探秘寶馬新發動機工廠 看B系“心臟”如何制造
寶馬集團在可持續化發展層面做出的貢獻有目共睹,今年一季度,BMW就在全球4,353家市值超過20億美金的公司中脫穎而出,拔得達沃斯“2016全球可持續發展企業百強”頭籌。作為寶馬集團在華的核心組成部分,華晨寶馬同樣把可持續發展視為在中國市場取得長期成功的關鍵因素,并將去年企業的平均燃料消耗量達標率進一步降至6.95升/百公里,再次全國排名第一。
華晨寶馬緣何在可持續發展的這條路上走在前列?其成功的奧秘一方面在于工廠設計布局十分科學合理,再者就是諸多尖端節能減排措施的注入。而這些優勢在位于遼寧省沈陽市經濟技術開發區的華晨寶馬新發動機工廠體現的淋漓盡致。那么這個“世界級工廠”是怎樣運轉的?在此走出的B系列發動機又具備怎樣的技術優勢?下面就請跟隨網上車市編輯一同走進華晨寶馬新發動機工廠,揭開它神秘的面紗。
華晨寶馬新發動機工廠于遼寧省沈陽市經濟技術開發區,占地面積0.9平方公里。2013年8月開工建設到2016年1月正式開業,僅用時30個月就進入投產。工廠還配有發動機質量及性能測試中心和大型物流中心等設施。發動機工廠毗鄰鐵西整車工廠,由此實現更為高效的生產流程。
以可持續發展戰略為導向的新工廠,在建設初期最先完成,電力、供水、供熱和通風的管道都集中在這條隧道里,并預留了足夠空間。樓宇自動化系統集能耗監控、分析和實時調整于一身。照明采用屋頂自然采光和可智能調節照明強度的燈光設備。
鑄造車間是新發動機工廠生產過程的起點。在生產曲軸箱的過程中,鑄造車間采用了新型熔爐,能耗降低20%。該車間有幾大亮點:1.100%使用無機粘接劑。無機粘接劑具有水溶性,生產過程中的有害物質排放接近于零,高校環保,有益于保護員工身體健康。2.90%的工藝沙可以實現循環利用,每天可節省新沙超過30噸。所淘汰的10%的沙子依然可以用于土木工程建設。3.每個鑄造件均有內置二維碼,用來記錄生產過程中的所有相關參數。4.有自學功能的X射線質量監測系統對工藝流程進行全程監測,確保產品無缺陷。
新工廠機加車間的自動化程度之高,使這里像個“機器人的游樂園”,在這里你可以看到機器手在“忙碌”的工作著。該車間具備加工發動機全部核心部件的能力,包括氣缸蓋及曲軸箱等。毛坯鑄件由鑄造車間被運至這里,需要經過一系列的鉆孔、研磨等操作。經驗豐富的工作人員與加工機器人相配合,是機加部件品質和生產效率的保證。
據現場工作人員介紹:機加車間的精準度要求非常高,以氣閥與氣門導管間隙為例,精度高達6微米,相當于人類一根頭發直徑的1/4。同時,在可持續性生產上,該車間可實現生產污水零排放。膜分離技術能對生產過程中產生的全部污水進行凈化處理,工藝廢水經過處理后可被再次用于生產。此外機加部件冷卻水(28-38度)被用于室內供暖,因此而降低了用于采暖的能源消耗。
生產的第三個工藝部門就是總裝車間,該車間生產線具備高度的靈活性,能夠同時生產3缸和4缸的各種型號發動機,兼顧橫、縱置以及不同調校的發動機共線生產。據工作人員介紹,在這里員工們奉行華晨寶馬“零缺陷”原則,即每一個工位都會全力保證不讓有缺陷的機器進入下一個裝配環節。所有關鍵工位均配有在線質檢設備。每一臺成品發動機均需經過機械和電子測試,對質量要求十分苛刻。
車間裝配線的設計是寶馬集團“今天是為了明天”生產理念的重要體現,充分考慮人體工程學,從而有效保護一線生產員工的長期健康。例如:采用最新的生產傳輸系統,具有高度靈活性,員工能夠自由調節操作臺架的高度和角度,從而能以最舒適的姿勢進行裝配操作。發動機的所有技術數據和測試數據都會被記錄并存儲(數據存儲時限長達25年)。每臺發動機都有一份詳細的“身世檔案”,一直可以追溯到鑄造工序。所有數據都能被用于數據挖掘流程,由此實現對生產流程的持續改進和提升。
華晨寶馬新發動機工廠以生產全新的B38和B48發動機為主,其中“B”代表模塊化生產、3/4代表氣缸數量、“8”代表汽油機。B系類發動機適用于前驅、后驅和新能源車型,同樣還會有B58直列六缸機。
相比N系列,BMW最新一代B系列3缸及4缸渦輪增壓發動機更具優勢。首先其模塊化程度更高、零部件數量更少、發動機更輕,并且首次采用水冷式中冷器;從車輛性能角度:BMW最新一代3缸及4缸渦輪增壓發動機擁有與N系列發動機相同或更強動力,卻消耗更少量的燃油。B系列發動機氣缸采用統一的82mm*94.6mm設計,相比N系列發動機有著更長的氣缸行程,更有利于提升發動機低轉速扭矩的性能。
選擇0.5L排氣量的單汽缸作為其標準化汽缸單元,以實現效率和動力輸出的最佳平衡。B系列發動機由采用相同的氣缸組成,缸徑和活塞行程固定,讓不同氣缸數的發動機零部件共用率達到60%,降低了發動機的體積和重量,讓發動機實現效率和動力輸出的平衡、油耗和維修成本也更低。
寶馬將HPI高精度直噴系統加入到了B系列發動機。精確控制噴油時間和劑量,讓發動機在各種情況下都能獲得合理的供油量:200bar的噴油壓力的同時噴油所需的時間控制在0.14毫秒。一次燃燒過程可以實現多次噴油,燃油的霧化以及燃燒更為精準和徹底。新型六孔噴油器的噴油孔采用直徑不同的設計,可使燃燒更充分,提升發動機的燃油經濟性。
VALVETRONIC電子氣門技術。各個部件的體積更小更緊湊,新的電機性能更加強勁,整個配氣機構的響應速度更快。保證發動機在任何工況下都能有最佳的“呼吸”,使發動機擁有最佳動力輸出的同時降低油耗和排放。
發動機廢氣增壓技術。采用了水冷式中冷器,通過電腦主動控制循環冷卻液的流速,不受車速影響,工作更加穩定。熱管理模塊可以在不同的工況下對冷卻系統進行了更精確、更智能的控制,以保持發動機和渦輪增壓器處于最佳工作溫度。采用鋁質渦輪增壓器,比傳統產品減重近30%,并且渦輪增壓器還與發動機整合為一個整體,體積更緊湊,可靠性更高,使用壽命更長。
總結:
據華晨寶馬內部人士介紹,目前在產的N系列會被B系列產品陸續取代。寶馬最新一代B系列具備更少的燃油消耗、更強大的動力、更高的燃油效率等特性,是寶馬高效動力策略的最新體現,同樣也將成為集團全球可持續發展戰略的總要組成部分。(網上車市 2016年12月14日 北京報道)
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