中國重型汽車變速器制造研發(fā)技術(shù)的發(fā)展與展望

中國重型汽車變速器制造研發(fā)技術(shù)的發(fā)展與展望

改革開放30年來，隨著中國重型汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，重型汽車汽車汽車服務(wù)提高，創(chuàng)造和研發(fā)技術(shù)取得了令人矚目的成就。適應(yīng)中國國情，發(fā)明了一系列新產(chǎn)品，為重型汽車的現(xiàn)代化提供了基礎(chǔ)保障。變速器是汽車傳動(dòng)系中的重要組成部分,其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與整車技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。20世紀(jì)80年代,國內(nèi)重型汽車變速器產(chǎn)品技術(shù)主要引進(jìn)于美國、德國和日本,通過對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收,目前國內(nèi)主要變速器制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、制造水平、試驗(yàn)?zāi)芰?、質(zhì)量控制等方面均已走上集成創(chuàng)新和自主創(chuàng)新之路。尤其近10年來,隨著國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,重型汽車贏得了更加廣闊的發(fā)展空間,連年保持高速增長(zhǎng)的勢(shì)頭,年銷量已從10年前的20多萬輛增長(zhǎng)到現(xiàn)在的90多萬輛,整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大四倍之多。高速發(fā)展的重型載貨汽車市場(chǎng),為變速器等零部件行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展提供了良好機(jī)遇。國內(nèi)配置重型汽車的機(jī)械式變速器主要有兩大類,一類是雙中間軸變速器,另一類是單中間軸變速器。目前,國內(nèi)變速器企業(yè)多以單中間軸變速器為主打,法士特是其中惟一一家以雙中間軸系列變速器為主導(dǎo)、以單中間軸系列變速器為輔助,并實(shí)現(xiàn)全系列、多擋位汽車變速器優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)發(fā)展的企業(yè)。法士特是我國最早研制生產(chǎn)雙中間軸變速器的企業(yè),20世紀(jì)80年代中期,為加快我國重型汽車工業(yè)的發(fā)展,法士特通過引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的雙中間軸重型變速器,迅速成為我國重型汽車工業(yè)的主流產(chǎn)品。當(dāng)初法士特引進(jìn)的雙中間軸變速器產(chǎn)品,只有一個(gè)系列三個(gè)品種。歷經(jīng)20多年的創(chuàng)新、發(fā)展,法士特在雙中間軸變速器的設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)、試驗(yàn)和創(chuàng)新領(lǐng)域積累了大量成功的經(jīng)驗(yàn),自主開發(fā)和創(chuàng)新開發(fā)的雙中間軸變速器已達(dá)到30多個(gè)系列、數(shù)百個(gè)品種,在6～16擋變速器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全方位覆蓋,廣泛匹配于輸入扭矩300～3000N·m、載重量2～60t之間的各種車型,并廣泛出口到美國、德國、日本、澳大利亞、白俄羅斯、南美、東南亞等十多個(gè)國家和地區(qū),實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品科學(xué)化、多元化、系列化、全方位發(fā)展。其中,部分自主創(chuàng)新產(chǎn)品在關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)方面具備明顯領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),不僅打破了跨國公司構(gòu)筑的知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘,而且形成了規(guī)模發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。近年來,隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新性要求的增長(zhǎng)和大功率變速器需求比重的持續(xù)上升,法士特雙中間軸重型變速器產(chǎn)銷量連年以倍增的速度高速增長(zhǎng),已連續(xù)五年穩(wěn)居世界第一,成為引領(lǐng)市場(chǎng)需求的主導(dǎo)。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2011年上半年,中國重型載貨汽車合計(jì)銷售58.24萬輛。而同期法士特重型變速器的銷量為49.1萬臺(tái),同比增長(zhǎng)108.6%,市場(chǎng)占有率高達(dá)80%。2011年前10個(gè)月,法士特集團(tuán)各項(xiàng)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)再創(chuàng)歷史新高,產(chǎn)銷收入雙雙突破100億元大關(guān)。預(yù)計(jì)全年產(chǎn)銷收入將達(dá)到120億元,產(chǎn)銷變速器將突破85萬臺(tái)。雙中間軸變速器和單中間軸變速器在結(jié)構(gòu)性能上各有優(yōu)勢(shì),也是國內(nèi)外使用最廣泛的兩種類型變速器。但在實(shí)踐中,受路況、工況和載荷等因素影響,雙中間軸變速器更適合中國國情,深受國內(nèi)用戶的青睞,法士特雙中間軸變速器在國內(nèi)市場(chǎng)近300萬臺(tái)的保有量充分證明了這一點(diǎn)。在重型汽車大功率化發(fā)展的同時(shí),為了更好地滿足與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配以及整車的動(dòng)力性能和爬坡等要求,不斷降低油耗,提高效率,重型變速器也在朝著多擋位、大速比、小級(jí)差的方向發(fā)展。目前,法士特變速器已從原來的6～9擋發(fā)展了12擋和16擋,速比范圍和級(jí)差更趨于科學(xué)化和合理化。因?yàn)閾蹰g級(jí)差是影響變速器換擋性能及與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配效果的重要因素之一,法士特自主研發(fā)的一系列大速比、小級(jí)差變速器新產(chǎn)品,備受用戶青睞。隨著國家新排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步實(shí)施,節(jié)能減排已經(jīng)凸現(xiàn)其重要意義。為滿足用戶對(duì)重型汽車高品質(zhì)化的要求,國內(nèi)各變速器廠家通過廣泛采用新材料、新技術(shù),不斷推出結(jié)構(gòu)更加緊湊的變速器總成,輕量化進(jìn)程不斷加快。其中法士特變速器在通過詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析和試驗(yàn)驗(yàn)證之后,率先推出了全鋁合金外殼變速器新產(chǎn)品,使單臺(tái)變速器重量減輕了100kg左右,為整車的輕量化、節(jié)能化提供了重要支持。此外,法士特雙中間軸變速器與單中間軸變速器的比較優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)由于采用了對(duì)稱布置的雙中間軸,使中間軸上每個(gè)齒輪施加給輸入軸齒輪和主軸齒輪的徑向力大小相等而方向相反。因此,輸入軸、主箱主軸、輸出軸只承受扭矩而不承受彎矩,這樣就從結(jié)構(gòu)上保證了雙中間軸變速器在設(shè)計(jì)時(shí)能夠減小中心距和各擋齒輪直徑,減窄齒輪寬度并減小各軸直徑,從而使變速器的軸向尺寸變短、重量降低。充分體現(xiàn)了中心距小、齒輪窄、承載能力大、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。由于消除了主軸彎曲變形引起的齒輪嚙合區(qū)的破壞,還有效降低了變速器齒輪嚙合的噪聲,全面提高了齒輪的壽命,進(jìn)一步延長(zhǎng)了變速器使用壽命。(2)法士特雙中間軸變速器廣泛采用主、副箱雙中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),有全同步器和嚙合套兩種配置,輸入扭矩400～2400N·m(其中國家發(fā)明專利產(chǎn)品大力金剛變速器副變速器設(shè)計(jì)為三中間軸結(jié)構(gòu),輸入扭矩1800～2600N·m)。主、副變速器齒輪受力均為1/2(其中大力金剛副變速器受力為1/3)。主軸及齒輪浮動(dòng)安裝,主軸齒輪與軸之間沒有滾針軸承,減少了變速器發(fā)熱及故障源,大大提高了工作可靠性和性價(jià)比。(3)模塊化組合,進(jìn)一步擴(kuò)展了零件通用性,可以根據(jù)使用工況提供不同的速比和級(jí)差。由于雙中間軸變速器比單中間軸變速器前進(jìn)擋多1～2個(gè)擋位,所以各擋之間的速比級(jí)差明顯小于單中間軸變速器,這有利于提高整車的加速性,可以使發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于最佳工作狀態(tài),大大降低整車的燃油消耗和污染排放。(4)法士特自主創(chuàng)新研發(fā)的所有雙中間軸變速器新產(chǎn)品,均采用了細(xì)高齒有限元設(shè)計(jì),齒部為非標(biāo)準(zhǔn)漸開線K形齒修形設(shè)計(jì),主箱配有高性能的雙錐面同步器,副箱配有大容量鎖銷式慣性同步器,使產(chǎn)品的可靠性及操縱性大大提高。同時(shí),其應(yīng)用AMT技術(shù)的變速器新產(chǎn)品已在多家主機(jī)廠進(jìn)入路試階段,取得了良好效果。(5)廣泛應(yīng)用新材料、新工藝、新技術(shù)和新裝備,加強(qiáng)高端技術(shù)人才的孵化和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的建設(shè),在創(chuàng)新能力、制造技術(shù)、研發(fā)水平、產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)配套體系等方面形成了新的突破,綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力穩(wěn)居行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。法士特雙中間軸變速器在匹配上還充分體現(xiàn)了以人為本、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的理念,可以根據(jù)用戶的使用要求選擇帶同步器或不帶同步器、安裝緩速器或不安裝緩速器;可匹配多種離合器殼體,滿足多種分離形式的使用需求。同時(shí),法士特雙中間軸變速器的取力形式多種多樣,能夠?qū)崿F(xiàn)前取力、后下取力、后上取力、底取力和側(cè)取力,最大限度地滿足了各行各業(yè)的特殊需求,廣泛匹配各種公路載重車、自卸車、牽引車、軍用重型越野車、汽車起重機(jī)、大型消防車、機(jī)場(chǎng)加油車、混凝土攪拌車、鐵路軌道車等專用車輛和特種車輛。從法士特雙中間軸變