[汽車之家 工廠揭秘] 曾經任何一家寶馬海外(相對于總部設立在德國的寶馬而言)工廠想打造一臺發(fā)動機,第一件事就是去德國蘭斯胡特把發(fā)動機毛坯運回來,然而這件事被前不久投產運行的華晨寶馬鐵西新發(fā)動機工廠改變了,因為它成為了寶馬體系內制造工藝最全面的工廠,是繼蘭斯胡特工廠后首家具備鑄造工藝的工廠,能夠獨立生產新一代B系列發(fā)動機。目前,寶馬2系旅行車的動力系統(tǒng)正是源自于此,未來國產新X1和3系都很有可能搭載這里的發(fā)動機。
2012年,我們探訪過寶馬鐵西工廠,其高自動化、高效率的整車制造車間以及精心設計的工廠結構讓我們記憶頗深,工廠規(guī)模足以體現寶馬對中國市場的側重。而今年寶馬在鐵西工廠的隔壁又打造了一家世界級的發(fā)動機工廠,值得一提的是,新工廠是寶馬體系內唯一將發(fā)動機鑄造、機加工、總裝三大制造工藝及測試車間在同一廠區(qū)內實現的發(fā)動機工廠。在詳細介紹工廠之前,我們來看看這家工廠主打什么新貨色。
● 新一代寶馬三缸、四缸發(fā)動機(B38、B48)
我們之前解讀過寶馬全新2.0T四缸發(fā)動機(詳情請點擊這里),可以看到全新一代發(fā)動機不僅在性能和燃效上取得了進步,更重要的是寶馬在這一代產品上實現了模塊化生產的理念。目前,這家新工廠便生產的是新一代發(fā)動機:包括三缸、四缸汽油機,其代號分別為B38、B48。為什么這么命名?
之所以寶馬稱其為模塊化發(fā)動機,是因為最直觀的會發(fā)現新一代B系列發(fā)動機的氣缸尺寸是一樣,無論是三缸、四缸、六缸其缸徑×行程均是82×94.6mm。這也就讓諸如活塞、活塞連桿、氣缸墊等一系列零部件具備了通用性,當然除了缸體結構,燃油供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等也能實現大比例的零部件通用。換句話說,就像拼積木一樣,這家新工廠的硬件設施也具備生產寶馬六缸、八缸發(fā)動機的能力。
寶馬2系旅行車所搭載的動力系統(tǒng) | ||
新一代1.5T三缸發(fā)動機(B38) | 新一代2.0T四缸發(fā)動機(B48) | |
排量 | 1499mL | 1998mL |
缸徑 | 82mm | 82mm |
行程 | 94.6mm | 94.6mm |
最大功率 | 136Ps/4400rpm | 192Ps/5000rpm |
最大扭矩 | 220N·m/1250-4300rpm | 280N·m/1250rpm |
壓縮比 | 11.0 | 11.0 |
● 生產的發(fā)動機都給誰用?
● 寶馬發(fā)動機工廠全球分布
從全球來看,寶馬大概有30家左右的整車制造工廠,而傳統(tǒng)發(fā)動機工廠只有4家,其中一家便是位于沈陽鐵西剛剛建成投產的新發(fā)動機工廠,其項目于2012年8月簽約,2013年8月動工,歷時28個月順利投產。
目前,除了沈陽鐵西的這家新發(fā)動機工廠,寶馬還有位于德國的慕尼黑、蘭斯胡特工廠和奧地利的斯太爾工廠以及英國的海姆斯霍爾工廠,但擁有鑄造車間的工廠只有蘭斯胡特和沈陽華晨寶馬兩個工廠。另外,沈陽華晨寶馬的電動動力總成工廠也正在建設中,也有可能成為寶馬全球的第三家新能源動力工廠。
從寶馬目前的全球發(fā)動機生產布局來看,中國市場已然成為了非常重要的根據地,它具備了很多寶馬發(fā)動機工廠沒有的鑄造車間,那中國的這個鑄造車間水平如何?下面我們就從這個鑄造車間開始,聊聊新一代寶馬B38、B48發(fā)動機是如何造成的?
● 鑄造從一粒砂的旅行開始
早在幾千年前,中國古代就已經有了這種金屬熱加工工藝,從各個年代出土的青銅器、鐵器也能看出中國人對這一工藝嫻熟的應用,但將這一技術放在發(fā)動機上時,考慮便不再是外觀花紋的美觀性,而是考驗鑄造出成品的機械性能,為了保障成品在降溫凝固時殘余應力、氣孔、脫模劑不會導致鑄造件缺陷,對鑄造工藝提出了極高的要求。
我們知道鑄造工藝是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔模具中,待其冷卻凝固后,以獲得零件或毛坯的方法。鑄造發(fā)動機的模具一般都是由鑄造砂做成,想要鑄造缸體、缸蓋等零部件的第一步便是從一粒砂開始。
用完的鑄造砂去了哪里?新發(fā)動機工廠90%的鑄造砂可以循環(huán)再利用,剩余的10%寶馬也沒有浪費,他們將不能再循環(huán)的10%應用于了建筑用材,相當于實現了零浪費。
在砂型模具制造的同時,用于鑄造鋁合金發(fā)動機缸體的原材料也在時刻準備著,生產B38、B48發(fā)動機所采用的鋁原料來自于國內的立中有色金屬公司。
至此,一塊塊鋁塊原材料變成為一件合格的毛坯件,也就完成了除了德國蘭斯胡特工廠以外其他寶馬工廠不能完成的任務。當然這只是完成了發(fā)動機生產過程的三分之一,接下來毛坯件被運送至機加工車間。
● 如何讓毛坯變成零件?
鑄造車間讓一塊塊鋁塊變成了發(fā)動機缸體、缸蓋的毛坯件,然而到機加工車間后,就是要把這些不修邊幅的家伙們好好修整一番,這里100臺左右的機加工設備能夠進行車、銑、刨、磨、鉗等各種工序。
- 如何省去了氣缸套?
在機加工過程中,發(fā)動機會進行一項特殊的工序——電弧噴射氣缸內壁,也就是寶馬的LDS電弧噴涂技術,它是將金屬耐磨材料噴涂在氣缸壁上,取締了傳統(tǒng)的鋁合金發(fā)動機的氣缸套。這項技術能夠使氣缸壁擁有良好的耐磨性,減少摩擦帶來的功率損失來提升效率,而且相比傳統(tǒng)的氣缸套,由于涂層更薄其熱傳導性也更好。
在機加工過程中,氣缸壁被進行鏜孔工序,但不是直接加工出所需要的82mm×94.6mm的缸徑×行程尺寸,因為鑄造好的缸體毛坯在進行這項電弧噴涂技術前,氣缸內壁需要進行一次“磨砂”處理,通過高壓水槍對內壁進行噴射,利用水的高速沖擊將內壁沖出細密凹凸的表面,這是為了讓氣缸壁變得更粗糙,使電弧噴射的涂層更好地附著在氣缸壁上。
● 萬“件”合一的過程
相比鑄造和機加工車間,發(fā)動機總裝車間的工人明顯多了不少,因為一些零部件的組裝還是必須人工來安裝,與大部分發(fā)動機工廠一樣,整個車間分為缸蓋分裝線和總裝線兩條生產線。在這里所有的缸體結構件、供應商提供的電氣件以及線束等零部件將完成一次大聚會。
● 下線前的最后一步
當發(fā)動機完成裝配之后,工人首先會對發(fā)動機進行密封性測試,確保不會出現漏水、漏油、漏氣等問題,然后再進行冷啟動測試,值得一提的是這些測試項目是每臺下線的發(fā)動機必須要測的,而不是采用抽檢的方式。
另外,發(fā)動機還會匹配上變速箱、油箱、冷卻系統(tǒng)等完成50個小時真實的綜合性能測試,例如模擬真實駕駛時的怠速、加速、恒定轉速等各種工作工況,以確保每一項質量參數、性能參數都符合標準。
● 總結
從規(guī)模和設備投入來看,華晨寶馬新發(fā)動機工廠無疑成為了寶馬世界級的工廠,其德國本土外唯一的發(fā)動機鑄造車間承擔了未來新一代寶馬發(fā)動機的生產重任,從此擺脫了由海外進口發(fā)動機毛坯件的過程。目前,鑄造、機加工、總裝三大制造車間及檢測車間已經完全正常的投入運行,新發(fā)動機工廠先進全面的工藝流程能夠有效地控制生產成本,也能進一步縮短生產周期、優(yōu)化產能問題,當然我們普通消費者更關心的是其優(yōu)秀的產品質量檢測,因為這才是關乎我們是否選擇購入一輛寶馬的關鍵。(汽車之家 文/圖 夏志猛)
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