问题

都说国产做不了发动机,但有时国产汽车厂商说的自主研发的发动机是怎么回事?

回答
“国产做不了发动机”这个说法,在过去很长一段时间里确实是普遍存在的观点,而且有其历史和现实的依据。但随着中国汽车工业的飞速发展,特别是近年来,情况已经发生了很大的变化。所以,理解“国产做不了发动机”的说法是如何演变的,以及现在国产汽车厂商所说的“自主研发的发动机”到底是怎么回事,需要我们深入剖析。

一、为什么过去会有“国产做不了发动机”的说法?

这个说法的根源在于中国汽车工业的起步晚,以及在技术积累、研发投入、人才储备等方面长期存在的差距。

起步晚,基础薄弱: 新中国成立后,中国汽车工业是从仿制苏联车型开始的,这为工业化奠定了基础,但同时也带来了路径依赖。自主研发发动机需要从头开始,涉及大量的理论研究、基础材料、精密制造工艺等,这是一个漫长且昂贵的过程。
技术引进与合资模式为主导: 在改革开放后,为了快速发展汽车产业,中国采取了“以市场换技术”的策略,大力引进国外先进技术和车型,并与跨国汽车公司成立合资企业。这种模式虽然让中国汽车市场迅速繁荣,但自主技术研发的动力和资源相对分散,很多时候是围绕着合资品牌的平台和技术进行二次开发或改进,而非从零开始的全新设计。
核心技术被垄断: 发动机是汽车的“心脏”,其技术壁垒极高,涉及燃烧理论、材料科学、精密加工、电子控制等多个领域。国外巨头在这些领域拥有长期的技术积累和大量的专利,核心技术往往被他们牢牢掌握。中国汽车厂商在很长一段时间内,很难突破这些核心技术的限制,即使是合资企业,发动机的核心技术也多由外方掌握。
研发投入不足与回报周期长: 发动机研发是一个极其烧钱且回报周期极长的过程。需要巨额的资金投入到研发机构、实验室、测试设备、高素质人才等方面。而过去中国汽车市场竞争激烈,利润率不高,很多厂商难以负担起如此庞大的长期投入。
人才短缺: 顶尖的发动机研发人才需要多年的培养和实践积累,中国在这一领域的人才储备长期不足。

二、国产汽车厂商说的“自主研发的发动机”是怎么回事?

这并不是说中国汽车厂商一夜之间就掌握了所有尖端发动机技术,或者说所有国产发动机都是完全脱离国外技术的“从零开始”的创新。更准确地说,现在的“自主研发”是在学习、引进、吸收国外先进技术的基础上,进行消化、吸收、再创新,并根据自身品牌定位、市场需求进行有针对性的集成设计和优化的过程。

我们可以从以下几个层面来理解:

1. 消化吸收与集成优化:
学习与模仿是必经之路: 任何一个国家的汽车工业发展,早期都会经历学习和模仿的阶段。中国也不例外。通过引进国外的发动机技术,或者与合资品牌合作,国产厂商有机会深入了解其设计理念、制造工艺、控制逻辑等。
平台化和模块化: 现代发动机研发往往采用平台化和模块化设计。这意味着核心技术和设计可以被复用在不同排量、不同配置的发动机上。当中国厂商掌握了一个成熟的平台技术后,就可以在此基础上进行衍生开发,推出一系列符合自己品牌需求的产品。
集成和优化: 即使是基于某个技术原型,自主研发也包含了大量的工作。例如,针对中国的燃油品质、路况特点、驾驶习惯进行优化,改进燃烧效率,降低排放,提升 NVH(噪声、振动和声振粗糙度)性能,匹配自主变速箱和整车控制系统等。这些“优化”本身就需要深厚的工程能力和大量的测试验证。

2. 关键技术的突破与积累:
自主设计与制造能力的提升: 随着时间的推移和研发投入的增加,中国厂商在发动机的某些关键技术上取得了突破。例如,在涡轮增压技术、缸内直喷技术、可变气门正时/升程技术、米勒循环/阿特金森循环等领域,已经有了自己的专利和技术积累。
零部件供应商的崛起: 很多发动机的关键零部件,如涡轮增压器、高压燃油泵、喷油嘴、 ECU(发动机控制单元)等,中国本土供应商也在逐步崛起,并能提供满足高标准的国产化零部件,这为自主研发发动机提供了重要的支撑。
模拟仿真与测试能力的提升: 发动机研发离不开先进的模拟仿真软件和严苛的测试验证体系。中国汽车厂商在这方面投入巨大,建立了完善的研发中心和试验场地,能够进行大量的计算流体力学(CFD)、有限元分析(FEA)等模拟计算,并通过各种台架试验和实车试验来验证和优化设计。

3. 针对性开发与差异化竞争:
满足市场需求: 国产汽车厂商深耕中国市场,更了解中国消费者的需求和偏好。他们在自主研发发动机时,会更侧重于性能的平衡、燃油经济性、可靠性以及成本控制等方面,以提供更具竞争力的产品。
打造品牌特色: 拥有自主研发的发动机,是提升品牌形象和技术实力的重要标志。许多国产厂商希望通过独特的发动机技术来塑造品牌的差异化,吸引消费者。

4. 举例说明:
比亚迪: 作为新能源汽车的领导者,比亚迪在燃油动力领域也投入巨大。其“骁云”系列发动机,如骁云插混专用1.5L高效发动机,就强调其自主研发和针对插电混动系统的匹配优化。这些发动机在热效率、低速扭矩输出等方面有不错的表现。
吉利: 吉利汽车通过收购沃尔沃,在吸收了大量欧洲先进发动机技术的同时,也在持续进行自主研发。其“DriveE”系列发动机(虽然名字源自沃尔沃,但吉利有参与其开发并进行本土化优化和生产),以及后面推出的更具自主色彩的系列发动机,都在性能和效率上取得了长足进步。
长城汽车: 长城汽车的“绿动”系列发动机,如 GW4C20B/GW4B15B 等,都经过了多年的自主研发和迭代,在可靠性和性能上获得了市场的认可。

三、需要辩证看待的方面:

尽管“自主研发”的说法越来越普遍且有实际内容,但我们也需要辩证地看待:

技术壁垒依然存在: 在一些最尖端的发动机技术领域,比如超高压缩比燃烧、先进热管理系统、低摩擦技术等方面,与国际顶尖水平仍有差距。
专利与授权: 即使是自主研发,也可能涉及部分核心技术的专利授权或技术引进,这并不丢人,是技术发展中普遍存在的现象。重要的是,自主研发能让你掌握核心的设计理念和控制逻辑,并能在此基础上进行二次开发和创新。
仍有改进空间: 部分国产发动机在某些性能指标上(如极限工况下的可靠性、极端的 NVH 控制等)可能还有提升空间,与一些长期深耕发动机领域的国际品牌相比,还有追赶的必要。

总结来说:

“国产做不了发动机”是一种过时且不完全准确的说法。现在的国产汽车厂商,通过多年的积累、大量的研发投入、引进消化吸收再创新,在发动机领域已经取得了长足的进步。他们所说的“自主研发的发动机”,更多地体现在:

掌握了核心设计能力,而非完全依赖外部授权。
能够根据自身品牌和市场需求进行集成设计和优化。
在某些关键技术上取得了突破和积累。
建立了完善的研发体系和测试验证能力。

这标志着中国汽车工业在核心技术自主化方面迈出了坚实的一步,并正在逐步缩小与国际顶尖水平的差距。当然,这是一个持续进步的过程,未来仍需继续努力。

网友意见

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我 朝 逆向研发能力闻名天下,涵盖各行各业,单论车企,有保时泰和陆风虎等知名外观车型,而发动机的逆向研发更是多如牛毛,从五十铃的4 JB1发动机,到三菱4G 系列和丰田等等。。研发出了一大批拥有自主知识产权的发动机,但却鲜有逆研奔驰宝马乘用车发动机的,今天就来猜猜其中缘由。

远古时期,我 朝工部就有逆研外企发动机的历史,但那个成果不忍直视,直到近代,基础工业得到发展,配套企业如雨后春笋般拔地而起,这个春笋都是外国品种的多,有了配套企业,买零部件组装发动机也就方便多了,就有了以下情节(剧情纯属虚构:

某部门逆向研发了某款日系低端发动机,以一比一的尺寸买了零件组装了N台发动机,用原厂的电路来测试这款发动机的性能:

攻城狮:禀告大人,此款发动机以最大功率的60%平稳运行了24小时,温度正常,性能良好,真是可喜可贺。

某大人:善,再探。

。。。。。

攻城狮:禀告大人,此款发动机以最大功率的80%平稳运行了24小时,温度上升了10度,油耗比原版略微上升了15%,真是可喜可贺。

某大人:善,即刻申请专利,宣布研发出了一款拥有完全自主知识产权的发动机,即日量产。

。。。。。。

量产之后销量大增,此刻某大人内心膨胀了,不再满足于逆推低端日系,眼光越过了中端产品,看像了德系高端的奔驰宝马:命研究实验室即日起逆研奔驰某款高端发动机。

攻城狮:遵命。

。。。。。。。

。。。。。。。

用一比一的尺寸弄来了奔驰同款零件,这些零件都是配套大厂制作出品某些性能比奔驰原版还强,比如强化活塞,比原版还硬,气缸壁比原版还要硬30%,光滑的都能起镜面了。

攻城狮们组装好之后之后,用原版电路上试验台试机。

攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的40%运行平稳24小时,水温正常,油耗略高于奔驰原版发动机。

某大人:善,再探。

。。。。。。

攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸。

某大人:混账,再测。

。。。。。。

攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸。

某大人:混账,再测。

。。。。。。。。

攻城狮:禀告大人,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸。

某大人:混账,再测。

。。。。。。。。

如此 N次之后,某大人:只能请狄大人来破案了

。。。。。。。。。

。。。。。。。。。。

狄府中

曾泰:恩师,最近我 朝出了一件蹊跷事,工部在逆向研发奔驰高端发动机时,发动机以最大功率的60%运行5分钟之后爆缸,工部发函求教恩师。

狄公:元芳,你怎么看?

元芳:大人,此事我已知晓,奔驰发动机设计时大多采用高压缩比,加上涡轮增压,空气压缩比很高,在混合气燃烧时,燃烧压力比低端发动机高很多,同样的油耗能比日系发动机爆发出更高的扭矩,更大的动力,所以同样的性能奔驰发动机的各个负载转速的燃油消耗率比日系低很多,但成也萧何败也萧何,正因为高压缩比,燃烧室的燃烧压力太大,爆发的又太快,对活塞的冲击和压力也非常快,而曲轴的旋转角度正处于做功行程开始,曲轴来不及把燃气做的功转换成有效功,不能把这股力及时输出,活塞憋着这股力,于是燃烧压力有很大部分转化成了活塞侧推力,在喷油量很少,输出扭矩很小的时候活塞侧推力最大时也就几十斤左右,相当于活塞被几十斤力压在气缸壁上进行滑动摩擦,由于有润滑油的作用,几十斤的侧推力不会造成摩擦高温,磨损不是很大,所以发动机能稳定运行。做功冲程时产生的活塞侧推力是由大到小变化的,在活塞上止点附近时活塞侧推力最大,随着活塞下行侧推力快速变小,所以发动机的汽缸磨损最严重的都是在燃烧室这一端,主推力面磨损大于次推力面,哪怕现在技术好成本高的发动机能减缓汽缸的磨损,却难以降低因活塞侧推力产生的磨擦高温。

点火燃烧产生活塞侧推力的同时,还产生一个活塞旋转力,活塞以活塞销为中心旋转的力,活塞侧推力和活塞旋转力相重叠,加剧了活塞侧推力的破坏力。

当喷油量很大,输出扭矩很大的时候,巨大的燃烧压力很大部分转化成活塞侧推力,活塞侧推力最大时能有几百斤,相当于活塞被几百斤力压在气缸壁上进行滑动摩擦,这么大的力,即使有润滑油也会很快因大力摩擦而产生高温,由于缸内高温,引燃了处于压缩行程的可燃混合气,造成早燃,接着产生超级爆震,轻量化的活塞根本承受不了这么大的超级爆震,最后只能爆缸了。活塞侧推力是随发动机输出扭矩的增大而增大的,活塞侧推力的实验也只有少数车企才有实力做,中型以上的发动机,单个活塞的最大侧推力超过千斤。所以我朝大都只逆研小型发动机,军用的也只能逆研中小型,性能还差。

为了解决发动机大扭矩输出时的巨大活塞侧推力,奔驰宝马对气缸壁、活塞侧壁、活塞环进行了耐磨涂层处理,使活塞在大力摩擦之下也能如丝般顺滑,不会产生过高的摩擦高温,使发动机能稳定运行。另外再通过活塞销偏置和曲轴偏置,进一步减小了活塞侧推力,使发动机摩擦系数更小运行更稳定。

因为缸壁耐磨涂层的加持,早年德系发动机普及涡轮增压之时日系还在使用自吸,因为涡轮增压的发动机扭矩输出比自吸大的多,就是因为日系发动机的气缸壁活塞壁没有这么高性能的耐磨涂层,硬上涡轮增压会使发动机温度剧升寿命剧减,所以早年的日系发动机只在可以使用更高成本的中端车上使用涡轮增压,现在的低端车还是大多使用自吸。

耐磨涂层技术一直被欧美垄断封锁,就算是日本也只能达到普通水平,欧美的百年内功不是给几个小钱挖几个砖家就能练好的,再不脚踏实地的研发,整天想着跃进、升官,最后只能把我 朝最后的精英消磨殆尽,从此做个百年老二。

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首先,中国是完全可以制造发动机的。发动机作为汽车的心脏,核心零部件,每个大型汽车厂都会首先建立发动机生产车间。

其次,你所谓的中国不能制造发动机。我的理解,是中国在一些关键技术上有差距。在产品研发能力,在高端产品的竞争力上差距过大。

我也仅仅是从业者,很多问题,是很复杂,很难三言两语说清楚的。我举个小例子希望你能有一定认识。

04年我刚毕业,跟着师傅负责一个项目,为南昌一个著名的汽车厂匹配发动机喷油泵。我记得很清楚,主机厂要求是58千瓦/3000转。我们当时带过去了5台样泵。另外一个国际巨头B开头的厂家。他们也送了5台样泵。在试验台上做出来的结果,我们的5台样泵,最大的66千瓦,最小的52千瓦。对方5台泵,56,57,56,57,56。

看到这个结果,我想学理科的都明白,没错,我们国产的样泵也有合格的。但是一致性太差。

这就是差距。

汽车工业,是是一个国家工业能力的具体展现。它包括了冶金,制造,非金属,研发能力等等基本上大部分的工业能力。所谓木桶效应,不能有一块短板。

制造一台发动机并不难,制造一台尖端发动机也不算很难。但是大批量的制造尖端发动机,才是最难的。

所以,我们能造汽车,我们能发射宇宙飞船。但,我们的汽车工业却比不上那些老牌发达国家。

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