德?tīng)柛Di系統:“觸手可及“的創(chuàng )新技術(shù)

為了應對日益嚴格的排放標準，汽車(chē)需要采用小型化的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機來(lái)減少二氧化碳排放量和油耗，汽油直噴是實(shí)現這一目標的關(guān)鍵促成技術(shù)。

9月16日，德?tīng)柛?/strong>汽油直噴系統在華實(shí)現本地化生產(chǎn)，這意味著(zhù)德?tīng)柛？梢詫χ袊皝喬貐^客戶(hù)提供更具性?xún)r(jià)比的解決方案。

9月26日，德?tīng)柛?dòng)力總成事業(yè)部全球副總裁兼汽油發(fā)動(dòng)機管理系統業(yè)務(wù)部全球總裁昆侖凱文（Kevin Quinlan）、德?tīng)柛?dòng)力總成系統事業(yè)部亞太區工程總監許向東為我們介紹了德?tīng)柛Ｆ桶l(fā)動(dòng)機管理系統產(chǎn)品的概況與最新技術(shù)進(jìn)展。前者指出，GDi的應用市場(chǎng)正在迅速增長(cháng)：從2010年全球約500萬(wàn)臺發(fā)動(dòng)機到2020年預期3,700萬(wàn)臺發(fā)動(dòng)機。這意味著(zhù)2020年全球大約半數汽油發(fā)動(dòng)機都將采用GDi?；谝陨媳尘?，其表示：“中國是全球最大的汽車(chē)市場(chǎng)，因此我們選擇在中國投產(chǎn)GDi系統也只是做了一道簡(jiǎn)單的數學(xué)題?！?/P>

目前，德?tīng)柛?dòng)力總成系統事業(yè)部下面由汽油發(fā)動(dòng)機管理系統產(chǎn)品業(yè)務(wù)部、柴油發(fā)動(dòng)機管理系統產(chǎn)品業(yè)務(wù)部組成。其中，汽油發(fā)動(dòng)機管理系統產(chǎn)品業(yè)務(wù)部下包含5個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)：分別為燃油噴射系統（包括噴油器、油泵、獨立導軌等）；空氣控制產(chǎn)品（包括可變相位、可變氣門(mén)正時(shí)、電子節氣門(mén)等）；點(diǎn)火系統與傳感器；燃油輸送和蒸發(fā)排放產(chǎn)品（包括油箱輸油泵、碳罐等）；電子控制產(chǎn)品（ECU等）。

GDi汽油直噴系統

此次在華投產(chǎn)的汽油直噴（下簡(jiǎn)稱(chēng)GDi）系統中，核心部件是GDi高壓油泵。相比傳統設計的油泵，這款產(chǎn)品的優(yōu)勢表現在多個(gè)方面。

工程師的通過(guò)對單柱塞發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的高壓油泵進(jìn)行改良，大幅減少油泵工作時(shí)的主要噪音源。其可提供30-200bar的工作壓力。通過(guò)一只內部集成的流量控制閥精確按需供油。滿(mǎn)足大排量發(fā)動(dòng)機的高流量需求。

當前，GDi高壓油泵的研發(fā)工作在歐洲進(jìn)行。不在中國研發(fā)的原因在于，中國當前的節能環(huán)保法規尚未與全球同步，歐美地區是汽車(chē)節能環(huán)保的主要推動(dòng)力量。凱文先生指出，當中國節能法規與國際同步后（或許是2025年），或許也會(huì )在中國進(jìn)行研發(fā)。這款高壓油泵已經(jīng)與歐洲的兩家客戶(hù)及國內多家整車(chē)廠(chǎng)簽署了量產(chǎn)協(xié)議，德?tīng)柛２⑽赐嘎毒唧w廠(chǎng)商名稱(chēng)。

據許向東介紹，預計在2018年德?tīng)柛＿€將發(fā)布汽油缸內直噴壓燃GDCi技術(shù)，其將結合汽油發(fā)動(dòng)機與柴油發(fā)動(dòng)機的優(yōu)點(diǎn)。

Multec多孔汽油直噴噴油器

GDi高壓油泵配合德?tīng)柛ultec低噪音多孔汽油直噴噴油器，以及汽油直噴高壓燃油導軌，可進(jìn)一步提升系統的整體性能。據許向東先生描述，這款噴油器采用了“飛秒激光鉆孔工藝”（1飛秒=10-15秒），噴油孔的平整度要遠高于同類(lèi)產(chǎn)品，孔直徑也更小，可提高量產(chǎn)的一致性。

據悉，利用該工藝還可將噴油孔打造成月牙狀，改善噴孔形狀后，僅需200bar的噴油壓力就可實(shí)現以前圓形噴孔400bar壓力達到的效果，間接減少了系統所耗費的機械能；此外，月牙形噴油孔還能讓噴油變得更均勻，進(jìn)一步接近“充分燃燒每一滴燃油”的目標。

據了解，德?tīng)柛ultec低噪音多孔汽油直噴噴油器年產(chǎn)量為500萬(wàn)個(gè)，每輛車(chē)需要用到4個(gè)這樣的噴油器，也就是可配套125萬(wàn)輛汽車(chē)。

其它產(chǎn)品

VVL可變氣門(mén)升程技術(shù)

如今的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機中，VVT（可變氣門(mén)正時(shí)，Variable Valve Timing）已經(jīng)是比較普遍的一項技術(shù)，但是在此之后，有一項技術(shù)叫做VVL（可變氣門(mén)升程，Variable Valve Lift）。

德?tīng)柛４舜握故玖硕墯忾T(mén)升程系統（2-step Valve Lift System）?？勺兩炭蓽p少發(fā)動(dòng)機的泵氣損失，實(shí)現節油。所謂二級，實(shí)則就是優(yōu)化低升程和高升程時(shí)的凸輪型線(xiàn)，前者針對低速工況可提升燃油經(jīng)濟性3.5-5%，后者針對加速超車(chē)、高速工況，可提升燃油經(jīng)濟性2-3%。

寶馬公司也有這樣的技術(shù)，其采用的是連續可變氣門(mén)升程，叫做Valvetronic。雖然該系統運行非常完美，唯一的缺點(diǎn)是成本過(guò)高，不過(guò)其原本就是面向高端車(chē)市場(chǎng)。

而德?tīng)柛２捎玫氖嵌壙勺儦忾T(mén)升程，與VVT技術(shù)結合后，可以達到Valvetronic 80-90%的性能，不過(guò)其成本卻可以顯著(zhù)下降，比較適合國內的自主品牌主機廠(chǎng)。

凸輪相位器則負責調節氣門(mén)升程的幅度，油量控制閥負責調節氣門(mén)的時(shí)機。配合二級氣門(mén)升程系統以很大程度上取代傳統節氣門(mén)閥（下圖）。

許向東表示，目前這項技術(shù)正在與相關(guān)客戶(hù)進(jìn)行洽談，但尚未確定合作。

ORVR（車(chē)載油氣回收系統）

節能并不只是在發(fā)動(dòng)機中進(jìn)行。例如，人們平時(shí)在為汽車(chē)加油時(shí)，如果油箱是空的，那么往里加油時(shí)會(huì )將內部的油蒸汽排出來(lái)，若不進(jìn)行回收的話(huà)，它就散逸進(jìn)入了大氣。德?tīng)柛＝?jīng)過(guò)試驗：若一個(gè)50升的油箱，加滿(mǎn)油后原本油箱內部將有100毫升的油蒸汽排出，凝成燃油也是100毫升。相當于說(shuō)這將近1/5瓶礦泉水的燃油全都浪費了，此外還造成大氣污染。燃油蒸汽中的碳氫化合物（HC）進(jìn)入空氣后，在結合氮氧化物（NOx），在陽(yáng)光照射的情況下會(huì )形成我們常見(jiàn)的霧霾。因此，將這部分燃油蒸汽進(jìn)行回收也是節能的一種手段。

目前，回收油蒸汽有兩種方案，美國采用車(chē)載回收裝置，例如碳罐。歐洲則是針對加油站裝置的，在加油槍內部加入一個(gè)往外出氣的裝置，但這類(lèi)方法無(wú)法保證加進(jìn)去的油和排出蒸汽的比例并不一定和設想的一致，會(huì )受到溫度、油的成分影響。因此，當前最有效的燃油蒸汽回收系統還是采用車(chē)載裝置。

多火花點(diǎn)火線(xiàn)圈

發(fā)動(dòng)機降油耗有多種方案，渦輪增壓、讓混合氣變稀等等，而前者會(huì )往發(fā)動(dòng)機內引入廢氣，再加上稀薄的混合氣，會(huì )對點(diǎn)火提出更高的要求。德?tīng)柛５亩嗷鸹c(diǎn)火系統可實(shí)現多次放電，一個(gè)循環(huán)可以點(diǎn)火15-20次，確保點(diǎn)火成功。

嚴格除塵工藝&精密質(zhì)量控制

作為全球性汽車(chē)零部件企業(yè)，德?tīng)柛τ诋a(chǎn)品的質(zhì)量和精度控制都非常嚴格——進(jìn)入車(chē)間之前必須進(jìn)行“全副武裝”，防止將外界的塵埃帶入產(chǎn)線(xiàn)。

德?tīng)柛Ｉ虾?dòng)力總成工廠(chǎng)GDi油泵生產(chǎn)線(xiàn)中的各個(gè)環(huán)節都對質(zhì)量進(jìn)行了嚴格的控制。油泵的其中一個(gè)零件上直徑超過(guò)200微米的塵埃顆粒只要有一個(gè)，或者50-150微米直徑的塵埃到達5個(gè)那么該零件就要重新進(jìn)行清潔。因為即便是1根頭發(fā)絲直徑的誤差就會(huì )使得零件之間無(wú)法進(jìn)行完美的間隙配合?，F場(chǎng)工作人員表示，將這樣的油泵裝載到汽車(chē)上就會(huì )發(fā)生漏油隱患，從而發(fā)生危險事故。

在參觀(guān)GDi油泵生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)，筆者發(fā)現每個(gè)自動(dòng)化工位兩邊都有柱狀的警報條，它是用來(lái)探測是否有工人在附近，若有人（在完成一道工序后工人要進(jìn)行取件），那么這部分工序將自動(dòng)暫停工作。據悉，很多大型企業(yè)車(chē)間中都會(huì )配有這樣的裝置，保護工人安全。

小結：

德?tīng)柛Ｆ椭眹娤到y在中國本地化生產(chǎn)有著(zhù)重要的意義。除了能夠為中國客戶(hù)提供更貼進(jìn)其需求的解決方案之外，還能降低技術(shù)成本，為中國汽車(chē)市場(chǎng)節能環(huán)保出一份力。面對中國市場(chǎng)，全球的汽車(chē)零部件商都不想面臨“曲高和寡”的境地。用“觸手可及的創(chuàng )新”來(lái)詮釋“Innovation for the Real World”再合適不過(guò)了。