当节能环保与制造“合谋”，看看汽车发动机发生了什么改变？

发动机可谓是汽车的“心脏”，技术、节能、环保，这三个词无疑代表了未来汽车发动机的发展趋势。在能源日趋紧张，低碳、环保呼声一片的大背景下，小排量涡轮增压、混合动力和清洁能源发动机的发展成为必然。

随着柴油机技术的不断发展，特别是小型高速直喷式柴油机技术的日趋完善，使其较汽油机更为经济、排放更低，因此，装用柴油机的车型将越来越受欢迎。有专家预测，10年以后，世界乘用车市场柴油机化的比例将超过50%。德国汽车工业协会VDA的统计数据表明，欧洲新入轻型车辆（轿车+SUV）中，已有一半采用了柴油发动机， 在德国这一数字是49.5%，而在法国高达75%，柴油机在节能、环保和减排上贡献巨大。在德国乘用车柴油机的比例增加一个百分点，就可节油9 000万L，减少CO2排放21万t。

在追逐新能源时代的路上，混合动力也许就是一种过渡方法，但是新能源的发展并不是一蹴而就的。随着发动机技术的日新月异，涡轮增压、双置凸轮轴、缸内直喷、可变气门正时、铝制缸体和轻量化活塞等先进的技术也在不断地更新换代，将牵引制造技术不断提升。当我们将节能环保与发动机制造技术综合考量，汽车发动机制造会有哪些新课题？

节能发动机智能车间/工厂

近年，国内各主流发动机工厂大都在建设数字化车间/工厂，智能化车间/工厂是数字化车间/工厂的升级，其重要区别在于后者只要求数字装备（数控机床）组成的生产线，而前者则要求生产线采用智能装备。

　　节能发动机主要包括汽油机缸内直喷技术、柴油机高压共轨技术。科技部发布的“关于征集高新技术发展及产业化域国家科技计划预备项目的通知”中，汽车动力总成技术域课题一、二就是汽油机缸内直喷、柴油机高压共轨技术。以喷油嘴为代表的节能发动机密加工，需求微纳级智能机床：喷油器体深孔钻铣高多轴复合加工中心； 喷油器体柱面成型和螺纹滚压加工高复合数控车削中心；数控硬车削机床；密电火花喷孔机床；密数控中孔座面磨床；高度小孔珩磨及配珩机床；高度数控内凹面磨床；高度数控凹圆弧凸轮轴磨床；高度数控密偶件外圆磨床等。这些零部件加工生产线需要采用智能机床。

　　节能发动机智能车间/工厂由智能工艺装备系统、智能车间/工厂物流系统和智能车间生产信息系统三大系统组成。

智能工艺装备系统
1 . 生产线数字设计技术 ——协同仿真技术
数字化制造技术的核心是生产系统的仿真——在真实生产之前验证生产系统的各种细节：物流、设备和布局等及其对产能、成品率和成本的影响；在真实生产之后提供几乎是无限的生产柔性，测试对不同生产控制策略或新产品生产的影响；仿真可以使得工厂设计成本降低50%；采用了数字化制造技术的汽车制造企业，其产品推向市场的速度增加了30%，重复设计减少了65%， 生产规划流程简了40%，平均产量增长了15%。

　　新一代自动生产线的虚拟制造技术发展很快，采用数字化工厂应用软件，建立起自己的产品制造工艺过程信息化平台，再与本企业的资源管理信息化平台和车身产品设计信息平台结合，构成支持本企业产品完整制造过程生命周期的信息化平台，进行制造过程管理（MPM）。

　　生产线仿真设计主要内容： 生产系统仿真将车间内的各种生产单元作为基本对象，建立一个车间的生产系统总体模型，对于单元之间的能力匹配与协同运作，研究化的总体布局方案和运作模式，决定生产单元之间的缓冲区的设计。面向指定的生产能力水平，以建设成本和运行成本的总和小为目标，进行化设计，主要包括：①机器人（机械手）作业过程仿真。建立机器人（机械手） 与工具系统、装夹系统和搬运装置协同运行的模型，进行仿真研究，化自动化作业单元的布置与运行顺序。②生产物流的规划与仿真。对生产车间内的物料存储与搬运设施，建立仿真模型，考察生产环节的匹配与协调，以及时、确供应物料为目标，化设计物流设施与人员的配置和布局，化运行模式。③生产系统可靠性分析。保障生产系统发挥设计产能目标是生产系统设计的重要目标，然而由于各种原因，在设备可靠性、产品成品率等方面不可能达到100%，需要研究合适的方法，对生产系统的实际产能和可靠性进行分析与设计，这也是组成生产系统的关键技术之一。

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