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为什么我们目前还造不好一台汽车发动机?
      为什么我们目前还造不好一台汽车发动机?
           
                  转自中国机床商务网2017.7.21

   上个月小编的一个发小准备买车,一到周末,就邀约着小编往各个车展车店跑,到了晚上,还要拉着小编陪他一起打开电脑查资料,比对各款车辆的性能。一来二去,原来对汽车行业不甚了解的小编也得到了不少知识。


  在这个过程中,小编发现一辆车的性能很大程度取决于它的心脏——发动机,而市场上大部分的汽车配备的均是国外的发动机,国产发动机寥寥无几。仅有的几款国产发动机,在性能和价位上也与欧美日系的同类产品有着较大的差距。
 
  刚开始小编以为这只是个别现象,整体而言我们的汽车工业应该还不错吧。但在请教了一些业内专家后,小编才明白中国的汽车发动机制造技术相对于国际先进水平,是有着很大差距的。
 
  秉承着“打破砂锅问到底”的探索精神,小编在经历了一番研究分析之后,今天就来和大家聊聊为什么我们目前还造不好一台汽车发动机?
 
  可以说,一台性能优异的汽车发动机的制造,牵扯到了整个国家的工业技术的方方面面:从冶炼技术到精密机床,从温度控制到流程管理等等。而这其中,一个国家是否拥有高精度高科技含量的机床决定了其是否能够造出高质量的发动机。

  下面,小编先给大家简单介绍一下汽车发动机的制造过程,再来谈我国机床制造业的哪些短板导致我国目前无法制造出高性能的汽车发动机。
 
  汽车发动机的制造过程
 
  原来在小编的想像中,汽车发动机是由一整块金属用机床雕刻切削出不同的零件形状,再组合起来的。但实际上并不是这样,所有发动机都是用“砂模”铸造出来的——一种特殊的砂砾制造的模具。
 
  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,砂模的精度要求极高,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,所以砂模必须由非常精密的机床进行雕刻。
 
  砂模铸造成功之后,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)送入高温炉融化成液态,然后通过管道,从多个方向注入沙模里。
 
  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。
 
  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。
 
  在冷却结束后,沙模里的发动机本体基本上就已经成型了,把砂模敲碎后,发动机的毛坯就制造完成了。
 
  毛坯,决定着整台发动机的先天基础。
 
  在毛坯造好之后,还需要用机床进行粗磨和细磨,同样,这两道程序对精度要求亦是非常高。

  精磨后,再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。之后再进行各种组装,一台发动机才算全部装配完成。
 
  制造好的发动机,我们有哪些短板?
 
  从上述冗长而复杂的汽车发动机制造过程中,我们发现,砂模的精雕、发动机毛坯的切削打磨,这其中至少涉及了四类高端精密机床:精雕机、数控铣床、数控车床以及数控磨床。
 
  这些各种类型的机床,我们能够制造吗?能,而且在中低端领域我们的机床甚至可以出口东南亚、俄罗斯等地区和国家。
 
  但是,在制造汽车发动机这样的高端领域,我们的实力明显不足。主要因素,小编认为有以下两方面:
 
  首先,我国机床行业在高端数控机床的落后最主要还是在主要功能零部件上的技术落后,一台机床上最主要的组成部分:丝杠、导轨、伺服电机、力矩电机、电主轴、编码器,这些主要功能部件大部分还主要依赖于国外产品,这主要与我们在这些技术上起步晚、缺乏自主研发与创新有关,国外优秀的厂商一般都有上百年的历史。
 
  其次,机械零部件是一方面,但是要完全靠机械部分来提高整体精度和可要性,那么要求越高成本可能要成倍增加,所以要靠控制部分——数控系统、伺服驱动来实现精确控制。数控系统的核心不是芯片,是算法和代码优化,这才是数控系统的精度稳定性得以实现的根本原因。我们在高档数控系统及伺服驱动控制方面的落后也直接制约高端机床的发展。
 
  正是这些短板,导致了我国汽车发动机的“难产”。
 
  虽然近些年来,我们开始不断在努力追赶,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。
 
  奋勇前行,我们一定能赶上
 
  机床在作为工业母机,与发动机无异都是多学科交汇,都存在多变量非线性的影响因素。机床的发展一定是在大量实践和基础数据积累的基础上不断实现技术演进。长久以来,我们大量地直接使用国外技术,从而缺少了很多基础的研究、积累,导致了我们的落后。很多人说全宇宙能造出好机床的企业也没几个,大家也不必妄自菲薄。但作为一个有追求,有理想的民族和国家,只要在认清与国际上差距的同时健步追赶,小编相信,我们一定能造出享誉世界的国产高端机床和汽车发动机。