[汽车之家 工厂揭秘] 熟知汽车历史的朋友都知道宝马赖以成名的既不是汽车,也不是摩托车,而是飞机发动机。在随后的近百年发展中,发动机一直都是宝马产品的核心竞争力之一,摩托车上的“拳击手”发动机早已成为几代人的情结,而汽车发动机则一直是行业的标杆式产品、每年“沃德十佳发动机”的常客。这次我们来到了宝马发动机的摇篮—慕尼黑,近距离感受了宝马发动机当前的核心技术和生产工艺。
需要说明的是,这次宝马德国发动机之旅并不是突发奇想忽然说去就去,绝对没有这么任性,而是有一定的“背景”,这里也跟大家简单交代一下:华晨宝马全新发动机工厂即将在明年初正式投产,计划生产宝马未来最先进的发动机产品并将全部供应给国产车型。也就是说宝马德国发动机工厂的核心技术和装备将同样应用到国内的工厂上。因此,通过这次参观也能了解未来宝马国内新发动机工厂的大概情况。在正式介绍宝马发动机工厂之前,我们不妨回顾一下宝马发展过程中具有里程碑式意义的经典发动机。
◆ 1917年,BMW IIIa,宝马第一款航空发动机
1917年初,天才工程师马克思·弗利兹加盟Rapp公司(BMW前身)并负责发动机的研发,正是他设计了公司的第一款航空发动机—BMW IIIa。这款航空发动机的出现,使得宝马公司第一次正式出现在世人面前,并开启了以航空发动机起家的创业历史。
◆ 1919年,宝马第一项世界记录诞生
在很长一段时间里,《凡尔赛条约》禁止德国生产飞机。就在《凡尔赛条约》生效之前,飞行员Franz Zeno Diemer驾驶DFW 37/III号飞机从BMW工厂附近的Oberwiesenfeld机场起飞了。该飞机配有宝马生产的6缸发动机并达到了历史最高海拔9760米。这一记录是宝马很多项第一中的一项,意义非凡。由于被迫停止飞机发动机的生产,随后宝马转而开始生产摩托车产品。
◆ 1923年,“拳击手”发动机在喝彩声中登台
1922年在BMW设计委员会的设计下,第一辆宝马摩托车R 32终于在1923年的柏林展览会上面世。一经面世,R 32就博得了大众的喜爱。值得一提的是,R 32最核心的技术装备就是搭载了传奇的水平对置双缸“拳击手”(Boxer)发动机。
◆ 1933年,宝马第一款汽车六缸发动机(M78)诞生
1928年,宝马成功收购了Eisenach汽车制造厂,也就是成功生产“迪昔(Dixi)3/15 PS”汽车的制造厂。这款车经过改进,于1929年作为宝马3/15 PS DA 2出售,这是宝马第一辆汽车。自1932年开始,宝马位于慕尼黑的发动机研发部门重新开始了对汽车发动机的研发。
◆ 1954年,宝马第一款铝合金V8发动机M502
在第二次世界大战后,宝马急需一款动力更强的发动机。1951年,工程师们便做出了V8发动机的多种详细设计方案,为了避免对现有车型的尺寸和驱动系统做大的改动,要求新发动机必须足够轻量化,结构必须紧凑。
◆ 1968年,经典直列六缸M30发动机的诞生
1968年,宝马M30单顶置凸轮轴直列6缸发动机诞生。这款发动机是宝马的历史经典之一,被沃德评为20世纪最伟大的发动机之一。M30及其衍生机型(包括2.5L、2.8L、3.0L、3.2L和3.5L)被用在宝马不同车型上长达20多年。
◆ 1983年,推出M21D25,宝马首款柴油发动机
在70年代之前,宝马的研发团队一直不屑于生产柴油发动机,因为他们认为柴油发动机的性能没法与汽油发动机相提并论。可随着石油危机的到来,宝马的研发团队终于迈出了开发柴油发动机的步伐。
◆ 1987年,5.0L M70发动机,汽车史上的划时代产品
80年代初期,宝马再次开始考虑大排量发动机,研发人员开始在六缸发动机的基础上开发一款排量为5.0L的V12发动机。根据宝马的V型发动机传统,这款大排量发动机采用重量更轻的铝制结构,也因此具备更好的功重比(动力设备能够产生的功率与其设备质量之比值)。
◆ 2004年,N52发动机,全球首创镁铝合金曲轴箱
2004年推出的N52直列六缸3.0L发动机是宝马进入新千年后的一代经典作品,这是全球首款在量产车型中使用镁铝合金曲轴箱的发动机,重量仅为161千克,最大输出功率却达到258马力。
通过上述的简单回顾,可以看到每一代宝马发动机都会基于时代需求进行开发和改进,在车辆驾驶乐趣和燃油消耗方面不断创新,设立行业的新标准,这也是宝马能够在近百年历史中一直保持领先竞争力的关键所在。如今,宝马已经形成庞大的发动机生产网络。
目前,宝马发动机的生产网络包括位于德国的慕尼黑、丁格芬以及兰斯胡特工厂,位于英国的哈姆斯霍尔工厂,位于奥地利的斯太尔工厂以及位于沈阳的动力总成工厂。另外,沈阳另有一座新发动机工厂将在明年开业。工厂数量看上去很多,实际上,它们负责生产的东西并不一样,我们不妨先来看看它们的分工。
通过上述介绍可以看到,宝马发动机的生产网络主要集中在欧洲,尤其是以大本营德国以及奥地利为主,而英国的哈姆斯霍尔工厂很大程度是兼顾了MINI的生产需求。而在欧洲之外,中国显然是宝马最重要的发动机生产基地了,除了现有的沈阳动力总成工厂,明年还有一间全新的新发动机工厂在沈阳开业。据厂家介绍,新发动机工厂的技术和装备与欧洲工厂相比可谓有过之而不及,这让人相当期待。
◆ 慕尼黑工厂(Plant Munich):宝马新一代3缸和4缸模块化发动机的生产基地
这次我们参观了宝马在德国的三个发动机工厂,也就是慕尼黑、兰斯胡特和丁格芬工厂。作为宝马工厂的摇篮,慕尼黑工厂被认为集合了对宝马的真正激情与最高水平的技术与创新。
慕尼黑工厂涵盖整车生产和发动机生产两部分,在未来几年,他们计划将再投资700万欧元对工厂进行改造。主要的改造项目包括铁路桥梁的重建和涂装车间的扩建、改善,其中铁路桥梁的重建是为了提高物流效率,而涂装车间的改造则为了降低能耗以及水污染、废气量对附近居民的影响。
实际上,宝马就是将模块化的设计理念应用于发动机的设计与制造中。而宝马的模块化技术理解起来其实也很简单:不同型号发动机都采用相同缸径、相同行程、相同缸间距、相同排量的气缸单元,通过缸数决定排量与动力输出。
在宝马的模块化发动机理念里,他们认为单个气缸的排量设定为500mL是最完美的,因为这一排量的气缸可以将发动机的声学特性、振动特性、工作效率和机械摩擦保持在一个相对平衡的状态。
不同发动机的零部件通用性令宝马能够以非常高的效率大批量生产发动机,同时,也能够非常灵活的小批量生产特殊版本的发动机。据悉,模块化汽油发动机之间的部件通用率可以达到60%,模块化柴油机也同样如此,而汽、柴油模块化发动机之间也有40%的部件可以通用。总而言之,模块化生产有效帮助宝马控制发动机工厂的生产成本。
至于技术方面,宝马的模块化发动机融合三项关键技术,包括单涡轮双涡管增压、高精度燃油直喷和Valvetronic电子气门系统。现在宝马UKL平台上主力机型的三缸发动机就具备了这三大技术,出于UKL平台的车型包括1系以及X1等。
◆ 兰斯胡特工厂(Plant Landshut):目前拥有宝马唯一的铸造车间
兰斯胡特最早属于Hans Gals Gmbh公司,到了60年代中期,Hans Glas Gmbh公司陷入困境,而此时宝马计划修建一处全新的工厂。在这种情况下,宝马决定收购Hans Glas Gmbh公司,以及其在兰斯胡特和丁格芬的两处工厂。
工厂主要生产轻金属铸造的发动机和底盘部件以及车身塑料部件。另外,碳纤维车身组件、电力驱动、传动系统部件也都来自兰斯胡特,在这里生产出来的部件将被送到了宝马在世界各地的组装厂。
这次我们非常难得地参观了兰斯胡特工厂的铸造车间,因为很少厂家会将门面看起来不怎么“光鲜亮丽”的铸造车间对外开放。在简短的参观过程中,我们还是了解到了它的一些亮点,其中包括铸造过程中超过90%的工艺沙可以回收再利用、采用了先进的砂芯成型技术以及业内领先的电弧喷涂技术等。
在说到铸造车间时,我们一直强调它是宝马“目前”的唯一,因为在明年,宝马很快就会在沈阳的新发动机工厂拥有全新铸造车间,这也是宝马全球范围内的第二个铸造车间。让人感到惊喜的是,厂家透露华晨宝马新铸造车间的设计和建设将在德国宝马最新技术上的再次创新,成为宝马最先进、最清洁的铸造车间。实际结果是否如其所说,我们只有等到明年才能揭晓了。
◆ 丁格芬工厂(Plant Dingolfing):宝马i车型核心部件产地
与慕尼黑、莱比锡等工厂相比,丁格芬工厂并不被大家熟知。实际上,丁格芬工厂就是宝马7系的诞生地。不过这次我们并不是来参观7系的组装线,而是了解宝马新能源车型在这边的生产情况。关于该工厂的车辆常规组装流程,大家也可以通过以下这个视频简单了解。
更多精彩视频,尽在汽车之家视频频道
丁格芬工厂是宝马目前为止最大的生产基地,工厂最核心的任务还是整车生产,3系、4系、5系以及7系都诞生自这里。随着时代的发展,新能源车型的生产也成为工厂的重要任务,相关生产线也由之前的一条从去年开始增加至两条。就生产特点而言,主要有三个:首先是生产区域高度自动化,厂家宣传是业内最先进;其次则是能够实现多个型号电池共线生产;最后是铝材激光焊接技术,用来完成电池链接系统。由于工厂内严禁拍照,很抱歉不能为大家展示更多的生产流程。
● 全文总结
作为一家靠生产发动机起家的企业,宝马在百年发展中通过不断地改善和创新,很好地将发动机作为自己的核心竞争力。这次我们没有参观任何的整车生产线,而是来到慕尼黑、兰斯胡特以及丁格芬三大工厂的发动机生产车间,近距离感受宝马前沿的发动机技术。那么,它们对即将开业的国内新发动机工厂而言,又有什么意义呢?我们不妨做一下展望。
首先,宝马全球发动机生产网络采用相同的技术和质量标准,沈阳新发动机工厂同样如此,例如工厂的生产流程优化措施都能实现共享,沈阳新工厂也不例外。其次,宝马在不同生产基地实现专业人员流动机制,从而实现资源利用的最大化,沈阳新工厂也是受益者。在这次参观过程中,我们就看到了三位来自沈阳工厂的员工来到德国交流学习。
从目前的规划来看,沈阳新发动机工厂将于2016年投产,计划生产宝马未来最先进的发动机产品并将全部供应给国产车型,规划年产能为40万台。新发动机厂将拥有铸造车间、机械加工车间(缸体加工、曲轴加工、缸盖加工)和发动机装配车间等生产设施及相关配套设施。其中,工厂所建成的铸造车间将是宝马全球范围内的第二间铸造车间,由此可见宝马对中国市场的重视。据悉,全新的铸造车间在车间设计和技术方面有望超越德国工厂,让我们一起拭目以待吧。(文/图 汽车之家 陈海佣 图片/资料来自官方和官网)
相关链接:
如何实现量产? 揭秘宝马CFRP材料生产