柴油机制造技术出现了飞跃
在萨尔斯堡发动机厂,中国记者参观了柴油发动机的生产过程。令人震惊的是,当今的柴油机制造技术已经有了飞跃性的发展,不仅缸体、缸盖是全铝的,甚至连气缸套也取消了。
当年我国引进铸铁柴油机时,薄壁铸造技术被推崇到极致,人们为4JB1发动机最薄的铸壁只有3~5毫米而惊叹,如今我们要为更加先进的柴油机而惊叹了。据萨尔斯堡发动机厂高级经理凯?克利威尔(KaiClever)介绍,目前生产的V10发动机和5缸发动机采用的是相同的技术,发动机的缸体、缸盖全部是镁铝合金铸造的,由于镁铝合金的强度大大提高,气缸壁的厚度比铸铁发动机更薄。
在剖开的发动机面前,我们看到的是没有气缸套的发动机。气缸套的作用之一是提高发动机的强度,承受燃油在发动机中爆炸所带来的压力,克服铸铁或铸铝缸体硬度高韧性差的问题;另一个作用是提高发动机的耐磨性。由于是压燃,所以柴油机的工作环境远远比汽油机恶劣得多,况且还要加上涡轮增压,燃油爆炸对缸体强度的要求就更高了。而现在,镁铝合金的柴油发动机没有缸套了,用手摸上去气缸壁非常光滑,对此我们惊奇万分。
克利威尔介绍说:“在与活塞摩擦的气缸壁上,我们使用了高温等离子喷涂技术,就是在15000°C的高温下,将钼喷涂到气缸壁上,解决了耐磨性的问题。经过12万公里的测试,气缸壁表面磨损非常小。”目前,使用这种技术的5缸柴油机用于T5(大众的一款
MPV),V10用于途锐。从工厂提供的数据看,排量为5升的V10发动机的重量只有315公斤,而峰值扭矩可达800Nm,最高功率可达250千瓦/3400转/分。
在传统的气缸套加工中,人们需要在气缸壁保留一定的粗糙度,以保证
润滑油能够留在气缸壁和活塞之间。而采用高温等离子喷涂技术后,润滑问题怎样解决呢?克利威尔说:“涂层看上去非常光滑,但实际上内部是有细细的纹路的,可以保证留住润滑油。”
在装配工艺方面,
丰田的看板管理在此已经被更加现代化地实现了。当发动机上装配线时,同时带有一个芯片,这个芯片记录着这台发动机从零开始,一直到装配完成的所有数据,细到螺丝拧紧的公斤数。在装配过程中,每到一个工位,工人通过扫描可以看到这台发动机需要装配的零件和技术要求,一些需要特别注意的工位上,激光束照着该装零部件的部位,如果没有装上零部件,生产线不会移动,直到零件装好为止。扭力扳手和计算机是相连的,芯片不仅记录下每个零件的紧固数据,同时控制着扭矩,如果没有达到规定的紧固力矩,生产线同样不动。在给连杆配瓦的工位,激光束先扫描连杆轴承座的尺寸,据此计算出应当选配轴瓦的厚度,然后由机械手将尺寸合适的轴瓦装上,保证了轴瓦与连杆的一一对应关系。小小的芯片实现了看板管理的现代化,而且芯片中的数据一直保存5年。
不仅是发动机,变速器等大的总成装配已经采取计算机技术为核心的管理系统,取代了传统的管理系统,小小的芯片成为链接人与计算机控制系统的纽带。装配生产线最高的自动化率已经超过90%,这个自动化不是简单的机械化,确切地说,应该叫计算机控制下的智能化,而自动化率的高低取决于制造成本,目的是降低职工的体力劳动强度。在我们印象中机声隆隆场景不见了,车间里人们可以用正常声音对话,清洁的环境甚至超过医院。
正是由于材料科学、热力学和管理科学的进步,使得如今的柴油机已经和从前完全不同了,尤其是污染得到了极大的控制,用国内一位权威人士的话说:“现在汽车排放的尾气比
北京的空气还干净。”