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当节能环保与制造“合谋”,看看汽车发动机发生了什么改变?

2015-10-10 09:33:44 点击: 来自:企划编辑

发动机可谓是汽车的“心脏”,技术、节能、环保,这三个词无疑代表了未来汽车发动机的发展趋势。在能源日趋紧张,低碳、环保呼声一片的大背景下,小排量涡轮增压、混合动力和清洁能源发动机的发展成为必然。

随着柴油机技术的不断发展,特别是小型高速直喷式柴油机技术的日趋完善,使其较汽油机更为经济、排放更低,因此,装用柴油机的车型将越来越受欢迎。有专家预测,10年以后,世界乘用车市场柴油机化的比例将超过50%。德国汽车工业协会VDA的统计数据表明,欧洲新入轻型车辆(轿车+SUV)中,已有一半采用了柴油发动机, 在德国这一数字是49.5%,而在法国高达75%,柴油机在节能、环保和减排上贡献巨大。在德国乘用车柴油机的比例增加一个百分点,就可节油9 000万L,减少CO2排放21万t。

在追逐新能源时代的路上,混合动力也许就是一种过渡方法,但是新能源的发展并不是一蹴而就的。随着发动机技术的日新月异,涡轮增压、双置凸轮轴、缸内直喷、可变气门正时、铝制缸体和轻量化活塞等先进的技术也在不断地更新换代,将牵引制造技术不断提升。当我们将节能环保与发动机制造技术综合考量,汽车发动机制造会有哪些新课题?

汽车发动机

 

节能发动机智能车间/工厂

近年,国内各主流发动机工厂大都在建设数字化车间/工厂,智能化车间/工厂是数字化车间/工厂的升级,其重要区别在于后者只要求数字装备(数控机床)组成的生产线,而前者则要求生产线采用智能装备。

  节能发动机主要包括汽油机缸内直喷技术、柴油机高压共轨技术。科技部发布的“关于征集高新技术发展及产业化域国家科技计划预备项目的通知”中,汽车动力总成技术域课题一、二就是汽油机缸内直喷、柴油机高压共轨技术。以喷油嘴为代表的节能发动机密加工,需求微纳级智能机床:喷油器体深孔钻铣高多轴复合加工中心; 喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高复合数控车削中心;数控硬车削机床;密电火花喷孔机床;密数控中孔座面磨床;高度小孔珩磨及配珩机床;高度数控内凹面磨床;高度数控凹圆弧凸轮轴磨床;高度数控密偶件外圆磨床等。这些零部件加工生产线需要采用智能机床。

  节能发动机智能车间/工厂由智能工艺装备系统、智能车间/工厂物流系统和智能车间生产信息系统三大系统组成。

智能工艺装备系统
1 . 生产线数字设计技术 ——协同仿真技术
数字化制造技术的核心是生产系统的仿真——在真实生产之前验证生产系统的各种细节:物流、设备和布局等及其对产能、成品率和成本的影响;在真实生产之后提供几乎是无限的生产柔性,测试对不同生产控制策略或新产品生产的影响;仿真可以使得工厂设计成本降低50%;采用了数字化制造技术的汽车制造企业,其产品推向市场的速度增加了30%,重复设计减少了65%, 生产规划流程简了40%,平均产量增长了15%。

  新一代自动生产线的虚拟制造技术发展很快,采用数字化工厂应用软件,建立起自己的产品制造工艺过程信息化平台,再与本企业的资源管理信息化平台和车身产品设计信息平台结合,构成支持本企业产品完整制造过程生命周期的信息化平台,进行制造过程管理(MPM)。

  生产线仿真设计主要内容: 生产系统仿真将车间内的各种生产单元作为基本对象,建立一个车间的生产系统总体模型,对于单元之间的能力匹配与协同运作,研究化的总体布局方案和运作模式,决定生产单元之间的缓冲区的设计。面向指定的生产能力水平,以建设成本和运行成本的总和小为目标,进行化设计,主要包括:①机器人(机械手)作业过程仿真。建立机器人(机械手) 与工具系统、装夹系统和搬运装置协同运行的模型,进行仿真研究,化自动化作业单元的布置与运行顺序。②生产物流的规划与仿真。对生产车间内的物料存储与搬运设施,建立仿真模型,考察生产环节的匹配与协调,以及时、确供应物料为目标,化设计物流设施与人员的配置和布局,化运行模式。③生产系统可靠性分析。保障生产系统发挥设计产能目标是生产系统设计的重要目标,然而由于各种原因,在设备可靠性、产品成品率等方面不可能达到100%,需要研究合适的方法,对生产系统的实际产能和可靠性进行分析与设计,这也是组成生产系统的关键技术之一。

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