德爾福GDi系統(tǒng):“觸手可及“的創(chuàng)新技術(shù)

為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，汽車需要采用小型化的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來減少二氧化碳排放量和油耗，汽油直噴是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵促成技術(shù)。

9月16日，德爾福汽油直噴系統(tǒng)在華實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)，這意味著德爾福可以對(duì)中國(guó)及亞太地區(qū)客戶提供更具性價(jià)比的解決方案。

9月26日，德爾福動(dòng)力總成事業(yè)部全球副總裁兼汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)部全球總裁昆侖凱文（Kevin Quinlan）、德爾福動(dòng)力總成系統(tǒng)事業(yè)部亞太區(qū)工程總監(jiān)許向東為我們介紹了德爾福汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)產(chǎn)品的概況與最新技術(shù)進(jìn)展。前者指出，GDi的應(yīng)用市場(chǎng)正在迅速增長(zhǎng)：從2010年全球約500萬臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)到2020年預(yù)期3,700萬臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。這意味著2020年全球大約半數(shù)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都將采用GDi?；谝陨媳尘?，其表示：“中國(guó)是全球最大的汽車市場(chǎng)，因此我們選擇在中國(guó)投產(chǎn)GDi系統(tǒng)也只是做了一道簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)題。”

目前，德爾福動(dòng)力總成系統(tǒng)事業(yè)部下面由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)產(chǎn)品業(yè)務(wù)部、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)產(chǎn)品業(yè)務(wù)部組成。其中，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)產(chǎn)品業(yè)務(wù)部下包含5個(gè)產(chǎn)品線：分別為燃油噴射系統(tǒng)（包括噴油器、油泵、獨(dú)立導(dǎo)軌等）；空氣控制產(chǎn)品（包括可變相位、可變氣門正時(shí)、電子節(jié)氣門等）；點(diǎn)火系統(tǒng)與傳感器；燃油輸送和蒸發(fā)排放產(chǎn)品（包括油箱輸油泵、碳罐等）；電子控制產(chǎn)品（ECU等）。

GDi汽油直噴系統(tǒng)

此次在華投產(chǎn)的汽油直噴（下簡(jiǎn)稱GDi）系統(tǒng)中，核心部件是GDi高壓油泵。相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的油泵，這款產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在多個(gè)方面。

工程師的通過對(duì)單柱塞發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓油泵進(jìn)行改良，大幅減少油泵工作時(shí)的主要噪音源。其可提供30-200bar的工作壓力。通過一只內(nèi)部集成的流量控制閥精確按需供油。滿足大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的高流量需求。

當(dāng)前，GDi高壓油泵的研發(fā)工作在歐洲進(jìn)行。不在中國(guó)研發(fā)的原因在于，中國(guó)當(dāng)前的節(jié)能環(huán)保法規(guī)尚未與全球同步，歐美地區(qū)是汽車節(jié)能環(huán)保的主要推動(dòng)力量。凱文先生指出，當(dāng)中國(guó)節(jié)能法規(guī)與國(guó)際同步后（或許是2025年），或許也會(huì)在中國(guó)進(jìn)行研發(fā)。這款高壓油泵已經(jīng)與歐洲的兩家客戶及國(guó)內(nèi)多家整車廠簽署了量產(chǎn)協(xié)議，德爾福并未透露具體廠商名稱。

據(jù)許向東介紹，預(yù)計(jì)在2018年德爾福還將發(fā)布汽油缸內(nèi)直噴壓燃GDCi技術(shù)，其將結(jié)合汽油發(fā)動(dòng)機(jī)與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。

Multec多孔汽油直噴噴油器

GDi高壓油泵配合德爾福Multec低噪音多孔汽油直噴噴油器，以及汽油直噴高壓燃油導(dǎo)軌，可進(jìn)一步提升系統(tǒng)的整體性能。據(jù)許向東先生描述，這款噴油器采用了“飛秒激光鉆孔工藝”（1飛秒=10-15秒），噴油孔的平整度要遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品，孔直徑也更小，可提高量產(chǎn)的一致性。

據(jù)悉，利用該工藝還可將噴油孔打造成月牙狀，改善噴孔形狀后，僅需200bar的噴油壓力就可實(shí)現(xiàn)以前圓形噴孔400bar壓力達(dá)到的效果，間接減少了系統(tǒng)所耗費(fèi)的機(jī)械能；此外，月牙形噴油孔還能讓噴油變得更均勻，進(jìn)一步接近“充分燃燒每一滴燃油”的目標(biāo)。

據(jù)了解，德爾福Multec低噪音多孔汽油直噴噴油器年產(chǎn)量為500萬個(gè)，每輛車需要用到4個(gè)這樣的噴油器，也就是可配套125萬輛汽車。

其它產(chǎn)品

VVL可變氣門升程技術(shù)

如今的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中，VVT（可變氣門正時(shí)，Variable Valve Timing）已經(jīng)是比較普遍的一項(xiàng)技術(shù)，但是在此之后，有一項(xiàng)技術(shù)叫做VVL（可變氣門升程，Variable Valve Lift）。

德爾福此次展示了二級(jí)氣門升程系統(tǒng)（2-step Valve Lift System）?？勺兩炭蓽p少發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)油。所謂二級(jí)，實(shí)則就是優(yōu)化低升程和高升程時(shí)的凸輪型線，前者針對(duì)低速工況可提升燃油經(jīng)濟(jì)性3.5-5%，后者針對(duì)加速超車、高速工況，可提升燃油經(jīng)濟(jì)性2-3%。

寶馬公司也有這樣的技術(shù)，其采用的是連續(xù)可變氣門升程，叫做Valvetronic。雖然該系統(tǒng)運(yùn)行非常完美，唯一的缺點(diǎn)是成本過高，不過其原本就是面向高端車市場(chǎng)。

而德爾福采用的是二級(jí)可變氣門升程，與VVT技術(shù)結(jié)合后，可以達(dá)到Valvetronic 80-90%的性能，不過其成本卻可以顯著下降，比較適合國(guó)內(nèi)的自主品牌主機(jī)廠。

凸輪相位器則負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)氣門升程的幅度，油量控制閥負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)氣門的時(shí)機(jī)。配合二級(jí)氣門升程系統(tǒng)以很大程度上取代傳統(tǒng)節(jié)氣門閥（下圖）。

許向東表示，目前這項(xiàng)技術(shù)正在與相關(guān)客戶進(jìn)行洽談，但尚未確定合作。

ORVR（車載油氣回收系統(tǒng)）

節(jié)能并不只是在發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)行。例如，人們平時(shí)在為汽車加油時(shí)，如果油箱是空的，那么往里加油時(shí)會(huì)將內(nèi)部的油蒸汽排出來，若不進(jìn)行回收的話，它就散逸進(jìn)入了大氣。德爾福經(jīng)過試驗(yàn)：若一個(gè)50升的油箱，加滿油后原本油箱內(nèi)部將有100毫升的油蒸汽排出，凝成燃油也是100毫升。相當(dāng)于說這將近1/5瓶礦泉水的燃油全都浪費(fèi)了，此外還造成大氣污染。燃油蒸汽中的碳?xì)浠衔铮℉C）進(jìn)入空氣后，在結(jié)合氮氧化物（NOx），在陽光照射的情況下會(huì)形成我們常見的霧霾。因此，將這部分燃油蒸汽進(jìn)行回收也是節(jié)能的一種手段。

目前，回收油蒸汽有兩種方案，美國(guó)采用車載回收裝置，例如碳罐。歐洲則是針對(duì)加油站裝置的，在加油槍內(nèi)部加入一個(gè)往外出氣的裝置，但這類方法無法保證加進(jìn)去的油和排出蒸汽的比例并不一定和設(shè)想的一致，會(huì)受到溫度、油的成分影響。因此，當(dāng)前最有效的燃油蒸汽回收系統(tǒng)還是采用車載裝置。

多火花點(diǎn)火線圈

發(fā)動(dòng)機(jī)降油耗有多種方案，渦輪增壓、讓混合氣變稀等等，而前者會(huì)往發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)引入廢氣，再加上稀薄的混合氣，會(huì)對(duì)點(diǎn)火提出更高的要求。德爾福的多火花點(diǎn)火系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多次放電，一個(gè)循環(huán)可以點(diǎn)火15-20次，確保點(diǎn)火成功。

嚴(yán)格除塵工藝&精密質(zhì)量控制

作為全球性汽車零部件企業(yè)，德爾福對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量和精度控制都非常嚴(yán)格——進(jìn)入車間之前必須進(jìn)行“全副武裝”，防止將外界的塵埃帶入產(chǎn)線。

德爾福上海動(dòng)力總成工廠GDi油泵生產(chǎn)線中的各個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。油泵的其中一個(gè)零件上直徑超過200微米的塵埃顆粒只要有一個(gè)，或者50-150微米直徑的塵埃到達(dá)5個(gè)那么該零件就要重新進(jìn)行清潔。因?yàn)榧幢闶?根頭發(fā)絲直徑的誤差就會(huì)使得零件之間無法進(jìn)行完美的間隙配合。現(xiàn)場(chǎng)工作人員表示，將這樣的油泵裝載到汽車上就會(huì)發(fā)生漏油隱患，從而發(fā)生危險(xiǎn)事故。

在參觀GDi油泵生產(chǎn)線時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)每個(gè)自動(dòng)化工位兩邊都有柱狀的警報(bào)條，它是用來探測(cè)是否有工人在附近，若有人（在完成一道工序后工人要進(jìn)行取件），那么這部分工序?qū)⒆詣?dòng)暫停工作。據(jù)悉，很多大型企業(yè)車間中都會(huì)配有這樣的裝置，保護(hù)工人安全。

小結(jié)：

德爾福汽油直噴系統(tǒng)在中國(guó)本地化生產(chǎn)有著重要的意義。除了能夠?yàn)橹袊?guó)客戶提供更貼進(jìn)其需求的解決方案之外，還能降低技術(shù)成本，為中國(guó)汽車市場(chǎng)節(jié)能環(huán)保出一份力。面對(duì)中國(guó)市場(chǎng)，全球的汽車零部件商都不想面臨“曲高和寡”的境地。用“觸手可及的創(chuàng)新”來詮釋“Innovation for the Real World”再合適不過了。