在非公路用设备领域，发动机往往是讨论的焦点。然而，对于许多原始设备制造商（OEM）而言，最大的技术风险和成本敞口不仅在于发动机本身，还在于发动机周围的组件。
五十铃汽车美国公司位于密歇根州威克瑟姆的技术中心冷却性能、后处理集成、布线、尿素管路、振动特性和包装限制通常是导致项目进展缓慢的地方，特别是对于专用或小批量生产的机器而言。
五十铃汽车美国公司正是在这样的背景下开发了其动力单元项目。
该公司不仅供应发动机，还在其位于密歇根州威克瑟姆的技术工厂设计和验证动力装置和模块化附件系统。
其目标不是取代 OEM 工程，而是承担一部分集成和验证工作，这些工作经常会延迟产品发布并增加下游风险。
五十铃汽车美国公司工程、服务和售后执行总监 Cody Garcelon 认为，这种做法是对设备实际开发方式的一种务实回应。
“对我来说，整个讨论的核心在于我们通过预先验证动力单元、附件套件以及从线束和控制面板到冷却组件、空气滤清器和发动机支架等基本系统等所有部件所提供的附加值，”他说。
一体化作为限制因素
对于许多设备制造商而言，集成是机器开发过程中资源消耗最大的阶段。
即使对引擎平台有了充分的了解，周围的系统也必须在主机的限制范围内进行设计、采购、打包和验证。
对于没有大型内部测试设施的小型组织而言，这项工作通常依赖于原型制作和现场测试。
五十铃提供的4J预验证发电机组就绪型动力单元Garcelon 表示，五十铃的做法旨在减少额外的和/或重复性的工作。
“我们有很多散件，而且发动机在交付时并没有直接集成，”他说道，并补充说，避免预先固定的布局意味着五十铃可以在系统交付给客户之前，针对许多不同的应用场景进行配置。
预先设计好的配件套件的实际好处在于，原始设备制造商 (OEM) 无需从头开始设计通用子系统。正如加塞隆所说：“例如，OEM 无需设计线束、空气滤清器支架、机油和燃油滤清器支架和/或排气尾管。”
虽然这些部分很少成为头条新闻，但它们往往是发生最后一刻变化的地方，会对进度安排产生不利影响。
Garcelon表示，这种方法可以使全球最大的OEM厂商受益，但对产量较小的制造商尤其有利。
他说：“大多数人想到OEM厂商，就会想到卡特彼勒或约翰迪尔这样的公司。但我们现在谈论的是每年采购100到500台发动机的客户。” 这些公司生产的技术要求很高的机器，但规模不够大，无法负担专门的集成和验证基础设施。
基于测量性能的验证
该计划的核心要素是对设备在发动机运行的整个范围内（从怠速到满负荷）进行受控验证，加塞隆明确区分了对理论的自信和拥有实际测量数据之间的区别。
他说：“没有理论，也没有推断。我们正在收集所有关键系统都已安装的真实世界数据。”
加塞隆举例说：“如果一台机器中的液压泵只需要 50 马力，而发动机的额定功率为 70 马力，那么你就无法让发动机和相关系统满负荷运转。”
因此，OEM厂商可能缺乏额定功率下的热裕度或后处理性能数据。
科迪·加塞隆，五十铃汽车美国公司工程、服务和售后执行总监他说：“在我们的威克瑟姆工厂，我们可以测试完整的动力装置，测试其在全功率输出下或在发动机功率和速度范围内的任何状态。”
对所有动力单元系统进行全面验证的工作量可能相当大。Garcelon 表示，对于一些配备 SCR（选择性催化还原）装置的组件，可能需要更长的测试时间。
对于生产几十台（甚至几百台）而不是几千台设备的原始设备制造商 (OEM) 来说，在内部复制这种级别的受控测试很少是可行的。
采用模块化系统而非固定软件包
五十铃汽车美国公司的动力单元战略并非仅限于交钥匙总成。该项目围绕模块化、经过验证的系统构建，这些系统可以单独采用。冷却组件、进气系统、排气系统、线束和安装支架均以独立套件的形式提供。
“一旦电源单元正式上市销售，您就可以上网查看所有套件，”加塞隆说。“您可以查看任何一个套件，并检查其兼容性、物料清单和图片。”
对于原始设备制造商 (OEM) 而言，兼容性信息与硬件本身同样重要。面临进度压力的工程团队可以采用成熟的系统，而无需在开发后期延长设计周期。
Garcelon 表示，这种潜在的难题通常可以从“数天甚至数周的设计和验证”缩短到“几个小时”。
但他承认，并非所有风险都能在安装前消除。“例如，如果不把系统中的所有部件，包括机器部分，就无法验证振动情况。”他说道。
然而，预验证可以缩小不确定性，从而减少引擎安装到主机后需要解决的变量。
低音量下的响应速度
另一个区别在于响应速度。加塞隆表示，五十铃汽车美国公司的做法与主要服务于大批量客户的供应商有所不同。
该组织的经销商网络通常为众多年销量相对较小的客户提供支持，这改变了工程支持的经济效益。
五十铃出品的6小时预验证发电机组就绪型动力单元例如，加塞隆描述了一次安装审查，其中在流程后期发现了一个轻微的包装冲突。
工程团队没有启动漫长的重新设计流程，而是在当天就制造出了改进后的组件。
他说：“我们第二天就把新部件寄了出去，一周或更短的周转时间是常态，而不是例外。”
对于原型制作能力有限的原始设备制造商 (OEM) 而言，快速解决小问题的能力可以防止轻微的集成问题演变成发布延迟。
“预先验证”在实践中的含义
对于最终用户而言，验证背后的技术细节大多是不可见的。加塞隆简单地解释道：
“从最终用户的角度来看，预验证意味着五十铃对我们所做的工作负责，因为我们正在尽一切努力满足严格的标准——确保产品符合排放和耐久性标准。”
对于车队运营商和租赁公司而言，这意味着他们有信心该软件包已经过测试，符合各种运行条件的标准。
他说：“他们知道自己得到的是经过现实世界验证的东西。”
这与建筑和租赁行业的更广泛趋势相一致，在这些行业中，总拥有成本和正常运行时间越来越比初始购买价格的考虑因素更为重要。
变速应用会增加复杂性。
尽管发电机仍然是一个重要的领域，但加塞隆指出，增长和技术复杂性越来越集中在泵和液压动力单元等变速应用领域。
“发电机组是相对简单的机器，”他说。“转速固定，每转1800转，而且通常要长时间运行。”
变速设备可在更宽的速度和负载范围内运行，对冷却、后处理和振动控制提出了更高的要求。
据加塞隆称，五十铃汽车美国公司动力总成部门近期的增长主要集中在变速器领域。
尽管验证要求保持一致，并且测试涵盖了基本内容，但通常还需要额外的时间在实际机器中进行振动测试。
五十铃汽车美国公司提供的适用于发电机组的动力单元系列除了工程技术之外，动力总成部门采取的方法还支持供应商整合和零部件标准化。
Garcelon 表示，在多个应用中使用通用电源单元和附件套件组件是有益的，只需进行有针对性的修改，而不是独特的设计。
“对于采购量较小的分销商来说，整合供应商是一个很大的优势，”他说。
在供应链波动性依然令人担忧的环境下，减少零部件差异还可以提高可用性并简化服务支持。
工程努力的重新分配
五十铃汽车美国公司的动力单元计划反映的是责任的重新分配，而不是发动机技术的根本性转变。
通过将更多的集成和验证工作向上游推进，该公司旨在缩短 OEM 开发周期，降低后期风险，特别是对于小批量和专用设备而言。
对于原始设备制造商 (OEM) 而言，在 Wixom 工厂进行的验证工作的价值主要体现在节省时间和减少不确定性上。
对于最终用户而言，其价值在于了解整个系统已在受控条件下进行测试，并得到一致的支持。
对于 Garcelon 而言，目标很明确：“我们加快 OEM 客户的产品上市速度，同时提供始终如一的高质量产品。”
在技术复杂性不断提高而工程资源仍然有限的行业中，这种基于实际绩效而非理论和假设的加速发展可能会变得越来越重要。
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本文由KHL内容工作室与五十铃汽车美国公司的专家合作撰写。
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所有图片均由五十铃汽车美国公司提供。
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