宝马德国发动机工厂

宝马德国发动机工厂 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。 宝马发动机的全球生产网络 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。 慕尼黑工厂概况及核心技术 ? 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。 慕尼黑工厂目前的日产能为大约900辆，其中包括宝马3系轿车、3系旅行轿车、4系双门轿跑车和M4双门轿跑车。2014年，这里共计生产了228126辆车。除了整车制造，发动机生产也是慕尼黑工厂的核心竞争力之一，工厂所产发动机包括宝马3缸、4缸、8缸和12缸汽油发动机以及6缸柴油发动机。根据发动机款型的不同，单台发动机生产所需时间也不同，大概需要6小时到12小时。 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。 慕尼黑发动机工厂拥有一条独立的生产线，专门负责生 产宝马3缸、4缸模块化汽油发动机，是宝马集团发动机生 产网络中的模块化发动机核心生产基地。2014年, 这里共计 生产了14.5万台模块化发动机。 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。关于宝马发动机的生产过程，大家可以通过以下这个视频进行更为直观的了解。 更多精彩视频，尽在汽车之家视频频道 兰斯胡特工厂铸造车间技术 ? 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。 兰斯胡特工厂近期为一个全新的轻量化工程研究中心举行了奠基仪式。从2016年开始，大约160名工程人员将在这里对创新材料、车型混合材料构架概念以及未来车型生产流程规划等开展研究。新的中心将进一步巩固宝马集团在汽车轻量化技术领域的领先地位，该中心投资额达到2000万欧元。 兰斯胡特铸造车间主要采用五种不同的铸造工艺，包括砂型铸造、低压金属型铸造、重力铸造、高压铸造和消失模铸造。具体采用哪一种铸造方法取决于铸件种类、技术规格和产量。 电弧喷涂的工作原理是通过两根由铁基合金制成的带电金属丝放电，在高电压状态下产生短路，形成电弧光。超强电流、经过周密计算的两根金属丝的间距以及增压气流的精确控制使得宝马的电弧喷涂系统能够产生温度超过1200摄氏度的高度稳定电弧光。这样的超高温度令金属丝得以融化，形成液态金属细小颗粒，这时喷枪进入工作状态，通过高压高纯氮气喷射使得液态金属颗粒得以均匀的附着在气缸内壁上。 宝马集团为此专门开发了一种非常复杂的喷枪，由多达100多个部件组成，采用了先进的平移技术。电弧喷涂技术具备几大优势:其一是能够有效降低摩擦系数，提升气缸内壁工作效率，从而有效降低油耗;其二是能够增大发动机设计的灵活性、增强耐用性和提升曲轴箱的热传导性。采用此项技术涂层的气缸具备上佳的导热和机械性能。此外，电弧喷涂不受曲轴箱铸造技术的影响，无论是重力压铸，沙铸还是加压模铸都能适用。 “锁相热成像”技术通过加热经过喷涂的气缸内壁，并用一台特制的摄像机对热能传递情况进行监测分析，由此能够发现内壁表面任何细小的瑕疵。电弧喷涂质量也会一直在严格的监控下完成。 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。看完铸造车间的介绍，相信不少朋友都需要慢慢“消化”，下面是一个宝马发动机的特效视频，可以点击欣赏，就算是放松一下吧，接下来还有丁格芬工厂的介绍。 更多精彩视频，尽在汽车之家视频频道 丁格芬工厂:i车型核心部件产地 ? 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 丁格芬工厂是宝马全球最大同时也最具灵活性的生产基地之一。2014年，工厂共生产了超过36.9万辆宝马3系、4系、5系、6系和7系轿车。现在，其产品组合包括五大系列，总共17款车型，日产量约1600辆。丁格芬工厂目前拥有超过17500名正式员工以及800名实习员工。 自2013年起，丁格芬工厂开始为宝马莱比锡工厂供应i系列车型的主要组件，例如:高压电池存储单元、电力传动装置和铝质底盘。凭借其在铝制产品方面的独特专长，丁格芬工厂还为劳斯莱斯车型生产铝制车身。此外，宝马在该工厂还建有一个大型仓储和物流处理设施—中央配送中心，用于为全球BMW和MINI零售网络供应原厂零配件。 在革命性的i车型上市之后，宝马集团开始为插电式混合动力车型作投产准备。丁格芬工厂近期已经建成两条新的生产线，用于生产高压蓄电池及电力传动系统。从中期来看，未来几年该厂在电动交通领域将提供超过200个新的工作岗位。未来五年，在为电力传动系统准备的新生产区域，厂房和设施方面的总投资将达到数千万欧元。 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。 之前，我们在参观宝马莱比锡工厂时看到了宝马i8的生产装配情况，CFRP材料的使用让整个生产工序变得更为简化，究竟什么是CFRP材料呢,还是从生产开始讲比较直接。 碳纤维丝的形成和坯料的成型 编辑总结: 正如CFRP的中文表面含义，这是一种碳纤维增强复合材料，顾名思义，是以碳纤维为基础制作而成且符合汽车使用要求的材料。碳纤维则是由日本三菱人造纤维公司提供的原丝进行加工处理得来，然而，这道工序耗能巨大，为了贯彻宝马施行的可持续发展战略，加工工厂选择建在具备水力发电条件的美国摩斯湖，以此应对巨大的电能消耗。 德国的三座工厂各司其职，碳纤维丝从缝编织物开始逐步形成可供部件生产所需的坯料，树脂传递模塑工艺的研发成功是将CFRP材料投入量产的关键，相比原先将坯料浸泡到液态树脂中的方法，采用高压注射的方法大大缩短了烘烤固化的时间，5分钟即可获得一个成形的CFRP材料部件。 从CFRP材料的生产过程我们不难看出，宝马集团已经全面渗透到CFRP材料的研发和制造中，今年，摩斯湖工厂在开启第3和第4条生产线后，工厂产能达到6000吨，在未来还会有两条生产线投入使用，届时，9000吨的年产量已经成为世界之最。结合摩斯湖工厂的建立以及宝马旗下越来越多的车型(除宝马i3、宝马i8外，未来的宝马7系、宝马M系车型都会应用CFRP材料)开始使用CFRP材料，这让宝马集团在碳纤维丝的生产领域能够实现自给自足的良性循环。