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柴油机总师:推动中国走向“重卡时代”

2015/2/9 12:25:37
文章来源:网络

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  37岁的张英是发动机科研领域不多见的“女将”之一。

  这位潍柴动力股份有限公司(下简称潍柴集团)发动机研究院的产品总师,主持的是“蓝擎WP12/13”发动机。蓝擎,英语单词land king的音译,意指陆地之王。

  它是中国汽车柴油发动机的一个集大成之作。如果把目光延伸到二三十年前中国重型卡车的襁褓年代,从那时起,耗尽无数中国柴油发动机工程师光阴的研发攻关,终于在此处收获了前所未有的成就感。

  如果不是一些阴差阳错,张英现在很可能站在黑龙江某个乡镇的讲台上教书,“我从来没想过会成为一个国产发动机项目的总师。”

  在那些流逝的时间里,甚至还在张英进入位于潍坊的这家发动机总成企业之前,中国人就开始为这个项目做扎实积累。

  漫长的引进、消化、吸收,其间伴随着沉重的挫折,张英和她的“蓝擎”正是最后冲刺的见证者和参与者。

  有炮没车

  张英出生在黑龙江嫩江县的一个小村庄,父辈籍贯山东济宁,“闯关东”时北上黑龙江。用她的话说,“来潍坊,也算回到老家。”

  三岁那年失去母亲,张英在只有父亲和哥哥的世界里长大。虽然学习成绩总是班里的第一名,但初中毕业那年为了减轻家庭负担,她要考不需学费的师专。

  报考师专名额有限,老师并没有通知她。“对一个小姑娘来说,当时太失望了。”张英回忆说,自己曾经哭得暂时失明。

  一度打算退学,最终在父亲鼓励下,张英读完了高中。

  就在张英纠结于人生选择时,上世纪90年代末,位于山东潍坊的潍柴集团也陷入低谷。

  这家企业那时已经掌握了国内最先进的10升大排量发动机技术。

  然而,受公路状况以及运输能力等限制,国内汽车柴油发动机的市场上限一般为8升排量——大约是荷载8吨以下的卡车,大排量技术并没有得到市场认可。

  “那时中国的卡车还没有进入重卡时代,但从欧美国家的发展可以看出趋势,重卡已经遍地都是了。”潍柴集团副总裁佟德辉告诉《瞭望东方周刊》,“到2003年我们开始做蓝擎WP12时,在国内10升发动机还是偏大。当时同行都在花大价钱做7升的机器。”

  配备大排量发动机的重型卡车,通常被视为“国家流动的血液”——正如人们往往称高速公路是“国家的血管”。

  发动机则是汽车的核心零部件,毛利率在20%到30%之间,是整车其他部分利润总和的两倍以上。因此,国外先进企业在这个领域构筑了很强的技术壁垒,国内企业很难引进核心技术。

  另一方面,由于重型卡车具有广阔的军用市场——除运输车辆外,也在工程、通讯乃至导弹等武器部署方面普遍使用,因此其发动机往往成为一个国家汽车产业的关键技术。

  这样,虽然改革开放后的经济快速增长刺激了基础建设、高速公路、物流运输业的发展,从而带动了对汽车、尤其对重型卡车的需求,但种种原因之下,中国人自己的大排量柴油发动机技术一直难以令人满意。

  一直到“十二五”初期,中国每年从国外进口的重型车仍超过5000辆,平均价格在50万元人民币以上,远高于国产同类车辆20万元的平均价格。

  有这样一个故事:上世纪80年代李先念视察部队,看到火炮是国产的,牵引车却是进口的,说:“有炮没车也白搭。”

  美国高速晚间全是重卡

  高考那年,张英又打算报考师范学院,阴差阳错被第二志愿佳木斯大学汽车工程专业录取。

  四年后,这个曾经一心想当教师的女孩与山东一家车企签订了三方就业协议。

  那个闷热的夏天,张英一个人带着行李第一次回到了祖籍所在地,对未来满怀憧憬——终于可以赚钱养家了。

  然而,由于一个意外,张英又被这家企业拒绝。“我不能没有工作,我求他们说,让我干什么都行,扫地倒水都行。”

  走出单位大门,张英甚至分不清这座城市的东南西北。她站在马路中间,嚎啕大哭。

  转机来了。同学告诉她,潍柴集团也在招人。出乎意料地顺利,她成为这家中国最著名发动机企业的一员。

  “那时身上只带了来的路费。”张英说,自己只能借钱回黑龙江处理档案问题,又坐了30多个小时火车回到佳木斯,“下车时,小腿已经肿了,到一个同学家里,饭也没吃,趴下就睡着了。”

  这是2002年,潍柴集团招兵买马,筹备研发蓝擎发动机。这个项目最终于第二年启动。

  “在这之前是十多年的努力。其实对发动机行业而言,没有领先十年的技术储备,是基本不可能做起来的。”佟德辉说,虽然当时景况艰难,但到2000年他到美国考察,晚上赶路时发现高速公路上跑的全部是重卡,“所以我们判断这个市场很大,也是国内未来的方向。”

  这样,虽然之前的尝试没有得到足够回报,在这个抉择关口,潍柴集团还是决定继续挺进大排量汽车发动机。

  “蓝擎”由此上马。

  从3.5亿元到10亿元的引进技术

  当时业务重心在船用发动机和发电机的潍柴集团,也和十几家整车、发动机企业一起参加了上世纪80年代的斯太尔技术引进。

  由于无法消化,对斯太尔重卡技术的投资由开始计划的3.5亿元人民币攀升到最后的超过10亿元,项目验收从原计划的80年代中期延后至1995年。

  斯太尔的崩溃是在第一批进口零部件组装的汽车销售之后、转为国产零部件生产时发生的。

  佟德辉说:“当时欧洲已是细化的社会分工时代,有些配套技术,斯太尔也是从其他企业购买或者进口。”虽然拿到了发动机技术,但油泵、增压器以及活塞等仍需从西方进口。

  斯太尔公司自己只能生产不到50%的零部件,中国对斯太尔重卡国产率的要求则是70%。由于国产零部件企业无法达到欧洲的质量标准,欧洲企业又因订单太小不愿意生产,斯太尔重卡的质量就此一落千丈。

  很快,大多数参与该项目的企业放弃跟进,为引进斯太尔技术而成立的重汽集团2000年破产重组。斯太尔公司自己则在90年代被德国公司收购。

  但是,对于潍柴集团而言,“现在回头看,这是一次非常成功的引进。”佟德辉说,在斯太尔引进技术中稍显“落后”的10升发动机性能并不差,而且能够适应当时中国市场的需求,“不是说最先进的就是最好的,除了满足市场需求外,还要考虑自己的基础能力。”

  此后,潍柴集团源源不断地向奥地利派出技术人员,希望解决发动机的消化、吸收问题,“一定程度上,那里已经逐渐变成我们的一个研发中心。”佟德辉说,除了学习,大量技术人员的欧洲经历也成为潍柴集团观察世界重卡技术和市场的一个窗口。

  2004年,潍柴集团选派了近十名技术人员到奥地利学习、合作,熟练掌握三维设计的张英也在其中。

  “原来的设计都是在二维层面进行。”张英说,到蓝擎项目因为技术和要求提高,必须进行三维设计。利用这个自学的优势,她成为出国团队中年龄最小的成员。

  “那时候觉得很开心,学很多东西,抱着图纸的时候,觉得自己也很厉害。”她回忆。

  中国工程师的笔记

  第二年,他们造出第一台自主研发、符合“国三”排放标准的蓝擎WP12柴油发动机——也就是12升发动机。

  关键性的转折就是这个12升发动机项目。“实际上,斯太尔也有这个需求,他们原来的技术也局限在10升的水平。”佟德辉说,从过去10升项目的斯太尔主导,经过十几年消化,到12升项目时,中国人已经可以和奥地利人平分秋色。

  佟德辉说,这关键的十几年,潍柴集团为了坚持大排量发动机研发吃尽了苦头。

  每年派往奥地利的科研人员的差旅费,成了企业一笔不小的负担。虽然也有人提出异议,但终于坚持了下来。

  同是在2003年,潍柴集团在斯太尔这座小城与奥地利AVL公司建立了联合研发中心。后者是世界最大的内燃机开发企业之一。

  此前,潍柴集团也曾与沃尔沃等接触,结果对方同意输出到中国的技术平台勉强能够满足“欧Ⅲ”标准,在“欧Ⅳ”即将在欧洲全面应用的情况下却没有多少升级空间。

  经过艰苦谈判,中奥双方联合出资研发,由潍柴集团提出项目并承担主要开支。

  在联合研发中心,AVL的工程师由潍柴集团发放薪水,由此大大加速了项目的进展,使其大约提前两年完成。

  在奥地利的6个月学习结束后,张英成为蓝擎项目核心团队的一员。“首先是机会好,那时候每年进厂的人不多,不像现在一年就数百上千。”佟德辉说。

  另一个重要条件,就是老工程师普遍不熟悉三维设计,而张英的三维图画得很好,加上脾气性格好,就被选中赴欧洲学习。

  在整个WP12项目中,有十多名和张英一样的中国工程师常驻欧洲,开发设计、详细设计等过程都有中国人参与,甚至对实验中用到的软件、硬件工具、实验手段和每一个环节都进行记录。

  潍柴集团和张英们的努力,在新世纪开始后得到了市场的印证。

  一方面是全国高速公路网络快速完善。2004年开始的10年里,全国高速公路里程年增长率在10%到20%左右。

  佟德辉介绍说,目前中国高速公路最高允许载重55吨,这个数字在欧洲是40吨,而在美国只有36吨。

  “与之对应的是,欧洲主要是排量13升的发动机,美国是15升的,所以,中国现在用十二三升的发动机并不大。”佟德辉说,大排量发动机低转速运行,可以减少出问题的几率,或者说提高机器的可靠性;而小排量发动机高转速运行,出问题的可能性就要大得多。

  2009年,潍柴集团决定研发13升柴油发动机。这时,张英他们已经可以独立推进项目进展。

  张英解释,与WP12相比,WP13实现了高可靠性、高动力提高性、低油耗。另外,新技术实现了重卡爬坡能力的提升,2%的坡度不用换挡就能跑过去。

  如今,张英还会想起自己曾经的教师梦。不过,她更喜欢一边开车、一边向6岁的儿子解释,发动机是如何运行、从而拉着他们俩不断前进的。

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