黄成海：自主研发出流程

黄成海，一汽解放动力总成事业部副总经理兼战略与MKT部部长，享受国务院政府特殊津贴专家。

1966年，黄成海出生在江苏启东。1972年随父亲到北京，在那里念完小学和初二后，1979年回江苏念初三和高中。1983年，考入江苏工学院（现在的江苏大学）动力机械工程系内燃机设计制造专业。1987年7月毕业，分配进入锡柴。

在锡柴一干就是30多年。黄成海先后从事柴油机产品设计、开发、试验、销售、进出口贸易、技术改造、战略规划和投资等工作。1988-1997年，他先后参与设计开发X4125、4110、4113型产品。1998-2002年，组织开发国家重点新产品CA6DF1、CA6DF2和CA4DF2。

自1999年起，作为主要开发人员，黄成海参与了CA6DL研发全过程。在产品设计阶段，他作为驻外项目经理驻奥地利一年多。CA6DL是一汽锡柴自主研发的国内第一台拥有自主知识产权，具有国际先进水平的四气门大功率重型柴油机。在CA6DL基础上，锡柴继续开发CA6DL欧Ⅲ电控共轨柴油机，填补了国内四气门电控共轨欧Ⅲ柴油机空白。

因业绩突出，黄成海于2003年被锡柴授予科技功臣，2010年获得一汽集团科技创新一等奖。2007年，获得国务院授予的国家科学技术进步奖二等奖。2013年，获得国务院授予的制造事业突出贡献奖。

2017年，一汽集团大改革后，黄成海担任一汽解放发动机事业部副总经理兼前瞻技术研究院院长，负责前瞻技术研究、天然气发动机 和共轨系统开发。2022年11月9日，任一汽解放动力总成事业部副总经理兼战略与MKT部部长。

▎初进锡柴

1983年，我考入江苏工学院动力机械工程系内燃机设计制造专业。学校比较重视学生的专业兴趣，安排动力系主任高宗英教授做专业教育，那时，高教授刚从奥地利格拉茨工业大学留学回国，他给我们介绍内燃机发展前景。李德桃教授也做过类似工作。两位教授虽然在教学理念上有差别，但对培养我们的专业兴趣起到很大作用。

内燃机专业性强，师资力量有限，学校规定单届单班双届双班。读大四时，我被保送本校研究生，但因体检查出先天性心脏病而作罢。如果留校读研，我可能经历另一种人生。

内燃机专业实习在无锡。当时，无锡有很多工厂，包括发动机厂和零部件企业，比如锡柴厂、动力机厂（生产增压器）、汽油机厂、活塞厂、油泵油嘴厂等，我们每天去一家。这让我们受益匪浅，至少知道中国内燃机行业所处水平及地位。

1987年大学毕业，我被分配到锡柴厂。大学生进厂先实习半年。内燃机专业毕业生大都安排到装配车间，管理和机械加工专业的就到加工车间。装配车间生产不均衡，往往是月初没活干，月底加班忙，工人算加班，实习则不算。大家集体去找车间领导，没得到解决，有一天中午正好碰到张（翁午）厂长在食堂吃饭，就围着桌子跟他反映问题，事情很快得到解决。

那半年我感受颇深，对工人们的辛苦有了深刻理解，还结识了很多一线工人，后来我做设计、到装配车间服务，他们都愿意提供帮助。

1988年1月，实习期结束后，我被分配到设计科工作，先到产品实验室干半年，跟着工人一起装柴油机。那时没有电脑控制，做发动机耐久性实验要三班倒，我们4个大学生跟着4个师傅，轮班负责1000小时可靠性实验，时长两个月。这些老师傅技术水平很高，带我的师傅是产品实验室工段长。

设计科有四五十人，按照发动机缸径分成4个设计组，每组十几人。其中，300设计组负责300mm缸径船用发动机。110设计组负责车用发动机，即CA6110柴油机。120设计组负责120mm缸径农机工程机械发动机。再一个是机组设计组，负责发电机组。

从设计班组就可以看出，锡柴主要靠农机、汽车和船用发动机等三大支柱支撑。到底是以农机、工程机械、发电机组为导向，还是以车用发动机为导向？工厂内部是有争论的，因为当时锡柴要找饭吃，日子比较难过，企业到1990年出现了亏损。1991年，蒋彬洪厂长上任后，认为柴油机是中间产品，如果不进入大市场，很难有大发展，最终加入了一汽集团。

设计科当年进来7名大学生，我和王天灵到120设计组工作，他负责性能试验，我负责产品设计。锡柴老干部、老师傅对大学生很宽容，但对工作要求严格。我比较幸运，师傅让我学习过设计组几乎所有的设计文档，除锡柴博物馆保存的第一代产品没有接触外，我对第二代产品110系列、第三代产品120系列，包括125扩缸机型、120风冷柴油机等都非常熟悉，能感受到老一辈设计师做事的严谨。

我还获得一个机遇，是跟着另一个师傅负责110系列产品。110系列产品30年一贯制，到20世纪80年代末才正式停产。当时要出口印度尼西亚，根据当地政策，发动机CKD（全散件组装）或者SKD（半散件组装）才能免税，我们把发动机包装成CKD，再发到印度尼西亚，这样干了一年多。

在设计科4年半，印象较深的是设计新凸轮轴。这是设计组符（儒桐）高工负责的项目，他知道我在大学学过计算机辅助设计，便让我承担设计。设计凸轮轴要用计算机辅助设计优化算法，否则人工计算时间太长。锡柴有个计算机中心，有需要可申请用，我利用老师教的凸轮型线计算方法完成设计，给设计科领导留下一些印象。

▎转战销售

1991年，设计科提倡干部年轻化，50岁以上老工程师退居二线，年轻大学生开始承担重任。当年10月，我被提为120设计组组长。年底，蒋彬洪担任厂长后，提出要培养年轻干部，要从科技人才中提拔中层干部，明确设计科（产品设计）、工艺科（冷加工）、锻冶科（热加工）各推荐一名大学生。

设计科推荐了我。领导以为就在设计科任职，没想到蒋厂长说，让设计科的到销售部门锻炼，两个工艺部门的都到车间锻炼。这样，我到销售科当科长助理。当时销售分为国内销售、国外销售、配件销售和售后服务等4个部门，我先协助管理国内销售，因机缘巧合，后来又管过产品销售、售后服务和外贸。

刚转销售岗时，还真有些不适应。首先是心理不适应，我那时26岁，但要领导50多岁的老同志。当他们来请示工作或者沟通问题时，我还很有些不习惯。其次是跟原来产品设计相比，销售完全跨领域，同时还要面对售后服务。当时锡柴产品质量确实不过关，有时遇到用户上门吵闹，售后服务科老同志就会说，这个客户蛮刁蛮，我们先处理，处理不好再向你汇报跟进。

通过处理几起类似事情，我逐渐明白跟客户的相处之道。第一，要抱有同情心。第二，要真心帮他们解决问题。第三，要坚持原则。用户来解决问题，他希望更换柴油机，但如果只是小故障，换零件就能解决，那就要给他修好，这样既能保障工厂利益，又能让用户满意。

锡柴加入一汽集团后，一汽集团认为，锡柴销售模式不适应汽车行业需求，要求我们派人常驻（一汽集团）7个销售大区。1995年2月，锡柴成立销售公司，下设7个分公司，从中层干部中抽调7个人担任首批驻外经理，对接一汽集团大区制销售。某种程度上，这是锡柴从生产转向经营、向市场化发展的重要标志。

负责外贸期间，当时市场效益不好，国家鼓励企业走出去赚外汇。1992年，又恰逢小平同志南方谈话，要改革开放，要加强外贸。我们参加过几次广交会（中国进出口商品交易会，创办于1957年4月，每年春秋两季在广州举办）。农机工程机械不让进馆，设在广交会南广场上，工程机械在外面展示，合作洽谈就在临时展棚里进行。

锡柴也有出口，将1250千瓦发电机组出口到印度尼西亚。项目由新加坡一个贸易商代理，他在印度尼西亚有个纺织厂，因工厂电力供应紧张，要自建发电机组。锡柴发电机组卖得比欧美产品便宜，当时一个机组售价100多万元，客户购买了8台发电机组，反映有很多小毛病。

1994年，我们到印度尼西亚走访客户调查情况。东南亚没有基础工业，对方购买发电机组时考虑到，日本产品较贵，但可靠性好；中国产品性价比高，但可靠性差，因此提出派人常驻，做好服务。锡柴派出工程技师常驻印度尼西亚，当地治安不太好，外派人员只能待在厂区里，生活单调，很是辛苦。最糟糕的是当地没有配件，配件要从国内运过去。

那次走访，我们决定在当地建一个配件销售点，为（印度尼西亚）雅加达和万隆提供服务，让机组保证生产运营。

我在销售公司3年，组织机构发生过几次变化。1992年叫销售科，1993年（加入一汽集团后）成为销售处，我是副处长。1995年成立销售公司，我是经理，负责外贸。这3年，无论是知识面，还是领导能力，都有较大提升。

▎从自然吸气到电控共轨

1995年12月，我调任柴研所产品研究室副主任，又回到研发领域。（柴研所产品研究室）主任和副主任都是原设计科的老领导。锡柴正好要开发4110四缸柴油机配轻卡，我便分管四缸机开发。锡柴的产品开发组织机构做过多次调整。

1997年，柴研所一拆为二，分出技术处，主要负责工艺技术。1999年底，又整合成立技术中心，我担任技术中心副主任兼柴研所副所长。2000年10月，锡柴以大部制的形式进行机构改革，设立“六部一室”，成立研发部，当时我正在奥地利，写好竞聘报告发邮件回国，委托技术中心同事代读。机构调整后，研发部设立一正一副一助理，我担任副部长，分管产品，向钱（恒荣）总汇报。

从1998年到2002年，我主要参加CA6DF1、CA6DF2和CA4DF2柴油机研发。CA6DF1是在CA6110基础上做增压和增压中冷，功率指标达到280马力，比CA6110增加一倍。这个项目按一汽集团产品开发领域设立主查，我的老领导程尔昌和许宗尧担任主查，他俩经验丰富。其中，许宗尧负责新产品研发，程尔昌负责产品配套和生产服务工作。

CA6DF2是CA6DF1的升级版本，CA6DF1满足欧Ⅰ排放标准，CA6DF2满足欧Ⅱ/国二排放标准。排放标准升级，氮氧化物排放指标收紧，因此，燃烧室、燃油系统都要进行改进。我们通过优化燃烧室，提升燃油系统的喷射压力，降低燃烧产生的氮氧化物，以此满足排放要求。燃油系统中的喷油泵问题是一道难题。

当时无锡泵所（无锡油泵油嘴研究所）还不归锡柴管理，我们装配的是威孚油泵和龙口油泵，将原来PW泵用P7100喷油泵替代。通过技术攻关，P7100喷油泵喷射压力增加到1000个大气压，问题得以解决。

CA4DF2是在CA6DF2基础上，针对中卡及轻型车市场开发的系列四缸机，功率140马力，可替代CA6110自然吸气发动机。四缸机开发难点在于平衡，因为二阶惯性力，发动机振动较大。再加上货车是平头车，发动机装在驾驶室下面，司机容易感受到振动。这就要求我们解决好悬置，把隔振做好。至此，锡柴完成从自然吸气式柴油机到增压和增压中冷柴油机的跨越。

而啃下电控共轨这块硬骨头，完成从传统机械式发动机向电控共轨重型柴油机的突破，则是又一个具有里程碑意义的跨越。

2003年，我担任研发部部长。2004年，我担任主查兼研发部部长，主查相当于副总工程师。钱总分管产品、工艺和技改，我协助他管部分技术。其间，作为CA6DL欧Ⅲ电控共轨项目负责人，我自主完成无EGR条件下，机内净化燃烧系统的设计与研发，以及发动机台架标定和整车标定工作，掌握了电控重型柴油机开发技术。

欧洲技术路线采用电控共轨。燃油系统从机械控制升级到电子控制很难，从机械泵升到电控共轨，对燃油要求较高。电控喷嘴非常精密，燃油中不能有任何杂质，否则容易堵塞。在国二排放阶段，堵塞后可以拆开清洗，再装上去也没问题，行业术语叫洗油嘴。但到国三排放阶段，电磁阀拆下来再装上就不对了，需要到专业的维修站进行测试校正。

对电控共轨产品，用户反馈喷嘴容易坏，不太能接受，后来我们了解到，原因在于他们对滤清器不太重视，这是一方面。另一方面，国家当时没有明确的排放法规升级时间表，大家都比较犹豫。中国重汽装配了日本电装的电控共轨，但电装认为，中国有可能不普及电控共轨，因此没有在中国建生产线。中国重汽拿不到足够的电控共轨，市场形势急转直下，便采用直列泵+外置EGR技术路线。

EGR指废气再循环（Exhaust Gas Recirculation），是一种降低氮氧化物排放的技术。因故障率少，中国用户更倾向于直列泵+EGR技术。锡柴面临产品难销局面，蒋厂长和钱总要求我们解决这个问题。当时外置EGR技术故障率也很高，我们以前出国访问日本电装公司时曾经请教过，在国三阶段，为什么欧洲不用EGR技术，而日本要用EGR技术？电装告诉我们，EGR可以降低油耗。

面对国三排放升级以及老6DF产品升级需求，我让主任工程师高治宏做过内置EGR课题，在发动机运转过程中，凸轮轴的一个凸起稍微把排气门再开启一点，让废气回到缸内。课题获得的成果是，内置EGR能降低1~2克油耗。

市场形势不容乐观。既要符合法规，又要满足市场需求，我们就通过两种技术来实现目标：一种基于内置EGR技术，一种是把喷油泵的喷射压力适当提高，达到国三排放标准。CA6DL四气门内部燃烧好于两气门，通过直列泵+内置EGR，同时对喷油泵的柱塞增加一个顶部间隙倒角，根据不同时刻喷射，尽量推迟喷油，以此降低缸内NOX排放。

这样做下来，成本增加不多，但用户使用体验更好，燃油适应性也更好。这个项目是中国第一个投入批量生产的直列泵+内置EGR欧Ⅲ柴油机，产品推出后，支撑了一汽解放后面几年的销售。

▎联合开发CA6DL

产品是企业的最终竞争力。6DF在开发过程中遇到的一些问题，解决时间较长，很难快速提升产品力。加之从计划经济转向市场经济，企业外部竞争压力增大。这种情况下，从1998年开始，蒋厂长就和产品开发领域讨论：如何让锡柴产品换代升级？

产品换代升级主要有三条路径。第一条是技术引进。1991年，锡柴跟康明斯谈过合资合作，但没有成功。第二条是逆向开发，就像上柴D6114仿制康明斯C8.3那样。第三条是自主开发，当时锡柴设计部只有50多人，开发能力较弱。

蒋厂长坚持自主开发。这时CA6110已经到生命周期尾期，需要换代升级，但考虑到柴油机技术难度，大家认为还是走联合开发路线更好。

这就是CA6DL诞生的大背景。CA6DL是一汽锡柴自主研发的国内第一台拥有自主知识产权、具有国际先进水平的四气门大功率重型柴油发动机。我参与了研发全过程。

1997年，一汽锡柴经营状况稍好，我们就跟奥地利AVL公司合作一个技术咨询项目，把6113型自然吸气发动机做到180马力。但项目进展并不顺利。一方面，AVL公司所提零部件设计要求，我们的工艺做不到。另一方面，按照技术分工，双方配合时存在差距，比如国外使用CAE仿真设计，而我们还在手工画图，CAE仿真设计刚起步，赶不上进度。

我们认为，如果跟AVL公司合作，对他提出的要求，我们又无法达到，那也不能算成功。同期我们也找过其他一些咨询公司，少花钱但先走一步，但这些公司都不愿意承诺产品能成功。蒋厂长的意见是，我们不能只做技术咨询，一定要让产品成功。

6113咨询项目结束后，我们跟AVL公司谈下一步合作。其副总裁莫泽（Moser）博士刚从道依茨转战AVL公司，他说，要保证产品成功，就要以产品导向来开发。锡柴下定决心跟AVL公司合作，联合开发新一代重型柴油机，动力指标300马力，爆发压力目标160个大气压，而当时柴油机爆发压力为100~120个大气压。

我们的策略是，产品设计由一汽锡柴与AVL公司在奥地利完成，设计全过程严格遵照国际设计理念和设计方法。1999年5月，我们跟AVL公司签订合作框架协议，就CA6DL项目签订开发目标和技术协议。

蒋厂长的目的不只是做一个项目，他希望我们跟着AVL公司一起干，掌握他们的开发流程和方法。他给我们下达的任务是出产品、出人才，掌握开发技术。后来，竺（延风）总对CA6DL项目提出更高目标，要求“出产品、出机制、出流程、出人才”。

1999年10月，锡柴将王一江、王亚伟和我作为第一批设计人员，派驻奥地利进行概念设计。

王亚伟来自无锡泵所，曾留学德国，德语和英语都不错，主要承担翻译工作，此外，他在凸轮轴仿真计算方面也有经验。王一江是主任工程师，负责总布置和性能开发。我是驻奥地利项目经理。CA6DL项目经理是钱总，我每周写材料，向他汇报进展情况。王亚伟在奥地利待了3个月，王一江待了半年多，我的时间最长，待了一年多。

前期每次跟AVL公司沟通，都是我们3个人一起，以我为主。有些内容我先讲汉语，王亚伟再翻译，项目启动3个月后，我们基本过了语言关。

在这之前，咨询项目签订后，锡柴对设计科30多人进行强化英语培训，每周上两次课，主要培训口语和听力。

虽然前方只有3个人，但在锡柴后方，有一个由七八个人组成的支持团队。发动机极其专业，涉及仿真计算、设计和未来生产线方案，需要经过内部研讨，牵头人是许宗尧。我们把文件发回国，后方团队学习理解，从各自专业方向提出不同意见，再整理成邮件发给我们。我们综合这些意见后，再跟AVL公司沟通，让设计方案更完善。

CA6DL项目推进的同时，1999年，一汽集团开始跟奔驰谈合资。奔驰方面提出，如果合资，可提供OM906发动机，功率达到270~300马力，但整车要挂奔驰LOGO。一汽集团认为，一汽是中国汽车工业长子，解放是新中国第一个汽车品牌，不管是从企业角度，还是从政治角度，如果放弃解放品牌，都说不过去。双方谈判失败。

这个过程中，也有人提出，CA6DL项目能不能停？蒋厂长认为，一汽锡柴这么做，是为一汽集团谈判做筹码。因此，1999-2000年，一汽集团跟奔驰谈判期间，CA6DL发动机成为重要筹码。

▎设计与试制

2000年6月，我和AVL公司项目负责人、主设计师纳亘专程到中国，向一汽集团专务经理郭谦，长春汽车研究所副所长康展权、主查李骏汇报开发方案。纳亘主汇报，我做补充。

大家认为，开发方案已经基本达到当初设想目标，即功率达到300马力，满足国二排放标准。根据国家规划，国二标准到2003年实施，我们提前4年做准备。

不仅如此，设计方案还考虑到应用共轨系统后，满足国三和国四排放需求。为此，我们特意到德国斯图加特，跟马勒公司和博世集团探讨燃油系统、活塞方案，希望他们共同参与研发。AVL公司做整合设计，很多零部件需要供应商提供技术方案。AVL公司也做了大量工作，他们告诉欧洲零部件供应商，CA6DL是一汽集团未来产品，如果提供设计方案，上量后就等于打开了中国市场。

我驻奥地利期间，每当一个项目或者一个零部件与供应商谈不通时，AVL公司首先邀请对方到奥地利，向他们介绍技术方案，我们再跟AVL公司到对方公司敲定方案。这让我有机会接触到很多零部件供应商，既看到像博世这样的跨国公司，也看到一些作坊式工厂，尤其是后者，让我感觉到中国零部件企业差距并不太大，只要努力就有机会赶上去。还有些铸造厂条件虽然不是很好，但工人们的敬业精神很值得学习。

2000年1月，锡柴派出第二批设计人员到奥地利，进行柴油机方案设计。开发方案得到一汽集团认可后，将CA6DL项目纳入一汽技术中心管理。当年7月，第三批设计人员，包括一汽技术中心整车和发动机设计人员，到奥地利进行柴油机详图设计。AVL公司做方案设计，我们画详图，画完他们审阅，对一些详细公差、材料和工艺要求，我们做好标注。他们审核后，有问题再互相沟通。经过这个过程，我们学到了设计流程和方法。

2000年10月，总体概念设计、方案设计、详细图纸设计和整车配套设计完成，最终设计评审在奥地利斯太尔小镇进行，我印象很深，那次去了很多人，包括技术、工艺和采购等近20人。终审通过后，AVL公司租了一辆大巴，把我们20多人从斯太尔小镇拉到格拉茨市，AVL公司李斯特（List）总裁、莫泽（Moser）副总裁出席了阶段验收协议签字仪式。

为加快进程，试制工作在详图设计阶段同步推进，要求6个月内完成。

2000年10月全部图纸发送完毕，实际到2001年6月底，我们才完成试制，做出样机。

试制主要有3大难点。第一个难点是缸盖。在这之前，我们只做过两气门（柴油机）缸盖，铸造砂芯不会断，变成四气门后，铸造砂芯很小，局部只有10毫米或者6毫米，搬运过程中容易断掉，浇铁水进去也容易冲断。

国内也曾试制过四气门缸盖，两个气门之间被铁水堵死。锡柴曾在300mm缸径上做过四气门，当时主要得益于大缸径和当中的大油嘴，但车用柴油机体积变得紧凑后，做起来难度很大。

AVL公司建议让英国GW公司试制，这个公司专门为赛车或者大公司试制新产品，并一直和AVL公司联合开发新产品和科研项目试制。我们直接跟AVL公司签订试制合同，AVL公司再跟英国GW公司签，确保对方提供合格缸盖。其间，我还特地去过一次英国，一是确认由英国GW公司试制，二是跟着AVL公司到英国，跟对方做技术交流，确定缸盖工艺参数。

第二个难点是曲轴。曲轴锻模到底怎么锻？国内的传统工艺先把曲轴平锻，再以不同角度进行扭拐。AVL公司推荐使用立体分模工艺，钢坯进去锻造曲轴时，六缸机有不同角度，120度布置一个曲拐。当时国内这方面工艺还不太成熟，AVL公司向我们推荐国内供应商丹东五一八曲轴厂，我们同时也找过其他国内外供应商，比如印度巴拉特锻造公司（Bharat Forge），主要给欧美汽车企业生产曲轴。

曲轴样品由丹东五一八曲轴厂提供，磨削在锡柴中试车间进行。批量生产后，考虑到曲轴生产有风险，确定由蒂森克虏伯巴西工厂生产一部分，巴西工厂报价跟国内差不多，因材料价格和人工成本相对较低。后来，我们在长春基地投了一条曲轴生产线。

第三个难点是曲轴油孔的倒角工艺。原来我们用人工砂轮磨倒角，AVL公司认为，只要是人工就会犯错，应该通过机加工把倒角磨到位，他们向我们推荐了一家欧洲工厂。这个问题双方探讨了很久，争论较大的是曲轴和缸盖的锻造、铸造工艺和机加工工艺。

CA6DL项目带动了一批本土零部件供应商发展。蒂森克虏伯跟锡柴合作时，曾想收购天润曲轴（天润曲轴股份有限公司，前身为山东文登曲轴厂），但何光远部长（机械工业部原部长）认为，曲轴是核心零部件，不能被外资收购。后来天润曲轴获得国家银行贷款，新建锻造线和机加工磨削线，现已成为一家上市公司。蒂森克虏伯收购未果，在南京建独资企业，后期因为价格偏高，市场份额逐步被天润曲轴吞食。

还有滨州活塞厂（山东渤海活塞有限公司）。2003-2005年开发CA6DL2时，因压缩比较低，需要采用钢活塞。我们最早让马勒（德国马勒公司）配套，滨州活塞厂看到机遇，也上马钢活塞。CA6DL2国产化后，我们开始让滨州活塞厂配套，逐步提升其钢活塞能力。

这个过程中，有些零部件供应商没有下定决心，他们认为CA6DL前景不明晰，不肯花本钱投设备。蒋厂长给采购部下令，不合格产品坚决不用，采购部给各供应商下军令状。各供应商有的采用试制手段，有的投新产线来满足CA6DL产品要求，因此带动一大批零部件企业投产线。