发动机由数万个部件组成,90%的技术可以通过绘图、分解器、三维建模等方式逆向开发,但核心技术、材料学、热效率、工艺不能轻易复制。基础工业,各学科领域紧密协调。
从全球汽车发动机技术水平来看,是日系发动机和德系发动机,但由于两地路线不同,比较不大。近年来,德系发动机主要致力于开发涡轮增压,日系几十年来一直在开发自然吸气发动机,需要看技术成熟度、稳定性耐久性和日系发动机。这成为很多汽车企业逆向研究开发的首选目标,但结果出人意料地出现了。
反向开发太难了
日本向任何国家销售发动机并不意味着不怕技术泄露。拆卸发动机后也不过是同时有效。早些时候,全世界多家汽车公司都在模仿日本发动机。其中还包括国产多家汽车企业(如第一代半H6逆仿本田CRV)。此后,随着自己技术的不断加强,逐渐拥有了自己的技术,但H6机箱总是有CRV。
虽然反向开发了哈佛H6机箱结构,但仍然无法完美地反向开发性能相同的发动机。很多汽车企业逆向开发技术不成熟,在短时间内模仿了发动机,但低功耗运行没有问题。但是,在中等负荷运行中,小问题接连出现,高负荷运行直接拉动气缸的主要原因在于发动机。
一、强大的工业机械制造基础
二战结束后,日本经济衰退,作为岛国,资源不足,开发处有限,想要养活1亿多人口的日本,只有依靠先进技术才能实现高附加值的产品。唯一的出路是发展技术密集型产业,如汽车、电子、化工、机械产业。(阿尔伯特爱因斯坦,美国作家)。
当时政府执行力很强。日本宣布无条件投降仅13天后,政府官员就召集了丰田、日产等车企,最终确定轿车产业为发展的龙头企业。
另外,为了遏制当时的苏联,美国大力扶植日本。其中之一是引进美国先进的机床制造技术,日本政府也把机床工业列为经济发展的首要任务。仅用了十多年时间,其机床技术就达到了世界水平,成为继美国和德国之后第三个依赖工业强国的国家。
汽车工业和机械工业唇齿相依互补,汽车制造中60%以上的成本来自机械工业,可见机械工业的重要性。汽车冲压、焊接、涂装、最终组装整个生产线都依赖机械机器,相反,汽车发动机、数千个零部件都依赖机械机器。
机床技术不仅关系到汽车车辆的质量,还关系到生产成本,至于机床的综合实力,日本排名第一,三菱、川崎重工、切塔科特等可以说,日本最好的机床技术为日系汽车制造奠定了坚实的基础。
二、一流的“三大件”技术
燃油车“三大零部件”中发动机和变速箱是日本的强项,如比较著名的三菱4G63T发动机,过去几年被全球多家汽车企业购买、拆解模仿、反向开发、拆卸后精密零部件太多,结构太复杂,很多精度极高的零部件当时没有用现有的机械制造工艺制造,所以很多车企放弃了。
除外,本田地球梦、马自达昌奇蓝天等是日本最著名的发动机。特别是本田发动机采用的VTEC、VCM可变气门技术可以说是本田发动机的灵魂。经常能看到“本田,购买发动机送货车”这句话,看起来很有趣。
在变速箱领域,全球前三的变速箱制造商中,爱信变速箱和杰特科变速箱都来自日本,爱信属于丰田旗下的变速箱制造商,全球1/3以上的汽车都使用日系两个变速箱。
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有了一流的发动机,还需要与之匹配的变速箱,这中间有涉及通讯调教、标定调教,简单来说,发动机和变速箱把各自的数据通过电信号传输到行车电脑,行车电脑会对车辆整个状态做分析处理,同时下达指令。
最终看挡位、转速、扭矩、NVH等各项性能是否达到预定标准,比如换挡时顿挫感明显,动力非线性输出,车辆抖动、噪音异常等都是整体调教不到位,这类问题不仅是国产车企普遍存在的问题,也是全球各家车企的痛点,而这一点恰恰是日系车的优势所在。
第三、绕不开的专利技术壁垒
日系车企经过几十年的技术沉淀,很多发动机、变速箱的核心技术早已申请了技术专利,像AT变速箱和CVT变速箱超80%的专利技术都掌握在日本爱信和德国采埃孚手里,这也是大众一直致力研发DCT双离合变速箱的原因之一,就是想绕开这两座“大山”,摆脱技术封锁,找到一条适合自己的路子。
这几年涉及专利纠纷的案例数不胜数,华为起诉三星“4G标准必要专利侵权案”一审宣判,华为胜诉,并获赔8050万元,同样,在汽车领域,比如大众指责一汽剽窃技术专利纠纷,宝马混动技术专利纠纷,专利壁垒成了很多车企望而却步的一道门槛,很多核心技术,即使逆向研发出来了,最终也会因为巨额的专利费而放弃。
第四、日本人的“匠人”精神
日本人的“匠人”精神,可以说在全球都很有名,绝大部分人在工作中追求极致、精益求精,做事认真、严苛,据统计,全球寿命超200年的企业中,日本占据3146家,在全球首屈一指,很多工人一生都在同一家企业工作,积累了几十年的经验。
虽然也出现过“三菱伪造、虚报检验数据”这一类负面事件,但总体来说,日本人“匠人”精神确实有其自身的优势,尤其在汽车制造领域,面对数百个精度要求极高的零部件,不能有任何差池。
第五、核心技术保护性很强,普通人无法接触
虽然日系多家车企都在国内合资建厂,设立研发部,但都只负责汽车流水线上的生产和组装,涉及核心精密零部件生产、装备、参数调校等核心技术,依然是需要他们专业的技术人员进行完成。
在合资厂,国内企业主要负责前期市场调研,产品定位、外观、内饰的设计,之后是负责整个汽车生产流水线,比如冲压、焊接、涂装、检测等环节工作,不同车间、不同岗位职责都是严格要求的,设有不同的权限范围。
后期主要负责定价、招商、销售管理等业务,涉及发动机核心零部件、变速器、电喷系统、底盘调校等技术均由外资车企把控,核心、关键零部件技术都在外资企业手中。
第六、严格的品控管理体系
首先,在汽车研发生产环节,不同车型的零部件都是需要根据车企现有“体系平台”的标准进行设计,也就是汽车平台化生产,这些平台或构架设定了各个零部件的标准,比如长城柠檬平台,大众的MQB平台构架,丰田的TNGA平台构架。
主机厂商和其他零部件厂商都要根据这套体系平台的认证标准来生产,然后通过各类实验来检测零部件是否符合要求。在零部件认证体系方面,日系车企经过数十年的沉淀,形成了完整的自主品控管理系统。
想要生产出高标准的零部件,有了检验零部件是否达标的系统,这远远还不够,关键还要看各个零部件生产商是否严格按照标准生产,质检部门是否严格按照要求测试,为了保证这两个环节的真实可靠性,日系车企也有了自己的管理模式。
针对精密核心零部件都是主机厂商自主生产,或者交给自己持股的生产商生产,这样更能确保质量,其他相关零部件则交给老合作厂商生产,也因此,日系车企在初期寻找合作厂商就非常严苛,会经过很长时间的考察。
确立合作后,针对不合规产品以及检验环节有问题的处罚力度从来不手软,以至于能合作的厂商都是比较稳定、可靠的,这也是日系车企很少会更换供应商的原因之一。
总而言之,一台发动机涉及很多技术,从发动机设计、制造、总装、销售等等,每个环节都需要有各个学科领域的技术作为支撑,比如材料学、力学,冲压、锻造、涂装等工艺,核心参数、公差范围等品控体系以及产品运营等多方面都是相辅相成的,每一个环节都会影响到发动机乃至最终整车的稳定性能。
事实证明,国产车企可以造出一台一模一样的发动机,却没法做到性能和日系车企一模一样同样的道理,还有德系、美系、韩系、法系等等都是同一个道理,各家均有自身技术优势,其他车企轻易是无法模仿出来的,这也是为什么很少有车企逆向BBA车型的发动机,皆是因为技术综合难度太大,如果逆向研发这么简单,那众泰、猎豹等车企估计早就甩开三菱发动机了。
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