关于问题日本发动机十分先进,却敢向任何一国出售,为何不怕技术泄露?一共有 2 位热心网友为你解答:
【1】、来自网友【侃生活冷热】的最佳回答:
一位从事汽修 20 年的老师傅说:在国内拆开日本发动机,组装回去寿命减一半;就算把日本的设备、流程、技术人员都请到国内,让他们组装也恢复不到原有的水平,但回到日本,就是一个简单的“搭积木游戏”。
很多人说:我们缺少日本的匠人精神,实际上国内的老工匠也不少。真正原因:在于发动机产业的上下游布局,这么说吧:一个日本发动机,背后有成千上万的小螺帽企业在支撑,关键这些小企业在国内很难找到。
老师傅说:遇到一台老款雷克萨斯,发动机有异响,就是检测不出来,最后几个师傅跟车主一合计准备拆开发动机,因为大家都没经验,每一步都谨小慎微,拍照、录像、记笔记等,生怕拆了不好还原,最后打开发现是一个小齿轮磨损异常,于是联系了海外原装齿轮厂发货,准备逆向组装回去。
可问题来了,有一个铆件就是装不进去,上润滑油也不行,师傅准备用大锤来强行复位,被车主叫停了,最后将发动机整机寄回日本,老师傅也跟着过去。收到发动机后,厂商直接将它转运到专用温控车间,只用 1 天时间发动机就修好了,测试后性能跟新的一样。
老师傅不得不佩服,但就是搞不清楚是怎么装上去的,因为这是核心机密。
不得不说,日本的发动机,技术牛,师傅更牛。
日本发动机十分先进,却敢向任何一国出售,为何不怕技术泄露?
日本的发动机技术,经过多年的发展逐步形成技术壁垒,它们有专门的设备、流程、体系、技术人员、材料配方和上下游配套产业链,就是一个完善的闭环链,哪怕是国内财大气粗的企业,买设备、学流程、建体系、挖人员、弄材料配方等,但发动机的上下游产业链怎么复制?
日本发动机之所以有恃无恐,不怕技术泄露,主要有 4 个因素:历史底蕴、加工精度、材料科学和核心保密。
一、日本发动机另辟蹊径,铸就术业有专攻的绝活,才有如今的历史底蕴!
日本曾经也是靠模仿起家的,想想我们盛唐时期的唐刀,就被日本偷师学艺演变成武士刀。他们的文化是崇拜强者,然后学习、模仿、改进最后打败强者,在模仿的过程中会精益求精,用最小的代价达到最大的效果,这点在发动机上尤为明显。
曾经他们学习欧美的先进发动机技术,发现大功率的确好用,放在车上如虎添翼,可随着石油危机爆发,加上自身国土资源有限,如果再研究大功率发动机就是自掘坟墓,于是他们开始另辟蹊径,转向节油增效的方面发展。
评判发动机好坏就两个点:稳定性和经济性。
因为老百姓不懂发动机,一辆日系车开到报废,都不用修发动机,关键还省油,这就是好车;而欧美发动机,刚开始动力杠杠滴,可几年后小问题不断,耗油、漏机油、烧机油等,你是老百姓怎么选?
因此日本把发动机的稳定性放在首位,而发动机本质就是金属间的相互咬合,缝隙越紧,各部件运作起来内耗就少,自然能将更多的热能更多转换成动能。日本发动机的各部件经过上百年的磨合、调教、升级,再由一代代工人精密装配,在不断试错的过程中自成一派,就算给你发动机的尺寸、图纸,你也做不来。
短时间内是无法超越的,这个可不像武侠小说中,男主人公掉落悬崖,学得一本绝顶武学,立马鸟枪换炮成为独孤求败那么简单。
二、精益求精的加工精度,让模仿者无所适从!
就拿故宫的地板砖来说,按现在的工艺生产一模一样的砖块,用精密的红外线定位仪,来安装到原来的位置,会发现就算装进去缝隙也会很大,尽管砖块一样,但安装的先后顺序不一样,咬合的精密度就不一样。
任何零部件都会有公差,哪怕是精密机床,也不可能生产完全一样的零部件,±0.001 毫米也是差异,而一台发动机有大大小小上千个的零部件,如果都是正公差或者负公差,那么零部件组合在一起就会比标准尺寸大或者小。
日本的发动机之所以牛,是让零部件之间相互咬合,正负公差相互抵消,在公差允许范围内,达到最佳“公差配合”。说简单一点,哪个零件先装,哪个零件后装,都有要求,这就是正向研发,如果颠倒或者插队安装,紧密效果就不能达到最佳。
把日本的发动机买回来拆开研究,可以把每一个零部件的尺寸都记录下来,照着模子生产,可惜没有这么精密的机床生产,就算生产出来,组装顺序怎么排?
就像汽修的老师傅,还是按着拍照录像进行逆向安装,结果有一个铆件就装不上去,说明逆向研发本身就有缺陷。
例如 A 零件,标准是 40 毫米,允许误差是±0.002 毫米,可以生产 39.998 毫米~40.002 毫米,实际生产 39.999 毫米就是有章可循,因为有正向研发的标准。
如果逆向测量,真实尺寸也是 39.999 毫米,在没标准的前提下,到底是正偏差还是负偏差?就算蒙对了,上千个零配件都能蒙对吗?这种组合很多,可只有一种天衣无缝的组合尺寸,但是人家不会告诉你,难道靠一个个去试?
《发动机制造精度与性能关系研究》指出:零件差异每下降±0.06 毫米,发动机就能提升机 0.7%的动力,降低 0.5%的油耗,而日本发动机就是用上百年的试错,不断提升最佳零配件组合。
试问一句:作为模仿者,谁有耐心去试错呢?等试出来,恐怕发动机又改款升级了。
三、大国重器,材料科学是硬伤!
很多人会说:我们都研究出来空间站、北斗、氢弹等全球顶尖科技,难道还搞不定一个小小的发动机吗?
还真搞不定!
这些高科技是连实物都没法买回来的逆向研究,技术被封锁,只能靠科学家用算盘敲出来,最大的原因来源于国家的支持,只要被国家列为重点项目的,假以时日都会被攻克,但是不要忘了,这可是举国之力做的事,所有相关企业都会为之贡献。
另外我们的材料跟不上,很多高科技,图纸都设计出来了,但一直没有合适的材料与之匹配。比如说航空发动机,不是我们造不出来,而是目前没有更好的材料,性能就不能发挥到最佳。越尖端的科技装备,对材料的依赖性越大,可有个怪现象,我们在哪方面发力,国外就在这个领域上涨价。
发动机看似是一块金属,实际上金属的组成、配比,应力处理、耐温处理等工艺复杂着呢,喷涂涂层的材质和固化工艺,这些东西就算能模仿,材料跟不上也是白搭。
四、专利保护期,核心秘密你是无法企及的!
日本之所以把发动机卖给别的国家,不是怕你模仿,反而让你模仿交专利钱,等你发现发动机的好,又模仿不出来,最后只能老实地买,也算明明白白的打广告,让你买得物超所值。
发动机产业发展上百年,已经形成工业壁垒,日本发动机和欧美发动机各自成为一个流派,而中国作为学生,学哪一个都要从头开始,问题是等你学成归来,人家不跟你玩了,发动机再一次升级,之前的都是浪费。
反倒是新能源汽车跟国外处在同一起跑线,大家也是半斤八两,所以才看到比亚迪、小鹏等地迅速崛起,因为大家都是闭卷考试,只能拼内功。而发动机是开卷考试,你再怎么抄袭,也只是模仿人家的脸,里子模仿不来。
比如材料标准、原始参数、公差范围、制造工艺、装配工艺等哪一项都是技术专利,哪怕合资建厂,核心机密也不会让国人参与,国内最多干一些基础的组装、生产,而发动机作为汽车的心脏,想渗入日本发动机内部,基本没可能。
综上所述,日本的发动机压根不怕别的国家模仿,只要中国没有模仿能力,全球也没有哪个国家能做到,就不存在技术泄露一说了。
不过日本发动机最牛的一点:还是他们的资源整合优势,上下游产业群是不怕技术泄露和模仿的!
为什么说:日本的发动机,像苹果、特斯拉一样,有资源整合优势?
市值 30000 亿美元的苹果,相当于第 5 大经济体,这么牛 X 的企业,自主独特创新的技术很少,你信吗?
苹果背后实际是整个国家尖端创新科研成果的载体,本质是无数中小企业成就了苹果,甚至国内企业也有助力,它并不是一个独立的公司,反而是一种高端的资源整合效应。
国内很多手机企业靠模仿起家,苹果刚火的时候,市面就出了“山寨苹果”,从外形看完全以假乱真,但昙花一现,后来很多手机企业相继模仿,鲜有活得好的。
手机做不到 1:1 等比例还原,哪怕拆开,每个零部件用 3D 测绘逆向研发,也做不到原版的性能。
因为手机是由无数小组件组成,而小组件又是分散到不同的公司,每个公司在“专而精”的生产,默默得支持苹果,这种发展是自下而上的,底层规模决定上层建筑的高度和质量。
特斯拉的发展也是这样,主要靠全球资源整合,目前市值 10000 亿美元,成就了马斯克 3042 亿美元的身价,但作为新能源车的领头羊,特斯拉的很多核心零部件都不是自主生产的,除了自动驾驶、超级快充,BMS 电池管理系统自主研发外。
新能源车核心三大件的电机,电池,电控,核心零部件都不能自产,全靠供应链提供。
永磁同步电机由中科三环等企业提供零部件
电池由宁德时代/lg 能源/松下化学提供
电控芯片由意法半导体提供 IGBT 芯片,松下提供主电控吸收电容器等零部件后自产。
另外动力总成系统、电驱系统、充电、底盘、车身、其他构件、中控系统、内饰和外饰等。涉及直接、间接供应商 130 多家,而中国企业占据半壁江山。
豪华如特斯拉,不过是一个尖端品牌的组装厂,说无数的企业成就了特斯拉不为过,但特斯拉的品牌资源整合能力,别的企业模仿不来,一方面是影响力不够,另一方面是背后支持的力量达不到。
支撑苹果、特斯拉背后的力量是资本,而日本发动机独领风骚数百年,也离不开资本和国家的支持,别小看一个发动机,它背后是整个材料科学、制造工艺、组装工艺、喷涂工艺等整个上下游产业链在支撑,加上日本的匠人精神,成就了经久不衰的发动机。
写到最后一句话!
汽车发动机目前只是商业行为,在国家不介入的前提下,依靠国内企业自主研发或者模仿,再给 100 年也赶不上日本的发动机水平,这个不是崇洋媚外,因为历史底蕴摆在面前。
日本的发动机,压根不怕别人模仿,因为强大如中国的模仿巨兽,都拿它没办法,何况别的国家。发动机之路任重道远,车企还需努力!
反观新能源汽车才是车企要抓住的,别到下个世纪,后人说:同样起步的电动机、电控、电池,又被日本甩一条街。
【2】、来自网友【非专业车评】的最佳回答:
工业制品不是单纯的零件组装、如同堆积木那般容易,国外的先进发动机即便咱们给买来、进行全面 3D 建模后,也仅仅是能做到对发动机的机械结构有了基本的理解、也就是说机器各个零部件的形状都清楚了,也可理解成可以按照测绘出的参数进行高仿零部件的生产了,但生产出的高仿零件再次组合成发动机、可能根本没办法运行!
这么造发动机是不是太简单了?工业领域经过几百年的发展、无数的经验积累,难道所产生的捷径就是照搬?单纯的零部件高仿生产、所组成的新机器甚至连原型机 30%的性能都复原不了,且寿命大幅度降低!所以即便发动机上所有零部件的机械参数全部都公开,一样没办法被仿制、因为机械背后所隐藏的一系列参数是不会被公开的,比如说公差、材料、金相组织、制造工艺、装配工艺等等,运行时的燃烧状态、冷却以及润滑系统如何工作,这些相关细节、参数才是真正的核心!
发动机上很多零部件参数都是公开的,如上图日产的 VQ37HR 缸径 95.5 毫米、而行程则为 86 毫米(其它的相关参数也不难获得),只不过知道这些参数又有什么用呢?举一个简单的例子宝马某款发动机、用金属涂层取代了缸套,试问这金属涂层的成分是什么、通过 3D 建模是否可以获知涂层的成分?显然是做不到的!所以工业技术的发展,只有不断的尝试、不断的出错、不断的改错、不断的积累如何不犯错的经验,一步一步走、逐渐找到结果,而不存在弯道超车!
工业制品的要害在于公差
生产任何零部件(无论金属、塑料)都会存在公差,公差不可避免、但却可以被控制在一个范围;一台发动机上所有的零部件都存在可控范围的公差,而这些零部件组成到一起、这些公差可进行相互抵消,从而让机器达到良好的状态,这就叫公差配合;只有正向研发才能清楚的知道零部件设计尺寸、公差所允许的最大范围(一步步修改、调整得出的结论),而通过 3D 建模是没办法知道这些的!
举一个简单的例子某原型机上一个零件的设计长度为 20 毫米、公差范围±0.015,那么只要生产出的这个零件长度在 19.985-20.015 毫米之间就都属于合格产品;当我们测绘这个零部件时、得到 19.987 的结果,这当然是包含误差的结果、该如何逆推这个零件的设计长度?只能预估、并根据预估值再预估一个误差,要知道发动机拥有几百个零件、通过测绘每个零件我们都拿不到原始设计参数而只能靠推测、预估,这样一来再生产出的仿制零部件组成到一起则不会产生公差配合以及抵消,而是非常严重的公差积累!
这样一来机器性能上不去、寿命不长,而且转速稍微高些就会出现各种异响;说句题外话各位都知道乐高积木吧?对、就是挺贵那玩意,甭看贵、确实有贵的道理;曾经鄙人嫌贵、买了套高仿的(逆向研发),组装起来发现有的零件松、而有的紧,数量少时组合到一起看不出问题,等几十个部件都组合上之后、就发现偏斜严重有些部件已经根本安不上了,这就是严重的公差积累、每个部件都有问题而很遗憾的完成了叠加!对于玩具都如此,那么对于发动机这种高精密的制品而言、弄不清公差是致命的!
材料、成分、金相组织很难弄清楚
即便攻克了设计参数、公差范围的难题,可依然面临着材料未知的窘境,谁知道国外采购来的发动机是什么成分的金属打造的?化学成分是什么、如何配比?即便通过一些非常规手段知道了成分、配比也不代表可以生产出来;即便粗胚可以生产出来,还要面临应力处理、表面处理的难题;如上图所示日产 VQ37HR 的气门顶桶处采用了 DLC 涂层、具备钻石般的硬度,这 DLC 特层什么成分、又采用了什么样的工艺喷上去的、喷上之后采用什么样的工艺固化?
这些都不清楚、那么还有仿制的意义么?人家 VQ37HR 能拉到 7600 转,因为有这些涂层所以耐磨,高仿一台没 DLC 涂层的、可能几千转就冒烟了,与原型机的性能差异太大也就没必要去仿制了,同理国外的主机厂也不怕咱们仿制、因为仿不了;同理丰田仿制不了奔驰、奔驰也仿制不了丰田!知道工业领域的一门学科叫材料学么?3D 测绘是不可能拿到一台机器的原始设计参数的,更不用谈每个零部件的公差范围,其次各个零部件的材料成分、金相都不清楚,所以根本仿制不出来!即便仿制出来,性能、寿命都不可能达标!
一些主机厂研发机器的方式
首先要说一点咱们很多自主车企研发的机器已经突飞猛进、远比过去要强很多、取得了辉煌的成就,但依然存在一些企业没有摆脱老的思路;现在几乎没有做逆向的了、最多就是做对标,首先选择一款国外的机器进行对标,然后从美国的 SwRI、奥地利的 AVL 以及德国的 FEV、英国的里卡多寻求技术上的支持,上述这 4 家企业就是世界上 4 大内燃机设计咨询公司,它们卖技术、卖设备、卖研发体系等等,很多著名车企都会从这四家寻求技术支持,比如布加迪的双离合变速器就是英国里卡多给设计的!
写到这朋友们也该明白、想仿制一款发动机存在多大的困难了吧?这就是工业领域特有的壁垒,这层壁垒在表面上看不到、实则无处不在,各个环节都存在这样的壁垒;如材料、原始参数、公差范围、制造工艺、装配工艺、标定、燃烧等(根本列举不完),单纯的依靠 3D 测绘是不可能搞清楚这些隐含数据的,即便想搞清楚、也会耗费大量的时间以及人力物力,导致的结果就是完全高仿了某原型机(性能、寿命不差)、但原型机可能已经淘汰十几年了,这样的高仿品还有什么意义、毫无竞争力!所以外国的车企如丰田、本田、日产、大众以及 BBA 根本不怕咱们逆向发动机或相互借鉴,因为根本就不可能做到!