德尔福GDi系统:"触手可及"的创新技术

    为了应对日益严格的排放标准，汽车需要采用小型化的涡轮增压发动机来减少二氧化碳排放量和油耗，汽油直喷是实现这一目标的关键促成技术。

    9月16日，德尔福汽油直喷系统在华实现本地化生产，这意味着德尔福可以对中国及亚太地区客户提供更具性价比的解决方案。

    9月26日，德尔福动力总成事业部全球副总裁兼汽油发动机管理系统业务部全球总裁昆仑凯文（Kevin Quinlan）、德尔福动力总成系统事业部亚太区工程总监许向东为我们介绍了德尔福汽油发动机管理系统产品的概况与最新技术进展。前者指出，GDi的应用市场正在迅速增长：从2010年全球约500万台发动机到2020年预期3,700万台发动机。这意味着2020年全球大约半数汽油发动机都将采用GDi。基于以上背景，其表示：“中国是全球最大的汽车市场，因此我们选择在中国投产GDi系统也只是做了一道简单的数学题。”

    目前，德尔福动力总成系统事业部下面由汽油发动机管理系统产品业务部、柴油发动机管理系统产品业务部组成。其中，汽油发动机管理系统产品业务部下包含5个产品线：分别为燃油喷射系统（包括喷油器、油泵、独立导轨等）；空气控制产品（包括可变相位、可变气门正时、电子节气门等）；点火系统与传感器；燃油输送和蒸发排放产品（包括油箱输油泵、碳罐等）；电子控制产品（ECU等）。

GDi汽油直喷系统

    此次在华投产的汽油直喷（下简称GDi）系统中，核心部件是GDi高压油泵。相比传统设计的油泵，这款产品的优势表现在多个方面。

    工程师的通过对单柱塞发动机驱动的高压油泵进行改良，大幅减少油泵工作时的主要噪音源。其可提供30-200bar的工作压力。通过一只内部集成的流量控制阀精确按需供油。满足大排量发动机的高流量需求。

    当前，GDi高压油泵的研发工作在欧洲进行。不在中国研发的原因在于，中国当前的节能环保法规尚未与全球同步，欧美地区是汽车节能环保的主要推动力量。凯文先生指出，当中国节能法规与国际同步后（或许是2025年），或许也会在中国进行研发。这款高压油泵已经与欧洲的两家客户及国内多家整车厂签署了量产协议，德尔福并未透露具体厂商名称。

    据许向东介绍，预计在2018年德尔福还将发布汽油缸内直喷压燃GDCi技术，其将结合汽油发动机与柴油发动机的优点。

Multec多孔汽油直喷喷油器

    GDi高压油泵配合德尔福Multec低噪音多孔汽油直喷喷油器，以及汽油直喷高压燃油导轨，可进一步提升系统的整体性能。据许向东先生描述，这款喷油器采用了“飞秒激光钻孔工艺”（1飞秒=10-15秒），喷油孔的平整度要远高于同类产品，孔直径也更小，可提高量产的一致性。

    据悉，利用该工艺还可将喷油孔打造成月牙状，改善喷孔形状后，仅需200bar的喷油压力就可实现以前圆形喷孔400bar压力达到的效果，间接减少了系统所耗费的机械能；此外，月牙形喷油孔还能让喷油变得更均匀，进一步接近“充分燃烧每一滴燃油”的目标。

    据了解，德尔福Multec低噪音多孔汽油直喷喷油器年产量为500万个，每辆车需要用到4个这样的喷油器，也就是可配套125万辆汽车。

其它产品

VVL可变气门升程技术

    如今的汽车发动机中，VVT（可变气门正时，Variable Valve Timing）已经是比较普遍的一项技术，但是在此之后，有一项技术叫做VVL（可变气门升程，Variable Valve Lift）。

    德尔福此次展示了二级气门升程系统（2-step Valve Lift System）。可变升程可减少发动机的泵气损失，实现节油。所谓二级，实则就是优化低升程和高升程时的凸轮型线，前者针对低速工况可提升燃油经济性3.5-5%，后者针对加速超车、高速工况，可提升燃油经济性2-3%。

    宝马公司也有这样的技术，其采用的是连续可变气门升程，叫做Valvetronic。虽然该系统运行非常完美，唯一的缺点是成本过高，不过其原本就是面向高端车市场。

    而德尔福采用的是二级可变气门升程，与VVT技术结合后，可以达到Valvetronic 80-90%的性能，不过其成本却可以显著下降，比较适合国内的自主品牌主机厂。

    凸轮相位器则负责调节气门升程的幅度，油量控制阀负责调节气门的时机。配合二级气门升程系统以很大程度上取代传统节气门阀（下图）。

    许向东表示，目前这项技术正在与相关客户进行洽谈，但尚未确定合作。

ORVR（车载油气回收系统）

    节能并不只是在发动机中进行。例如，人们平时在为汽车加油时，如果油箱是空的，那么往里加油时会将内部的油蒸汽排出来，若不进行回收的话，它就散逸进入了大气。德尔福经过试验：若一个50升的油箱，加满油后原本油箱内部将有100毫升的油蒸汽排出，凝成燃油也是100毫升。相当于说这将近1/5瓶矿泉水的燃油全都浪费了，此外还造成大气污染。燃油蒸汽中的碳氢化合物（HC）进入空气后，在结合氮氧化物（NOx），在阳光照射的情况下会形成我们常见的雾霾。因此，将这部分燃油蒸汽进行回收也是节能的一种手段。

    目前，回收油蒸汽有两种方案，美国采用车载回收装置，例如碳罐。欧洲则是针对加油站装置的，在加油枪内部加入一个往外出气的装置，但这类方法无法保证加进去的油和排出蒸汽的比例并不一定和设想的一致，会受到温度、油的成分影响。因此，当前最有效的燃油蒸汽回收系统还是采用车载装置。

多火花点火线圈

    发动机降油耗有多种方案，涡轮增压、让混合气变稀等等，而前者会往发动机内引入废气，再加上稀薄的混合气，会对点火提出更高的要求。德尔福的多火花点火系统可实现多次放电，一个循环可以点火15-20次，确保点火成功。

严格除尘工艺&精密质量控制

    作为全球性汽车零部件企业，德尔福对于产品的质量和精度控制都非常严格——进入车间之前必须进行“全副武装”，防止将外界的尘埃带入产线。

    德尔福上海动力总成工厂GDi油泵生产线中的各个环节都对质量进行了严格的控制。油泵的其中一个零件上直径超过200微米的尘埃颗粒只要有一个，或者50-150微米直径的尘埃到达5个那么该零件就要重新进行清洁。因为即便是1根头发丝直径的误差就会使得零件之间无法进行完美的间隙配合。现场工作人员表示，将这样的油泵装载到汽车上就会发生漏油隐患，从而发生危险事故。

    在参观GDi油泵生产线时，笔者发现每个自动化工位两边都有柱状的警报条，它是用来探测是否有工人在附近，若有人（在完成一道工序后工人要进行取件），那么这部分工序将自动暂停工作。据悉，很多大型企业车间中都会配有这样的装置，保护工人安全。

小结：

    德尔福汽油直喷系统在中国本地化生产有着重要的意义。除了能够为中国客户提供更贴进其需求的解决方案之外，还能降低技术成本，为中国汽车市场节能环保出一份力。面对中国市场，全球的汽车零部件商都不想面临“曲高和寡”的境地。用“触手可及的创新”来诠释“Innovation for the Real World”再合适不过了。