2018年1月8日,玉柴发布了14款车用国六阶段发动机,以多项尖端前沿技术引领中国内燃机行业排放升级技术潮流,实现与国际内燃机同台竞技,引起了行业的巨大反响。这距离玉柴2017年1月10日K08等4款国六发动机点火过去了一年,距离玉柴第一台国六发动机概念设计完成仅仅一年半时间。
玉柴机器国六产品发布会
国六研发之路并非一帆风顺。这一年半,玉柴国六研发团队站在国五的基础上,通过否定之否定,勇敢地踩过丛生的荆棘,实现从零开始,到开枝散叶,再到硕果满满。这一年半的每一天,都记载着研发团队在研发过程中披荆斩棘、突破成长的故事。这些故事,就像一条条溪流,汇成了国六研发这条大河,奔流而来,呼啸而去,推动玉柴在国际化的海洋里扬帆远航。
市场调研:剑指国际一流
敢于否定自己,是需要勇气的。玉柴国六发动机研发,对之前的产品平台进行彻底颠覆,几乎是从零开始。在发动机这个充分竞争的市场,进入一个空白的领域,就像趟地雷阵,一着不慎,满盘皆输。尤其是若发动机的技术路线选择错误,不仅意味着人力物力的大量浪费,而且付出的时间成本几乎无法弥补。
K08缸盖设计评审
“对发动机的本体结构需要做出非常大的改动,发动机爆发压力要达到200bar以上,轻量化水平也要非常高,发动机的经济性、动力性、排放与耐久指标都要全面对标国际一流水平。”工程研究院车机动力研发所副所长余晓强解释道。
研发初期,第一步就是要面对客户需求。玉柴多年来不断发展壮大,离不开玉柴人深入骨髓的客户至上理念。为了详尽了解市场需求,K08项目组首次引入QFD分析工具,制定庞大的客户调研计划,调研组分别由工程研究院首席总师或技术总师与研发、销售、质量等相关人员组成,奔赴各大汽车厂对客户进行调研,深入了解他们对玉柴国六发动机的期望和需求,并运用QFD分析工具进行系统梳理分析,最后转化为技术特性要求,形成作为项目研发指标。
为了这个调研,王志刚、余晓强等研发人员在各大汽车厂待了一个多月,组织汽车厂的规划和研发部门多频次交流与对接,收回调查问卷1000多份,最终得出客户对国六发动机的主要需求以及100多项细分技术指标要求。
当然,仅仅调研客户需求是远远不够的,需要引导客户需求。客户没想到的,他们必须想到,客户的潜在需求,更要提前挖掘。他们必须了解国际上未来内燃机的发展潮流和趋势,才能保证研发的国六发动机在强手如林的内燃机行业中脱颖而出。
调研范围扩大后,K08项目和国际先进的咨询机构合作,启动更深入的分析研讨。为了保证产品概念方案的技术先进性、可制造性等,K08项目组织了多次分析评审会。
会议评审总是弥漫着紧张和热烈的气息。无数次讨论和争论,大到机体缸盖的加工工艺性要求、机体缸盖轻量化要求,小到缸体水套分模要求、工装夹具定位要求等,评审团成员都进行了全面、激烈的讨论和分析,直到找到最优方案。斟酌每个
细节,精益求精,是团队一直坚持的原则。很多时候,为了一个齿轮公差参数的选择,K08项目组成员都会反复查找资料,反复研讨,以保证发动机低噪声的达成。
在设计之初,K08项目组就对产品的重量和成本提出了非常严格的要求和指标,甚至对一个拔模的角度也不敢掉以轻心,多次考究才能最终定下来。
最终,K08动力产品重量非常轻,比同平台的国五产品还轻100多公斤,成本控制达到了良好效果,其他质量开发指标也达到国际先进水平,为国六产品国际竞争力的打造奠定了牢固的基础。
设计论证:把时间花在刀刃上
2017年农历除夕那天是星期五,奥地利格拉茨到处白雪皑皑,和往年的冬天一样冷。K13/K15发动机平台首席总师王志刚和同事忙完了一天的工作,下班一起往住处走回去。设计员张通突然拍脑袋说,“今天是除夕啊”,王志刚也才突然意识到这个重大的中国传统节日。
这是他们在奥地利联合设计室开展YCK11国六产品研发的第二个星期,由于西方国家没有过春节的说法,大家跟着当地人的节奏上班下班,街上也没有火树银花的热闹景象,他们竟一时没想起来。
K11项目组最后一天下班路上
家里应该已经贴好了春联,亮起了红灯笼,准备了一大桌丰盛的饭菜,正在迎接新年的到来吧。想到这,王志刚不禁一阵心酸。项目组出差奥地利的八名组员中基本都是年轻小伙,还有刚成家不久就赶上这趟差事的,他们应该更想家吧。作为带头人,王志刚赶紧收起情绪,招呼大家一起准备年夜饭。由于缺少炊具,他们只是简单买了些菜,混合从国内带来的扣肉一锅炖,配上一瓶红酒,把对家的思念埋在心头,就这样简单地过了个异国年夜。
大年初二,在当地人还在休假的星期天,K11项目组成员早上八点就准时出现在了奥地利联合设计室,继续手头上的开发工作。只有三个月的时间,项目组需要在4月份前完成产品的设计论证。时间紧,任务重,而且关系公司未来发展,容不得半点闪失。“必须把时间花在刀刃上。”王志刚说,“公司投入那么多资源在国六产品的研发上,每一天都要有新的开发进展。”
为了保证开发工作的进度,王志刚制定了详细的工作计划和时间节点。要赶得上进度,还要保证开发工作的质量,免不了要加班加点。原本承诺大家一个星期休息一天,但由于进度压力,这个承诺几乎很少能兑现。“大家觉得没什么,只是想尽快把产品的最终状态定下来。”设计员向本杰说。
当地的研发人员非常注重生活质量,很少加班。看着玉柴研发团队的这种拼劲,他们一开始觉得很不可思议,到后来也习以为常了。奥地利方的产品经理哈瓦斯在前一年就和玉柴有过其他研发项目的合作,对玉柴人的拼劲早有耳闻,这一次参与到K11的开发合作,又有了新的体会。“与前一年相比,你们的研发技术进步了很多啊。”他的称赞,让王志刚对国六开发的信心又增加了许多。
三个月的时间里,在联合开发工作中遇到了许多困难,项目组与当地研发人员在开发思路上也免不了有时意见不统一。经过不断地磨合和改进,项目组在节点内顺利完成了产品的设计论证。
临走前一天,王志刚和组员们终于能暂时放下紧张的情绪,在当地畅游了一番。放松心情,活络筋骨,回国之后,又将是新一轮的国六战役。
点火前夕:“发动机也是我的孩子”
“脆弱,你的名字叫女人。”莎士比亚这句名言完全不适用于产品经理李国红。在大家的印象里,李国红是好强甚至好斗的。当然,她都是与困难斗,用她自己的话说,就是“与困难斗,其乐无穷”。这么多年,她的心思都放在了她的发动机上。“我有三个孩子,一个是快满三岁的儿子,一个是我肚子里即将出生的宝宝,还有一个就是我的发动机。”说这话的时候,李国红脸上的表情是复杂的,有对发动机满怀的热爱,也有对孩子深深的歉意。
李国红向公司领导讲解发动机技术要点
那时候,怀二胎已经七个多月了,李国红的工作量不减反增。在问题现场、会议谈判桌上和工作项目组间来回奔走,她把最多的心思和精力放在另一个“孩子”身上。
2017年,李国红面对的是另一座“大山”——4款国六机型要在2017年1月初进行点火,其他3款机型在元旦前已经开始装配,李国红负责的S04由于试制资源等问题,1月4日才开始装机。
“设计资源、试制资源、试验资源等方方面面有太多需要协调。”李国红说,当时她负责的另一款机子已经完成装配,项目组还邀请她过去分享成果。
“我当时压力太大了,和他们聊的心思一点都没有,还没有结束就跑去装机现场了。” S04机型有200多个零部件,其中有100多个专用件,李国红打印了很多图纸,也拍了很多照片。
李国红用手比划着讲述前一天晚上仍然在思考的问题,紫框眼镜下的双眼炯炯有神,整个人沉浸在国六开发的世界中:“这款机子专用件有100多个,装配千万不能出错,尤其是配气相位……”
在旁人看来,玉柴每月装机超4万台,这台发动机与其它发动机相比能有多大差异呢。殊不知上面一根针,下面千条线,特别是新状态的国六发动机,差异更大。再者,国六发动机关系企业未来,更不能有丝毫闪失。
“错了怎么办?错了简直要人命。”抱着图纸,李国红直接蹲守在装配现场,逐个零件检查状态,核对生产厂家,对每个装配工序进行指导和把关。“这个时候一定不能错,我就一直盯着,一有问题马上改。”
李国红的弦一刻都没有松懈下来,连续蹲守了3天,每晚都奋战到后半夜。终于,S04完成了装配,并于1月10日成功点火。
2017年,S04机型实现了玉柴首台国六发动机整车配套,并成为首批通过A样机冻结的机型。
2017年对李国红来说,是“多事之秋”。国六开发越加紧迫,怀着二胎的她丝毫不敢放松。更令她揪心的是,爱人王晓辉生病了。
2017年12月13日,王晓辉要做手术。她知道这个时候,他很需要她。她不断地梳理自己的工作计划,不停地加班,就是想尽量腾出时间在他手术当天陪他。
S04首配任务是李国红当时工作的重中之重,必须在2018年1月装好车,赶上冬标。她脑子里的这根线绷得紧紧的。
“晓辉告诉我手术是下午做,我想那早上我还可以去办公室处理一些比较紧急的工作。”心大的李国红并没有第一时间陪在王晓辉身边。
那天下起了大雨,路上到处堵车,挺着大肚子的李国红独自打车赶到医院的时候,王晓辉已经进手术室了。
看着空荡荡的走道、紧闭的手术门、冰冷的长椅子,第一次在手术室外的李国红瞬间无比软弱,眼泪止不住往外流……
手术时间比预计的长很多,从下午1点到晚上9点,将近9个小时。在7点之前,李国红接到了很多工作电话,还处理了不少企业微信上反馈的问题。有两三个小时,她竟觉得时间好像过得也挺快。
王晓辉的手术很成功。他对妻子未能提前赶到医院的事情丝毫不介怀。“以前她生产或手术的时候,是我在外面等她,待在外面比在里面更艰难。”王晓辉说,“有工作让她分散注意力,反而能让她好过一点。”
很多时候,他们俩就是相互间的镜子,最懂彼此。从大学到毕业,从工作到生活,从相恋到如今,15年来,他们总是这样默默地相互支持。
研发道路任重道远,能投身在自己热爱的事业中,李国红说她是幸福的。回首走过的日子,李国红坦然道:“依然还有很多遗憾,但没有什么值得后悔的事情。”心有梦,路就在脚下。踏踏实实前进,每一个怀揣梦想的人都可以把生活过得很精彩。
怠速噪声:一份惊喜的答卷
2017年,注定是不平凡一年,国六、T4研发进入关键时期,作为轻型平台研发的技术带头人,蒙小聪向玉柴交出了一份惊喜的答卷。
众所周知,NVH是衡量柴油发动机性能的重要指标之一,在乘用车的配套中,这个指标更是占据了核心的位置。玉柴的很多员工可能都听说4Y机型创造了怠速噪声值世界一流、国内第一的历史。其背后的故事不仅仅用“努力”来形容,还要加上“智慧”“创新”来诠释。
蒙小聪(中)与同事讨论4Y性能优化方案
2016年8月,4Y20配套北汽越野车项目迎来了一个挑战,汽车厂对4Y机型提出了高到难以接受的NVH水平要求——4Y20发动机怠速噪声样机能力达到65dB(A)以下,批产不允许高于67dB(A)。而在当时,4Y柴油发动机的怠速噪声是68dB(A),在国内也属于比较高的水平。此次汽车厂为了提升车辆品质,一举扭转客户对柴油机振动噪声大的印象,提出怠速噪声下降的要求。这对玉柴研发队伍来说,可谓是压力山大。从68dB(A)到65dB(A),不是简单的数值变动,而是一个颠覆性认知的变革。面对这座大山,与北汽人员面谈的蒙小聪,沉思一会后,毅然应下了。
“这个要求技术难度非常大,可能翻了十倍。”项目组成员王春玲说,如果是往常,她觉得是不可能完成的,但是蒙小聪亲自带队攻关,给了团队十足的信心。
从北汽回来的路上,蒙小聪一刻也不浪费,开始着手组建攻关团队。随后,蒙小聪的工作进入了动力十足的“运动模式”。他收集了国内外大量的相关信息,与NVH专家一起分析以往的降噪成功经验,更是将自己沉淀成为一名工程师,一步步指导设计员制定NVH优化方案。
“有时候深夜了,他还会在企业微信群里发信息,安排下一步工作。”王春玲说,他有时候会忙到忘了时间,有时候也会担心脑子里的灵感一闪而过,所以要及时告诉大家。
4Y20发动机
“我比较怕和蒙总讨论技术问题,因为他问的某些细节会细致到超出我的想象。”作为北汽项目产品经理的潘嗣这样调皮地评价蒙小聪对工作的态度。
晚上下班后,蒙小聪办公室的灯亮着已是常态。也许很多时候你只是看见他坐在办公桌前什么都没做,其实那是他在思考,在做各种数据核对,构建一个自己的技术王国。
蒙小聪常说,技术工作容不得半点马虎。针对4Y机型NVH工作,团队总共做了20多种设计方案。每当试制方案出来后,蒙小聪都会尽量抽空从南宁基地回到玉林本部,到现场指导工作。蒙小聪化身为一名试验员,深入台架现场确认零件状态,指导安装细节,从布点到过程都一一跟踪到位。2017年至今的日子里,常常是今天还看到他在现场,第二天就来一场说走就走的业务对接,准时出现在需要他的地方。
古人云:“天道酬勤。”古人诚不欺我也。2017年底,北汽领导亲自带队来玉柴验收NVH指标,4Y20样机怠速噪声达到了63dB(A),一鸣惊人。北汽专家认为这已达到了市场上主流的汽油机水平。北汽领导听到汇报,更是竖起大拇指点赞。随后按北汽要求,任意从批产机中抽检8台,该指标也全部达到65dB(A)以下,真正走出了试验室,达到了批产要求。
至此,由蒙小聪领衔的4Y机型NVH攻关完美收官,给玉柴留下了一个力压同行的参数——怠速噪声63dB(A)。
排放验证:深夜的坚守
2017年12月的某个深夜,朱敏霖独自走在回公寓的路上,寒风吹打在他的脸上,他却没有丝毫感觉。K08后处理标定排放颗粒物大的问题一直找不到原因,将近10天了,还没有明显进展。这是朱敏霖当时最忧心的事。
之前K08在玉林预调试是没有问题的,没想到在南宁认证就出现了这种情况。“时间太紧了,另外还有4款国六机型要等着台架进行认证,必须得抓紧处理。”朱敏霖本来预计10天就可以完成在南宁的工作,现在看来是不可能了。
“此前从来没有遇到过这样的问题,没有任何经验可以借鉴。”朱敏霖只能逐一进行排查,发动机、台架、设备、尿素质量、后处理喷射系统及催化器都要一一进行试验验证。通过不断调整设备参数、更换不同方案的催化器,一遍遍排查,一遍遍分析。
然而在这个过程中,朱敏霖并不觉得是孤军奋战。
朱敏霖
“王辉博士工作很忙,但是他还是经常会到台架现场,撸起袖子就动手帮忙排查。”朱敏霖说,有时候晚上十一二点了,王博士还会给他技术上的指导。
同样,不管朱敏霖加班到多晚,李明星和赵令猛都会听完他的汇报,并给出建议和帮助。
而在南宁和玉林的K08作战室,每天的讨论都很热烈,他们针对刚验证完成方案的试验数据进行深入分析,又接着梳理下一步的工作重点。
此外,试验认证过程提出的资源需求,性能研发部和试验中心也会快速协调解决。“一般当天上午提出需要某个零部件,只要玉林有,当天晚上就能送到南宁基地。”朱敏霖说,这些指导、讨论、协调都让他感到很温暖。
他已经不记得是哪一天晚上,也不记得是凌晨几点钟,他只记得当他找出问题根源的时候,他并没有很高兴,因为这个问题并不好解决。
经过无数次排查后,发现氨泄漏的大小跟PM的结果正相关,催化器的SCR混合器没有达到技术方面的要求。如果要求供应商重新修改,最快也要近两个月的时间,而且还不能保证一定能满足要求。
“我们没有时间可等了,这条路完全行不通,只能自己改。”朱敏霖又陷入了无限的深思中。
经过一次次分析,不断否定,又不断整合,最后朱敏霖终于成功解决了问题。
深夜的坚守得到了回报,此时的朱敏霖才卸下一直紧绷的弦,披着昏黄的月光走回公寓,脸上不自觉地露出了微笑,终于可以睡个好觉了。
高寒标定:冰上的舞者
“今年的国六冬标,你参加吧。”当听到老大曹磊说这句话的时候,刘庆生心里乐开了花。半步没踏出过大南方,没见过雪,如今竟有机会北上直往中国的极寒之地--素有“欧亚之门”美誉的黑龙江黑河市,看千里冰封皑皑白雪,体验“扬水成冰”的壮丽,光想想就激动。更重要的是,研究生一毕业,就慕国六技术领先之名投奔玉柴,一年时间不到就有参加国六标定的机会,刘庆生自然是欢喜不过了。
看着他一脸傻乐,同事忍不住提醒他“那里气温直逼零下40℃”。但对于初生牛犊不怕虎的刘庆生来说,出行雪城的新鲜感远大于对寒冷的恐惧。按捺不住内心的兴奋,出发前刘庆生早早就跑去买了保暖衣、手套、厚袜子。
高寒标定现场
1月1日,元旦,大伙儿都在旅游度假的日子,刘庆生和K08项目的八名同事一块儿,从玉林出发,经过近5000公里的跋涉,几经辗转,终于来到黑河市。
一下火车,刘庆生顿时懵了。他感觉自己一脚踏空踩进了冰库,身体热量慢慢在消失,尤其是双脚逐渐失去了知觉。眉毛、睫毛瞬间结了霜,暴露在空气中的脸,有一种皮肤撕裂的感觉。风一吹,似乎每一个细胞都在哆嗦。第一次看雪的热情被宛如冰雹的雪粒砸落一地,此刻刘庆生只想飞奔回旅馆拥抱暖气片。
经过一顿午饭的调整适应期,刘庆生跟着组长曹磊来到试验场。原以为是在宽广的郊区,没想到却是在市区内,空间更小,拐弯更多,试车环境比想象中的还要差。
这次高寒标定主要是做国六发动机K08机型的冷启动试验,也就是在零下30多度的极端苛刻环境下,对发动机一次性启动,检测启动性能、稳定性等运行情况,诊断问题,排查故障,提升优化电控发动机在高寒环境下的冷启动性能、排放性能等。
天亮前后是一天中最冷的时段,也是高寒标定人员的最佳工作时间。每天早上,刘庆生不到五点就起床了。在南方,起床洗漱穿衣对男生来说,两分钟就能搞定,但在黑河,他得花上半个小时穿衣戴帽,还前身后背脚上都贴上了暖宝宝。从旅馆走到试验场大概十分钟的距离,刘庆生和室友邓鹏总是最早到达的,因为他们需要在六点钟标定前完成多辆车的电瓶电压测量。
冷启动需要电瓶带动,一个电瓶,只能做三四次试验,因此需要经常更换。七八十斤的电瓶,正常的情况下两个人一起扛也是不容易的体力活,在这种极寒雪地上,两个人都穿裹得像大粽子,扛起来更是费劲。电瓶安装在车底,经过一个晚上的冷冻,需要测量和保证电瓶电压的充足,只能钻到车底检查和测量。刘庆生比邓鹏消瘦得多,穿着臃肿的衣服勉强能钻进车底,因此钻车底的光荣任务自然落在他的身上。
由于条件简陋,钻车底必备道具睡板也没带,每次钻车底,刘庆生只是随手找个纸箱片垫在雪地上,便躺下“笨拙”地慢慢挪到车底。其实对于刘庆生来说,检查和测量电瓶是纯体力活,不算很难,难的是耗时间、耗体力还费脑细胞的车底故障排查。
清晨零下近40℃户外活动的体验就是无论穿多厚都不管用,不一会儿,严实包裹着的手脚就开始冷得发疼,脚后跟、脚趾头、手指头像针扎一样。令人更怯的是,发动机标定以及排查故障很多时候得赤手上阵,第一次赤手触摸铁杆的“鸡冻”触感,刘庆生至今记忆犹新。“标定刷写数据、操作电脑,带着手套非常不方便,连接线束以及检查故障也经常得摘掉手套。”说起这个的时候,刘庆生轻轻摩挲着自己的双手,仿佛手上的疼痛感还未消散,“只能咬着不断哆嗦的牙,鼓起十足的勇气,不管三七二十一就把手套脱掉去操作,手一碰到铁线铁片立马就冻伤了。”尽管这样,该继续的操作还是得继续,他只能强忍着手伤清查故障,把当天的标定任务完成。冷启动故障可能性非常多,涉及的标定变量也比较多,哪能一下子检查和标定完,“十五分钟不到身体就受不了了”,他只能钻出车底,先回室内暖和几分钟,再回来爬车底继续排查,如此往复,直到问题解决为止。
国五之前的标定工作主要是发动机的标定,整车标定的量很少,比较简单。国六标定包括发动机标定和整车标定。发动机的排放标定,国六比国五要高出一倍,而国六发动机的标定,仅仅是整车标定的三分之一,意味着国六开发标定的工作量是国五的六倍,最直观的冷启动测试就超百项。但国六开发进度本来就急迫,加上天气原因,国六标定的时间与以往国五一样,都只要25天左右,也就相当于国六标定团队的工作量翻了几番。起早摸黑与极寒抗争,无数次极寒测试,无数次挑灯夜战,成为刘庆生和他同事在黑河的工作常态。
“一段时间下来,对于冰冻刺骨的环境,尽管身体依旧受不了,但心态就比较平静了。”工作之余让刘庆生乐此不彼的趣事就是在旅馆烧开一壶热水,端到室外往空中泼洒,体验“泼水成冰”的壮观。看着滚烫热水在极寒中迅速雕凝成形,好像看到团队用满腔热忱凝心聚力雕琢国六精品的情形。
今年年初公司在行业率先发布全系列国六发动机,其中一款便是K08。此时还在遥远的中国北端忙着标定工作的刘庆生,通过电话听着玉林的同事朋友细数发布会的种种,自豪感油然而生。“好像含辛茹苦培养,最终看到孩子毕业的父亲一样。”刘庆生说道。
玉柴高寒标定团队,是冰上的舞者,更是发动机的守护者。
国六的故事并未结束,国六高温标定团队即将踏上吐鲁番的征程,挑战火焰山的洗礼。与此同时,玉柴首款国六机型也于6月29日顺利通过欧六C E-mark台架认证,国六机型的开发进度又向前迈了一大步。(本文来自玉柴 梁萍萍 李莹)