創新為引擎 進取無止境
——記“國家卓越工程師團隊”廣汽動力總成自主研發團隊
□ 本報記者 岳 倩
1月19日,首次“國家工程師獎”表彰大會在北京召開,50個團隊被授予“國家卓越工程師團隊”稱號,廣汽動力總成自主研發團隊名列其中,充分彰顯了廣州汽車集團股份有限公司(以下簡稱“廣汽”)在該領域的研發實力。
“工程師,就要樹立敢于創造的雄心壯志,堅持自主研發,堅決不能讓核心技術‘卡脖子’。”廣汽研究院院長、CTO(首席技術官)吳堅說。
廣汽動力總成自主研發團隊
從自主研發汽車發動機到解決變速器技術難題,從打破國外汽車巨頭在混動領域的“天花板”到在零碳技術走在前沿,廣汽動力總成自主研發團隊10余年潛心研究,以“維護一代、開發一代、儲備一代、研究一代”的研發理念,穩扎穩打,一步步掌握關鍵核心技術,并通過技術創新推動產品質量持續升級,使用戶對廣汽產品的滿意度和質量口碑不斷提升。同時,通過900余項授權專利,提升了我國汽車行業自主研發的能力和創新水平。
不畏開拓艱險
堅定自主研發之路
在相當長一段時間里,中國品牌在動力總成領域飽受國外技術壁壘的困擾。自廣汽成立廣汽研究院以來,每一代研究院人的心里,都憋著一股氣——做出廣汽自己的動力總成。如何破局?唯有創新。
作為汽車的“心臟”,發動機是整車開發的重中之重。2008年,在華南理工大學任教近20年的吳堅,懷揣打造世界頂尖“機芯”的理想加入廣汽研究院,擔任研發團隊技術帶頭人。在合資品牌、外資品牌幾乎壟斷中國汽車市場的時期,要研發廣汽自己的發動機,難度非同小可。廣汽第一代發動機源自20世紀80年代的阿爾法·羅密歐,原型機的許多技術指標、工藝已經落后,且停產多年,很多零部件早已停產,需要重新組織配套生產,多個核心部件也需要重新優化升級。
“從最初的圖紙到二次開發為能夠生產的圖紙,幾近是開發一款全新產品。”回憶起當年的情景,團隊成員邵發科記憶猶新。在外方有限的技術支持下,研發團隊完成了眾多關鍵技術突破,將點火從兩個火花塞改為一個火花塞,缸蓋從重力鑄造改為壓力鑄造,并同步推進一系列改造升級,最終生產出合格的第一代產品,實現了廣汽發動機“從0到1”的跨越。
5個多月改進發動機超500項技術,建立起產品開發流程和標準,從此,快節奏、高效率成為廣汽動力總成自主研發團隊的“研發模式”。
10余年間,廣汽發動機研發經歷了從第一代引進消化吸收再創新的“跟跑”、第二代集成開發的“并跑”、第三代自主開發的“領跑”,到第四代深入探索無人區、創新突破的蛻變。其間,研發團隊攻克了發動機系統的核心難題——發動機燃燒控制技術,并創造性地提出“缸內壓力進程控制”的燃燒系統可視化測控系統,使原本的“黑匣子”-發動機氣缸內部-燃燒的每個階段都清晰可見,為燃燒系統優化設計提供了工程量化參數指標和設計開發依據。此外,廣汽第四代2.0ATK混動發動機,經認證的最高有效熱效率突破44.14%,處于世界領先水平。
如果說發動機是汽車的“心臟”,那么變速器就是汽車動力傳動的“咽喉”。
自動變速器的總成集成設計涉及多學科交叉,關鍵核心部件電液控制系統的開發更是難度高、風險大。當時,國內大多數國內車企都采用向外國供應商采購的方式。廣汽動力總成自主研發團隊迎難而上,開啟了電液控制系統等關鍵核心部件的自主研發。因長期被國外少數幾家供應商壟斷,電液控制系統的各個部分,從液壓系統、換擋控制到冷卻潤滑,都面臨重重技術專利封鎖。
為此,研發團隊組織了無數次專題攻關和研究分析,對各種液壓控制機理進行多場景、多工況的論證、仿真、試驗,最終成功開發出廣汽第二代雙泵電液控制系統。這是國內首個大批量產的雙泵系統方案,也是國內首個完全自主研發且自主生產的電液控制系統,填補了我國汽車行業相關技術空白。
不懼混動“天花板”
尋求實現“雙碳”新方案
在國家提出“雙碳”目標的背景下,廣汽以節能減碳的混動技術支撐碳達峰,用碳中性燃料技術助力碳中和,不斷推進低碳、減碳、零碳及碳中性燃料發動機及新能源混合動力總成系統的研發,為新能源汽車動力總成奠定了堅實基礎。
面對日系車型占據中國油電混動市場超過90%份額的情況,如何找到自主品牌的生存之道和立足之地,是中國車企繞不開的一道坎。打破日系企業建立的混動變速器構型專利壁壘和掌握系統集成開發技術,是解決這道難題的突破口,也是實現中國混動汽車自主可控和產業鏈安全的迫切需求。
2014年,時任廣汽研究院技術負責人的黃向東、黃河等專家,指導團隊經過不懈努力,首創雙電機平行軸串并聯混動專用變速器——廣汽第一代機電耦合系統GMC1.0,為后來廣汽電動化技術發展奠定了堅實基礎。
然而,在此基礎上,在成本、效率、質量等方面找到綜合“更優解”并不容易,任何一個構型方案都可能會因為模式切換控制復雜、整車布置困難,甚至沒有成熟的配套產業鏈等問題而被推翻。
為此,廣汽動力總成自主研發團隊對標分析市場上數十款混動變速器,研究多種混動技術路線,對不同的構型方案進行動力性、經濟性、成本綜合分析和布置校核,在開展近19萬種組合方案的計算分析之后,最終首創集成式雙電機多擋位串并聯混動專用變速器——廣汽第二代機電耦合系統GMC2.0,同時在混動變速器集成設計開發技術、電機油冷及高功率密度開發技術等關鍵核心技術上布局了自己的專利。
這套由廣汽自主研發的混動變速器,可以兼容油電混動、插電混動、增程式混動系統,還可以兼容氫動力系統,是廣汽實現“雙碳”目標的重要解決方案。
“豐田、本田不是天花板,我們可以超越。”團隊另一位技術帶頭人祁宏鐘感慨道。
注重人才培養
打造自己的動力引擎
發展之道,唯在得人。廣汽不僅廣攬英才,還通過外派學習、敢壓重擔等方式,培養了一支對事業充滿熱情和責任感、技藝專精的高素質自主研發團隊。
2014年,從同濟大學動力機械及工程專業博士畢業的陳泓剛加入廣汽,就出色完成廣汽第三代發動機350bar直噴汽油發動機噴霧油束的開發任務。談到成長的秘訣,他認為得益于外派時,一個人對接多個不同領域的外籍工程師,接受海量信息而形成的“工程感知力”。畢業于華南理工大學的黃新志,2010年加入廣汽。他認為,汽車關乎人的生命安全,應用不成熟的技術,是對產品和用戶的不負責任。在研發廣汽首款自動變速器7WDCT液壓系統時,他和同事拆解了市場上幾乎所有主流變速器的液壓模塊,最終研發出性能達到國際標桿產品水平的液壓系統。作為GMC系統集成工程師,畢業于中國石油大學(華東)的周文太則善于廣泛聽取各個專業組的意見,并通過理論分析和腳踏實地的實踐尋找最優解。
他們是廣汽研究院5000多名工程師的代表,他們的工作歷程是中國汽車工程師自主創新的寫照。正是一代又一代人的步履不停,推動了廣汽自主研發和自主品牌高質量發展,助力實現中國汽車強國夢。
回望來時路,郁郁滿芳華。讓吳堅感到自豪的是,動力總成的自主研發之路不僅走通了,而且已經比肩世界領先水平,甚至在發動機熱效率、混動系統熱效利用率等領域實現了趕超。“未來,我們將持續深耕多能源技術領域,用行動引領零碳排放新時代,以高水平科技自立自強推動中國汽車產業高質量發展。”吳堅堅定地說。
《中國質量報》【致敬匠心·“國家工程師獎”獲得者】