호스트 공장 구매 원가 분석 시나리오

자동차 제작 비용에 대해 말하자면, 나는 늘 약간 장난스러운 묘한 문제를 떠올린다. 얼마나 많은 사람들이 자신이 항상 고유의 고정관념으로 사실을 바라보고 있다는 것을 깨달을 수 있습니까? 이것은 마치 4 기통 엔진보다 3 기통 엔진이 더 싸다는 것과 같다. 주변의 친구들은 대부분 실린더 한 개, 점화 시스템 한 개, 피스톤 커넥팅로드 한 개, 크랭크축 캠 샤프트도 짧다고 생각했다. 4 기통 엔진에 비해 3 기통 비용은 자연히 훨씬 낮아질 것이다.

하지만 고유인지가 꼭 맞을까요? 답은 여전히 부정적이다.

2020 년 고효율 소형 변위 내연 기관의 정의에 부합하는 3 기통 엔진의 비용은 우리의 상상을 훨씬 뛰어넘어 우리의 고유 인식을 깨뜨리기에 충분했다. 네, 차세대 3 기통 고효율 내연기관의 비용은 이미 우리가 기억하는 대부분의 4 기통 엔진을 능가했습니다.

부품 개발 수준은 상상을 훨씬 뛰어넘는다.

일반 소비자들은 엔진의 R&D 와 제조 비용에 대한 개념이 없기 때문에 자동차 부품의 기술적 요구 사항을 말씀드리겠습니다.

엔진의 밸브 스프링을 예로 들어 보겠습니다. 중 고부하 상태에서 작업할 경우 응력은 최대 900- 1000MPa 입니다. 또한150-200 C 에서 장시간 작업해야 하는 경우 부하 특성을 크게 낮출 수 없습니다. 뿐만 아니라 3000 만 회 이상의 피로 수명 요구 사항 (국가 표준) 이 있어야 하며, 현재 업계 통용 수준은 이미 60 에 이르렀다. 6 천만 번, 이 과정에서 밸브는 갈아서는 안 되고 외투는 갈아서는 안 된다. 어렵게 들리나요? 이것은 자동차 공업이 수십 년 전에 해결된 작은 부분일 뿐이다. 비슷한 부품이 수천 개 있는데, 수만 개는 말할 것도 없다.

다른 업종의 일반 공장 엔지니어들은 듣기만 하면 머리가 아프다는 기준은 자동차 업계의 기본 조작일 뿐이다. 옛말에, 네가 자신의 업종의 천장을 만질 때, 너도 자동차 업계의 입문 벽돌을 만졌다.

그렇다면 3 기통 엔진의 비용이 우리에게 어떤 놀라움을 가져왔을까요? 3 기통 엔진은 4 기독보다 얼마나 비싸야 합니까?

3 기통 엔진은 4 기통 엔진보다 1 기통 적지만 양산된 고효율 3 기통 엔진의 기준에 따라 비용과 가치는 단순히 항아리 수를 빼면 측정할 수 있는 것이 아니다. 동력이 강하고, 기름 소비가 높고, 배출이 매우 낮은 3 기통 엔진을 개발하고 제조하는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 이 때문에 호스트 공장의 투자는 우리의 상상을 훨씬 뛰어넘는다.

효율적인 소형 변위 엔진 정신에 부합하는 3 기통 엔진과 20 년 전 오토 등이 한 것은 차량을 움직이게 하기 위한 3 기통 엔진과 본질적인 차이가 있다. 새로운 시대의 고효율 3 기통 엔진은 엄격한 기준과 새로운 기술 개발을 바탕으로 만들어졌으며, 4 기통 엔진과 다른 새로운 혁신 부분은 비용과 가치가 반영된 곳이다.

35Mpa 고압 직접 분사는 단순히 스프레이 압력을 증가시키는 것이 아닙니다.

세계 시계는 이미 2020 년을 가리키고 있다. 이때 우리나라는 4 단계 승용차 연료 소비 기준을 실시하기 시작할 것이다. 2020 년 새 승용차의 평균 연료 소비량은 5.0L/ 100km 에 달했다. 물론 이 밖에도 국가 6 배출 기준도 전국적으로 급속히 보급되고 있다. 마찬가지로 유럽에서도 유럽 6c 와 RDE 테스트 조건의 출범으로 모든 자동차 기업의 엔진 연료 소비와 배출에 대한 엄격한 요구가 제기되었다. 특히 배출은 중국 6B 와 비슷하며 휘발유 엔진 배기가스 중 미세먼지 수가 원래 한계치의 10 분의 1 로 감소할 것을 요구하고 있다. 고효율 소형 변위 엔진의 사명 중 하나는 이런 극도로 가혹한 시련을 완수하는 것이다.

초저배기 미립자 배출의 시련에 직면하여 일부 자동차 업체들은 기존 항아리 내 직사스프레이 기술까지 포기했고, 기술은 흡기 매니 폴드 스프레이를 거꾸로 사용하여 배출 한도를 충족시켰다. 그러나 효율적인 소형 변위 3 기통 엔진의 전략은 투기가 아니어서 항아리 안에 직접 분사하면 잃어버릴 수 없다. SIDI 직접 분사 기술당 재료 비용이 전기 스프레이보다 수백 배나 더 많이 들더라도, 예를 들어 동력과 연료 경제성을 희생하지 않기 위해 효율적인 3 기통 엔진은 더 많은 자금을 투입하고 더 높은 스프레이 압력을 사용하는 경향이 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 성공명언) BMW 의 새롭게 업그레이드된 B38TU 는 곧 다가올 거의 불합리한 배출 제한에 대응하기 위해 20Mpa 에서 35Mpa 로 분출 압력을 가하는 대표다.

35Mpa 고압 직접 분사 연료 공급 시스템, 이것은 단순한 시스템이 아닙니다. 시중에 나와 있는 직접 분사 시스템 압력은 일반적으로 15-20Mpa 에 불과합니다. 일거에 35Mpa 고압 직사급유 시스템을 채택하는 가장 큰 도전은 인젝터의 채택이다. 전자 연료 인젝터는 고압 커먼 레일 시스템에서 가장 중요하고 복잡한 부품이며 설계 과정에서 가장 어려운 부분입니다. ECU 는 솔레노이드 밸브의 켜기 및 끄기를 제어하여 최적의 스프레이 타이밍, 분사량 및 분사율로 고압 오일 레일의 연료를 연소실로 분사합니다. 15Mpa 에서 35Mpa 로 업그레이드하면 겉으로는 스프레이 압력의 증가일 뿐이지만, 실제로 가장 먼저 가져온 것은 인젝터의 재개발과 설계이자 전체 연료 스프레이 시스템의 강도와 설계 이념에 대한 도전이다.

스프레이 압력의 증가로 인해 노즐과 일치하는 연료 펌프와 롤러 태핏 및 캠 축을 통한 전동을 재설계하고 고려해야 합니다. 스프레이 압력이 증가하면 롤러 태핏과 캠 사이의 표면 압력이 증가하여 밸브 전동 메커니즘에서 더 큰 토크가 발생합니다. 따라서 연료 펌프의 위치를 변경하지 않고 연료 펌프의 플런저 힘 (플런저 지름 감소, 플런저 스트로크 증가) 을 낮추므로 연료 펌프를 재설계, 개발 및 일치시켜야 합니다.

또한 연료 분사 압력의 증가로 인해 연료 압력으로 인한 응력이 레일 내부 용접 재료의 강도 한계에 도달했습니다. 극단적인 경우, 심지어 강철 트랙을 단련해야 한다. 생산 기술의 변화는 생산 레이아웃, R&D 및 공급업체 선택에 큰 영향을 미칩니다. 즉, 간단한 연료 분사 압력을 35Mpa 로 업그레이드하면 전체 고압 직접 분사 공급 시스템에 영향을 미치므로 비용 증가는 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 35Mpa 노즐 3 세트의 효율적인 3 기통 엔진은 20Mpa 노즐 4 대의 4 기통 엔진보다 연료 분사 시스템에 비용이 많이 든다.

물론 35Mpa 의 효과도 충분히 두드러집니다. 초고 분사 압력으로 노즐 끝 구멍에서 뿜어져 나오는 연료 제트의 출구 속도가 빨라지기 때문에 연소실 공기와 연료 제트 사이에 더 강한 전단력이 있어 액상과 가스상 간의 상호 작용이 강해 연료의 안개 효과를 높일 수 있습니다. 물론 더 완전한 연소, 더 높은 열효율, 낮은 배출을 가져옵니다.

메카트로닉스, 3 기통 엔진의 효율을 효율적으로 해석하다

자동차 분야에서 메카트로닉스 (metroelectronics) 는 절대적인 추세이다. 자동차 기계 분야에서는 기계, 마이크로전자, 제어, 컴퓨터, 정보 처리 등 학과의 교차 융합인 전자제어와 융합하는 경향이 있다. 자동차 분야에서 가장 전통적인 순수 기계 구조에 비해 전기 부품이 부여되어 집행이 더욱 정확할 뿐만 아니라 전력 시스템의 운영 효율을 효과적으로 높일 수 있다. 자동차의 전기 제어 시스템은 센서와 자동차의 기계 시스템에 맞춰 전기를 매개로 서로 정보를 전달하고 효율적으로 작동한다. 엔진 열 관리 방면에서 전기화는 이미 많은 효율적인 내연 기관 조립 시스템에 침투했다.

열 관리 및 냉각 시스템의 경우 효율적인 엔진은 항상 합리적인 온도 제어를 추구합니다. 즉, 엔진 내부에서 최적의 난방 및 냉각 주기를 유지합니다. 엔진이 저온에 있을 때, 엔진의 내부 소모가 크고, 출력 전력이 낮고, 기름 소비도 크다. 온도가 너무 높으면 실린더, 피스톤, 실린더 헤드, 밸브 등의 부품이 고온에 직접 닿아 열을 받아야 하기 때문에 엔진 온도가 너무 높아서 팽창 계수가 낮아지고, 너무 일찍 연소되고, 폭발한다.

스마트 전기화 보조 열 관리 시스템이 없는 시대에는 기계적 수단을 통해 온도를 어느 정도 조절할 수 있지만 정확도는 전기 제어의 10 분의 1 미만이므로 스마트 전기제어열 관리에 가입할 때까지 오래된 엔진의 효율성이 높지 않았습니다. 열 관리 시스템은 일반적인 자동차 전자 제어 시스템으로, 일반적으로 하드웨어 구조에서 센서, 전자 제어 장치 (ECU) 및 실행기의 세 부분으로 구성됩니다. 열관리 등 기술의 가입은 의심할 여지 없이 비용의 증가를 의미한다. 열 관리 시스템의 추가 액추에이터로 인한 비용 증가에 관계없이 열 관리 모듈의 평균 비용만 300 위안에 달합니다.

차세대 EA2 1 1? 에보? 1.0T 3 기통 모델은' Drehschieber' 냉각 시스템 채널 컨트롤러를 사용합니다. 간단히 말해서 냉각수 온도에 따라 제어 모드를 변경할 수 있는 다중 스위치 밸브입니다. 엔진 실린더 헤드/실린더 블록의 냉각 사이클, 라디에이터 사이클 및 에어컨 핫 스왑 순환 경로의 켜기 및 끄기를 제어합니다. 전자 제어 시스템에 액추에이터로 존재합니다.

전자 제어 시스템의 센서가 수온이 낮다는 것을 감지하면 ECU 는' Drehschieber' 에 지시를 내려 소형 수냉 순환을 시작합니다. 즉, 냉각수 온도가 절온기 개방 온도에 도달하지 않으면 물은 라디에이터를 통과하지 않고 순환되며 냉각수는 물순환관을 통해 펌프에서 실린더로 직접 다시 들어가고 수온은 계속해서 엔진의 최적 작동 온도로 상승합니다.

센서가 수온이 너무 높다는 것을 감지하고 냉각수 온도가 온도 조절기 개방 온도에 도달하면 ECU 는 "Drehschieber" 에 명령을 내려 수냉 순환을 시작합니다. 서모 스탯 밸브는 수로를 우회하기 위해 순환관을 닫고 냉각수는 서모 스탯을 통해 라디에이터 수실로 흐릅니다. 온수는 팬을 통과하는 기류에 의해 강제 냉각되어 일부 열량이 손실되어 수온이 떨어진다. 냉각제가 라디에이터 수실로 유입되어 펌프에 의해 실린더로 펌핑되어 냉각 주기에 다시 참여합니다.

이 과정에서 센서, ECU 및 실행기가 필수적입니다. 동시에 기계와 전기화의 교차 융합으로 기계, 마이크로전자, 정보 처리 등 관련 학과가 교차하면서 R&D 의 난이도가 눈에 띄게 높아졌다. 다학과 인재의 집합, 새로운 시스템 개발과 R&D 방안의 일치는 의심할 여지 없이 비용 증가를 가져왔다.

메카트로닉스 핵심은 효율적인 내연 기관을 만들기 위한 R&D 논리입니다. 마찬가지로 엔진 열 관리 시스템에서는' Drehschieber' 와 유사한 방안이 일반 8 세대 Ecotec 엔진에서 ATM 이라고 불린다. 또한, 8 세대 Ecotec 는 고압 수냉식 배기 가스 재순환 시스템에 의존 하는 더 복잡 한 전자 제어 블랙 기술을가지고, 놀라운 기계 및 전기 시스템으로 주요 실행 기관을 정확 하 게 제어, 에너지 소비를 줄이기 위해 긍정적인 역할을 한다.

고압 수냉식 배기 가스 재순환 시스템에서 과급기 전면에는 전기 제어 구조인 전기 감압 밸브 EGR 이 추가되었습니다. ECU 계산을 통해 필요에 따라 연소 가스를 정확하게 내보낸 다음 전기제어열 관리 시스템에서 물로 냉각한 후 연소실을 다시 입력합니다. 배기가스에는 더 이상 연소에 사용되는 산소가 함유되어 있지 않기 때문에 더 이상 연료 손실이 없을 것이다. 또한 배기가스는 연소 중 펌프 손실과 연소 온도를 낮추고, 연소 환경을 개선하고, 연소를 유지하는 데 필요한 분사량을 줄이고, 엔진의 생산성을 더욱 높일 수 있다. EGR 은 배기가스 재순환을 위해 연소를 개선하기 위해 중요한 역할을 했지만 비용도 상당히 과장되었다. 단일 EGR 세트의 비용은 최대 600 원까지 올라갈 수 있으며 메카트로닉스 (Mechanism Integration) 로 설명할 수 있습니다. 이론적으로 몇 점의 상승으로 육안으로는 수천만, 심지어 수억 달러의 투입을 볼 수 있다.

열 관리 시스템에서 확장되는 것은 정확한 온도 조절이든 배기가스 재순환이든 엔진 자체의 효율을 실현하기 위한 것이다. 전기화와 기계적 충돌로 인한 불꽃은 엔진 자체의 효율을 높인다. 그러나, 이것은 높은 R&D 투자를 전제로 한 것이다. 전자 제어 시스템의 가입, ECU 의 제어 논리는 더욱 복잡해지고, 센서는 오랜 테스트가 필요하며, 실행기의 추가는 엔진의 전체 레이아웃 구조를 변경해야 합니다. 이것들은 모두 강력한 경제적 지지가 필요하고, 메카트로닉스 길은 사실 금전이 깔린 것이다.

최고의 단독을 찾아 실험에서 진리를 찾다

실린더 수는 종종 자동차 변위의 매개변수 옆에 일치한다. 단일 실린더 변위에 대한 이해에 대해 많은 호스트 공장에서 연구를 하고 있다. "최적의 단일 실린더" 를 구하는 것은 주로 동력과 기름 소모의 두 가지 문제를 해결하는 것이다. 자동차는 수만 개의 부품으로 구성된 산업 대표 제품으로서, 얼마나 많은 동력이 필요한지뿐만 아니라 배출법규가 점점 더 엄격해지는 현재 어떻게 동력과 기름 소비를 균형 있게 조절할 것인가가 엔진 엔지니어의 가장 중요한 과제 중 하나이다.

20 여 년 전 독일 대학의 연구원들은 0.5L 이 내연 기관의 최적 단일 실린더 변위일 수 있다는 사실을 발견하고 이를 바탕으로 행정 >: 실린더 보어 설계를 통해 엔진은 연소실의 표면적 비율 (내부 표면적/부피) 을 최소화하여 연소 과정을 개선하고 냉각 손실을 줄이며 열효율을 높일 수 있다는 사실을 발견했다. 이것은 또한 최적의 단일 실린더의 초기 해법이다. 이 이념을 바탕으로 BMW 는 B 시리즈 모듈식 엔진, B38 3 기통, B48 4 기통, B58 6 기통을 개발해 오늘날 BMW 의 주력 엔진 시퀀스를 형성했다.

하지만 신은 우리에게 완벽해 보이는 해결책을 주지 않을 것이다. 0.5L/ 항아리, 너무 합리적이다. 일반 엔지니어는 8 세대 Ecotec 엔진을 개발할 때 0.5L 단일 실린더에 대한 의문을 바탕으로 최적의 단일 실린더, 즉 연소실 매개변수 설계를 최적화하여 향상된 연료 분사 시스템 및 공기 시스템 설계 및 제어 매개변수를 보완하고 "최적화" 를 통해 최적의 단일 실린더 매개변수 조합을 구하는 일련의 실험을 실시했습니다. 실린더의 구조 매개변수가 연소 과정에 실제 영향을 미치기 때문에 이러한 영향은 비선형적입니다.

최적화 과정에서 여러 가지 문제가 잇따르고, 연소실 모양이 불규칙하고, 작업 중 기류 열장 분포가 고르지 않고, 피스톤 운동 중 열 전달 손실이 변화하고, 폭진, 배출 등의 문제가 최적화를 방해하고 있다. 오랜 시간 반복되는 벤치 실험, 데이터 수집 및 분석을 거쳐 대략적인 최적의 해법을 얻었다. 경계 조건이 1.0L- 1.5L 인 변위 범위 내에서 최적의 단일 실린더 솔루션은 0.33L-0.5L 입니다. 연료 인젝터, 스파크 플러그, 점화 시스템 배치의 어려움으로 인해 효율성이 떨어지고 총회가 고르지 않은 연소로 인해 진동합니다.

이러한 개념하에 보편적으로 제작된 1.0T 및 1.35T 3 기통 엔진은 현재' 국가 6B' 와 북미 ULEV 를 쉽게 충족시킬 수 있는 업계 최초의 설계원부터 세계에서 가장 엄격한 배출 기준에 부합하는 차종이다. 50 요구 사항 및 향후 추가 업그레이드 후 더욱 엄격한 2 단계' 국가 6B' 기준을 충족시킬 수 있습니다. 한편 대중의 EA2 1 1? 에보? 1.0T 3 기통 엔진은 당연히 단일 기통 최적화의 이념에 따라 만들어졌으며, 성능과 연료 소비에서의 성과는 차세대 고효율 내연기관에 부끄럽지 않은 벤치마킹이다.

단일 실린더 최적화에 대한 탐구를 위해 대량의 실험 투입은 차세대 고효율 내연 기관 배출량과 실린더 선택에 중요한 이론적 지침을 제공한다. 물론 R&D 의 투자는 여전히 일반인을 놀라게 하는 천문학적 수치이다. 하지만 제너럴모터스, 폭스바겐, 고효율 3 기통 엔진의 최전방에 있는 BMW 와 볼보는 연구 개발에 아낌없이 투입할 수 있다.

3 기통은 4 기통 비용보다 낮습니까? 일어나, 2020 년.

이전의 3 기통 엔진이 단지 차량을 움직이게 하기 위해서라면 오늘날의 고효율 3 기통 엔진은 이미 3 기통 엔진의 고유 위치 결정에서 벗어났다. 새로운 시대의 고효율 3 기통 내연기관은 고효율, 에너지 절약, 저배출, 강한 NVH 수준을 이념으로 만들었다.

공개 EA2 1 1? Evo 는 또한 8 세대 Ecotec 와 BMW 의 새로운 B38TU 를 보유하고 있으며, 고가의 35Mpa 고압 직접 스프레이 공급 시스템은 그들의 일관된 선택이다. 전기제어식 릴리프 밸브 EGR, 고압 수냉식 배기 순환 시스템, ATM 활성 열 관리 시스템, VTG (변수? 터보 차저? Geometry), Drehschieber, B-Cycle, 제너럴모터스, 폭스바겐 등 다양한 신기술을 사용하여 차세대 3 기통 엔진을 무장시켰습니다. 이것이 전부는 아니다. 3 기통 NVH 의 최적화도 돈을 태우는 큰 프로젝트다. 8 세대 Ecotec 는 크랭크축 고무 충격 흡수 휠, 스윙 이중 질량 플라이휠, 음소거 타이밍 체인, 고성능 흡음 전면 덮개 등의 기술을 사용하여 강력한 NVH 수준을 달성하고 고효율 3 기통 엔진 비용은 천 원을 쉽게 돌파했습니다.

새로운 기술과 더욱 엄격한 작업 환경 및 R&D 표준이 높은 R&D 및 제조 비용으로 전환될 것이라는 데는 의심의 여지가 없습니다. 3 기통 엔진이 정말 싼가요? 완전히 그렇지는 않습니다.

재료 비용으로도 8 세대 Ecotec? 지난 몇 년 동안 널리 사용된 1.4T 및 1.35T 엔진에 비해 1000 원 비용 절감. 하지만 차세대 고효율 3 기통 동력을 위한 고액 R&D 투입이든, 새로운 동력총합을 검증하기 위한 465 만 km 엔진의 완전 적재 내구성 실험, 엔진 콜드/열충격 실험, 엔진 냉상태 실험입니다. 그 결과 일반은 1.35T 3 기통 엔진을 판매할 때마다 이전 1.4T/ 1.5T 4 기통 엔진보다 수천 원 더 많은 비용을 부담합니다.

그리고 8 세대 범용 Ecotec 로서 동시에 개발되었나요? 1.0T 3 기통 엔진의 재료비는 이미 대체한 1.5L 자연흡입 4 기통 엔진을 초과했다. 고가의 R&D 와 검사비용으로 인한 비용 증가는 말할 것도 없다. 마찬가지로, 이 차세대 엔진을 일치시키는 전동 시스템인 범용 신형 강철 체인 CVT 기어박스도 가치가 있다. 고효율 3 기통 엔진을 일치시키는 이 기어박스 구매 비용은 시중의 주류 강철 벨트 CVT 에 비해 65,438+0,000-2,000 원 더 비싸다.

그러나 고효율 현대 3 기통 엔진을 완벽하게 해석할 수 있는 것은 비용 면에서 매우 과장된 것이다. 통용뿐만 아니라 대중의 차세대 EA2 1 1? 에보? 1.0T 3 기통 엔진, 재료 비용도 이전 세대 EA2 1 1? 1.2T 4 기통 엔진은 비슷하다. 다양한 신기술의 R&D 외에도 mHEV 아키텍처의 예약 설정은 막대한 지출을 삼키고 있습니다. 10,000 위안의 비용은 단지 3 기통 엔진 한 대를 구입하는 것에 불과했는데, 이는 20 년 전만 해도 상상도 할 수 없는 일이었지만, 지금은 실제로 우리 눈앞에 나타났다. 3 독은 4 독보다 비용이 많이 든다. 대중과 통용뿐만 아니라 PSA 의 3 기통 엔진 비용도 자기 집 1.6THP 4 기통 엔진보다 5% 높다.

놀라지 마라, 현 단계의 고효율 3 기통 엔진이 이렇게 비싸기 때문이다. 간단한 항아리 수로 비용을 측정하는 것은 완전히 잘못된 것이다. 하지만 좋은 소식은 국가 6B 2, 3 단계가 점진적으로 시행됨에 따라 2020 년 도요타 대중 재규어 등 호화 브랜드의 3 기통 차종이 중국에 상륙할 예정이어서 시장이 결국 이성으로 돌아간다는 것이다.

이 글은 자동차 작가 자동차의 집에서 온 것으로, 자동차의 집 입장을 대표하지 않는다.