以史上不足8KW的规格久保田挑战严苛的印度排放限制标准

“巴贾汽车公司”(Bajaj Auto)是一家怎样的印度公司?
可以说,在日本他们的知名度并不算高。巴贾汽车公司是印度一家生产两轮车和三轮汽车的制造厂商。作为两轮车制造商,他们的产品销量突出,应该说,不仅在印度,他们在全球也获得了肯定。

巴贾汽车公司,在其公司内部制造三轮汽车发动机。其中,柴油发动机荟萃了久保田发动机的技术菁华,汇聚了久保田技术人员的专业知识和实践成果。

借助久保田提供的专业技术,巴贾汽车公司的三轮汽车在当时以不足8KW的规格要求下,满足了严苛的印度道路车辆排放限制规定。现在,这些三轮汽车依然驰骋在全球各地。

值得一提的是,与他们的合作,也是迄今久保田经历的很严峻的挑战。

巴贾汽车公司概况

巴贾汽车公司,成立于1926年,是一家印度两轮车和三轮汽车制造生产厂商。

https://www.bajajauto.com/

该公司由贾姆纳拉尔·巴贾吉创立,是隶属巴贾财团的核心企业。企业主要以生产踏板摩托车、摩托车及三轮汽车为主。

巴贾汽车公司,被称为世界上最大的三轮汽车制造商。该公司的两轮车销量位列世界第四(2020年),仅次于排名第一的本田(日本)、第二的雅马哈(日本)、以及第三的英雄摩托车公司(印度),排名高于哈雷戴维森与宝马。

巴贾汽车公司,还是英国两轮车制造商“KTM”的第一大股东,并于2020年与英国“Triumph Motorcycles”公司达成全球合作伙伴关系。一跃成为广受瞩目的世界两轮车制造商。

三轮汽车,在泰国等东南亚国家以“嘟嘟车”的昵称而闻名,而巴贾的三轮汽车属于“机动三轮车”,与嘟嘟车的概念截然不同。

三轮汽车的主要出口国,包括斯里兰卡、墨西哥、孟加拉国、哥伦比亚、秘鲁、埃及、伊朗、印尼等。其销售网络遍布全球50多个国家及地区。

巴贾公司的机动三轮车:分为客运型与货运型两种类型。

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久保田发动机,又是如何和这种造型特别的机动三轮车发生紧密关联?就让我们一起揭开一段跨国合作的佳话,一探究竟。

巴贾诚邀久保田合作

截止上世纪90年代,巴贾汽车公司生产的三轮汽车搭载的一直是摩托车专用空冷两冲程发动机。

但是,该发动机难以满足即将实施的印度排放限制规定。因此,改善自身的发动机制造技术已成为巴贾汽车的当务之急。如果保持现状则难以达到排放限制规定,巴贾汽车公司将遭遇到了前所未有的发展危机。

为此,巴贾汽车公司开始寻找可提供技术支持的发动机制造商合作,通过比较各制造商的发动机产品,根据其是否可满足印度排放限制的规定,以及从发动机节省燃油、静音性能等角度考量,最终确定选择久保田的OC发动机。

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1993年,久保田收到了来自巴贾汽车公司技术部门最高负责人直接发来的邀约:“我们希望使用OC95发动机技术。”

巴贾青睐的OC发动机(Oil cooled)

著名的印度三轮汽车制造商——巴贾汽车公司,向久保田的OC发动机抛出了橄榄枝,OC发动机是一款开发于1988年的小型柴油发动机,其舍弃了风冷和水冷的方式,而采用了油冷冷却方式。

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这款ACTV方式单缸柴油发动机,搭载了久保田自主开发的“TVCS燃烧室”(涡流式间接喷射方式), 采用本身噪音小且刺激气味少的清洁型废气TVCS燃烧方式,该方式具有划时代意义,其使机油在燃烧室周围循环,并通过机油吸收燃烧时所产生的高温,再通过油冷却器散热,使冷却后的机油返回曲轴箱。

再通过在缸盖周围形成油层的双重结构,吸收燃烧音,并减少外部排气音,与TVCS燃烧方式相得益彰,最终让噪音低于风冷柴油机。

由于久保田的OC95发动机,可以满足印度的排放限制规定并具有可提高油耗性能等优势,巴贾汽车公司特意“点名”使用这款发动机。

此外,由于三轮汽车也能被用作出租车用途,考虑到噪音性能的重要性,IDI是合适的选择,而非直喷方式。

关于非OEM的技术提供关系

巴贾公司的三轮汽车:分为客运(Passenger)与货运(Goods Carrier)两种类型。此外,还拥有以汽油、燃气、柴油、电气等为动力的丰富产品线。

1997年,久保田与巴贾汽车公司签订《技术提供合同》,正式合作开发搭载于其三轮汽车上的柴油发动机 。

发动机产品,在巴贾汽车公司公司内部制造,久保田全面负责提供将OC95发动机搭载于三轮汽车上的设计思路及设计图,同时协助其构建量产体制,由此启动了两家公司的合作业务。

此外,为应对印度从2000年起实施的阶段性排放限制规定,久保田与巴贾汽车公司的技术提供合同,一直将延续至2013年3月,前后长达15年半的时间。

第一次(1997年12月~2004年9月)
OC95发动机的设计和生产支持

第二次(2004年10月~2008年3月)
应对印度第三阶段三轮汽车排放限制规定BS2 (Bharat Stage II)

第三次(2008年4月~2013年3月)
应对印度第三阶段三轮汽车排放限制规定BS3 (Bharat Stage III)

久保田助力将发电机和泵的发动机定制为三轮车用发动机

1997年,久保田与巴贾汽车公司正式启动提供技术合作,主要任务是“在巴贾公司生产用于三轮汽车的以OC95技术为基础的发动机”。

久保田OC95发动机,一直应用于发电机、泵、反向铲等设备,而并非用于行驶的汽车。

为将其搭载于巴贾汽车公司生产的三轮汽车使用,久保田需对发动机的安装方法等进行调整,以便与变速器相连接。

此外,由于三轮汽车具有易翻倒的特性,为使车辆在翻倒时发动机可安全停止工作,久保田对其进行了诸如通气机构改良等的规格变更。

之后,久保田提供“巴贾用OC95发动机”设计图纸,协助巴贾汽车公司在其工厂进行生产。并通过将久保田的专业生产技术引进于位于奥兰加巴德的巴贾汽车公司制造部门,为其量产体制提供有利援助。

此外,久保田专门绘制了发动机性能曲线,实施了与制造相关的部件评估等发动机调校工作,并邀请巴贾制造部门专业人员前往临海工厂参加培训;同时,派遣久保田技术人员前往奥兰加巴德工厂进行直接指导,通过一系列具体而详尽的举措,双方合作期间,沟通无间。

日本与印度,虽然存在较大的文化差异,但久保田通过专业技术支持,将巴贾生产的OC95发动机成功地搭载于三轮汽车应用,获得了市场的高度评价,在销售上取得了极大的成功。

不同于安装工业机械发动机的非道路车辆

1997年12月~2004年9月,在久保田与巴贾签订第一次合同之后,保持技术提供关系。

2004年10月~2008年3月,双方签订第二次合同; 2008年4月~2013年3月,双方签订第三次合同,合同的主要任务是:如何应对更加严格的印度排放限制规定。

2000年,印度政府首次出台Bharat Stage排放标准(BSES),该标准是控制包括汽车在内的内燃机、火花点火发动机所排放的大气污染物质的规定。

针对印度排放标准,其具体内容及实施时间根据车辆而异,在久保田与巴贾汽车公司的技术提供合同存续期间,久保田致力于满足巴贾的产品达到BS1 (Bharat Stage I)至BS3(Bharat Stage III)所规定的标准。

1993年,久保田达到针对25马力以下的美国加利福尼亚州(CARB)第一阶段规定标准。此后,针对在欧美及日本实施的非道路车辆排放限制规定,久保田始终率先采取对策。

虽然久保田的行业专业经验,足可轻松应对印度的道路车辆排放限制,但其实并非轻而易举,由于三轮汽车与工业机械的排放限制条件存在差异,所以不可能完全套用久保田之前的经验,而是需要因地制宜,与时俱进。

三轮汽车的排放限制规定:要求“发动机搭载在车辆上时,符合排放规定”。这样就需要对发动机本身的机械设计进行改善,以达到车辆整体排放限制的指标。

因此需要改变之前的发动机台架试验。

在久保田发动机性能测量台架试验中,使用车辆搭载状态下的行驶,模拟进行发动机单体的排气调校;再于实践中,在车辆上搭载发动机的状态下,进行排气的正式测试。由于该测试并非发动机单体测试,因此久保田技术人员必须前往现场进行亲身操作评估。

该测试方法,有着较高难度。

巴贾公司的三轮汽车变速器,仅可手动操作。由于不是自动操作,测试结果也会根据不同人员的操作方法而发生改变,而消除这种差异需要更全面、细致的操作评估。此外,三轮汽车变速器的操作较为特别,齿轮变速时间稍有偏差就会减速,也会导致测试本身难以顺利进行。

因此,即使事先的模拟测试结果良好,但在现场测试时难以达到预期效果的情况也存在可能。

严苛的印度BS3排放限制

第三阶段的三轮汽车排放限制BS3(Bharat Stage III),必须满足印度国内的苛刻条件。
BS3的标准十分严苛,要求排放成分(NOx+HC、PM)减少到BS2的一半,而且会要求对加重车辆重量进行再评估。这与当时全球其他地区的规定相比,全部达标的难度非常之大。

首先,排放成分中“NOx+HC”与“PM”之间存在权衡关系,减少一方就会导致另一方增加,双方同时减少的难度较大。

此外,增加车辆重量意味着增加发动机的负载,而增加负载也会导致废气排放量相应增加。

这就要求在测量排放时进行冷态启动(当时在全球亦属少见)。如在热机状态下测量,废气排放就会较少,但如果在停放一昼夜后的状态下测量,排放量必然会增加。

诸如此类,在如此严峻的状态下达标,可谓是迄今为止应对排放限制中较为严苛的一次,即便是经验丰富的久保田技术人员,对在逆境中创造“价值奇迹”的信心也并非很大。

但是,对于久保田而言,这也是一次史无前例的挑战。

虽然对于能否按期达标,久保田也有顾虑,但还是毅然决定为巴贾汽车公司接受挑战。

久保田逐一挖掘所有可能性

久保田并非第一次应对汽车(道路车辆)排放限制规定。

这一次,是继法国Aixam的微型客运车之后的第二例挑战。但是,当时Aixam是针对以轻负载使用的客运车型的排放限制,而巴贾汽车公司的三轮汽车,却要求进行满负载使用时的发动机调校。

为此久保田唯有单独针对该要求进行反复试验,最终得出数据。为使巴贾的三轮汽车符合BS3规定,久保田考量了30多项开发要点,在日本进行设计和试验,并于现场反复进行测试。

根据排气固定模式检测得出的理想化数据,与在实际中车辆瞬态行驶时所获得的实际燃烧时的数据,事实上存在很大差异。而在罗列的30多项开发要点中,实际上仅采用了14、15项。

此外,印度的官方排气检测机构位于海拔约620米的高处。如何弥补与日本在零海拔状态下开发产品的差异性,成为久保田面临的一大课题。久保田专业人员面对未知,通过各种方法来推进测试开发工作。

应对车辆的排放限制,如不实际尝试就无法消除盲点。经过反复测试,和各种可能性的预判,久保田人凭着韧劲勇于接受挑战,反复奔波于日本与印度,尽最大努力认真寻求解决问题的方法。

当时,卧式柴油机部门共有10名技术人员。通过共享信息,积极思考;打破常规,不断推进开发工作的进程。此外,当时该部门除了需要应对印度的BS3外,还同时在推进日本、泰国及印尼各国的开发课题,以 “全面的敬业精神”鞭策前行,而印度的调校工作更加艰巨。

艰难的试验反复演练,期限则步步紧逼。在到达期限之前,巴贾设置了几个分阶段目标,久保田逐一攻克,在突破目标数值的同时,始终不断推进开发与测试工作。

最后一个关键目标,是如何“使10台量产发动机满足NOx+HC85%以下、PM75%以下的规定标准”。相关人员屏息凝神等待着测试结果,最终10台发动机的数值全部达标,完成了既定目标。巴贾汽车公司的技术负责人用“极其出色!”盛赞了久保田付出的努力。

今天仍在全世界驰骋的成果

取得BS3认证后,久保田与巴贾汽车公司的合同也于2013年3月圆满完成,但秉承久保田技术优良DNA的发动机,至今仍在印度被业界赞誉不绝。

印度与日本的商业文化有较大差异,巴贾汽车公司偏向于欧美风格,推行冷静、干练的智慧型商务模式,技术部门也完全采用了欧美式的分工体制,虽然这点与日本存在一定文化差异,但面对技术难关,两国人员共同面对,无话不谈,在交流中加深了友谊,构筑了超越商务层面的信赖关系。

环境规定要求,满足严格的环保数据。

在数据的背后,不仅仅是轰轰烈烈的研发创新和解决方案,更是无数次跌倒与爬起,久保田用脚踏实地的工作风格,升华了日本与印度两国间的商务关系,而所有这些,如涓涓细流汇聚成的品牌故事,无以言表,更无法量化。

秉承久保田技术菁华的的巴贾汽车公司三轮汽车(柴油版), 已累计投入市场超过100万台,今天依然活跃于世界的不同角落,载着乘客和货物,为全球人们的生活添色增彩。