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GBN专题 | 康明斯百年 ④:这一站,中国

2019年07月15日 08:06:01
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来源:帮宁工作室

GBN专题 | 康明斯百年 ④:这一站,中国。

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作者 | 葛帮宁

编辑 | Jane

来自帮宁工作室(gbngzs)的报道


2005年,一个关乎康明斯未来命运的战略项目——全球六在康明斯技术中心秘密启动。项目由康明斯副总裁顾恺熙(Cathy Buening-Griffin)牵头,着眼于研发下一代康明斯技术产品,因此被列入康明斯最高机密项目。 

作为该项目的重要组成部分,由康明斯副总裁、中国首席技术官彭立新博士牵头的康明斯国六研发项目亦同步启动。国六项目投资超过2亿美元,以康明斯东亚研发团队的250名工程师为主力,康明斯全球2000多名工程师倾力配合。

两个副总裁同时坐镇一个研发项目——在康明斯人的印象中,这在其百年发展史上尚属首次。亦因此,不管是全球六,还是国六,都被放到至关重要位置。

现在,瓜熟蒂落。

2019年7月1日,康明斯迎来又一个里程碑时刻。在康明斯东亚研发中心举行的康明斯百年系列活动第三站,康明斯携手国六核心工程专家、合资公司技术专家和主机厂技术负责人,向外界解密这个被埋藏5年的秘密项目——国六动力核心技术。

这些核心技术包括——无EGR迭代升级设计;全闭环电子控制系统智慧大脑2.0;智能动力总成;远程服务2.0和五大服务保障。

如果这些黑科技仍让你烧脑,那么康明斯的官方表述或许更有助于理解。“康明斯在华团队设计、开发并生产14个发动机和后处理高度集成的系统平台,应对全球范围内日益严格的法规挑战,包括国六B阶段,以及欧六D阶段……而且,所有国六发动机平台都将完成欧六D阶段认证“,如Z14就成为首款取得欧六D认证的国六动力。

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帮宁工作室了解到,这次发布会颇具匠心,理由有三。

其一,时间的选择。

2019年7月1日,是全国部分城市和应用领域率先实施国六排放法规的第一天。亦因此,康明斯将2019年定义为国六元年。众所周知,百年康明斯一直领跑动力技术,从欧II到欧VI,从北美EPA2003到EPA2017,这家企业总能提前完成排放技术升级,这次升级国六也不例外。

颇有意思的是,彭立新透露,他们还在现场布置了很多跟“六“相关的元素,如只摆放60把椅子。原因是”研发中心不让摆放更多,一是没地方摆,二是我们的钱都投到研发中去了“。再比如邀请6位技术专家现场阐述什么是康明斯的国六技术。

其二,地点的选择。

发布会特别安排在康明斯东亚研发中心的先导中心举行,而这里是康明斯与主机厂通力合作,进行国六关键性能及系统集成匹配的测试场所。帮宁工作室了解到,康明斯东亚研发中心承担了国六项目大部分开发工作。

康明斯东亚研发中心显然具备此实力。这里有26个发动机实验台架:包含性能台架、可靠性台架、NVH台架及冷启动台架等。其中台架测试主要含性能开发、控制标定发放、结构设计改进、耐久及可靠五大部分,共40多种测试类型。而一个国六发动机平台开发,台架测试时间需要累积3万到5万小时,相当于500多万公里的道路试验。

发布会上,彭立新宣布了康明斯东亚研发中心扩展项目。根据规划,新的研发中心占地面积将增长200%,在现有1亿美元投资规模基础上,再增加1.3亿美元以上投资。同时增加研发工程师数量,以应对多元能源动力研发需求,但他没有透露具体数字。

其三,国家的选择。

此前,康明斯发布一项新技术,或者选择北美,或者选择欧洲,但这次为何移地中国?彭立新的解释是,康明斯正在将研发市场重点向中国和印度等新兴市场转移——中国在康明斯全球市场中的战略地位亦不言而喻。

国六被称为史上最严排放标准。帮宁工作室了解到,中国排放法规从国一升级到国二,除从国四到国五阶段时挑战较小外,其余每次升级几乎都是一个系统工程。

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来看看康明斯的国六核心技术要点。

一是无废气再循环的迭代升级设计。

技术路径方面,康明斯决定摒弃EGR系统。方案甫出,即使是康明斯内部,也是反对者众,毕竟当2005年康明斯启动欧六技术开发时,就选择了EGR+DOC+DPF+SCR排放技术路线,并于2013年将该技术批量投放包括中国在内的全球市场——在EGR系统方面,康明斯显然有着其他企业无法比拟的优势。

但康明斯却有底气对EGR说不,原因何在?换言之,采用非EGR系统,好处有哪些?

我们得到的答案之一是,可以降低EGR失效风险,降低零部件损坏率,从而提升出勤率。

答案之二是,可降低硫酸腐蚀及DOC和DPF的堵塞,同时降低DPF再生次数,延长DPF使用寿命。此外,通过降低冷却系统热损失,且无需颗粒物传感器,进而可降低运营成本。

答案之三是,可降低对整车冷却能力的要求,从而降低维修复杂度。

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二是智慧大脑2.0。

从国五到国六,全工况状态下,NOx氮氧化物排放要进一步降低80%,同时PM颗粒物排放降低50%,且要随时随地检测达标。这种情况下,康明斯国六发动机对原有电子控制系统进行升级,推出智慧大脑2.0版电控系统。

其实不难理解,此前康明斯发动机的电控系统和后处理系统的电控系统——这两套控制系统独立工作,而在国六阶段,一套智能控制系统即可全闭环控制发动机及所有零部件子系统。即在智慧大脑2.0控制下,发动机缸内燃烧,排气,油料供应,尿素供应等,直接实现尾气排放控制。

三是提升服务体验。

康明斯将从以下五个方面来提供服务保障:一是2000+授权服务网点及循环式服务培训。二是DPF全球服务经验。三是远程智能服务管理平台。四是24小时服务承诺。五是APP快捷享用专家诊断服务。

康明斯最新发布的服务app2.0版本新增2大功能,根据全球超过200万单成功诊断数据,以及拥有1000多个诊断维修方案,可实现平均3.28步就能找到问题并解决。

国六项目中,康明斯经历了怎样的研发历程?有没有因为中国提前实施标准而做技术上的妥协?未来康明斯还将面临哪些机遇与挑战?在2019年7月1日的新闻发布会后,顾恺熙和彭立新接受了包括帮宁工作室在内的媒体访谈。

以下为部分访谈内容摘要,由帮宁工作室编辑整理。

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国六技术已经达到,中国油品质量如何?能否满足需求?

彭立新:这是我们最担心的问题。先讲讲我们对油品的要求,国六要求含硫量10g以下,中国现实情况如何?如果用“三桶油(中石化、中石油、中海油)”,大概90%能满足要求。

我们曾经花几年时间在“三桶油”的加油站做调查,发现油品质量很好。但从2017年开始,我们开始从油箱里抽油,第一次是4月,在全国不同地方抽了80个油箱的油,发现只有9%能满足要求,最高是6000PPM,我们把调查材料直接送到生态环境部,他们后来采取了很多行动。

(2017年)10月我们又做了一次采集,数字从9%变成了60%,生态环境部工作非常有效。后来我们每两月抽油一次,遗憾的是,数字有时为65%,有时为70%,今年3月这次仍是60%。我们认为这个问题很严重。

如果因为油品问题造成发动机质量问题,售后维修怎么保障?

彭立新:理论上讲,使用者必须要对产品负责,他不能去用这种油。但发动机不一样,发动机人家说不清楚,他有时还会让你负责。

一个是发动机厂,一个是OEM厂,还有政府管理也难受。政府一面说有全世界最严苛的排放条件,但同时又没达到最严苛的使用条件。所以我想呼吁,怎么才能让政府真正意识到什么是国六标准,我们从7月1日开始实施国六标准是什么意思?一定要弄清楚,而且一定要有一个系统来做。

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能不能请您告诉我们,从国一到国六,哪些阶段发动机要做技术升级,哪些阶段是全新开发?

彭立新:从国一到国二是全新全发,从自然吸气式发动机到增压式发动机。柴油机其实就两个东西:一个是汽,一个是油。汽改变后,发动机完全不一样。

从国二到国三,是从机械泵到电动泵,这是油,所以发动机要重新设计,这是很大的变化。从国三到国四,这又是一个很大的系统工程。

改变最小的是从国四到国五,发动机基本没变,只是改变了数字,所以开发非常快,非常简单。但从国五到国六是巨大的变化,引进DPF面临再生问题,含硫量问题,以及系统集成问题,这是巨大的挑战。

据我所知,从国一到国六,中国经历了18年,相当于每三年做一次升级。按照正常流程,一款发动机从研发到投放需要多长时间?在升级国六标准过程中,康明斯如何保证如期达成?   

彭立新:确实开发一款发动机需要很长时间,一般来说要三到五年。先要开发技术,看什么技术最合适,接着开发产品,然后验证产品,周期较长。

但康明斯有两个独到之处。第一,国六之前有欧六,国五之前有欧五,国四之前有欧四,所以我们可以借鉴,知道哪些东西最关键,哪些东西要花功夫去做。此外,我们的工程师也都有经验。

第二,康明斯开发流程相当成熟,比如开发一代,研究一代,生产一代非常明确。以康明斯东亚研发中心为例,这里有人专门做开发,有人专门做探讨,做国五项目时,就开始国六项目。做国六项目时,就开始探讨国七项目。所以我们早就开始研发国六项目,至于说什么时候会加快速度,主要取决于什么时候国六启动。

对康明斯来说,这不是最大的挑战,我们有很好的流程,有很好的全球经验借鉴。我倒觉得竞争伙伴们可能挑战会更大。

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因为“蓝天计划”,中国提前实施国六标准,对康明斯来说,时间表提前要面对怎样的挑战?

顾恺熙:对我们来说这的确是一个挑战,我们不得不加快开发流程。康明斯非常严肃地进行了危险性分析,即在供应链体系,或者服务准备,或者产品开发中可能面临的危险和挑战,力求把交付客户的风险降到最低。在产品交付方面,我们采取的是安全稳健方式,从小批量交付慢慢到批量交付。

彭立新:我们有非常严酷的流程,叫做VPI开发流程,第一个叫LP,第二个叫SOP,LP是试投放,SOP是完全成熟。

先不说市场,要比LP提前,按照VPI流程不可以做。但市场不答应,为解决这个问题,我们在LP中间增加一个节点,流程还是按照LP和SOP来做,通过小批量投放来控制流量。

什么意思?我们准备好一个闸门,一点点地放。这个闸门谁来管?比如服务说它的能力达到了,这个区域就可以多放一点。反之,就不可以放。还有供应商管理,我们有专门的供应商链来控制每个零部件应该什么时候到位,用怎样的流程来做。

形象的说法就是,我有这个闸门,可随时放,也可随时关。不像以前,一到LP就只能往前走,不可以后退。这确实挑战了康明斯的极限,怎么在一个完整流程里增加灵活性,这是我们的一个创造。

具体怎么克服这些困难,请举例给我们讲讲。

彭立新:以EGR为例。康明斯用EGR很多年,也因此获得诸多好评。所以我们对EGR情有独钟。但另一方面,我们又意识到EGR在中国市场上的问题,含硫量怎么办?服务能力怎么办?还有成本也是问题。

所以,5年前我们启动国六项目做探讨时,就问工程师能不能不用EGR?在这种巨大压力挑战下,我们找到各种各样办法实现了这个目标。现在看起来好像很轻松,但其实从一开始就遇到重重挑战。

首先是内部挑战,这样做风险多大?还有外部挑战,我经常被问到的问题是,你们有多大信心?你们为什么敢不用EGR?好处在于,上欧六时我们有款发动机就没用GER,试水以后很成功,没有出现问题,这给了我们信心。

与此同时,通过技术探讨,我们找到每种可能失效的模式,把它一一列出来,再一个个解答。这样一步步走到今天。

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但我知道,像康明斯这样的国际公司,它的流程相当缜密。既要规避风险,又要提前达成,您们怎么同时做到这些?

顾恺熙:您说得很对。康明斯把全球六项目,包括国六项目放到至关重要的地位,集中所有优势资源和能力专长来攻坚这个项目。包括让我和彭立新两个VP(副总裁)专项来做这个项目,某种程度也代表公司对项目的重视和资源倾斜。

像这样由两个VP同时坐镇,在康明斯其他战略项目中有过先例吗?

顾恺熙:在我多年的职业生涯中,这是第一次。这也再次证明为什么要把资源向这个项目倾斜。

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