汽车发动机制造工艺的发展动向

李艳艳 刘贵智

摘 要：进入新世纪以来，中国汽车产业实现快速发展，也带动了国内相关汽车零部件行业高速增长。庞大的市场容量以及成长潜力吸引国际汽车零部件巨头纷纷扩大在华投资规模，行业竞争日益激烈。而发动机作为汽车最核心的部件，不仅要直面白热化的市场竞争环境，还要时刻应对来自新能源领域的威肋、压力与挑战十分巨大。汽车发动机行业业内企业要发挥自身优势，抢抓汽车产业转型升级机遇，实现长远发展，就必须明确现代汽车发动机制造工艺的发展动向。

关键词：发动机制造工艺；发展动向

1 汽车发动机制造问题分析

在当前发动机的制造过程中存在诸多问题，而其中长期存在的问题难以得到有效解决，其问题在于没有找到问题存在根本因素，并且缺少准确的程序对根本原因进行定义。以至于在出现不明白的问题时，只能通过猜想、再设计、再进行加工与再次投入，而这些措施并未能从根本上将问题进行解决。通常因为一个不够准确的判断和未知的根本原因，致使发动机生产出现问题。七钻法是一个用来促进解决问题的标准方法。在出现问题后，通过对相关支持性数据信息的收集，再运用七钻法进行一步步解决。其中，第一钻到第三钻是为了判定制造过程中存在的问题同时做出首次判断。此三阶段能够对发动机生产过程是否按照设计条件在制造进行确定，还能判定生产方式是否是目前阶段最好的生产方式。第四钻能够判定零件规格是否满足产品生产条件。第四钻调查主要运用于发现制造过程中最初存在漏洞的地方。若判定结果表明问题原因出自上阶段工序，四钻调查也需要从上一工序开始进行。而第五钻、第六钻是将处理问题的对象由标准化制造向工艺工程程序的转变。其主要原因在于企业已经在进行标准化制造工序，但其中依然存在问题。最后，在第七钻，缺陷被视为非常繁杂的问题，对次系列问题需要进行立项解决，比如运用RedX方法展开处理。

2 影响汽车发动机制造工艺的发展动向的因素

2.1 市场规模

由于发动机系统是每辆内燃机乘用车的核心组成部分，因此其市场状况与汽车整车市场的发展有着高度的相关性。随着我国经济快速发展和居民人均可支配收入不断提高，加之城镇化建设加快，公路交通基础设施不断完善，二、三线城市汽车消费需求开始爆发，随之而来汽车保有量的不断增加，直接带来了发动机旺盛的市场需求，整个汽车发动机行业呈现出良好的发展局面，总产量从2001年的235万台增长到2017年的2403万台。据预测，2020年我国汽车市场年均销量将达到3500万辆，2017-2020年平均增速可达7%。而这也将带来发动机市场同步增长，三年平均增速预计可达7.6%。

2.2 市场结构

从产品差异化来看，一方面低端产品市场己趋成熟，基本都是基于三菱或五十菱的老旧技术逆向开发的变型产品，不仅产品差别化和专业化程度低，产品升级及单位盈利能力也较低；另一方面各大整车企业的中、高端产品，包括新产品，出于技术保密性、产品一致性、竞争策略等方面的考虑，大多采取后向一体化，企业间技术联盟尚处于试水阶段，共享意识及技术开放程度均有较大差距，使得发动机产品因技术路线各异，平台化、通用化程度较低而具有差异化。从市场进入障碍和退出障碍来看，由于整车企业对零部件供应商要求较高，加之许多关键零部件本身技术复杂性及专业化程度也很高，在服务整车制造的过程中，汽车零部件企业逐步形成了一级供应商、二级供应商、三级供应商等多层级业务合作关系。而发动机作为汽车核心总成，技术、结构、工况更是复杂，对质量、性能要求尤其严苛，所以具备发动机研发制造能力的配套企业一般都是一级供应商。同时，经验、品牌、业绩也是整车企业重点考察的方面。此外，随着马太效应加剧，小企业因成本高企难以维持，大企业则在进行结构调整，加强供应链的把控。

3 汽车发动机制造工艺的具体发展动向

3.1 柔性生产线的发展动向

柔性生产线是集合了多种复杂技术、具有相当自动化程度的系统。随着汽车技术的发展，1968年英国首次推出了世界上的第一条柔性生产制造系统，这种生产技术在随后的时间里不断创新，其具体的发展过程可以分为以下几个阶段。具体来说，第一阶段是70年代研发的多种小批量的FMS，这种生产技术由于成本高效率低，并没有被广泛的应用在实际生产中，而是仅用在试验和研发过程中；第二阶段是80年代开发的柔性自动生产线FTL，这种制造系统由传统的生产加工中心，再结合数控组合机为主的设备构成，这种制造系统已经可以初步应用在汽车的工业生产中，但是还无法完全满足汽车工业生产的全部需要；第三阶段是90年代初期的生产系统。在这个时期由于科学技术的的高速发展，数控技术的生产线发展已经相当成熟，所生产的产品不但质量好价格低，而且生产效率也大大提高。另外，由于加工中心的发展到后期逐渐出现三坐标生产型高速加工中心，而应用这种加工中心作为主体所构成的新型柔性生产自动线，也就是敏捷柔性自动线，它从根本上提高了生產效率，而且这种生产线既可以重复使用又可以互相组合使用，还能够进行扩展，因此这种生产能够满足市场发展的需要，正因为敏捷柔性生产线能够适应未来的市场需求和变化，所以它就是未来这方面加工制造的发展方向。具体优点如下。（1）设备综合利用率高。将机器编入到柔性生产线后，与机器单独使用时的设备输出相比，输出显著提高。（2）产线在制品减少。由于柔性生产线能有效地支持OnePieceFlow，能将生产线的在线库存降到最低的数量。（3）生产线能根据客户需求进行快速变换。柔性化生产线可以节约重建生产线所需的时间，这也意味着新产品可以在最短的时间内面世。

3.2 凸轮磨削工艺的发展动向

凸轮磨削工艺在很长的一段时间里在机械仿形领域占有重要地位，直到80年代中期，才被高速加工中心CNC无抗魔的屠龙磨削工艺技术所代替。出现这种局面的原因主要是CNC屠龙磨削的柔性和加工成型后。产品表面的精度大大提高，远远优于过去的机械仿形通过磨削工艺，因此我们说CNC凸轮磨削工艺就是凸轮磨削工艺的发展方向。

4 结束语

总之，纵观汽车制造业的历史发展已有百余年，随着汽车发动机制造技术和水平的不断提升，发动机的加工工艺也在不断的推陈出新，无论是发动机的五大加工工艺，还是缸体与缸盖正在发展捷柔性生产线取代传统柔性生产线的发展路径，都在朝着精益求精加工方向发展。

参考文献

[1]杨婉婷.汽车发动机再制造技术与发展趋势[J].内燃机与配件，2018，05：97-98.

[2]王国栋.机械加工技术在汽车发动机曲轴制造中的应用[J].纳税，2018，07：244.