唯有创新,方可驱动未来 ——专访福田康明斯发动机有限公司重型产品总工程师李志娟
来源:商用汽车网    作者:隋一    浏览:38108    2023-04-25 12:58:09


黑科技的价值,不仅仅在于实现,更在于创造。

在中国汽车工程研究院股份有限公司北京院、商用汽车网联合承办的以“发现中国商用车最酷黑科技”为主题的首届中国商用车黑科技大赛上,福田康明斯A15发动机荣获本次大赛“动力技术创新奖”。

作为康明斯首款商业化量产,同时也是全球首款国六15L大马力发动机,A15凝聚了康明斯全球领先的技术研发优势。研发这样一款具有划时代意义的大马力发动机需要多长时间?答案是两年半。“以前我们一款发动机的设计周期至少是五年。而现在,市场竞争的加剧、用户需求的变化都不断要求我们提速,再提速。”福田康明斯总工程师李志娟这样说道。

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福田康明斯发动机有限公司重型产品总工程 师李志娟

中国物流运输行业在互联网+物流的创新模式下飞速发展,重卡开始了对高效动力链的追逐。福田康明斯在中国市场十余年的深耕,已经建立了涵盖研发、产业链、合作伙伴等在内的创新机制,从而更快、更好地贴近中国市场,满足本土用户需求。


回到2021年A15上市之初,选择“问道青城山”高端亮相,似乎就已经表明了其无惧蜀道之难,决战高端之巅的霸气与信心。此次获得中国商用车黑科技大赛的“动力技术创新奖”,也足以说明,福田康明斯A15发动机已经成为率先“助推物流行业在动力性、TCO及高效定制等方面步入新时代”的经典之作。


聚焦市场需求


要想与用户建立联系,就必须从他们的视角看世界、看市场、看自身,理解产品在用户工作与生活中的作用。为此,福田康明斯联合第三方机构做了大量的市场调研,结果显示,高端化是商用车未来的发展趋势。“正是紧抓这一市场需求,A15在动力性、舒适性、经济性和安全性进行了全面提升,而这也是A15获得市场高度认可的关键。”李志娟说。

当货运物流行业进入互联网+时代,商用车已经不仅仅是交通工具,而是一个在多种场景下均能够满足用户多元化需求的移动空间。与此同时,用户结构的变化正在深层次地影响产品定位。“一是用户群体年轻化,90后、00后更加注重车辆的舒适性和智能化;二是物流车队的占比提高,他们对于运营效率和经济性格外看重。A15的优势正在于此。”


动力性方面,A15的最大功率可达680PS,最大扭矩3200N·m,加速能力提升16%,爬坡能力提升20%,这就意味着将为用户带来更强劲的动力和更高的运营效率,特别是对于中长距离运输来说,能够在时效性上得到大幅提升。“以从北京到广州这条路线为例,单程可节省2~3个小时,用户每个月就能多跑2~3趟,由此带来的经济效益是非常实际的。”


经济性方面,A15在典型运行工况中,比市场上主流的重型发动机油耗降低5%以上,相同车速下油耗更低,相同油耗下车速更快。在保养里程方面,A15继承了康明斯重型旗舰动力高可靠性和耐久性基因,保养里程可达15万公里,气门间隙调整里程达30万公里,远超行业主流水平,无形中又为用户节省了经济成本和时间成本。


除此之外,康明斯独有发动机制动系统i-Brake使最大制动功率达到612PS。“这是在目前市场上非常具有竞争力的数据,可以媲美液力缓速器,也大大延长了制动器的寿命。同时在高寒地区,A15即使是在海拔3000米的高原也可以做到不限扭,并且能够适应零下40℃的高寒地区,一次启动即可成功。”


中国地域广阔,气候、地形复杂多变,区域特点各有不同,“我们要先对零部件进行单体实验,再对整机进行上万小时的台架实验,另外还要分不同车型在不同区域、气候、工况下进行道路实验和三高实验,以确保产品在常用工况和极端工况下的可靠性。”李志娟说,正是基于康明斯严谨、严格和严苛的开发流程和验证体系,使A15得以拥有如此高的适应性和可靠性。


因为,市场和用户最真实的以及潜在的需求,才是市场分析和产品研发的基础和方向。


聚链全球智慧


对中国市场的深耕、对高端技术的掌控和对全球资源的应用,让福田康明斯A15发动机出道即巅峰。“A15在动力性、经济性、极端工况的适应性以及超长换油里程和超低维保成本等方面的卓越表现,已经引起了欧美市场的广泛关注并积极引进。这将使其成为一款中国首发,全球应用的产品。”李志娟说,这一成绩亦是属于康明斯A15研发团队的骄傲。

“A15在康明斯有两个‘最’,最大爆发压力、最高燃烧效率。”李志娟说,要做到这两个“最”,离不开康明斯百年的技术积淀以及全球化的研发体系和供应链体系。以爆发压力的能力为例,“A15目前能力可以达到300bar,这在康明斯系列产品是首屈一指的,在国内产品中,这个数据也是很亮眼的。”


”康明斯的自有零部件供应链优势和强大的性能集成能力也给A15提供了坚强的技术后盾。”康明斯涡轮增压技术在2022年刚刚迎来了70周岁生日,无锡康明斯涡轮增压技术有限公司(以下简称“无锡CTT”)正是其扎根中国市场的最好见证。不同工作状态、不同应用需求的发动机,对增压器的匹配要求也不一样,这就要求在增压器匹配过程中进行权重平衡,首先满足动力性需求,其次符合排放标准,在此基础上再对燃油经济性进行优化,以达到最优状态。


“特别是在动力缸的开发方面,缸体、活塞、活塞环等一系列零部件在工作状态下都处于极端恶劣的高温、高压环境中,如何有效降低摩擦损失成为行业性的技术难题。”李志娟特别提到,美国康明斯动力缸系统专家Dan Richardson博士已经在康明斯从事动力缸研究长达30余年,他为A15在高爆压条件下提升动力缸可靠性提供了宝贵的技术支持。


我们知道,要想实现节油,仅仅靠优化发动机性能是远远不够的,还需要整条动力链的匹配。“基于增压器的技术优势,我们将A15的经济转速区下调了100转,以达到更优的经济性。整车集成能力也是康明斯的技术优势之一。


“无论是康明斯的增压器,还是大流量燃油系统和高效后处理系统,在技术上都处于行业领先地位。全球化的技术优势、供应链的研发优势和福田康明斯团队的创新能力,让我们做到了’1+1+1>3’,500万公里的道路实验里程,也让我们对A15能够覆盖多场景、多工况应用更有信心。”


聚合发展理念


事实上,中国商用车市场无论从规模、发展速度还是创新能力上,都已经领先全球平均水平,甚至可以说,中国市场已经在引领世界的潮流。与此同时,即将落地的第四阶段重型商用车燃油限值新规,也正在加速重型商用车“减碳”进程,使我国商用车油耗在2024年达到国际领先水平。“这对于发动机效率、发动机与整车的匹配和性能优化等各方面,都将是更大的挑战。”

“双碳目标、国六标准,已经使我们对油耗的追求更加极致。一方面,我们要坚持可持续发展战略和对生态环境的保护,降低对不可再生资源的使用;另一方面,我们要为用户提供更高的价值,帮助用户降低使用成本。福田康明斯是一个有着高度社会责任感的公司,这就要求我们技术人员,要在政策法规、用户需求和产品性能之间,找到一个最好的平衡点,使社会、企业和用户三者共赢。”


这正是黑科技的意义所在。“我理解的黑科技是具有创新性和开拓性的新技术,比如创新性的电控特征,新技术的零部件、新工艺、新材料等的设计和应用。”李志娟说,黑科技既属于现在,也属于未来;既有市场前瞻性,又有现实落地性;既能够为客户和社会带来价值,又能让企业在创新中保持长久的生命力。


2020年,福田康明斯入选全球“灯塔工厂”名单,成为“数字化制造”和“全球化4.0”的示范者,通过智能制造能力为产品质量提供了更为完善的保障。

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尽管福田康明斯A15发动机上市并不久,但是,“A15的迭代产品已经在研发过程中,非常值得大家期待。”


技术的进步永远不会停止,福田康明斯相信,唯有创新,方可驱动未来。