日本发动机十分先进,却敢向任何一国出售,为何不怕技术泄露?

日本发动机十分先进,却敢向任何一国出售,为何不怕技术泄露?

工业制品不是单纯的零件组装、如同堆积木那般容易,国外的先进发动机即便咱们给买来、进行全面3D建模后,也仅仅是能做到对发动机的机械结构有了基本的理解、也就是说机器各个零部件的形状都清楚了,也可理解成可以按照测绘出的参数进行高仿零部件的生产了,但生产出的高仿零件再次组合成发动机、可能根本没办法运行!

这么造发动机是不是太简单了?工业领域经过几百年的发展、无数的经验积累,难道所产生的捷径就是照搬?单纯的零部件高仿生产、所组成的新机器甚至连原型机30%的性能都复原不了,且寿命大幅度降低!所以即便发动机上所有零部件的机械参数全部都公开,一样没办法被仿制、因为机械背后所隐藏的一系列参数是不会被公开的,比如说公差、材料、金相组织、制造工艺、装配工艺等等,运行时的燃烧状态、冷却以及润滑系统如何工作,这些相关细节、参数才是真正的核心!

发动机上很多零部件参数都是公开的,如上图日产的VQ37HR缸径95.5毫米、而行程则为86毫米(其它的相关参数也不难获得),只不过知道这些参数又有什么用呢?举一个简单的例子宝马某款发动机、用金属涂层取代了缸套,试问这金属涂层的成分是什么、通过3D建模是否可以获知涂层的成分?显然是做不到的!所以工业技术的发展,只有不断的尝试、不断的出错、不断的改错、不断的积累如何不犯错的经验,一步一步走、逐渐找到结果,而不存在弯道超车!

工业制品的要害在于公差

生产任何零部件(无论金属、塑料)都会存在公差,公差不可避免、但却可以被控制在一个范围;一台发动机上所有的零部件都存在可控范围的公差,而这些零部件组成到一起、这些公差可进行相互抵消,从而让机器达到良好的状态,这就叫公差配合;只有正向研发才能清楚的知道零部件设计尺寸、公差所允许的最大范围(一步步修改、调整得出的结论),而通过3D建模是没办法知道这些的!

举一个简单的例子某原型机上一个零件的设计长度为20毫米、公差范围±0.015,那么只要生产出的这个零件长度在19.985-20.015毫米之间就都属于合格产品;当我们测绘这个零部件时、得到19.987的结果,这当然是包含误差的结果、该如何逆推这个零件的设计长度?只能预估、并根据预估值再预估一个误差,要知道发动机拥有几百个零件、通过测绘每个零件我们都拿不到原始设计参数而只能靠推测、预估,这样一来再生产出的仿制零部件组成到一起则不会产生公差配合以及抵消,而是非常严重的公差积累!

这样一来机器性能上不去、寿命不长,而且转速稍微高些就会出现各种异响;说句题外话各位都知道乐高积木吧?对、就是挺贵那玩意,甭看贵、确实有贵的道理;曾经鄙人嫌贵、买了套高仿的(逆向研发),组装起来发现有的零件松、而有的紧,数量少时组合到一起看不出问题,等几十个部件都组合上之后、就发现偏斜严重有些部件已经根本安不上了,这就是严重的公差积累、每个部件都有问题而很遗憾的完成了叠加!对于玩具都如此,那么对于发动机这种高精密的制品而言、弄不清公差是致命的!

材料、成分、金相组织很难弄清楚

即便攻克了设计参数、公差范围的难题,可依然面临着材料未知的窘境,谁知道国外采购来的发动机是什么成分的金属打造的?化学成分是什么、如何配比?即便通过一些非常规手段知道了成分、配比也不代表可以生产出来;即便粗胚可以生产出来,还要面临应力处理、表面处理的难题;如上图所示日产VQ37HR的气门顶桶处采用了DLC涂层、具备钻石般的硬度,这DLC特层什么成分、又采用了什么样的工艺喷上去的、喷上之后采用什么样的工艺固化?

这些都不清楚、那么还有仿制的意义么?人家VQ37HR能拉到7600转,因为有这些涂层所以耐磨,高仿一台没DLC涂层的、可能几千转就冒烟了,与原型机的性能差异太大也就没必要去仿制了,同理国外的主机厂也不怕咱们仿制、因为仿不了;同理丰田仿制不了奔驰、奔驰也仿制不了丰田!知道工业领域的一门学科叫材料学么?3D测绘是不可能拿到一台机器的原始设计参数的,更不用谈每个零部件的公差范围,其次各个零部件的材料成分、金相都不清楚,所以根本仿制不出来!即便仿制出来,性能、寿命都不可能达标!

一些主机厂研发机器的方式

首先要说一点咱们很多自主车企研发的机器已经突飞猛进、远比过去要强很多、取得了辉煌的成就,但依然存在一些企业没有摆脱老的思路;现在几乎没有做逆向的了、最多就是做对标,首先选择一款国外的机器进行对标,然后从美国的SwRI、奥地利的AVL以及德国的FEV、英国的里卡多寻求技术上的支持,上述这4家企业就是世界上4大内燃机设计咨询公司,它们卖技术、卖设备、卖研发体系等等,很多著名车企都会从这四家寻求技术支持,比如布加迪的双离合变速器就是英国里卡多给设计的!

写到这朋友们也该明白、想仿制一款发动机存在多大的困难了吧?这就是工业领域特有的壁垒,这层壁垒在表面上看不到、实则无处不在,各个环节都存在这样的壁垒;如材料、原始参数、公差范围、制造工艺、装配工艺、标定、燃烧等(根本列举不完),单纯的依靠3D测绘是不可能搞清楚这些隐含数据的,即便想搞清楚、也会耗费大量的时间以及人力物力,导致的结果就是完全高仿了某原型机(性能、寿命不差)、但原型机可能已经淘汰十几年了,这样的高仿品还有什么意义、毫无竞争力!所以外国的车企如丰田、本田、日产、大众以及BBA根本不怕咱们逆向发动机或相互借鉴,因为根本就不可能做到!

日系发动机十分先进,这是毫无疑问的,毕竟衡量发动机性能的重要标准就是热效率,而日系发动机的热效率可以说是达到了顶峰,丰田开发出热效率高达42%的发动机,马自达则开发出了热效率高达50%以上的压燃式发动机,但日系车也害怕自己发动机出现技术外泄情况,不仅日系车如此,德系车、美系车、韩系车、法系车,任何一家车企都害怕技术外泄。

发动机乃是日系车研发过程中的绝密项

其实就丰田汽车来说,它对发动机技术的保护是非常重视的,丰田在中国有两个汽车合资公司,一汽丰田和广汽丰田,但这两家合资公司都只是负责装配制造,并不涉及到产品研发,而丰田真正的研发中心是在常熟,丰田汽车研发中心(中国)有限公司,于2010年成立,一汽丰田和广汽丰田只是单纯的制造,其目的昭然若揭,就是避免自己的技术外泄。

我接触过丰田技术研发中心相关的人员,从他们的口述中可以得知,丰田汽车的发动机,有专门的公司进行生产制造,里面有中国人,也有日本人,早期的中国工人是接触不到发动机、变速器等核心零部件制造的,最近几年稍微有些放松,但凡是涉及到核心零部件的组装、装配,涉及到核心零部件的参数调校,依然全部由日本人负责监控,而我们国家的普通工人,只是负责简单的辅助工作,有一些绝密车间,中国人是没有进入权限的,这就是日本发动机防止发动机技术泄漏所采取的策略。

日系车为什么不担心发动机技术外泄?

发动机的制造技术

很多人会说,如果我们买一款丰田车辆,对其发动机进行拆解分析,各个零部件一比一还原,是不是就实现了对其精准的模仿?零部件模仿是非常简单的,但零部件模仿之后,还涉及到材料的选择,零部件的加工制造,各个零部件批量生产时精度的制定,组装时关键核心零部件的组装工艺方法,试问一下,国产车能够100%模仿吗?

发动机的电控技术

发动机作为汽车核心零部件之一,是众多车企无法跨越的大山。发动机除了简单的机械零部件制造生产、组装之外,还涉及发动机的电控单元,这是发动机的核心,发动机的电控系统我们又该如何模仿?电控系统涉及到发动机的进气量、喷油量、点火正时控制,发动机保护逻辑设定,废气再循环控制,OBD诊断等等,如果把发动机的电控系统逻辑图用word的形式表示,估计要上万页,这又该如何模仿?

丰田发动机的电控系统由电装公司负责开发,电装公司为丰田旗下的零部件供应商,电装关于发动机控制系统的技术研发人员,全部都是日本人,研发部门全部都在日本,绝密程度堪称是100%,这才是发动机领域的核心。只要发动机的电控系统不泄漏,即便是我们能够完成发动机的制造、装配工作,也无法攻破其控制系统。

专利保护

就发动机技术而言,现在每一家汽车公司都已经熟练掌握了,或许我们可以窃取日系车发动机相关的电控技术,但在一些核心技术领域,日系车申请了大量的专利进行保护,我们想要实现类似的功能,必然需要大费周章,这便是知识产权的重要性。

综上所述,日系车虽然将发动机出售至全球各地,但它也害怕自己的技术外泄,不过,发动机乃是技术密集型产品,没有控制原理相关的解析说明,想要模仿制造,那是难上加难,并且在关键核心领域,日系车采用了层层专利进行保护,所以,日本人敢向全球出售自己的车辆。

日本发动机十分先进,却敢向任何一国出售,为何不怕技术泄露?

日本汽车品牌的发动机十分先进,为何却敢对外出售,不怕技术泄露发动机被山寨吗?事实上,对于技术比较落后的车企来说,就算给你发动机,你都山寨不出来,比如说本田的地球梦,丰田的Dynamic Force系列2.5L发动机,如果逆向研发这么简单,为什么众泰、陆风、猎豹等等车企还在用着三菱老掉牙的4G63发动机呢?

简单来说,逆向研发就像是你是一个学渣,学霸的作业给你抄,你都看不懂,因为你根本不懂解题的过程,逆向研发也是一个道理,国内不是没有逆向研发的发动机,吉利的1.8T,长城的1.5T、广汽的1.8T等等,但是你会发现一个现象,那就是能逆向研发的基本都是大厂,像众泰、陆风这样的车企只能抄抄外观,连一台逆向研发的发动机都没有,这是为什么呢?

逆向研发,做得好可能还能达到原来产品的80%,做的不好就是东施效颦。逆向研发在机械领域被称为反求工程,要知道,发动机是非常精密的零部件,很小的一个改动,很可能就会影响发动机的性能、燃油经济性或者导致故障率提高,这就是牵一发而动全身。像发动机这种产品,你可以把它全部拆解下来,但是你却很难去仿制,因为这关系到零部件的制造以及组装工艺。日本的很多发动机,都是低温组装的,很多零部件都是特殊的钢材制造的,特别是活塞环,活塞,曲轴这些核心材料。如果你只是拆解,却不知道零部件材料配比、装配工艺,即使把零部件拆的一件不剩,也是很难仿制出来的,虽然扎心,但是这就是事实,所以很多车企到现在还是只能采购三菱的发动机产品。

退一万步说,即使硬件山寨了,软件也很难山寨,比如说ECU,这是车企在很多年的调教经验累积而成的,硬件固然重要,发动机的调教,发动机和变速箱的匹配更重要,而这方面,是山寨不了的,只能靠车企自己去摸索,所以就算是相同的一款变速箱,在不同的车企手中表现也可能大相径庭。

就算是国内的装配工艺过关,材料工艺、加工精度,都达标了,但是还有一个问题很难绕过去,那就是专利问题,前些年,之所以国产车很多都可以山寨国外品牌的发动机,是因为那时候国内的专利保护并不严格,放到现在自主品牌是很难继续去抄袭山寨的,除非你能绕过它的专利壁垒,但是那样做的技术难度,可能比自己从新研发一款发动机更高。

自主品牌数十年的发展经验已经告诉我们,山寨抄袭是没有出路的,曾经靠山寨过的很滋润的几家车企,如今都已经消失在历史,在自主品牌刚起步的时候,山寨或许是一条捷径,但是在自主研发领域,是没有捷径可走的,不过随着新能源时代的到来,自主品牌可以和国外品牌站在同一个起跑线了,希望自主品牌能够在新能源领域实现弯道超车。

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