管永超:以心换“芯” 把一生交给这事业
发布日期: 2021-07-21来源: 东风汽车报
记公司技术中心新能源及动力中心动力总成平台设计主任工程师管永超
管永超与C15TDR发动机
(记者 陈思宇 特约记者 高旭 通讯员 顾盛炜/文 记者 吴杨/图)管永超,80后,入职东风十三年,是马赫动力C15TDR发动机的核心打造者,现任公司技术中心新能源及动力中心动力总成平台设计主任工程师。在东风自主发动机研发领域攻坚克难,让产品从试验室走向市场,是他和团队的日常工作。
2020年9月9日,经过中汽研华诚认证公司认证,马赫动力东风C15TDR发动机获得“能效之星”认证,认证有效热效率达到41.07%,刷新了行业纪录。
2020年9月10日,十多位行业知名专家、教授齐聚一堂,和行业媒体一起,在公司技术中心参加东风风神动力品鉴会,向行业解密了马赫动力C15TDR发动机。它采用高效抗爆震快速燃烧系统、深度降摩擦技术和智能高效热管理技术,其最大功率150kW、最大扭矩320Nm,热效率达到41.07%,创造了中国增压发动机热效率最高纪录。
2020年12月8日,汽车与运动EVO杂志社正式对外公布“中国心”2020年度十佳发动机评选结果及相应推荐车型。包含15项核心技术的马赫动力C15TDR发动机被授予“‘中国心’2020年度十佳发动机”称号,成为继东风C10TD发动机之后,第二款获此荣誉的东风自主品牌发动机。
中国汽车行业在短短十年间经历了百年未有的变化。尤其在从马赫动力C15TDR发动机研发启动至今这一时期,行业掀起分化淘汰、转型升级大潮,一时众声喧哗,波澜起伏。研发工作者可能是其中最淡定纯粹的一群人。在东风,他们有相似的面孔和穿着,他们时常隐姓埋名,守一张冷板凳,把一生交给这事业,把经历埋藏于岁月。
不眠之夜,逐梦无垠
从武汉市经济技术开发区智能网测试路段,到硃山湖大道和全力四路交界处,路况、地形微妙变化。这里是东风技术中心——安静的、有序的东风自主核心技术研发阵地。
2017年夏末,夜晚十点,东风技术中心研发楼灯光未熄。管永超和团队成员还在研讨,他们面临一个艰难抉择。马赫动力C15TDR发动机项目研讨阶段,为实现动力性和经济性双优,各项指标划定都需要超过行业水平。此类挑战,对研发能力和成本控制要求相当苛刻。“你敢不敢接?你敢接,我们就敢干。”负责成本控制的周晓磊打破沉默。听到这句话,管永超内心的斗志被激起。当晚,团队成员一致决定,和管永超一起“啃下这块硬骨头”。
思考如何做一个具有绝对优势的产品,管永超和团队需要收集众多竞品数据。他们逐一分析,确定各项指标,保证发动机综合性能的领先性。倘若仅按企划规定的指标逐步完成,过程可能并不复杂。在实际操作中,发现问题再去解决,必然要付出更多精力,所以方向必须正确。“对于最初的目标,并非达到即可,如果有超越的可能,我们一定会挑战更高水平。”为了尽可能实现最佳效果,管永超不断调整优化。
2018年1月4日,项目立项。管永超的职业新阶段也随之开启了。在管永超看来,一款产品竞争力的体现,就在每一个指标上。在最初设定性能指标时,管永超希望对照行业最高水平的发动机性能指标,以1.5L排放量,做到280Nm扭矩,已经是当时国内最先进水平。
为进一步提升产品竞争力,从设计到试验,管永超与团队一起,将产品扭矩峰值提高到320Nm,实现马赫动力C15TDR发动机动力性的大步领先。那个夏日夜晚的灯光就像星空,科技研发如广阔星河,于不眠之夜,他们传承东风五十多年自主创新的血脉,逐梦无垠。
坚守指标,绝不退步
上世纪九十年代,河南农村农忙时节,一辆红色拖拉机在麦场轰隆作响。这是管永超一家购买的一台二手农机设备。
12岁的管永超在麦场照看自家麦子,父亲开着拖拉机带动石磙,一圈圈地碾压麦穗,将麦粒从壳里面压出来。正在作业的拖拉机突然停止,他和父亲层层拆开,仔细检查,逐一排除,最后确认原来是一根零件断裂。父亲买到了零件,摸索着替换修复,发动机竟然重新启动了。后来,家里更换了一台新的拖拉机,一次次的拖拉机维修,都是他儿时深刻的记忆。
现在,发动机上的每一个零件,他都再熟悉不过。马赫动力C15TDR发动机极高的动力性目标和高压缩比、长冲程设计,给NVH目标带来了很大的挑战。要实现动力性320Nm,首先得保证发动机各个零部件的强度。活塞作为核心零部件,其强度和安全系数至关重要,但要实现优异的振动和噪声指标,必须控制活塞重量,才能保证发动机运行时降低振动。
管永超与团队做了大量竞品对标、重量测算,确定了一个极具挑战的指标——活塞必须达到190克水平。多家供应商纷纷认为,这种水平的零件设计要求已经接近极限,操作难度巨大,难以实现。管永超没有放弃,他和团队逐步调整、沟通,找到了可行的方案。最终,活塞重量控制下来,最轻的只有186克。
整个过程历时八个月,方案推翻重来二十多轮。一套一套方案调整,一克一克控制重量,最后连成本也比竞品降低近40%。这是管永超团队的方案设计中,效果最优的案例之一,也是最经典案例之一。
2019年下半年,性能优异的马赫动力C15TDR发动机,已经同时在4款车型做搭载开发工作。面对多个车型的搭载需求,管永超和团队想了一个办法,将产品拿到工厂的流水线上去试生产,提前打通生产线,对生产线进行验证,既能给整车项目更早提供“准ET”发动机,又能够提前暴露生产线改造的问题,提前解决。这个办法能解决手工装机的问题,但在操作上困难重重。这项工作涉及到七八个部门,多个流程环节的衔接、新增工作的职责划分、制造的安全性等问题都需要沟通协调。
管永超带着团队展开问题预演,他的方法是“把自己设想为对方”。设想对方有哪些难处,可能提出哪些要求,管永超根据这些设想,带领团队把问题逐一分解,逐一提出对策,定向沟通。在最终的汇报会上,不到10分钟,现场所有人一致通过了管永超的方案。
潜心十三载,磨砺光芒
2008年,管永超被分配到发动机开发部发动机设计室。专业总师田宁是管永超的师父,他给管永超提出岗位建议,实习期过后,将管永超安排到进排气系统设计专业小组。
“他分析问题深入,而且全面。”这是田宁对管永超的评价。管永超参与的第一项工作是DFMA16自然吸气发动机研发,他负责进气歧管等零部件设计。
当时,国外发动机进气管已经采用了塑料材质,于是,东风开始借鉴国外方式,选用塑料进气管。然而当时国内没有供应商能做出塑料进气管。管永超和团队自己摸索,他买来塑料结构设计书籍,查阅众多文献资料,和国外塑料粒子供应商学习交流,最终确定了设计方案。
好不容易拿到快速成型样品去试验台架测试,第一轮样件试验时发生了漏气问题。之后的推进也并不轻松,新零件状况百出。管永超非常着急,“但如果当时我们直接找别人设计,图个方便,就无法建立我们自己的核心能力。所以当时,我们只能硬闯难关。”管永超说。
管永超参与的第一个增压发动机研发项目DFMA14T,负责排气热端系统。前级排气管是其中关键部件,连接在增压器后面。
首次开发增压机型,由于对高温零部件缺乏设计经验,供应商专业支撑也极其有限,在排温度高达900多度的情况下,整个排气管都是红的,设计的产品耐久性无法满足要求。最难时刻,一个台架试验下来,排气管要么漏气,要么裂开,紧固件要么锁死无法拆卸,要么直接松脱没有力矩。在更高的温度、振动和冷热冲击下,问题出现的频率越来越高。
在调整过程中,管永超和同事请冲压车间和焊接车间的师傅帮忙,同供应商找漏洞,寻找解决方案。“我们不能依赖外资供应商,自主研发的另一责任,是要带动自主的零部件产品实现量产,培养国内供应商。”管永超说,自主研发之路绝非一个企业独自修行之路。
“梦想就是做好中国品牌发动机研发。”从手足无措到有条不紊,从零部件设计师成长为发动机项目的负责人,从DFMA16到马赫动力C15TDR发动机,管永超参与并推进了东风“自主心”的强大。多年如一日的坚持,管永超的动力源泉,始终是对发动机自主研发事业的热爱。
潜心十三载,磨砺出光芒。这光芒包裹着研发工作者的勇气、决断、觉醒、自省、坚定和奉献。
东风自主心,永远跳动
科技研发工作是静水之下的深流。在攀登现代科技高峰的征途中,科技研发工作者历经的困境、矛盾,时而获得的快乐、骄傲,往往也都归于沉默。唯有热情是可见的,永恒的。
队友靳晓妍记得一个时刻,那是一个深夜,管永超紧攥拳头,胳膊撑着额头,看着眼前的发动机,一言不发。第一轮做的发动机样机,试验效果远不如当初设想。随着试验次数增加,气氛愈加沉重。这次状况的来源,是管永超和团队为了争取时间选用新的快速制造方式,而这种方式的风险也随之而来。尽管如此,新方法可以节约至少两个月的试制周期,管永超果断作出选择。
管永超和团队尝试各种优化办法,仍然止不住出现异常状况。虽然他早已习惯状况百出,马赫动力C15TDR发动机项目研发难度,比以往任何一次都大得多。“面对难题,成年人没有任性的机会。”这是管永超最朴素的答案,“是对研发工作的热情,支撑着我。”
评选“十佳发动机”时,专家评委对马赫动力C15TDR发动机相当感兴趣,因为它包含的多项技术,以及实现技术的关键方法,都是他们之前没有想到的,或者想到但没实现的。
不负众望的马赫动力C15TDR发动机,正是因为这些技术和方法的集成,成为对东风而言极有意义的产品,成为对汽车行业动力总成核心技术领域的重大进步代表产品。
黄浦江畔的春季品牌盛典上,东风提出要强化科技板块,聚焦新能源、智能网联和动力总成,构建科技板块产业群。管永超和团队打造的马赫动力C15TDR发动机,正是动力总成领域的代表作。