“瘦身”是很多愛(ài)美女性的追求，這是人所共知的。但你有沒(méi)有聽(tīng)過(guò)，一個(gè)冷冰冰的發(fā)動(dòng)機(jī)，它也在努力地“瘦身”呢？想必很多人對(duì)此都不甚了解，或許根本就沒(méi)有聽(tīng)聞過(guò)。
發(fā)動(dòng)機(jī)也愛(ài)美嗎？這是毋庸置疑的，發(fā)動(dòng)機(jī)的外觀、造型、結(jié)構(gòu)都會(huì)考慮客戶對(duì)于美觀的嚴(yán)苛要求。但這里要說(shuō)的發(fā)動(dòng)機(jī)“瘦身”跟追求美麗不是一碼事，畢竟發(fā)動(dòng)機(jī)不是靠美麗的外表來(lái)吸引用戶，眼球經(jīng)濟(jì)在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)行不通。
“我瘦我驕傲，我為國(guó)家省布料?！边@是清瘦的人的一句玩笑話，但透射出一個(gè)道理，節(jié)省原材料、成本很重要。對(duì)玉柴來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)的“瘦身”能有效地減少原材料的消耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本；對(duì)忠于玉柴產(chǎn)品的用戶來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)“瘦身”了，整車(chē)的油耗會(huì)降低，運(yùn)營(yíng)成本就會(huì)減少，賺的錢(qián)就更多了。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化還是節(jié)能、環(huán)保的一項(xiàng)重要手段。
這個(gè)道理很好懂，但是發(fā)動(dòng)機(jī)“瘦身”談何容易。據(jù)相關(guān)專(zhuān)家說(shuō)，相對(duì)整車(chē)降重來(lái)講，發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化要求更高，實(shí)施起來(lái)更加困難。
玉柴技師協(xié)會(huì)、科技協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)陳金源接受采訪時(shí)介紹，發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它涉及到人才、設(shè)計(jì)、制造、工藝、材料等多個(gè)方面。
不僅如此，發(fā)動(dòng)機(jī)零件眾多，特別是排放升級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)增加了一些必要的外附件，每增加一個(gè)部件，都在增加著發(fā)動(dòng)機(jī)的自重。因此，可以說(shuō)，玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)的“瘦身”事關(guān)玉柴、玉柴的供應(yīng)商、客戶三方核心利益。
讓結(jié)構(gòu)更優(yōu)
從結(jié)構(gòu)上來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)“整形”是一件很難的事，因?yàn)槿魏蔚母膭?dòng)都是牽一發(fā)而動(dòng)全身的。盡管如此，為了實(shí)現(xiàn)輕量化、增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力這個(gè)目的，必要的結(jié)構(gòu)優(yōu)化還是在研發(fā)人員的努力下實(shí)現(xiàn)了。
玉柴工程研究院副院長(zhǎng)譚達(dá)輝說(shuō)，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化入手，YC6L氣缸蓋的減重比較典型。我們通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少氣缸蓋的接觸面，從而減少機(jī)械加工面積，實(shí)現(xiàn)了減重效果。
“對(duì)于每一處細(xì)小的改動(dòng)，我們都要做充分的CAE計(jì)算、分析，確保其性能穩(wěn)定?！弊T達(dá)輝強(qiáng)調(diào)。
從玉柴工程研究院相關(guān)技術(shù)人員那里獲悉，發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化是玉柴持續(xù)的追求。今年玉柴將通過(guò)去掉YC6L的氣缸體加強(qiáng)板來(lái)實(shí)現(xiàn)降重，其減重效果高達(dá)23.4公斤左右。安全性、穩(wěn)定性是發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化必須考慮的因素。“我們正在對(duì)其做臺(tái)架耐久實(shí)驗(yàn)和振動(dòng)試驗(yàn)?！痹摷夹g(shù)人員補(bǔ)充到。
在保證鑄件性能的基礎(chǔ)上，對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)進(jìn)行小型化、薄壁化、中空化等設(shè)計(jì)，去除冗余部分，也是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化的有效途徑。
為節(jié)約成本，鑄造廠今年也將鑄件降重列為重點(diǎn)工作。鑄二車(chē)間砂芯減重效果明顯，采取優(yōu)化鑄造工藝等方法，D30機(jī)體鑄件比原重減少了2公斤。別小看這兩公斤鐵水，按照該工廠年度的生產(chǎn)大綱，因鑄件減重而節(jié)約的成本還是相當(dāng)可觀的。
“高強(qiáng)度超薄機(jī)體水套高端技術(shù)”是陳金源和他的制造技術(shù)團(tuán)隊(duì)取得的最新成果。應(yīng)用這項(xiàng)新技術(shù)，在制造技術(shù)部可以做出2毫米超薄型水套砂芯，且鑄出的機(jī)體毛坯內(nèi)壁光滑、無(wú)粘砂、無(wú)燒結(jié)，其技術(shù)水平直追奔馳、寶馬。
陳金源對(duì)此十分自信，他說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)的成功，為玉柴超薄高強(qiáng)度水套制造技術(shù)提供了一個(gè)嶄新的平臺(tái)，更重要的是歷練出了一個(gè)追求高端技術(shù)的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)。
發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化手段還有零部件模塊化設(shè)計(jì)、外附件輕量化，對(duì)某些部件進(jìn)行有限元分析，采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化等等，玉柴在這條路上的探索還會(huì)繼續(xù)。
應(yīng)用新材料
新材料應(yīng)用也是減輕發(fā)動(dòng)機(jī)自重的一個(gè)重要途徑。目前，在這塊最為突出的就是高強(qiáng)度材料的應(yīng)用和一些輕質(zhì)合金材料的應(yīng)用。
蠕墨鑄鐵就是一種高強(qiáng)度的材料，它的機(jī)械物理性能和鑄造工藝性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間，很適合制造強(qiáng)度要求較高及要求承受熱循環(huán)負(fù)荷的零件，如氣缸體、氣缸蓋等。
減輕單個(gè)零部件的重量也是減輕發(fā)動(dòng)機(jī)總重量的有效途徑，而機(jī)體作為發(fā)動(dòng)機(jī)中最大的核心零部件，占總重量的四分之一，玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)的“瘦身”當(dāng)然要從它下手。
陳金源說(shuō)：“從2013年1月開(kāi)始，在玉柴股份副總經(jīng)理梁清延的布置下，制造技術(shù)部就主動(dòng)開(kāi)展了4種機(jī)型機(jī)體的輕量化工藝試驗(yàn)，其中我們?cè)谧龅腄2500機(jī)體降重就是用蠕墨鑄鐵替代原來(lái)的灰鑄鐵，達(dá)到了高強(qiáng)度、薄壁化目的，每個(gè)鑄件可降重25公斤?！?BR>
按目前的進(jìn)度，D2500減重版機(jī)體模具已完成，進(jìn)入試模驗(yàn)證階段，預(yù)計(jì)9月份就可以小批量生產(chǎn)，年底能形成大批產(chǎn)能力，為4D機(jī)型升級(jí)國(guó)4打下了良好的基礎(chǔ)。根據(jù)測(cè)算，減重可實(shí)現(xiàn)降本金額可觀。陳金源表示，他們正在努力，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)更高的降成本目標(biāo)。
對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化，陳金源有他自己的理解。他說(shuō)：“我們總的要求是高強(qiáng)度輕量化，追求‘兩降一?！??！畠山怠褪且抵亍⒔党杀?，‘一?！词潜Ｙ|(zhì)量?！?BR>
誠(chéng)然，發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化不是跟風(fēng)，更不是摳摳搜搜、偷工減料，沒(méi)有質(zhì)量作保證，產(chǎn)品根本沒(méi)市場(chǎng)，到頭來(lái)只是搬起石頭砸自己的腳。
在玉柴，蠕墨鑄鐵只是新材料應(yīng)用的冰山一角。鑄鐵雖然剛度較好，成本也低，但是它自身的比重大也制約了這種材料在發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化領(lǐng)域的應(yīng)用。相較而言，鋁合金、鎂合金等輕質(zhì)材料未來(lái)則有更大的應(yīng)用空間。
2011年，制造技術(shù)部試驗(yàn)車(chē)間建立，它所肩負(fù)的其中一項(xiàng)任務(wù)就是鋁合金新材料應(yīng)用的試驗(yàn)。前不久，玉柴股份董事長(zhǎng)晏平到制造技術(shù)部試驗(yàn)車(chē)間考察，陳金源向晏平展示了一項(xiàng)技術(shù)成果，應(yīng)用自主開(kāi)發(fā)的高強(qiáng)度鋁合金材料，并進(jìn)行缸蓋結(jié)構(gòu)優(yōu)化，成功開(kāi)發(fā)的高強(qiáng)韌輕量化某V型機(jī)鋁合金缸蓋。這個(gè)鋁合金缸蓋成品重量為15.6公斤，跟原來(lái)的鑄鐵缸蓋相比，降重17.7公斤，降幅達(dá)53.2%，鋁合金缸蓋毛坯經(jīng)過(guò)30次冷熱循環(huán)沖擊試驗(yàn)無(wú)裂紋，抗拉強(qiáng)度達(dá)到HT250水平，能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)需要。目前，該鋁合金缸蓋已進(jìn)入試驗(yàn)、驗(yàn)證階段。
從目前國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化的成功案例來(lái)看，新材料的應(yīng)用效果是最明顯的。新材料和新鑄造工藝的掌握，玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)“瘦身”又向前邁出一大步。
“瘦身”生產(chǎn)兩不誤
雖然發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化是大趨勢(shì)，但發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也不會(huì)不考慮盈利而去盲目地推行輕量化工作。
選擇哪款機(jī)型進(jìn)行輕量化處理，這需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的論證和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。一方面，企業(yè)要考慮輕量化帶來(lái)的收益，另一方面輕量化本身也需要研發(fā)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、工藝、工廠等多個(gè)相關(guān)部門(mén)的討論、驗(yàn)證。
鑄造廠技術(shù)科科長(zhǎng)陳宏興說(shuō)，如果我們接到任務(wù)，要對(duì)某個(gè)鑄件進(jìn)行輕量化處理，那么我們首先要做的工作就是對(duì)這個(gè)鑄件進(jìn)行解剖，這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)像醫(yī)生給病人動(dòng)手術(shù)。解剖就是為了看清結(jié)構(gòu)，看看哪些地方有改進(jìn)的空間。理論的改進(jìn)空間還需經(jīng)過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、驗(yàn)證。這個(gè)過(guò)程沒(méi)問(wèn)題了，我們才能試制，然后對(duì)試制的鑄件進(jìn)行解剖、分析、改進(jìn)，直到達(dá)到滿意的減重效果。先做30多臺(tái)鑄件，沒(méi)問(wèn)題了，然后才能幾百臺(tái)的小批量生產(chǎn)。
當(dāng)然，這個(gè)因發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化而涉及的鑄件修改如果經(jīng)常性的出現(xiàn)在工廠生產(chǎn)中，勢(shì)必會(huì)影響正常的生產(chǎn)活動(dòng)。
“這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)可以解決了！”陳金源告訴筆者，玉柴的無(wú)?？焖僦圃旒夹g(shù)正好可以克服這個(gè)難關(guān)。利用無(wú)?？焖僦圃旒夹g(shù)，不用開(kāi)模具，就能制造出我們想要的鑄件來(lái)，既省成本，又省時(shí)間，這項(xiàng)技術(shù)特別有利于新品試制，不會(huì)妨礙工廠正常的生產(chǎn)。目前，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)已處于領(lǐng)先水平。
“瘦身”生產(chǎn)兩不誤，這使得玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化之路走得更為舒坦。
YC6L、YC6MK、YC6J、YC4D等發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化之路已經(jīng)開(kāi)啟。對(duì)玉柴來(lái)說(shuō)，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化之路需要探索的東西還很多。這只是一個(gè)旅途的開(kāi)始，為了增強(qiáng)玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力，未來(lái)還有更多輕量化的玉柴機(jī)器走向市場(chǎng)。
