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汽车发动机工作原理很简单,为什么制造起来却这么困难?

中国一直被称为“制造大国”,我们给自己定的小目标是在2025年完成“制造强国”的转变。

制造大国和制造强国的区别就在于核心技术,制造大国只是制造工厂,很少掌握产品核心技术,而制造强国则核心技术掌握在自己的手里,更具竞争力。

图注:全球手机第二季度的出货量排名前

现在距离2025年这个期限越来近了,总体来说我们完成得还行,几个大的家电企业都得到了国际认可,智能手机更是几乎占据世界手机市场的半壁江山。

不过,作为三大制造强国(美国,日本,德国)的核心产业之一――汽车,中国一直无法撼动,国产汽车一直没有得到世界的认可,甚至在中国本土认可度也不是很高。

上面这份是2020年全球销量前20名的车型,没有一个来自中国品牌。

就算在中国本土市场,2020年轿车销量榜前15名中,除了第八名的帝豪,以及以43%的增长率挤进第15名的逸动之外,没有一款是国产的。

如果问一个中国消费者,为什么不买车型、配置都差不多,但价格更加实惠的中国汽车?

可以得到许多答案,最重要的一点可能大家觉得国产汽车并不可靠。至于具体什么不可靠,估计就是汽车的核心――发动机。

因为汽车的价格比其它产品要贵太多了,所以大家购买都会相对谨慎,谁都想买到更可靠汽车。

那么汽车发动机真的有这么难吗?为什么中国汽车感觉就是做不好呢?

发动机的原理都一样

事实上,无论是四五万块钱的五菱宏光,还是四五百万元的跑车,只要它烧的是汽油,它的发动机工作原理都是一样的。

汽车发动机是一种热机,它将燃烧汽油的热量转化为机械功或扭矩,这个扭矩作用在轮子上使汽车移动。

燃烧汽油释放的热能带动发动机活塞运动,而活塞的运动会推动被叫做气缸的金属管,我们经常听到的“多少缸汽车”指的就是这个气缸,根据汽车的不同,气缸一般有2到12个。

气缸的上下运动带动车轮转轴并使汽车移动,其实汽车发动机的工作原理和我们蹬自行车是差不多的。

在多缸汽车发动机中,各个气缸的循环相互偏移且间隔会更加均匀,因此燃烧冲程不会同时发生,从而可以使发动机尽可能平衡和平稳,这就是为什么发电机气缸越多汽车就越贵。

另外,如果想要瞬间得到更大的动能,那么就要增加汽油燃烧量,所以就有了“涡轮增压”发动机,原理就是把空气更多地挤进去,从而得到更多的氧气,让燃料充分燃烧。

连我们这样的门外汉都知道发动机的工作原理,为什么国产汽车还是会输在发动机上呢?

其实原因很简单,知道工作原理并没有任何作用,因为汽车厂商要考虑的不是让汽车动起来,而是让它更好地动起来。

制作汽车发动机需要考虑的东西

汽车发动机的研发主要需要考虑的有四点:动力,省油,降噪,以及提高使用年限。

任何发动机最先考虑的都是动力,其实这个是有一些标准的,改变一些数值可以降低汽车百公里加速的时间,不过难点是如何优化整个动力系统,这个需要改变材料,整个发动机的结构等等。

关于省油也至关重要,因为消费者购买了汽车之后油就等于钱。

一般需要优化了发动机系统,实现燃油的最大转化率,简单地说就是得让每一滴油燃烧得更充分,从而得到更多热能。

除了获得更多热能之外,还得让热能充分转化成动能,所以还需要尽可能降低摩擦力。

关于噪音,发动机工作会产生噪音是必然,但是这个和驾驶体验是矛盾的,所以降低发动机噪音也尤为重要。

发动机降噪方法很多,国内的一些自主研发的发动机会在外面加一些降噪的保护层。

关于发动机的使用期限,其实就是不停地进行测试,而且要在不同环境下做测试。

其实不难发现,要做好任何一点都需要大量的资金投入,特别是后期的测试,那都几百上千万公里的测试。

正因为如此,车企还不如直接购买别人的产权来得划算,这样不仅可以降低研发成本,而且能够让汽车迅速投产。

最后

中国现在也有一些自主研发的发动机,从测试上来看其实表现还是不错的,希望中国汽车也能尽快在汽车行业超车,得到世界的认可。