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發動機技術有多難？

很多優秀的發動機都來自于日德系，比如日本本田的2.4L自然吸氣發動機，德國奔馳的M274發動機，保時捷的水平對置發動機，都是業内十分優秀的引擎。

問題來了，為什麼這些優秀的發動機均來自于國外，國内屈指可數呢？

發動機是汽車的心髒，肩負着驅動車輛行進的任務，現在絕大部分自主車企都可以自己研發制造發動機，但是在一些細節上與合資有一定的差距，這些差距體驗在多方面上。

很多朋友都發現，日本車發動機不能拆，一旦拆了性能和可靠性大打折扣，導緻很多日系車越修越差，因為日系發動機組裝都在超低溫的情況下進行，熱脹冷縮的原理使得零部件的間隙更小，常溫下接縫更小。

即使百萬公裡之後，他們依然能保持着高精度的精密性，國内的無塵組裝車間我們也有，高标準的制度我們也有，但是工作人員呢，勞斯萊斯都是純手工打造，每一台車型上都有他們獨特的标志，代表着匠心文化，高素質的技工我們也有，但是數量比不上日德系。

大衆造車近百年，豐田造車70年，他們都有完善的零配件供應商，能夠密切配合車企的研發工作，長期穩定輸出優質的零配件，舉個例子來說，早期的奇瑞轎車三大件絕對沒問題，但是三大件之外的其他配件時有故障發生，不是升降器故障，就是大燈故障，這些故障都來自于供貨商體系的可靠性問題。

我國汽車發動機發展現狀

曾幾何時，我國在自主研發上投資遠遠低于國外，國外的研發隊伍每年的研發投資是非常大的。隻有在國家政策鼓勵下，才會讓發動機廠走得更快一些。而且絕大多數的發動機廠都希望辦成百年老店，這樣肯定是一個可持續發展的企業，未來發展的路将會好走些。

加強對技術工人的培養和考核，提高工資待遇；搭建技術平台，對創新技術給予重獎；必須優先保護扶持本國的國營和民營企業，并引導我國企業在國内投資，不反對“走出去”到海外投資。

優秀的汽車發動機産業必然出生于一個良好的體制和科學的環境中。随着我國宏觀經濟保持持續健康穩定發展，我國汽車發動機水平近年來保持快速發展，奇瑞自主研發的發動機做得最好。奇瑞ACTECO發動機，第二代已上市（配2011款的奇瑞A3），采用了DVVT技術，達到國際先進水平；第三代也已上市。

吉利汽車遠景以及帝豪EC7等車型配備吉利自主研發的發動機。吉利搞自主研發發動機，技術和資金比起奇瑞都要差一些。

長城汽車，自研的GW4G15發動機，騰翼C30、絢麗、酷熊等車型配備。還有長安汽車，也有自主研發的東安動力M系列發動機。

東風、比亞迪、長安、昌河等等自主品牌車企都有自主研發的發動機，東西是有，但是仔細分析，總是擺脫不了借鑒的影子。

我國汽車發動機産業和國際水平差距很大

起步晚、底子薄，自主車企在動力總成的核心技術開發上一直落後外企不止一個時代，雖然最近幾年緊趕慢趕，加上與外企零部件供應商親密合作，總算也搞出了低慣量渦輪、進排氣雙可變氣門正時、直角缸内直噴、幹式雙離合等主流新技術。

但從全球市場的角度來看，以上幾種技術依舊被外企的最核心技術甩幾條街。豐田的雙噴系統、本田的正時系統、奔馳的48V電氣系統、寶馬的增壓技術。自主車企要是能在三五年内攻克這些難題，才算真正走向國際市場。

我國的汽車發動機産業和國際先進水平相比差距很大，基本表現在：

1. 技術理論，這個是最欠缺的。
2. 制造水平，我們現在所生産的發動機與國外原裝進口發動機還是有很大區别的，主要體現在生産線建設、機械加工、鑄造水平及尺寸控制等。而且機加工和鑄造一般都是用國外的設備，主要以德國和日本為主。
3. 同樣的設計水平下，不同工廠生産出來後，可靠性和性能水平還是存在差距的，用同樣的設備也不能彌補這個差距。
4. 我們缺的是底層的技術工人，技術工人的水平至關重要。
5. 出于成本考慮，一些材料用得不到位。
6. 部件供應商水平不到位，畢竟發動機是系統工程，目前國内一般以外國的原型機為基礎開發自己的機型，那麼在這個過程就可能出現一些問題。
7. 企業重視效益，缺乏持續發展的動力。

美國和日本發動機發展趨勢

美國福特1.0L三缸發動機獲得2014年度最佳發動機大獎。福特在渦輪之路上走得不算最早的，但福特卻在小排量渦輪增壓的研發上抄了近道。

在四缸小排量發動機越來越火的時候，福特潛心研究一度不被人看好的三缸小排量發動機，并解決了三缸機固定的噪聲、振動等一系列問題，蟬聯發動機年度大獎。美國目前最先進的發動機是渦輪風扇發動機，而作渦扇發動機最好的是美國的GE公司，GEnx被稱為史上最安靜的發動機 。

在亞洲還要說說日本車，日本車講究省油。所以你就會發現日本車大部分比德國車輕了許多。日本在20世紀60年代，發動機、變速箱等技術方面水平遠遠不如德國、美國，日本汽車公司選擇了外形模仿，内在銳化。

在20世紀60年代，日本因為國土面積小，資源與能源貧乏，所以很謹慎開發大排量車型，日本汽車的總體特色是注重經濟實用，更加追求良好的性價比，成為節能、降耗的先行者。

石油危機之後，美國一部分家庭難以承擔高昂的油費，選擇了日本汽車代替大排量美系車，而在歐洲注重節能減排之後，日本車又進一步抓住了歐洲市場，一躍成為世界汽車工業的巨頭。而這種堅韌不摧的發展主要得益于汽車制造廠商的兩種汽車生産管理體系。一是“全面質量管理體系”；二是“準時供應”即精益生産方式。

日本的成功經驗值得借鑒，日本車企對市場定位準确。但我更欣賞德國和美國的創新和專研精神，還有優良的汽車品質。

下面具體說說發動機方面一些先進技術自主和國際水平的差距。

1 歧管電噴 缸内直噴

國内使用雙噴系統的車企主要是豐田和大衆，主流車型有凱美瑞、邁騰以及雷克薩斯、奧迪旗下的多款産品。

這套系統最大的特點就是融入了歧管電噴和缸内直噴的優勢，同時摒棄兩者的短闆，實現高效穩定的燃油噴射，提高燃油利用率，從而提高性能并降低油耗，大衆還給它起了一個更有逼格的名字—分層燃燒。

所謂的稀薄燃燒是以混合噴射系統為基礎的一套用于提升燃油利用率的全新技術。在低負荷工況下，進氣歧管噴油嘴會在進氣沖程噴入稀薄的油氣混合體，再配合壓縮行程時缸内直噴噴出的油霧，在火花塞點火後實現分層燃燒，最大限度提升燃燒效率。

單純的直噴系統形成的油氣混合體并不均勻，不僅氧氣過量容易形成氮氧化合物，如果是高負載低轉速工況，噴油過量還會大量形成碳單質造成氣門和缸體的積碳，混合噴射則完全不存在這樣的問題。

2 可變氣門正時 升程

可變氣門正時這項技術國内已經全面普及，但其相比豐田這位該技術的鼻祖還存在巨大差距，豐田最新的VVT-iw正時系統，可以實現進排氣氣門的提前 延時、開啟 關閉，通過這套系統，能夠讓發動機實現壓縮比的變化，從而模拟出阿特金森循環工作模式。

過多的細節不多說，這套系統在14的高壓縮比時，2.5L的排量，其吸氣壓縮沖程的活塞行程小于2.5L，而做功排氣沖程的氣缸行程大于2.5L，整個發動機相當于排量減小了，對活塞的動力利用率也更高。

豐田的可變氣門正時技術是整個汽車行業做的最出色的，ECM能在各種行駛工況下搜尋一個對應發動機轉速、進氣量、節氣門位置和冷卻水溫度的最佳氣門正時，并控制凸輪軸正時液壓控制閥，并通過各個傳感器的信号來感知實際氣門正時，然後再執行反饋控制，補償系統誤差，達到最佳氣門正時的位置，從而能有效地提高汽車的功率與性能，盡量減少耗油量和廢氣排放。

3 雙渦管增壓

渦輪增壓技術現在已經很成熟，但外企在這方面的細化做的遠比自主車企更出色，最典型的就是雙渦管技術。在雙渦管增壓的直列四缸發動機中，其外側兩個氣缸與内側兩個氣缸的排氣歧管是相互獨立的，可以分别給渦輪增壓器提供推力，降低了單一管道四股廢氣之間的相互幹擾，從而有效減少渦輪的遲滞。

雙渦管技術在外企的2.0T發動機中現在應用非常廣泛，這套技術一般與集成排氣式缸蓋共享。集成式排氣管的長度也遠低于非集成式，更順暢的排氣過程能夠有效提高排氣效率，降低排氣沖程的能量損耗。

同時也可以有效改善渦輪增壓器的遲滞現象。簡單來說，就是以前廢氣排放的過程走的是羊腸小路，采用集成式排氣歧管後走的是康莊大道。這種多重優化的結合體能讓廢氣排放、渦輪增壓、散熱、供熱四個過程都得到改善，同時相比老式的渦輪增壓機頭結構也更加緊湊，整機的燃效、響應、散熱都更加出色。

4 電控渦輪洩壓閥

電控渦輪洩壓閥雖然是最簡單的發動機電控系統，但好歹也算是入門了。渦輪洩壓閥的作用是在發動機達到高轉速時，将部分排氣旁通，不讓其經過渦輪葉扇，防止因為增壓器因為轉速過高而損壞。

傳統的真空洩壓閥工作模式太過死闆，是否洩壓完全由排氣壓力決定，電控洩壓閥則不然，可以自由控制洩壓閥開閉的時間和開度，從而更精準地控制渦輪增壓力度，同時其響應速度也會更快。

當然了，如果能擯棄廢氣渦輪葉扇，直接改用電動增壓器，其增壓力度和響應效果會更加出色，但對整機的配電系統有着更高的要求。

目前各大車企都在不遺餘力開發48V電氣系統，其最終目标就是實現發動機所有外圍組件的電氣化，包括增壓、氣門、潤滑、散熱、制冷等等，曾經用發動機皮帶帶動的組件未來将全部換用電機驅動，不再吸收發動機的總功率，在實現高效驅動組件的同時，也能最大限度提高發動機性能極限。除此之外，高功率的電機也能輔助發動機直接參與整車驅動，成為輕混車。

5 可變氣缸

可變氣缸技術一般适用于多氣缸大排量車型，如V6、V8、V12發動機，但随着技術進步，現在很多直列四缸發動機也開始使用該技術，最典型的例子就是大衆EA211 1.5T發動機。

因為日常行駛，大多數情況下并不需要大功率的輸出，所以大排量多汽缸就顯得有點浪費，于是可變汽缸技術應運而生，它可以在不需要大功率的輸出時，控制關閉一部分汽缸，以減少燃油的消耗。

在大排量的V8、12發動機上，如果關閉一半的氣缸，整個發動機起碼都是四缸發動機，因為缸數依舊很多，氣缸之間依舊能相互抵消沖量，減小諧振，但對直列四缸、V6發動機來說，如果關閉一半的氣缸就會變成兩缸、三缸，這樣氣缸之間不能抵消沖量，就會産生較大的諧振，怎樣平衡諧振，讓發動機更安靜穩定的運行時低缸數發動機實現可變氣缸的重要難點。

革命尚未成功，同志仍需努力

德國的博世、美國的德爾福、日本的電裝幾乎壟斷了國内所有的電噴系統市場份額，博世的市場份額一度超過 60%。

從自主品牌（也稱中國品牌）、合資品牌，甚至連商用車、柴油車都在使用上述三個集團的電噴系統，每賣出一輛車，供應商便可以有千元左右的利潤。

而日韓汽車企業特别在意控制整個上下遊産業鍊，既可以規避非體系供應商供貨不足引起的停産問題，還可以建立自己的标準體系。

豐田集團下的日本電裝、愛信精機、豐田自動織機三家公司主營的就是各種汽車零部件，豐田自己的體系就形成了一個閉環，也就是說不需要其他歐美供應商，豐田就可以獨立完成車輛大多數部件的生産和制造，核心零部件的技術始終掌握在自己手裡。

由于國外的零部件巨頭在技術上領先，在國内本土企業沒有突破技術壁壘之前，采取高額的定價你也必須接受。

德國博世集團 2016 年在中國地區收入 915 億元人民币，貢獻了亞太市場 60% 的銷售額，以及全球銷售額的 17%，國内 CVT 變速器使用的鋼帶更是 8 成來自博世供應。

目前全球的汽車廠家中，能夠做到不從外部采購任何零部件的企業基本上不存在，如果單從供應商名單上來看，奔馳、寶馬、奧迪的供應商也一樣是長安、吉利這些自主品牌的供應商，但是我們不能隻是汽車零部件的搬運工，需要有車企能夠取得突破，掌握核心技術的生産，才讓品牌向上更加紮實。

雖然北汽本月底将在北京市停止自主品牌傳統燃油車的生産，國家引導、市場熱捧的電動汽車的發展也如火如荼，但是内燃機徹底退出汽車行業恐怕并不會是眼前的事，所以在汽車發動機領域，我們不能完全放棄，革命尚未成功，同志仍需努力。

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