進人(ren)21世(shi)紀以來，發(fa)動機(ji)制造(zao)業在(zai)産品(pin)、制造(zao)工藝(yi)、刀(dao)具、生産(chan)管理方面都進(jin)行了(le)一系(xi)列變(bian)化，與過去(qu)的發動機制造企業(ye)有很多(duo)不(bu)同。
在産品方面輕量(liang)化的(de)趨勢(shi)比較明顯，缸體零件(jian)用鋁合金替代(dai)鑄鐵(tie)。缸蓋(gai)産品(pin)簡單化，不(bu)采用(yong)以前(qian)的(de)頂(ding)置凸(tu)輪軸的(de)形(xing)式，使得缸(gang)蓋加工更(geng)加容(rong)易(yi)。工(gong)藝上不斷(duan)優(you)化(hua)，曲軸(zhou)除了(le)車(che)一車拉技術以(yi)外(wai)，還開(kai)發了新的(de)高速(su)外銑工藝(yi)，使得(de)更加(jia)柔(rou)性(xing)。凸輪(lun)軸采(cai)用(yong)套(tao)裝式(shi)的，而不(bu)是(shi)整體(ti)式，使得(de)加工簡(jian)單，柔性(xing)好(hao)。連杆(gan)的脹(zhang)斷(duan)工藝應(ying)用的企業(ye)越來(lai)越多(duo)，而且成熟(shu)。
高速化在發動機企(qi)業(ye)也(ye)表現(xian)的比較(jiao)明(ming)顯，大(da)量采用塗層硬(ying)質合(he)金刀(dao)具PCD和(he)CBN，且切(qie)削速(su)度大(da)大提高(gao)。HSK夾頭使用也(ye)較普(pu)遍。采(cai)用複合型(xing)加工(gong)工藝(yi)和(he)刀具、來(lai)節省設(she)備(bei)投資和減(jian)少加(jia)工時(shi)間。如(ru)采用(yong)鑽銑(xi)螺紋(wen)一把(ba)刀，完(wan)成鑽(zuan)孔、倒角、銑(xi)螺紋(wen)一(yi)次(ci)成形(xing)的多功能(neng)刀具。總之(zhi)，在産品方(fang)面，在獲(huo)得(de)滿意的性能下(xia)，使得(de)加工(gong)工(gong)藝(yi)簡單(dan)，盡量(liang)在(zai)鑄造中(zhong)解決一(yi)些(xie)加工(gong)，使得(de)在(zai)機械加(jia)工時(shi)，加工餘量(liang)少。
在工(gong)藝(yi)技術(shu)方面，采(cai)用新工藝，使(shi)得刀具和(he)設備适(shi)應(ying)高速化和(he)柔(rou)性化的(de)需要(yao)。在(zai)生(sheng)産組(zu)織和(he)管理方面(mian)也有很多(duo)不同(tong)的地(di)方(fang)，企業的(de)結構簡單(dan)，很多(duo)服務(wu)性(xing)的部門(men)，如油(you)品(pin)、切削液、刀具(ju)和(he)設備備(bei)件都由(you)專(zhuan)業公(gong)司來(lai)負責。人員(yuan)通過小(xiao)組以及(ji)輪崗的方(fang)式來(lai)激勵。物(wu)流和設(she)備管理方面也(ye)是重點，發(fa)動機制造(zao)企業(ye)TPM是很(hen)重要的一(yi)環。在(zai)質量(liang)方面(mian)，德國(guo)企業非(fei)常重視過程(cheng)質量。
産品(pin)方面
（1）輕量(liang)化研(yan)究表(biao)明，一輛轎(jiao)車的質量(liang)若能(neng)減少(shao)10%，則其燃油(you)經濟性(xing)可(ke)提高(gao)3%～4%，同時汽(qi)車的排(pai)放也會降(jiang)低。為(wei)此，各(ge)國(guo)的(de)汽車(che)制造(zao)廠(chang)家(jia)為了(le)使發(fa)動機(ji)輕量(liang)化、高(gao)速化、高功(gong)率化(hua)，并且(qie)有較(jiao)高的耐久性，最(zui)好的(de)辦法(fa)是使(shi)用鋁(lü)缸(gang)體(ti)。它的(de)優點(dian)：①鋁(lü)的導熱(re)性好，提高發動(dong)機的(de)壓縮(suo)比，對(dui)提高功(gong)率(lü)也十(shi)分有(you)利。②缸(gang)體和(he)缸蓋的膨脹率相同，減少熱應(ying)力，同時提(ti)高缸(gang)體和(he)缸蓋結合(he)面的剛(gang)性。③重量(liang)輕。
（2）缸(gang)蓋結構缸(gang)蓋的結構，一般是凸輪軸軸承(cheng)孔一(yi)體(ti)的整體(ti)式鋁缸蓋，為了(le)工藝加工方便(bian)，将整(zheng)體缸蓋一(yi)分為二(er)或(huo)分成三個部分。凸輪(lun)軸不(bu)放置在缸蓋上(shang)，而(er)裝在罩(zhao)殼内。
（3）凸(tu)輪(lun)軸凸(tu)輪軸的作用就(jiu)是控制氣(qi)閥的(de)開啟和(he)關(guan)閉。第(di)一個變化(hua)是，四(si)氣門(men)和五(wu)氣門(men)的凸(tu)輪軸為了(le)去重(zhong)，采用輕量(liang)化中空凸(tu)輪軸(zhou)。第二個(ge)變化，按(an)常規而(er)言，凸輪(lun)軸的(de)毛坯一般(ban)是一(yi)根鑄件或(huo)鍛件(jian)，再進(jin)行粗(cu)加工(gong)、熱(re)處(chu)理，最(zui)後磨削而(er)成。而(er)新的凸輪(lun)軸制(zhi)造方(fang)法，就是用(yong)了裝(zhuang)配式(shi)毛坯(pi)件，将(jiang)預制(zhi)凸輪(lun)和相關部(bu)件裝(zhuang)配到(dao)一根鋼管(guan)上，焊接固(gu)定其(qi)軸向和(he)角(jiao)向位(wei)置，增加(jia)了柔性(xing)、缺點(dian)是(shi)成本高(gao)。
（4）平衡(heng)軸體(ti)(Ausgleiehswellenmodul)在三(san)缸機(ji)中為(wei)了減(jian)少震動，使得發(fa)動機(ji)運(yun)行更加(jia)平穩，産品(pin)中增加了(le)一(yi)個(ge)平衡(heng)軸體。目(mu)前(qian)，VW集團(tuan)用于(yu)PoLo的1.2L四氣門(men)發動(dong)機(ji)裝(zhuang)有平(ping)衡軸(zhou)體。由于這(zhe)個零件(jian)能明顯(xian)平衡(heng)發(fa)動(dong)機震(zhen)動，同時(shi)改(gai)善發動機運轉(zhuan)，将來(lai)ZL的四缸機配有平衡(heng)軸體(ti)。
工藝(yi)刀具方(fang)面
（1）産品(pin)變化(hua)引起工藝(yi)的變化有(you)缸套(tao)的鋁缸體(ti)，國外(wai)有的工廠缸孔是先(xian)将表面有(you)鋸齒(chi)形的(de)缸套放好(hao)，然後進行(hang)澆鑄(zhu)，鑄鐵部分離上平(ping)面(mian)2～4mm，為了(le)有利(li)于缸體上平面(mian)加(jia)工。鑄鐵(tie)缸套(tao)粗(cu)加(jia)工在(zai)毛坯(pi)廠完成，留(liu)lmm餘量。在(zai)工藝安(an)排時，缸(gang)孔(kong)、主軸(zhou)承孔放在(zai)後面(mian)加工，而上、下平(ping)面，四(si)個側(ce)面前面加(jia)工完(wan)成。同(tong)以前(qian)的(de)工藝安(an)排不(bu)同(tong)，使加工(gong)工藝較以(yi)前簡單。缸(gang)蓋變成一(yi)個長方(fang)體以後(hou)，使得(de)缸蓋加工(gong)比以前(qian)容(rong)易。因(yin)為沒(mei)有凸輪軸(zhou)軸承孔的(de)加工(gong)，可以用專用的(de)簡易加工(gong)中心(xin)機床(chuang)，實(shi)現(xian)高速(su)和柔性(xing)變化。用(yong)裝配(pei)式(shi)凸輪軸(zhou)以後(hou)，凸輪的熱處理(li)、裝配(pei)都在(zai)供貨(huo)廠(chang)家(jia)進行(hang)，提供(gong)半(ban)成(cheng)品給(gei)制造廠家，工藝(yi)如下(xia)：車主軸頸(jing)—主軸頸磨—粗、精(jing)磨凸輪—抛光—清(qing)洗。
（2）三(san)個重(zhong)要趨(qu)勢。國(guo)外(wai)的發動(dong)機廠(chang)在三(san)個重(zhong)要領(ling)域(yu)表(biao)現比(bi)較明顯，主(zhu)要如(ru)下:
一(yi)是高(gao)速化(hua)。高速(su)加工可以(yi)提高生産率，縮(suo)短交貨(huo)時(shi)間。要(yao)實現(xian)高速(su)加工(gong)，主要步(bu)驟(zhou):①機床(chuang)要能(neng)實(shi)現高速(su)的主軸(zhou)。②HSK液壓夾(jia)頭，定(ding)位精(jing)度高(gao)，同時(shi)剛性也較(jiao)好。③大量采(cai)用塗(tu)層硬質合金刀具，金屬陶瓷、陶(tao)瓷、CBN、PCD刀具。比如，在缸蓋(gai)線上(shang)大量(liang)采用高速加工中心二是硬質(zhi)件加工。可以簡化工(gong)藝方(fang)法、工(gong)藝環節、節(jie)約成本、具有柔(rou)性。例(li)如，凸(tu)輪軸(zhou)加工，德國(guo)在(zai)匈牙利(li)的柴(chai)油發動機(ji)，過去(qu)在(zai)加工軸(zhou)頸時，用(yong)車(che)削加(jia)磨削(xue)，現(xian)在改用(yong)CBN刀具一次完成(cheng)，達到要求(qiu)的表(biao)面粗糙度(du)，不要(yao)磨削(xue)，可減少大(da)量投資(zi)。三是幹(gan)式加(jia)工。優(you)點是(shi)可以滿足環保(bao)的要(yao)求，降低總(zong)成本。例如(ru)缸體(ti)缸孔粗(cu)加工，采(cai)用陶(tao)瓷(ci)刀片不(bu)加乳(ru)化(hua)液。目前(qian)國外(wai)很(hen)重(zhong)視在幹式加工采用(yong)噴霧——準(zhun)幹式加(jia)工。
（3）柔(rou)性(xing)化(hua)發動(dong)機制造業(ye)生産(chan)性柔(rou)性化是走(zou)向之一，在(zai)傳統(tong)的自動線(xian)局部(bu)工位用CNC或(huo)加工(gong)中心(xin)，來(lai)實(shi)現柔(rou)性加工的生産(chan)線叫柔性自動(dong)線FTL，日(ri)本工廠使(shi)用較(jiao)多(duo)，主(zhu)要适(shi)合家(jia)族(zu)類(lei)的産(chan)品，從(cong)嚴格(ge)意義(yi)上來說(shuo)，這(zhe)還是(shi)自動(dong)線的(de)設計(ji)概念。
用(yong)專(zhuan)用加工中心構成的(de)柔性制造系統(tong)，主要(yao)用在缸蓋(gai)和缸(gang)體(ti)，從(cong)産量角度(du)分析(xi)，可以(yi)達到(dao)，從傳統的(de)FMS系統(tong)起步(bu)産量(liang)5萬件(jian)/年到(dao)傳統自動線的(de)産量(liang)20萬件/年(nian)。假(jia)如要(yao)規劃一條全柔(rou)性的适合(he)大批(pi)量生(sheng)産的(de)柔性(xing)生産線(xian)，以(yi)适合(he)采購(gou)的不确定(ding)性，由于(yu)開(kai)發新(xin)品種(zhong)而(er)不斷更(geng)新設計，環保要(yao)求和(he)生(sheng)産要求(qiu)等。在(zai)柔(rou)性生産(chan)線考(kao)慮(lü)這些因(yin)素可(ke)以使(shi)得年産量(liang)超過(guo)50萬件(jian)的投資更合理(li)，在今(jin)後10年(nian)可以(yi)節省大(da)概10～20億美(mei)元。
由于(yu)缸體需(xu)要較少的工件(jian)裝夾(jia)次數，而多(duo)為鑄件(jian)。材(cai)料和(he)尺寸(cun)決定(ding)了采(cai)用自動(dong)線(xian)更經(jing)濟。目前(qian)采用混(hun)合生(sheng)産線成為(wei)一種(zhong)新(xin)趨勢。工(gong)藝上将大(da)餘量(liang)切削(xue)在(zai)傳(chuan)統自(zi)動線(xian)上完(wan)成，缸(gang)體前(qian)後端(duan)面和(he)側面的加(jia)工，用柔性(xing)生産單元(yuan)。
（4）高效率從(cong)日本(ben)汽車(che)制造業的(de)情況(kuang)來看(kan)，平均每五(wu)年切削效(xiao)率要提(ti)高(gao)28%，其中(zhong)切削速度平均(jun)提高(gao)19%，進給(gei)量平均提高(gao)8%，而最近(jin)幾年切(qie)削效率(lü)提高(gao)的幅度在(zai)30%以上。目前制造(zao)發動(dong)機主(zhu)要零(ling)件的生(sheng)産(chan)節拍(pai)已經縮短到了(le)30～40s。比十幾年前縮短了(le)50%。例(li)如在灰(hui)鑄鐵(tie)材料(liao)缸體(ti)的銑(xi)削加工，用(yong)高速加工(gong)中心機床(chuang)，切削速度(du)可達(da)到700～1500m/min。刀(dao)具采(cai)用CBN刀(dao)片(pian)。（ auto1950 ）在缸體(ti)、缸蓋(gai)鋁合(he)金材(cai)料銑(xi)削加(jia)工時(shi)，廣泛采用(yong)PCD刀具(ju)，考慮(lü)到高(gao)速回(hui)轉時(shi)将會産生很大(da)的離(li)心力(li)，故刀體采(cai)用高(gao)強度(du)鋁合金材(cai)料制作。凸(tu)輪軸和曲(qu)軸(zhou)用CBN砂輪(lun)進行(hang)高速(su)磨削。曲軸(zhou)和凸(tu)輪軸(zhou)的孔加工(gong)，為了(le)提高效率，采用(yong)内冷的硬質合金鑽(zuan)頭(tou)，代替過(guo)去的高速(su)鋼鑽頭。攻(gong)螺紋也采(cai)用硬(ying)質合金絲錐來(lai)提高速度(du)，甚至曲軸(zhou)攻螺(luo)紋也(ye)采用無切(qie)削絲錐。高(gao)速加工中(zhong)心有(you)一個(ge)趨勢采用(yong)熱裝(zhuang)式工(gong)具系統。總(zong)之，在發動(dong)機制造業有(you)一(yi)個明(ming)顯的走向(xiang)，采用高速(su)加工提高(gao)效率。
（5）脹斷(duan)工藝應用(yong)較(jiao)普遍自(zi)從連杆大頭孔(kong)切斷(duan)采用脹斷(duan)工藝以來(lai)，大部(bu)分工廠(chang)都(dou)采用(yong)脹斷工藝(yi)。國内(nei)工廠(chang)應用(yong)此項(xiang)技術還存(cun)在些問題，主要(yao)是工(gong)廢率(lü)和(he)裝(zhuang)配時(shi)産生(sheng)的連(lian)杆爆(bao)口。而國外工廠(chang)已很(hen)好掌(zhang)握了(le)此項工(gong)藝，它們(men)的工(gong)廢率0.8%，裝配(pei)的爆口(kou)幾(ji)乎為(wei)零。問(wen)題(ti)是(shi)脹斷(duan)時支承塊(kuai)的間(jian)隙控(kong)制。
（6）在曲軸(zhou)車拉的基(ji)礎上(shang)結合采(cai)用(yong)高速(su)外銑(xi)近幾年，曲軸主(zhu)軸頸(jing)和連(lian)杆頸的加(jia)工，一般都(dou)是(shi)采用車(che)拉工(gong)藝(yi)來(lai)完成。但連(lian)杆頸(jing)軸線(xian)不在(zai)一條中心(xin)線上，如(ru)三缸、六(liu)缸發(fa)動機(ji)，加工(gong)就有(you)一些麻煩(fan)。目前，有一(yi)種加(jia)工工(gong)藝方(fang)案為(wei)：主軸頸用(yong)車拉，連杆(gan)頸用高速(su)外銑。這樣(yang)加工連杆(gan)頸(jing)時更好(hao)柔性。
（7）曲(qu)軸(zhou)平衡(heng)機新(xin)的(de)改進是(shi)不平衡量(liang)校正(zheng)采用(yong)極坐标優(you)化高(gao)速鑽削校正方(fang)法。過去用(yong)的是(shi)高速(su)鋼，新(xin)的方法是曲軸(zhou)的鑽削采用整(zheng)體硬質(zhi)合(he)金鑽(zuan)頭。鑽頭心部有(you)冷卻(que)液(ye)孔(kong)。這種(zhong)鑽頭(tou)能(neng)進行大(da)進給(gei)量鑽削。
（8）缸(gang)孔的激(ji)光(guang)珩磨(mo)。近年來(lai)表面激(ji)光造(zao)型珩(heng)磨加(jia)工正(zheng)在漸漸使(shi)用，為(wei)了同時達到缸孔(kong)表面粗(cu)糙度(du)和(he)儲(chu)油性能，需(xu)要通(tong)過特(te)殊的加(jia)工技術(shu)，也就(jiu)是(shi)用激光(guang)造型珩磨才能(neng)達到(dao)加(jia)工要求(qiu)，同時(shi)還(hai)不(bu)會影(ying)響缸(gang)孔表面的(de)加工質(zhi)量(liang)。采用激光珩磨(mo)後，汽(qi)車發(fa)動(dong)機(ji)可以降低(di)油(you)耗量，降(jiang)低排(pai)放，減(jian)少磨(mo)損。另外，目(mu)前柴(chai)油機廣泛(fan)用于(yu)轎車上(shang)，柴油發(fa)動機體積(ji)小，功(gong)率大，缸體鑄造(zao)時加人了TiC，為了将缸(gang)孔(kong)表面的(de)TiC沖掉，去(qu)除(chu)産生的毛刺，同(tong)時達(da)到表面儲油量(liang)，開發了(le)高壓液(ye)體珩磨，工(gong)藝為(wei):粗珩(heng)+精珩十高(gao)壓液體衍(yan)磨十(shi)抛光(guang)。
(9)曲(qu)軸磨床(chuang)凸輪軸采(cai)用CBN砂(sha)輪高(gao)速磨削，已(yi)經非(fei)常(chang)普(pu)遍。目(mu)前曲(qu)軸(zhou)的加工(gong)也漸漸開(kai)始使用CBN砂輪加工。一(yi)般來(lai)講，四(si)缸曲(qu)軸隻(zhi)要是(shi)升程(cheng)的變化，工藝路(lu)線還是過去的(de)較好:主軸頸用(yong)多砂(sha)輪(lun)，連(lian)杆頸(jing)分别用(yong)雙(shuang)砂輪(lun)。如果要加(jia)工四(si)缸、五缸和(he)六缸(gang)曲軸，就要(yao)采用(yong)CBN單砂輪或雙砂(sha)輪磨(mo)曲軸，這樣(yang)柔性好，而且砂(sha)輪每修(xiu)整一次(ci)，可加(jia)工(gong)600～800件(jian)。
組織(zhi)機構(gou)和生産管(guan)理
（1）結(jie)構(gou)簡(jian)單發動機廠(chang)的組織(zhi)結構(gou)相比以前，特别是(shi)在海外(wai)的工廠，隻是一個生(sheng)産(chan)性的工(gong)廠。服(fu)務(wu)性(xing)的工(gong)作都(dou)交給(gei)專業(ye)部門負責(ze)。比如，刀具管理(Tool-Management)是20世(shi)紀90年(nian)代(dai)在美國(guo)企業(ye)提出(chu)的，開(kai)始于(yu)16年前(qian)的美國通(tong)用(yong)土(tu)星項(xiang)目。當時的(de)刀具管理(li)主(zhu)要是物(wu)流，刀(dao)具(ju)比較簡(jian)單，沒(mei)有(you)精(jing)加工(gong)刀具，後(hou)來(lai)漸漸完善(shan)發展(zhan)成為(wei)一個(ge)完整(zheng)的系(xi)統，甚(shen)至在新項(xiang)目開始階段刀(dao)具管(guan)理就參與(yu)項目(mu)支(zhi)持。90年代(dai)後期(qi)在德國和(he)歐洲(zhou)推(tui)行(hang)，雖然應用(yong)較(jiao)少(shao)，是一(yi)個有潛力(li)的管(guan)理模(mo)式，從範圍(wei)來說(shuo)，将(jiang)會(hui)有越(yue)來越(yue)多(duo)的企業(ye)特别是(shi)汽車工業采(cai)用。目(mu)前匈(xiong)牙利的OPel工廠，德(de)國大(da)衆在波蘭(lan)的工(gong)廠，美國通用在(zai)上海工廠(chang)都在進(jin)行(hang)刀具(ju)管理。減少(shao)了刃(ren)磨、倉(cang)庫管(guan)理、采(cai)購、技(ji)術管理人(ren)員，使(shi)得(de)機(ji)構簡(jian)單。
（2）成(cheng)本(ben)中心汽(qi)車工(gong)業日趨激(ji)烈的競(jing)争(zheng)中，降(jiang)低産品的(de)成本已成(cheng)為各汽車(che)廠競争的(de)重要(yao)策略(lue)。把(ba)降低成(cheng)本作為(wei)一個硬(ying)指标(biao)來推行，是(shi)全球汽(qi)車工業發展(zhan)的(de)趨勢。發(fa)動機廠也不例(li)外，把降低成本(ben)作為(wei)一個(ge)重要目标(biao)來(lai)實施。一(yi)般來(lai)說，各(ge)車間(jian)成立(li)成本中心(xin)，主要(yao)指标(biao)是工(gong)廢、料廢、人員費(fei)用、刀具(ju)輔(fu)料費(fei)用、設(she)備(bei)折舊等(deng)。
（3）TPM和人員激勵發(fa)動機廠的設備(bei)都是(shi)比較(jiao)複雜(za)、精度高，有(you)一定(ding)技術(shu)含量，新的生産線(xian)規劃完(wan)成以後，重要的(de)一項工(gong)作是TPM。首(shou)先，提出(chu)具(ju)體的(de)實施(shi)方案，每條(tiao)線都(dou)規定了負責人(ren)，加強點檢(jian)和專業(ye)點(dian)檢。針對具(ju)體(ti)的(de)機床(chuang)提出(chu)合适(shi)的解(jie)決方(fang)案。不(bu)是做(zuo)一些表面(mian)文章，就是(shi)根(gen)據(ju)簡單(dan)清晰(xi)的(de)思(si)路，其(qi)次是(shi)腳踏實地(di)執行。使用(yong)一些(xie)合适(shi)的人(ren)員，而(er)不是(shi)高學曆的(de)員工，重點放在(zai)崗位(wei)上的(de)培訓(xun)。為了(le)鼓勵(li)員工(gong)，積極采(cai)用休假(jia)制度(du)，整個生産(chan)線一年的休假(jia)計劃張(zhang)貼(tie)在生(sheng)産線。将維(wei)修、操作工(gong)等(deng)組(zu)成小(xiao)組，為了解決單(dan)調生産(chan)産生新(xin)的問題(ti)，一段時間以後進行崗(gang)位輪換。
（4）質量管(guan)理任(ren)何發(fa)動機(ji)廠都将質(zhi)量置(zhi)于公(gong)司(si)戰略的(de)核心地位，質量(liang)管理乃(nai)是發展(zhan)的最(zui)為(wei)重(zhong)要的(de)“内功”之一(yi)。質量(liang)方面的讓步絕(jue)非一種選擇，任(ren)何讓步都(dou)可能威脅企業的生(sheng)存，隻有(you)那(na)些緻(zhi)力于質量(liang)改善(shan)的公司，才(cai)能成(cheng)功，才能獲(huo)利。發(fa)動機廠(chang)提(ti)高質量的(de)關鍵手段(duan)，确定(ding)質量(liang)目标(biao)，最高層(ceng)的參與(yu)。采用零次(ci)品生(sheng)産作(zuo)為核心流(liu)程，加強質(zhi)量過(guo)程控(kong)制(zhi)。動員全(quan)體員工(gong)參(can)與，由(you)車間(jian)工人自己(ji)解決問(wen)題(ti)，成立(li)Qc小組(zu)來改善質(zhi)量。
