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来自 汽车 2019-11-05 13:31 的文章
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一汽集成电控单体泵系统开发纪实(图)

编者按:2008 年7月,我国全面实施国Ⅲ排放标准。“一石激起千层浪”,国Ⅲ时代的中国商用车市场热闹非凡。一时间,产品技术路线之争和市场竞争达到了白热化。“高压共轨”、“EGR”,这些词汇频繁进入人们的视线,吸引着大众的目光。与此同时,作为国内重要商用车生产基地的一汽却显得格外低调。面对国Ⅲ 标准,一汽有着怎样的思考?其自主开发电控单体泵系统的具体情况如何?带着这些疑问,记者来到长春,走进一汽技术中心。

图片 1 为一汽生产EUPI的生产线

11月,入冬的长春,寒气逼人。当记者走进一汽技术中心(以下简称“中心”),立刻感受到一股暖融融的工作气氛,每个员工都在有序地忙碌着,接受采访的领导、员工谈起自主开发的 FEUPI(FAW Electronic Unit Pump Integration,一汽集成电控单体泵系统),都充满了感情。

“自主创新不能空谈,要有实实在在的产品。”说起自主开发的FEUPI,中心主任李骏信心十足。

“从2006年首批应用于北京环卫车,到今年批量投放市场,匹配FEUPI的国Ⅲ发动机已销售6000余台,市场反映良好。”中心发动机附件室科长戈非用具体数字补充道。

图片 2 装配FEUPI的CA6DE3发动机

果断决策 自主开发电控单体泵系统

实施国Ⅲ排放标准,使我国柴油机进入到了技术升级的新阶段,同时也使国内相关企业遭遇了前所未有的挑战。面对手握核心技术,来势汹汹的国际垄断企业,采取怎样的措施来应对,是每个柴油机生产企业不得不思考的问题。

“对核心技术的掌控是企业的战略问题。”李骏的话表明了一汽的态度和决心,那就是——自主研发,掌握核心技术。

进入新世纪,一汽敏锐地意识到,随着环保问题日益突出以及柴油机技术升级,如果不开发自主的电控燃油喷射系统,中国的柴油机产业将面临受制于人的窘境。鉴于此,一汽借鉴国际先进技术经验,踏上了柴油机电喷系统的自主研发之路。

从技术角度讲,对直喷式柴油机而言,要达到国Ⅲ排放,其喷油系统要具备两种技术特征:首先是要有1200帕以上的喷射压力,以降低微粒排放;其次是要实现对喷油正时的柔性控制,来解决氮氧化物的排放与油耗之间的矛盾。目前,国际上通用的成熟技术主要包括高压共轨系统、电控泵喷嘴系统和电控单体泵系统。高压共轨技术虽然最先进,但是其成本较高,对油品质量要求高,而且在短时间内实现国产化难度很大。

“要做就做国产化的产品。”戈非的话给记者留下了深刻的印象。由于电控单体泵系统不但具有实现国Ⅲ排放的技术特征,而且国产化难度相对较低,因此,在研究共轨系统的同时,2002年,一汽果断决策,开始着手电控单体泵系统的开发,以尽快掌握国Ⅲ柴油机的核心技术。

图片 3 工作人员介绍FEUPI控制系统的模拟测试情况

“I战略”与“斩首行动”

在采访期间,“I战略”与“斩首行动”,这两个特别而又响亮的名词,引起了记者的注意。

“FEUPI 中的‘I’,是英文单词integration的简写。我们认识到,要打破国外电喷系统供应商的垄断格局,最便捷的方法就是利用全球资源,走集成创新的路线,于是便有了‘I战略’的提出。”戈非告诉记者,“比如在FEUPI开发中,我们采用了德尔福的单体泵、摩托罗拉的ECU、西门子的传感器,由一汽完成系统定义,提出方案和要求,供应商只负责产品设计和生产。”

毫无疑问,如博世、电装等国际系统供应商,他们只向客户提供整套电喷系统,包括软、硬件,以便保留对产品价格的话语权,同时牢牢掌控核心技术。而“I战略 ”的实施,成功打破了国外供应商只提供整套系统的供货方式,是自主研发道路上迈出的一大步。或许有人会认为,如此集成开发的系统,所采用的各部件仍由国际供应商提供,并没有取得实质性突破。但是,事实上,集成创新与整套系统采购之间存在质的区别,这就涉及到一汽的另一个重要战略―――“斩首行动”。

何谓“首”?怎样去“斩”?作为“斩首”团队中的一员,中心电控单元开发室软件工程师李素文解开了记者心中的疑惑。

“如果把FEUPI比作人体,那么控制系统则相当于它的‘大脑’。要实施FEUPI集成战略,控制系统的开发是前提。只有掌握了控制软件,拥有了‘大脑’,才具备将各被控对象集成起来的资本,形成真正的自主电喷系统。”李素文说。

开展集成创新,不但要有创新的战略,而且要具备集成的能力。在FEUPI开发初期,一汽就致力于电控系统的自主开发,大刀阔斧地“斩”起“首”来。

据介绍,FEUPI控制系统的开发可以分为两个阶段。“2002~2005年,是技术开发阶段。在此期间,我们借鉴之前在电子调速器开发中积累的经验,结合国家863项目‘支持汽车电子的嵌入式软件平台’,联合吉林大学和浙江大学,完成了控制系统的设计工作。”李素文介绍说,“2006年~2008年,进入到产品开发阶段。控制系统要大批量投产,一定要解决生产和售后服务中所面临的问题。目前,生产下线调整工具和故障诊断仪等均已开发完成,系统已具备了批量生产能力和售后维修手段,实现了从技术开发到产品开发的蜕变。”

自主研发之路无疑是艰辛的,要开发出能够与国际成熟系统相匹敌的产品,更是难上加难。“包括转速传感器和相位传感器的相互协调、发动机怠速控制在内的一系列问题,要通过长时间的摸索和实践才能逐一解决。”李素文说,“尤其是控制系统整体构架的搭建。由于发动机工作情况复杂,在项目初期,对系统整体构架的全面构思难度很大,只能随着开发的深入逐步完善。”现在,“斩首行动”已经完成,这其中的酸甜苦辣,只有李素文这样身在其中的人才能有深切体会。

借机全面提升电控研发能力

“技术创新应该做长远考虑,拥有自主的国Ⅲ发动机只是眼前的成果。”中心发动机部高级工程师李康的话体现了一汽人面向未来的研发思路。伴随着国Ⅲ排放法规的全面实施,我国卡车已进入到了电子时代。在未来柴油机的技术升级过程中,EGR系统、可变增压器、冷却系统等均需实现电子控制。可见,谁拥有了电控技术,谁就掌握了未来柴油机市场的主导权。

“正是由于FEUPI的开发,使我们的电控研发能力得到了全面提升。”李骏一语道破了一汽在FEUPI开发过程中的最大收获。

“在FEUPI开发中学习总结的流程体系和管理经验,已在后来的项目中得到全面应用。”李素文对记者说。

为了保证FEUPI控制系统的质量,通过对内部人员结构的研究,一汽决定采用当时国内并不熟悉的V型开发流程。“2005年,部门70%的员工在摩托罗拉总部进行了为期3个月的培训,学习开发流程和管理知识。通过学习和交流,大家从思想上接受了新的开发理念和流程,团队协作意识也明显增强。当时和培训人员的讨论十分热烈,有时由于意见不合,双方甚至会展开激烈的辩论,因此,每个人对新流程的理解都很深刻。”李素文说,“现在,部门所有项目都按照V型开发流程来操作。文档的管理、过程的控制很复杂,但使产品质量得到了有力保障。”

拥有了FEUPI的开发经验,目前,一汽电控系统研发的道路已越走越宽,越走越顺。“我们仅用两年多时间便开发出了高压共轨控制系统,目前已进入到道路试验阶段。”李素文自豪地说。

FEUP实现一汽自主研发的更高追求

创新不是一时之举,企业发展的原动力在于持续创新。伴随着FEUPI的开发,一汽人意识到,由于缺乏对单体泵等关键部件技术的掌握,系统的成本优势并不明显,因此,2004年,一汽开始着手FEUP(一汽自主电控单体泵系统)的开发,集成创新与原始创新双管齐下。

“FEUPI与FEUP最大的区别在于前者采用德尔福提供的单体泵,而FE?鄄UP中的单体泵则完全是一汽自主研发生产的。”戈非介绍说。

基于直列泵生产企业无须大规模设备投入,就可以利用原有设施生产单体泵的现状,一汽与衡阳亚新科南岳有限公司(以下简称“南岳”)联合,突破了包括电磁阀封装面无泄漏、铝泵体高强化设计在内的六大技术难关,开发了FEUP。据了解,该系统将单体泵集成在一个凸轮箱内,使得原直列泵发动机无需大的改造就能实现国Ⅲ排放。“国产化后,单体泵的成本降低了50%。”戈非说。

FEUP的开发,不但使一汽解决了国Ⅲ发动机配件不足的问题,降低了产品成本,而且标志着一汽对电控喷油系统核心技术的掌控更进了一步。同时,南岳生产的 FEUP,不仅面向一汽,同时也向包括玉柴、东风49厂、扬动股份、天津珀金斯动力在内的多家发动机企业提供,填补了国产国Ⅲ电控喷油系统产品和产业的空白。这对我国的柴油机产业,无疑是一件幸事。一汽以实际行动体现了汽车行业“共和国长子”的风采。

“目前,FEUP已在一汽的DEUTZ、CA6DF3和CA4DF3发动机上完成匹配开发,并已于今年小批量投放市场。”戈非告诉记者。

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