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國家工程師獎背后:廣汽人自己的動力總成是怎樣煉成的?

1月19日,“國家工程師獎”表彰大會在北京人民大會堂隆重舉行,81名個人被授予“國家卓越工程師”稱號,50個團隊被授予“國家卓越工程師團隊”稱號。廣汽動力總成自主研發團隊榮獲“國家卓越工程師團隊”稱號。

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廣汽動力總成自主研發團隊榮獲“國家卓越工程師團隊”稱號

此次獲獎,充分體現了廣汽在動力總成領域的研發實力。經過十余年的創新實踐,研發團隊不僅在支撐“碳達峰”的混動技術上取得了多項突破,打破國外技術封鎖;在助力“碳中和”的零碳技術上也始終走在前沿,做足了技術儲備,足以滿足市場對動力總成的需求。

在相當長的一段時間里,中國品牌在動力總成領域飽受國外“卡脖子”的困擾,在每一代廣研人的心里,都憋著一股氣——做出廣汽人自己的動力總成!如今,廣汽動力總成自主研發團隊不僅做到了,甚至在部分領域已經達到世界領先水平。

在“國家工程師獎”表彰之際,我們深入廣汽動力總成自主研發團隊,采訪其中幾位工程師,探尋其背后的研發故事。

陳泓:堅持不懈,終有所成

陳泓畢業于同濟大學動力機械及工程專業,2014年博士畢業后加入廣汽,主要負責發動機燃燒系統的研發。算上大學時光,今年是他接觸發動機的第20個年頭。如今,他已經是這一領域的行家,是領導眼中的攻堅能手,更是團隊同事心中的定海神針。回顧過往,陳泓的成長并非一帆風順,曾經,他也是一名技術“小白”。

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陳泓在檢查透明單缸發動機用光學活塞

2014年,剛剛博士畢業的陳泓接下了廣汽第三代發動機——350bar直噴汽油發動機——噴霧油束開發的任務。這是廣汽新一代發動機的關鍵技術,盡管已經做好了“這事兒肯定不簡單”的心理準備,但他萬萬沒有想到,任務的難度遠遠超過了自己的預期。

行業內可供查閱的資料寥寥無幾,設計標準、參數匹配等工作從何著手,讓人茫無頭緒。在面對國外供應商時,陳泓甚至不敢開口提問,“我的問題會讓人家覺得我沒有水平嗎?對方愿意解答嗎?”他心里直犯嘀咕。

但“做廣汽自己的發動機”這一目標,始終釘在陳泓心中,成了他克服困難的強大動力。

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陳泓在調試單缸發動機系統

有條件要上,沒條件創造條件也要上。行業沒有參考標準,那就自己干!陳泓用發動機常用工況運行點來對應350bar噴霧設計參數,利用噴霧模擬的手段優化油氣混合,突破了非常關鍵的一步,廣汽第一代汽油高壓噴霧模型就此誕生。

緊接著,陳泓以初生牛犢不怕虎的精神,堅持將自研方案推向量產,最終試驗結果表明,與國際一流供應商的方案相比,廣汽自主研發的多款發動機噴霧方案具有全面的、更為優越的性能,真正做到了把核心技術牢牢掌握在自己手里。

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廣汽第四代2.0ATK發動機熱效率達到44.14%

當問起陳泓這些年在廣汽持續成長的秘訣是什么,他談到了自己記憶猶新的一段經歷——獨自在國外的外派時光,一個人對接多個不同領域的外籍工程師,每天開六七個小時的會議,接受海量的信息……如何把這些信息消化之后再傳回給國內的同事,陳泓認為“工程感知力”非常重要。

也正是憑借這種能力,陳泓才得以在一次次的技術攻關中取得突破。在掌握了發動機燃燒控制技術之后,陳泓仍持續深耕,最終開發出最高有效熱效率達到44.14%的汽油發動機,并經過第三方測試認證,性能達到國際一流水平。

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廣汽GCCS燃燒控制系統專利技術

時至今日,陳泓依然保持著對行業信息和前沿技術的高度敏感,他深知“從0到1”固然重要,但“從1到無窮大”更需要持續的改進和長期的堅持。所以,哪怕他已經成為大家公認的行家,但在他的內心深處,依然保持著當年那顆一往無前的赤子之心。

黃新志:秉承熱愛,常懷敬畏

黃新志畢業于華南理工大學熱能與動力工程專業,2010年畢業后加入廣汽,主要負責自動變速器液壓系統的研發。

自動變速器被稱為汽車工業上的明珠。由于設計開發難度大,自動變速器關鍵技術曾經一度被國外壟斷。為了改變這種受制于人的局面,廣汽動力總成自主研發團隊承擔起了設計開發自動變速器的重任,而黃新志則成為了廣汽首款自動變速器7WDCT液壓系統的負責人。

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黃新志對液壓模塊進行拆解檢查

在黃新志身上,能讓人充分感受到他對于“做廣汽自己的變速器”這份事業的熱愛與責任感。曾有一次,黃新志因病住院,出院時醫生囑咐他要休假靜養,但當時正值項目開發的攻堅期,出院后他又馬不停蹄地投入到了項目開發工作中。黃新志笑言:“在醫院你會覺得什么都沒有休養重要,但當投入到工作中時,又會發現一種更讓人忘我的價值感。”

黃新志深知,作為汽車工程師,僅有熱愛還不夠,還需要對技術保持敬畏之心。

他認為,與手機、電腦等消費電子產品不同的是,汽車是在道路上行駛的科技產品,關乎人的生命安全。因此,汽車工程師必須保持對生命的敬畏、保持對汽車技術的敬畏,“應用不成熟的技術或者驗證不充分的技術,都是對產品和用戶的不負責任。”

正是因為這份責任感和敬畏心,黃新志深知自己肩上的責任之重。“液壓模塊是自動變速器內部一個非常精密的核心系統,要在有限的空間內設計出供油主壓控制、換擋控制、冷卻潤滑控制等功能子系統,要確保性能可靠、降低系統能耗并同時具有成本優勢。在這個過程中,我們遭遇了無數的困擾和挑戰。”黃新志說。

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黃新志在進行液壓模塊臺架測試

當時,國外供應商在該領域有壟斷性的產品和嚴密的專利布局,國內車企基本都處于剛起步階段,沒有可借鑒的經驗,黃新志和團隊同事需要突破專利封鎖,在“狹縫中”找到新出路。

這注定是一條布滿荊棘的路。產品A樣出來之后,到變速器總成臺架上測試,壓力波動極其嚴重,某些工況下甚至不可用。A樣的試驗出了問題,要對原來的液壓模塊設計進行大改,但B樣節點也不能耽誤,既要確保一次改對,還要爭分奪秒趕上項目進度。這是項目最艱難的時候。

為此,黃新志和團隊同事拆解了市場上幾乎所有主流變速器的液壓模塊進行學習、研究,總結出液壓模塊的設計要點和方法,并經過一輪又一輪的液壓試驗修正仿真模型,成功趕在B樣節點前解決了問題。最終,這套液壓系統的性能達到了國際標桿產品的水平。

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廣汽7WDCT自動變速器

回想起當時的情形,黃新志說,“A樣大改方案的時候,因為腦子里都是各種液壓油路的設計方案,好多次做夢夢見的都是迷宮一樣的液壓油道。”

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廣汽7WDCT自動變速器液壓模塊

2018年,廣汽首款自動變速器7WDCT正式量產,實現了廣汽自主研發自動變速器零的突破,并于2020年榮獲第三屆“世界十佳變速器”稱號。

“走進去,沒那么難。”黃新志用這七個字,概括著他一路走來披荊斬棘的艱辛。

周文太:兼聽則明,務實篤行

周文太畢業于中國石油大學(華東)電子信息工程專業,2018年加入廣汽,是GMC系統集成工程師。他最大的特點是廣泛聽取各個專業組的意見,但從不盲從,而是通過理論分析和腳踏實地的實踐,尋找最終的答案。

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周文太基于理論分析計算混動系統性能

集成工程師會經常面對各個專業組的不同問題和意見,當大家的立場和觀點不一致時,往往需要集成工程師協調解決。

GMC 2.0混動系統在研發早期就曾遇到過這樣的情況。標定工程師要求換擋過程發動機維持扭矩,并解決機械液壓系統的不一致性,從而實現兩擋機構的無感換擋。但離合器工程師認為,混動變速器的離合器技術水平與傳統自動變速器相當,自動變速器在換擋時發動機扭矩都會下降,憑什么要求混動變速器換擋時發動機扭矩不降。因此,離合器工程師認為標定工程師的要求不合理。雙方各執一詞,意見無法統一。

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廣汽第二代GMC 2.0機電耦合系統

周文太聽取了雙方意見,但沒有盲從任何一方,而是重新研究了換擋沖擊度基礎理論,并比較GMC和傳統變速器的不一樣之處,最終創新性地通過取消離合器滑摩、平緩降扭及P3電機補償,避免讓駕乘者感受到沖擊和動力中斷。“理論上可實現無感換擋,而且可以避開機械液壓系統不一致帶來的抖動。”周文太說。

但是,理論與現實之間存在“鴻溝”,方案在實車上是什么效果,周文太的內心是忐忑的。最終,實測結果符合理論預期,實測中完全沒有不平順的感覺,實現了無感換擋。

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周文太在現場確認臺架試驗數據

另一個故事則與“既要又要還要”有關。在GMC 2.0混動系統研發過程中,整車項目組曾提出“既要進一步提升動力性,又要繼續降低成本”的要求。

這一需求似乎難以達成。整車動力性與驅動電機性能直接相關,由于電機軸向布置空間有限,加上GMC總成本的約束,周文太遭遇了瓶頸,但他沒有放棄,而是一直在默默地尋找解決方案。

突破2AT無感換擋之后,他發現取消了離合器滑摩,同樣的平順性對于離合器的需求變弱了,所以可以減少離合器摩擦片,在軸向給電機更大的空間,從而實現電機峰值轉矩提升;在此基礎上,通過集成高速電機技術、加大電機到車輪速比,最終可實現整車百公里加速性能同比提升1.3s!雖然電機物料增加了,但由于簡化了離合器系統及液壓系統,降低了機械液壓系統的成本,GMC總成的成本反而下降了,可以給消費者帶來更實在的利益。

在漫長的研發道路上,類似的問題層出不窮,但都被周文太和團隊同事攻克了。周文太總結了一套“經驗”——集成工程師經常會收到各個專業組的點子,既不能不聽,也不能盲從,而是需要基于理論和試驗“去蕪存菁”,哪怕最終20個點子里面只有1個能應用實施、幫助產品完成一次或大或小的改善,都是值得的。

陳泓、黃新志、周文太是廣汽研究院5000多名工程師不懈奮斗的縮影,也是中國汽車工程師自主創新的寫照。“靡不有初,鮮克有終”,技術研發沒有終點,汽車行業也時刻處于變革之中,面對變化,工程師秉持初心,步履不停。正因為一代又一代廣研人的堅持不懈,“自主夢”的種子才能從嫩芽長成參天巨木,推動廣汽自主研發和自主品牌高質量發展,助力實現中國汽車強國夢。

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