为什么国产发动机一直造不好?造发动机到底有多难?

艾能发电机组厂家
2018-04-15
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很多人都在说,中国到目前为止还不能自己研发一台汽车发动机,同时也有不少一些在汽车动力总成零部件供应商的朋友告诉教授,目前我国确实不具备自己研发跟上世界潮流的发动机。


当然相信你们也都听说过这种理论,但我们今天想问的问题是:造一台发动机很难吗?接下来,我们试图从发动机的整个制造过程来分析一下,制造一台现代汽车发动机,到底有多困难。


沙子-制造发动机的基础

也许在大家的想象中,汽车发动机是由一整块钢铁或者铝合金,用机器削出不同的零件形状,再组合起来的。但实际上,所有发动机制造的起点,来自一种称为沙模的东西。顾名思义,这是由沙子造出来的一个模具。在这个沙模里会有很多的孔位和空缺位,这些空出来的洞,全都是为下一个工序设计的。


要保证下一道工序生产出来的发动机雏形各方面的微观数据都正常,沙模必须由非常精密的机器进行雕刻,沙模的精度要求极高,哪怕是一毫米的误差,最终造出来的发动机可能就是个废品。这种精密机床,目前哪怕是自研发动机的自主品牌,使用的也是德国、日本、意大利等在精密机床上技术发达国家的产品。


好了,精确打造的沙模弄出来了,接下来就该下一道工序了,一台发动机的使用寿命,功率耐受度,很大程度上就由这道工序决定。


发动机的诞生-浇铸

在这道工序前,所有沙模都会被机器运送到指定的灌装区域,在这里,沙模会进行一些必要的抗高温处理和紧固处理。当然这道程序也是有讲究的,处理得不妥,沙模就会出现一些细小结构上的改变,最终影响到的,还是发动机成品的报废率。


沙模到达灌装区准备就绪后,接下来该另一条生产线开工了。在发动机制造工厂里的其中一个高温车间,机器会开始把一整块的钢材或铝合金(这些材料预先已经配好配方制造完成)送入高温炉,在高温炉里,这些金属材料会融化成液态(也就是我们说的钢水)。然后通过管道,从多个方向注入沙模里。


这时候大家就知道为啥我们一直在强调沙模的精密性了,因为最终形成发动机各大部件的钢水,就是在这里直接灌进沙模里的。这道工序的技术难点在于对金属材料杂质的控制,如果本身我们在制造这块金属的时候,金属内部杂质较多的话,在经过融化之后,这些杂质就会堆积在一块,直接影响发动机的使用寿命。


同时对于那个融化金属的高温炉也很有讲究,炉壁的材料会不会在高温下释出一些在被融化物里没有的杂质,最终弱化金属材料刚度。炉的温度控制,升温速度,这些都直接影响着整台发动机的金属性能。同样地,目前国内尚未能制造如此精确控制的高温炉,高温炉仍然需要购买进口产品。


回到正题,在高温钢水全部倒进沙模之后,接下来会有一道冷却工序,把高温的金属重新凝固成固态。这道工序非常重要,冷却过程的控制,直接影响着这台发动机所有方面的质量,这算是发动机制造里要求最高的一个步骤。由于这道工序机密程度太高,教授也无法获取更进一步资料。


在冷却结束后,沙模里的发动机本体基本上就已经成型了,这时候,需要工人用锤子亲自把沙模敲碎,在干掉沙模之后,真正的发动机基础本体就制造完成了。


打磨和装配

上面的内容看完,大家估计也已经知道发动机的制造有多难了,然而,上面所有的步骤制造出来的,只是发动机的毛坯。然而就是这个毛坯,就决定着整台发动机的先天基础。


继续往下说吧,在毛坯造好之后,接下来这些毛坯会被送进两台打磨机里,分别进行粗磨和细磨,这两台机器的目的,主要是让整台发动机结构成型,各种缸体水道之类的就是在这两台机器里被打磨出来的,同样,这两道程序对精度要求也是非常的高,目前大多数自主品牌使用的,都是德国奥地利的机器进行打磨。


打磨好之后,发动机就可以组装了吗?还没呢,在精磨后,还会针对一些高速运动部件的安装基座,例如曲轴或缸体,进行再次打磨。之后会装上各种承托和润滑件,比如缸体内会装上经过精密制造的缸套,曲轴基座会装上曲轴轴牙等等。


在所有这些东西都装好之后,接下来进入的就是真正的发动机组装阶段了。这时候,曲轴、活塞、凸轮轴等等这些东西会被全部装上发动机,缸体缸套等各个部件会被装好,再装上发电机、压缩机等等外部设备,一台发动机,这就算全部装配完成了。只要再添加好各类油液,发动机就可以装车启动测试,然后出厂送到4S店,最终开始伴随你度过一段很长时间。


不只是制造的事情

实际上,一台发动机的制造牵扯到的不只是制造业,还有整个国家的工业技术基础,从炼钢到精密机床;从温度控制到流程管理。实际上,发动机制造完全就是现代工业下的产物。虽然已经在急起直追,但我国在工业基础上,因为经历过一段相当长的空白期,我们实际上错过了西方国家的两次工业革命带来的技术发展。因此我们在这些方面,目前仍处于比较大的落后状态。


可能话不好听,但这确实就是我们的现状,这种现状我们只能积累,只能追赶,但差距是确实存在的,如今我们的发动机制造仍然需要依靠国外的设备。也很希望在不久的将来,我们能买到一台使用自己的设备制造,性能和外国产品不相上下的自主研制发动机。

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