腾上,欧洲循环测试,百公里油耗7.2左右(自己没有这个层次的车,所以在迈腾上测)。

这批发动机和奔驰宝马比?缺了机械增压。奔驰宝马一般是双增压,机械+涡轮,这个是单增压,成本导致的,我们也想做个举世无双的发动机啊,机械增压,提高的低速扭矩,在低速扭矩这块,和奔驰宝马有差距,但是,其他方面,大部分核心指标是领先的。

这么厉害的发动机,岂不是惊为天人?这是2011年。



然而,并没有什么用,发动机卖不出去,1000人研发的发动机,卖给自己的整车,自己的整车都不要,我们的车才五六万,七八万,你这个发动机安装到15w的车才能吃得消。我们不用。

发动机的人说,你安上牛B发动机,能卖高价;整车的人说,等我15w的车卖出去,你再来推销发动机吧,你这发动机步子太大,容易扯到蛋。互相扯皮,不知道先迈哪条腿。

这批发动机当时就这么废掉了。

意外之喜,国外某著名的豪华SUV品牌,长期没有自己的发动机,又想进中国市场,进行本土化生产,于是一拍即合,你有发动机,我有整车品牌,太好了。于是创造了一个记录:发改委最快审批合资车项目(汽车合资,发改委审批很严格)。

这批发动机死了吗?除了和某外资SUV合作外,到了2019年,这批发动机要上市了,1.6排量,功率大概135kw,扭矩290(1500转达到最大功率90%)。不过,时过境迁之后,国六开始了,这批发动机,又重新标定下(就是改下软件),改成了国六排放,上市。

汽车发展到现在,已经不是单一技术的问题了。扔个保时捷的w12发动机给吉利,吉利能用上吗?不能。吉利的体系,不是支持w12的,目前吉利的体系,是支持6-12w车的。

汽车到今天,已经是体系竞争,这个体系含有:品牌运营+产品设计+制造+供应链+渠道等。

我们和顶尖汽车企业的差距,不是单一模块的问题,是体系能力。

举个例子,就是发动机,我确定中国能造出世界顶尖发动机,但是,这和客户感知到顶尖发动机依然还有距离,发动机+变速箱才是客户能感知的动力总成,才是客户感知的“发动机”,所以,你解决了发动机,不解决变速箱,连发动机客户都感知不到。解决了发动机+变速箱,还要解决有车能搭载,有车能搭载,还要解决能卖得出去。

下面是6月2号内容的补充

鉴于小白比较多,发动机基础知识再补充

1)对于发动机动力,核心是扭矩,虽然扭矩和功率是一回事,但是大扭矩非常容易增强低速(车速)体验,这个点很重要,汽油机和柴油机,有先天扭矩差距。

2)低速(发动机转速)扭矩,是更重要的指标,把低速扭矩做上去难度很大!汽油机一般从怠速650开始工作(有些车标定怠速是750,800等),这个时候,是汽油机最弱的。能把最大扭矩,拉底到650的,这个水平是极其高的(柴油机没有这个问题,所以他们低速很有劲)

3) 发动机行业比较强的组织

在发动机领域,除了主机厂例如奔驰宝马等比较强,还有SWRI,里卡多,FEV,AVL,这4家有比较丰富的经验。其中,SWRI,当年只看过他们的论文,AVL,FEV有合作。除此之外,我们接触过西北大学(不是中国那个西北大学)的某教授,做燃烧的,但是这可能是具体某个企业状态,不是行业通用的。



国内的大学,天津大学可以说是一骑绝尘的强。后面几个,上交大,西交大,清华,浙大比较强。尤其是天大和上交,有合作关系,上交的许敏,在这方面比较有经验 ,大概是当时国内第一个汽车工程师协会会员(SAE)。

当然,国内读研的话,华科,哈工大等也可以,但是他们在发动机领域并不强,只是靠学校撑。

4)围绕汽油机燃烧的,一个核心问题是:爆震

爆震一直在限制这个行业的上限,为什么汽油机效率赶不上柴油机,因为汽油机爆震 ,柴油机没有。

解决爆震,行业有通用做法:调节点火提前角。爆震了,你一下子远离爆震点,这样爆震快速消失,再慢慢逼近爆震点;也可以慢慢远离爆震点,这样爆震慢慢消失!原则是:逼近爆震,又不爆震!怎么判断爆震?因为你安装的有爆震传感器。

但是, 我们还遇到更严重的爆震:超级爆震(C公司的叫法,不知道其他公司怎么叫。当时全球大概有几十篇论文。后来国内天津大学有些教授也有研究)。我们发现行业通用经验--点火提前角是无效的。爆震的冲击力是5-10倍之前的爆震(多少倍我记不住了,因为那是combustion部门的要做的事情,但是,最低是5倍以上没问题,当时我看那个曲线,非常震惊),基本几分钟内,发动机会废掉!超级爆震有没有解决?有,不是用点火提前角,是综合手段,有可能这涉及到企业一些商业机密问题,所以回避!

5)发动机外特性曲线

这种概念,可以看本科教材,或者百度,上面解释的比较清楚。

6)发动机是高度产业化的工业产品

这句话的意思是?意思是你的成长是密切和产业链挂钩的。例如,你想要电控的硬件,就是博世、马瑞利、大陆 、电装等企业提供,当然,也见过摩托罗拉等公司也有类似芯片,但是没见过整套硬件。

发动机产业有多成熟?成熟的相当惊人。

你不会研发?有专门的发动机研发学校可以教,找AVL、FEV、里卡多这类公司,他们可以教,并且是真心教(类似IBM教华为流程规范)。只不过学费贵点,这些公司也不是赚学费,还有设备费用,例如台架这种设备,你只要会了发动机开发,一定得买,大公司买几十台台架很正常,这样费用几个亿,基本还都是买他们的。

这些公司能不能把你教到100分,不能。因为他们更接近学院派,实践经验,尤其是规模化生产方面,经验并不丰富,但是教会开发个70分、80分的发动机完全没有问题。

你具体细节不会?例如之前搞个自然吸气,想加个套(涡轮),可以直接委托给供应商,例如伊顿、博世他们也能匹配个八九不离十。

这种都是可以让供应商搞的。所以,我们基本不会发现哪家自主汽车品牌(月销量能上5000台的),还搞不定发动机。

难度在于70分、80分进军90分,95分(当然上面也举例说了,C公司可以做95分发动机)

用这些供应商,算不算自主创新?如果宝马的发动机算,那就是自主创新,如果你说宝马是组装发动机,那这就是组装,因为宝马奔驰奥迪都是这样的(JLR除外)。

7)材料是限制因素?

真不是。因为对于汽车企业,就是自己做缸体缸盖。其他的活塞,连杆都是买的,供应商很专业(BBA都是这么来的)。缸体缸盖,中国的水平可以的。认为发动机是材料问题的,估计是看航空产业看多了。

8)量很重要

对于成熟工业品,量非常重要。没有量,供应商就不跟你。你突然搞出高端发动机,需要高端电控部件,供应商并不会为你,在中国单独设立生产线。那就是,你得慢慢来。

9)汽车、发动机是军团作战模式

研发一款车,需要6000-10000人协同,而发动机,也需要差不多1000人。需要人的协同,军团作战, 个人能力突出,作用极其有限。

同时,他也是产业链的军团作战,你没有体系,你无法一起向前走。手机也是这种成熟模式,可以看到华为手机,他的高端也是步步上升,从1000+,到2000+,到3000+,慢慢破4k,破5k。当华为手机只能卖2000的时候,你说他什么部件差?都差,因为他整个就是2k价位的军团。

10)汽车是长周期,耐用消费品

另外的意思是,他的研发周期很长,德系一般是5年,国内企业压缩周期,最近听说有28个月能搞一款车的,实在是厉害。长城就通过冬天去漠河,和澳大利亚,同时做了高温和高寒试验,我想其他企业可能也取得真经了。

11)大家看到的汽车之家,也是汽车体系能力的体现!每个大的汽车企业,基本每年给汽车之家进贡5亿左右,个别会到10亿(怎么得出这个数据的?汽车之家2018年营业额差不多70亿,中国主流汽车企业,也就是十来家,钱从哪里来,不言自明)!这里面,钱多的,基本不会有坏话,对手坏话明显增多。注意,汽车之家和百度有区别,百度的广告是著名广告。汽车之家是混合到帖子等里面去。凡是出点名评测媒体,他们基本都从汽车企业拿钱。自主品牌谁钱多?前几年是长城,现在是吉利。

不过我一直强调,这是能力的一部分,体系能力,这是褒义。

其他是关于我参与或者自己见解

1)该合作的外资品牌,从2011年我接触,到现在2019年,它的发动机技术没有变化(排量2.0.量产版的扭矩是340,但是最大扭矩转速很低,是1250,除此之外,发动机的最大功率被调高到177kw)

2)到今天,这批发动机的1.6排量,已经上市,大家可以去体验,只不过,比当年功率调高了,当年我记得是136KW,现在是145kw。扭矩和当年差不多是290(当年是1500转最大扭矩90%,不知道现在市场用的是不是这个指标,因为我没有看到现在的公开资料)


3)我从来没说过中国汽车行业先进,并且,我是强调落后,是体系能力的落后。虽然个别企业,可能在某个环节突破,但是整个体系依然很差,作用不大。

6)为什么我这种小人物,就知道体系的概念 ,大boss还居然研发这种发动机?

就我观察来看,和大boss出身有关,此人搞技术的,那个时候,不愁销路,做出来啥,客户买啥,导致的心气比较高 ,技术为王,工程师为研发而研发,市场部的地位极其低下。

当然,从2019年看,凡是自主品牌汽车,搞技术出身的大boss带队的,发展都很差。长城、吉利、传祺发展好,和他们boss有很大关系(荣威不知道他们boss是不是市场出身。这4个是发展比较好的自主品牌)。

7)我做什么的?

我是一热血青年, 我之前认为中国发动机落后,就投入到发动机研发领域了,薪资很低,是2080元每月(单纯觉得能做点事情,并没有考虑待遇)。做了几年发动机,发现发动机并不落后,是自动变速箱落后,于是又去了号称全球销量第一的G公司做变速箱,这个公司让我学到了不少东西,尤其是视野,见识方面 ,做了几年之后,我判断变速箱,其实也不是核心因素(我在的最后一年,长城已经投入40亿做变速箱,吉利也重金投入,想来现在已经有小成)。核心是体系能力。

开过的车?

100款以上是有的(国内常见的车,基本都开过。包含比较稀有的贾跃亭的那种车;蔚来汽车的限量版,去纽博格林那个款)。只不过,我从来不是车迷。不是工作需要,我不想对汽车做任何了解。

开过车的地方? 中国黑龙江黑河,南方海南,西部的昆仑山,新疆的火焰山。德国的科隆,法兰克福等

现在干嘛呢?

是一个创业者,非汽车领域的创业者。只是还关注汽车行业。

8)中国总理说造不出钢笔头,于是几个月后,中国企业攻克了,但是,攻克比不攻克还可悲,因为这个企业,实际从经济效益,做这个事情是亏损的(它捞到政治红利另说)。这是市场经济,是要考虑效益的。9012年了,还认为是某个局部技术落后的,导致汽车落后的,请醒醒!

下面是19年7月6号更新

一、对上文注释类

1:保时捷是不是有W12?我写回答的时候不清楚,后来我百度下,是没有的。文中是举例子,意思是特别先进的的发动机给吉利,吉利也用不了。我是认为吉利是目前自主品牌,体系能力最强的汽车企业。

2:奔驰宝马等是不是有双增加(机械+涡轮),在11年研发方向上是有的,是增压器供应商所提供信息。

3:因为说玻璃发动机,而不是说光学发动机,所以质疑我不是业内人士,这么秀的推理能力,请去开侦探公司,这个职业很适合你。

4:你的本田1.5发动机,才80左右功率,我说的1.6,能130+的功率,所以得出我吹牛的。谢谢,你长的丑,和我帅没有必然联系

5:对于理性表达质疑的,我都会一一回复。对于上来就尖叫谩骂者,必怼之。

6:汽车发动机,11年之后是不是技术停滞的?基本是的,消费者,主机厂已经转移了注意力,转移到了电动混动和无人驾驶互联网等方向,传统发动机几乎没有进步。参考JLR、奔驰宝马等,我7月5号去体验GLA、GLC等,他们的发动机和11年比,基本是一样的。

7:由于知乎互联网从业人员多,本能以为汽车发动机很多专利。其实是基本不存在的,汽车发动机是几乎没有专利的。

互联网IT发展很快,专利积累快,等专利过期那技术也没人稀罕了。汽车发动机行业(新能源除外),就是那点东西,多年不变,已经做透,比的就是谁的集成能力强

二、我能不能讲点变速箱知识?

比较难。虽然我之前在G公司做变速箱,但是依然很难讲,因为变速箱和发动机差异很大。

差异最大是产业链完善程度,发动机产业链完善程度,堪比组装手机,做不出华为苹果,组装个2000块的手机还是容易的。

发动机是整个行业基本都是汽油机(柴油忽略不计),技术基本都是可以移植的,所以,你几乎可以研究所有的技术,往自己发动机集成,来达到最大效果。

自动变速箱是不行的。大的分类:AT、CVT、AMT、DCT。

这里面,技术并不通用,我做的DCT,把齿轮研究的透透的,结果你搞CVT,连齿轮都没有。所以,一个工程师,一个企业,是没有办法,也没有必要把市面上所有技术都研究一遍的。

更可怕的是,同一家公司,即使都是DCT,前一代和现在的,也可能存在结构的重大差异,例如车迷都知道的干式双离合, 和湿式双离合,这2个很多技术就不通用。即使同样都是湿式双离合,大众的博格华纳系和格特拉克系,也不一样。

整体上,中国在自动变速箱,比发动机要落后。

这里面的原因是多方面的。最大的原因是和发动机一个门派不同,变速箱门派太多,导致产业链集中度很差。发动机是全行业往一个方向集中, 变速箱是大约4个方向,并且这4个方向,各大汽车企业,态度基本是摇摆的。尤其是中国自主品牌,长期是低端车,手动挡为主,本身市场容量小。

AT变速箱:主要企业是爱信和ZF,核心部件是液力变矩器

CVT变速箱:基本没有独立供应商,南京邦奇算一个吧(这是外资公司,哪个国家的我没有了解过)。CVT核心部件是钢带,钢带主要掌控在博世手里。

AMT:这个没有技术含量,但是效果差,国内基本都可以搞定

DCT:格特拉克,博格华纳等企业提供。其中核心部件是双离合(离合器一般是舍弗勒和博格华纳),成本大约2000快

这些企业基本是互不相通的。

国内的企业,就我在16年的了解:

吉利:AT、DCT双管齐下,AT应该是放弃了

BYD:DCT,没听说他们搞CVT和AT

长城:DCT

长安:不清楚

奇瑞:DCT CVT AT都搞过,应该是押宝CVT了

和发动机比,这么多的方向,导致整个行业供应商不是力往一处使。其中,吉利、长城、BYD都在搞DCT,但是他们自己各自为战,是不是双离合原理不一样,也不好说。

这大大拉低了中国追赶世界水平的速度。

第二个原因是:磨合时间。

鉴于知乎主要是IT互联网人员,我们可以这么比喻,发动机是硬件,变速箱是软件,要发挥硬件威力,需要软硬件结合,这个过程需要5年左右的磨合(当然慢的话8年也是可能的)

为什么这也需要磨合?因为我们国内,一旦采购国外变速箱,例如用格特拉克的,他们的变速箱开发之初,就没考虑国内发动机匹配,考虑的是宝马、福特等企业。让他们的软件匹配中国发动机这个硬件,是有难度的。

举个例子,DCT换挡,请求降低扭矩150nm,对于宝马或者福特来说,由于长期配合,他们知道,你会有这种请求,我发动机要适应 ,不能熄火。对于国内发动机,由于从没考虑有这么大扭矩请求,那么我只能不响应 ,要么响应你,我发动机憋死。这就是没磨合匹配好,需要双方协调。



国内企业掌握了发动机,甚至能造出世界级的发动机,变速箱还要差点,当然,我不清楚奇瑞变速箱(CVT)和BYD变速箱(DCT)情况,他们2个公司的产品完善度,需要这2个公司的变速箱部门人员来解释。

对于吉利、长城,我基本确定,完善度到2016年依然不高,因为我当时开的是试验车,他们的第一代产品还没上市(2016年),一般来说需要1代产品积累以上,才能谈完善度问题。

那真是变速箱本身很完善呢?例如奇瑞CVT和BYD的DCT,变速箱是完善的。那还有下一步,动力匹配,就是软硬件结合。这个才是客户体验。

到发动机变速箱匹配完成 ,客户才能在自动挡上感受到发动机的全部效果,当然,之前是手动挡可以体验。

大家可以自己去测试,几个简单工况,就可以知道动力匹配的情况。

工况1:原地D-R档切换(有些车不能这么操作,那就跳过这个步骤),注意不要踩油门

一般情况是D档,没有油门,车辆前行速度一般是4-6km/h,迅速切换R,车辆变逆行,逆行速度一般是4-7km/h,如此R-D,D-R切换,密切关注车辆顿挫,抖动情况。

工况2:原地全油门加速,到80即可,注意1-2,2-3换挡平顺性和加速性,当然,档位越高,平顺性越高,因为传动比差距越小了。

工况3: 60左右速度,突然深踩油门,一般是50%以上,促发变速箱降档,看动力迟滞情况。注意,所有的车都有,包括BBA。这中间涉及6档(或者最高是5档),降低到3档,或者2档,然后再升到6档,这中间动力很容易产生阶跃突变,驾驶员会感受很差。

典型驾驶员感受:深踩油门>0.5到2s没有感觉,驾驶员失望等待(这时候变速箱降低档位,发动机升速)>突然动力增强,甚至推背感,驾驶员感觉很唐突(变速箱已经内部完成降低档位,例如6档到了3档)>>刚感受推背,动力突然又降低一大截(又开始升档)

工况4:上坡,例如10%的坡度,不加油(怠速)缓慢爬行,看车辆抖动情况。

这4个工况,基本就能判断发动机--变速箱匹配的完善程度,一旦做好,就不存在什么技术障碍了,纯粹是汽车企业耐心问题了。

整体总结:变速箱要比发动机落后。但是,随着吉利、长城大举进入DCT行业,经过一代产品(5年)之后,基本可以达到软硬件一体的,协调运行的地步。当然,如果先头部队奇瑞BYD已经走的更远,那是行业幸运,证明已经可以赶上国外了。

至于那些到目前为止,还没有自己自动变速箱的企业,还需要加油追赶,有量的话,再过5年,8年或许能赶上。

2019年7月14日更新

主要是针对文字的圆润,更多的是针对非行业人士的优化,让更多非行业人士能看懂。

关于保时捷W12、奔驰宝马双增压,依然不会改。不会改的原因,因为多次回复,这个问题已经沦为智商鉴定题。是鉴定出一批阅读障碍患者,这种人的的质疑,不必要回复。



本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
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