我国重型汽车车桥历史、现状及发展趋势?设计?计算?研究?我国重型汽车车桥历史,现状及发展趋势郑娟英(陕西汉德车桥有限公司)摘要:简要介绍我国重型汽车车桥的发展历史和现状,主要制造商及其产品,技术发展水平,对比国外先进车桥技术,分析和总结我国重型汽车车桥的发展趋势及发展对策.关键词:重型车桥轮边减速器单级减速驱动桥发展趋势Thehistory,statusquoanddevelopmentdirectionofourcountry'Sheavy-dutyaxleZhengJuanyingSHAANXIHANDEAXLECO.,LTDAbstract:Introducingthehistoryandstatusquoofourcountry'Sheavy—dutyaxle,mainmanufacturerandproduction,technologylevel,contrastingadvancedtechnologyofoverseasheavy—dutyaxle,analyzingandsumming—updevelopmentdirectionandcountermeasureofourcountry'Sheavy-dutyaxle.Keywords:heavy??dutyaxleplanetary??reductionsinglereductiondriveaxledevelopment direction重型汽车通常是指总重大于15吨的重型卡车,军用越野汽车以及长度大于10米的大客车等产品.根据以上重型汽车的划分标准及我国轴荷相关法律,法规的要求,通常所谓的重型车桥是指轴荷10吨以上,单桥牵引力大于25吨的车桥产品.无论从价格还是技术层面上,重型车桥是重型汽车比肩发动机和驾驶室的三大核心总成之一,承受着汽车的满载簧上荷重及地面经车轮,车架或承载式车身经悬架给与的铅锤力,纵向力,横向力及其力矩,以及冲击载荷;驱动桥还传递着传动系中的最大扭矩,桥壳还承受着反作用力矩.汽车车桥的结构形式和设计参数除对汽车的可靠性与耐久性有重要影响外,也对汽车的行驶性能如动力性,经济性,平顺性,通过性,机动性和操纵稳定性等有直接关系.因此,车桥对整车极其重要,重型车桥的技术水平直接影响着重型汽车的技术水平,可靠性. 2010年第2期1.我国重型商用车桥产品的发展历程及目前的情况我国重型车桥按照结构划分,主要有两种,一种是带轮边减速器的双级减速驱动桥,主要技术以上世纪80年代引进的STEYR技术为典型代表;另一种是单级减速驱动桥,主要技术以日产柴技术为代表的东风460和解放457.1.1.我国重型商用车桥产品的发展历程随着上世纪80年代,为解决我国汽车行业"缺重少轻"现象,当时中国重型汽车集团公司引进奥地利STEYR汽车公司的9l系列重型汽车,重型STEYR车桥产品也随之进入我国,目前该产品已经成为我国重型车桥市场的主流产品.上世纪90年代,解放和东风公司相继引进日产柴技术,成功开发了DF460和FAW457系列单级减速驱动桥,与引进的STEYR轮边减速驱动桥共同构成了我国重.19.?设计?计算?研究?型车桥的主体.1.2.我国重型车桥产品行业发展现状随着近年来我国重型汽车市场的快速增长,重型商用车桥的市场容量也在迅速扩张,2009年全年销量约为180万根,销售收入约为300亿元左右. 预计到2010年全年市场容量将达到200万根以上, 销售收入超过350亿元.由此可见,市场规模相当可观.其中,前桥业务占整个车桥行业销售额的30%左右,后驱动桥,双联后驱动桥占绝对主导地位,支撑桥份额不到10%.目前国内重型商用汽车市场中,单,双级减速驱动桥比例大致是4:6,其中单级桥主要集中在一汽解放,东风汽车;双级桥主要集中在中国重汽,陕汽重卡,北方奔驰和上汽红岩依维柯.1.3.我国主要重型汽车车桥生产企业产品介绍主要制造商集中在东风德纳车桥有限公司,一汽解放汽车有限公司车桥分公司,中国重汽济南桥箱有限公司,陕西汉德车桥有限公司,安徽安凯福田曙光车桥有限公司,一汽山东汽车改装厂及青特众力车桥有限公司等企业.表1国内单级桥产品型谱牵引质量公司,产品名称及技术来源轴荷主要用途(吨)东风公司一汽集团中国重汽汉德安凯北奔26吨80480德纳485自主495美驰HD469曼468现代载货车,牵引双联桥70460日产柴457日产柴457美驰车,自卸车23吨载货车,牵引50-60435435HD425曼435双联桥车,白卸车13吨44-50500500HD485曼485载货车,自卸车单后桥等HD450自主725.AO1客车表2国内双级桥产品型谱牵引质量公司,产品名称及技术来源主要用途驱动桥轴荷(吨)东风公司一汽集团中国重汽汉德车桥安凯车桥奔放奔驰300H斯太300H自主300H斯太300H斯太尔3OOH32吨双联桥7O一82吨300H奔驰开发尔尔斯太尔载货车,自300H曼卸车,牵引300H自主300H斯太300H斯太300H斯太盔300H26吨双联桥7O一82吨尔300H奔驰开发尔尔斯太尔300H曼载货车,牵23吨双联桥44—52吨233H曼引车等说明:以上表1,表2中的双联桥中的后桥可单独使用.1.4.行业竞争状况分析国内重型车桥市场主要集中在大的汽车集团旗下,行业集中度非常高,其中解放,东风,中国重汽,陕重汽,北方奔驰和上汽红岩依维柯重型车桥基本自产,占市场份额的90%以上..20.随着普利适优迪车桥有限公司,美国车桥国际控股有限公司(AAM)等在中国的纷纷落户,我国车桥行业内,外资公司由合资到独资的逐渐渗入也在加快进程,开始了产品,技术,人才,市场的全面竞争格局.汽车实用技术?设计?计算?研究?1.5.我国重型车桥产品存在的问题据专业人士称,在汽车底盘平台主要零部件中,依靠现有技术,车桥总成最有可能达到国际先进水平.但是,如今国内上百家商用车车桥企业中, 具有一定实力,水平及规模的只有十多家,产品水平与国外企业差距很大.总体来讲,国外先进的车桥能够保修100万公里甚至150万公里,而国内重型商用车桥的使用寿命仅为8O万公里左右,至于保修历程大多也就是10万公里或1年时间.主要问题是:加工设备技术落后,工艺水平普遍较低,过程控制能较弱,试制,试验,监测及分析技术落后等导致产品质量不稳定,出现"漏油,漏气"的现象较多,齿轮噪声高,早期失效普遍,制动器质量缺陷较多等.存在以上问题的主要原因是:由于对知识产权的保护力度不够,使得车桥行业内抄袭成风,导致国内的车桥企业对研发的投入普遍不足;封闭的集团内车桥市场使得企业缺乏技术积淀和研发人才储备.2.国外典型重型商用车用车桥产品介绍2.1.VOLVO公司VOLVO公司重型驱动桥有带轮边减速器的双级桥和单级桥,制动器有鼓式,盘式两种,车桥制动系统可安装ABS/ASR系统,目前全球最先进的EBS 电子制动控制系统,可以安装板簧或四气囊空气悬架.2.1.1.单级减速驱动桥单后桥一适用于4x2,6x2和8x2驱动方式轴荷型号减速方式牵引总质量(吨)(吨)RSS1344B单级l344RS1356SV单级l356双联桥一适合于6x4和8x4驱动方式型号减速方式轴荷(吨)牵引总质量(吨)RTS2370A单级23702.1.2.带轮边减速器的双级减速驱动桥单后桥一适用于4x2,6x2和8x2驱动方式2010年第2期牵引总质量型号减速方式轴荷(吨)(吨)带轮边减速RSH1370C1370器双联驱动桥一适用于6x4和8x4驱动方式牵引总质型号减速方式轴荷(吨)量(吨)带轮边减速RTH2180C2l80器带轮边减速RTH211OC2l10O器带轮边减速RTH2610C261O0器带轮边减速RTH32lOC3210O器带轮边减速RTH3212C32120器2.2.MAN公司拥有全系列前轴,单级减速驱动桥,双级减速驱动桥,低地板前轴,低地板驱动桥,前驱动桥和支撑轴产品.2.2.1.HY/HYD系列单级桥该系列单级桥产品主要用于公路用车,如牵引车,载货车及部分专用车,制动器可选择鼓式制动或盘式制动,悬架可选择安装板簧悬架,少片簧悬架和4气囊空气悬架,还可安装ABs/AsR系统,电子制动系统(EBS).型号减速方式用途轴荷牵引总质量HY1133单级桥单后桥l1.533HYD1152单级桥贯通桥11.544-52.21.?设计?计算?研究?HY1350单级桥单后桥1344HYD1370单级桥贯通桥l3702.2.2.HP/HPD系列双级驱动桥主要用于路况恶劣的工地,矿山等工况的车辆,如自卸车,军用越野汽车等.型号减速方式用途轴荷牵引总质里带轮边减HP1133单后桥11.533速器带轮边减HPD1153贯通桥11.544-52速器带轮边减HP1333单后桥11.533速器带轮边减HPD1353贯通桥l1.544—52速器带轮边减HP1352单后桥l344-52速器带轮边减HPD1382贯通桥1370-82速器带轮边减HP1652单后桥l644-52速器带轮边减HPD1682贯通桥1670-82速器2.2.3.VP/VPD系列前转向驱动桥该系列车桥和HP/HPD系列后驱动桥一起使用,主要应用于全驱动,全地形车辆越野汽车..22.型号减速方式用途轴荷牵引总质量vPo6单级桥单后桥6vPo9单级桥单后桥9VPD09单级桥贯通桥9现代商用车桥发展趋势探讨重型车桥总成的整体性能正在向轻量化,低噪音,高效率,大扭矩,宽速比,长寿命,低成本,更舒适,更安全,更加注重电子化和环保的方向发展,比如ABS/ASR系统,电子制动系统(EBS),轮胎气压监控报警系统(TPM)集中润滑,充放气系统悬架等都应用在车桥总成上.3.1.承受更大扭矩,满足搭载大马力发动机重型卡车必然从运输单位成本的角度考虑,发展大功率重吨位的大型汽车列车.在20世纪5O年代,载货车的最大功率约150千瓦(近200马力), 20世纪初提高到最大功率约440千瓦(近600马力),50年内提高了3倍.有专家预测,在未来的50年内,卡车的最大功率将达到735千瓦(1000马力),汽车总质量将达到100吨.因此,满足大扭矩,大功率发动机的车桥产品将是重型车桥未来的方展方向之一.3.2.齿轮及其他传动机件工作平稳,可靠,低噪音目前国内驱动桥传动系统的主要问题是噪音较高,疲劳寿命较短,主要原因是齿轮精度和强度不够.因此,提高齿轮及其它传动机件的加工精度,装配精度,增强齿轮支承刚度,增强桥壳及主减速器壳的刚度以避免其受载变形后破坏齿轮的正确啮合,都是降低驱动桥噪声的有效措施.而齿轮的高强度化制造技术关键在于高强度齿轮钢材的开发和齿轮强化技术的应用,齿轮的高精度制造技术包括合理选材,高精度淬火技术和从动齿轮压力淬火技术.3.3,零件标准化,部件通用化,产品系列化采用几种典型的零部件,以不同组合的设计方法和生产方式达到驱动桥产品系列化或变形的目的,或力求做到将某一基型的驱动桥以更换或增减汽车实用技术?设计?计算-研究?不多的零件,用到不同性能,不同吨位,不同用途的多驱动桥上.如此,将极大的方便供应商开发,产品采购,生产组织管理,售后服务等环节的工作, 降低产品的生产制造和运营成本.3.4.高燃油经济性和环保性车桥燃油经济性的提高,主要措施是提高驱动桥的传动效率,而驱动桥传动效率主要取决于其齿轮啮合及轴承运转时的摩擦损失和润滑油扰动,飞溅引起的功率损失.提高齿轮精度及支承刚度;正确选择润滑油可减小齿面的摩擦损失,改善啮合; 正确选择轴承的尺寸及型号,间隙或预紧度,改善润滑;选择合理的油面高度,控制润滑油的扰动,飞溅引起的功率损失,这些都是减小驱动桥的功率损失,提高传动效率的有效方法.由于石油资源的稀缺性,导致油价长期保持高价运行的状态,因此,提高燃油经济性,一方面降低了产品的使用成本,增强产品的市场竞争力,另一方面也有利于环境保护.3.5.电子化,智能化满足ABS/ASR系统,汽车采用电子稳定程序(ESP)等电子硬件的安装和使用.3.6.产品市场细分过去,单级桥因为主减速器尺寸大,离地间隙小,导致通过性较差,应用范围相对较小.现在,一方面随着我国公路运输条件的改善重型汽车使用条件对通过性的要求降低,使单级桥的劣势得以忽略;另一方面物流业对车辆可靠性,高速性能等要求的变化,公路用重型汽车驱动桥已加快向单级桥发展.单级减速驱动桥结构简单,传动链较短,易损件少,可靠性高,机械传动效率较高,燃油消耗率较低,成本较为低廉,符合市场对这一发展趋势需求.预计未来我国的重型车桥产品中75%的驱动桥产品将是单级减速驱动桥,而这一比例目前只有40%,将日益接近于目前美,欧等成熟市场.我国现有的斯太尔驱动桥属于典型的欧洲重型载货汽车产品的双级桥结构,其传动效率相对较低,油耗高,但这并不意味着传统双级桥市场的没落,在一些路况恶劣,如资源勘探,矿山开采,油田作业,军用越野车,修路,水电站建设等需要高通过性的地方,仍需要双级桥,且我国目前正在进行大规模的基础设施现代化建设,这一市场需求仍将在长时期内保持较高的需求量.2010年第2期预计未来2-3年内,重型汽车所需车桥总成将形成以下格局:公路运输以10吨及以上单级减速驱动桥,承载轴为主;工程,港口等用车以10吨及以上双级减速驱动桥为主.4.对于我公司重型车桥发展的几点意见4.1.明确公司的产品发展规划和发展战略制定,完善公司产品发展规划和发展战略,就是直面激烈的竞争,严峻的挑战,为取得优势地位, 保证自己的生存和发展确立企业总体的长远的目标,发展方向和重点,做到有的放矢,成为车桥行业技术引领者,掌握市场主动权.4.2.加大产品研发投入同国内其它车桥制造商一样,还没有形成自己的研发体系和能力,这将极大的制约发展后劲.加强人才队伍建设,一方面引进高级能人才,另一方面要保持人才队伍的稳定;加大对产品研发的投入,包括软件和硬件两方面,加快试制车间,实验室的建设步伐,采用先进的测试设施,建设国家认定试验室,为新产品设计和老产品改进提供依据,增强产品竞争力和行业影响力.例如VOLVO公司位于瑞典哥德堡的全新测试装置能够对整个32吨级双后桥施以横向,纵向的压力,以及车轮的扭矩(根据从消费者驾驶车辆的跟踪测试中获得的数据,研究人员设定不同的测试程序.该试验台能够模拟现实工作环境中卡车车桥所承受的巨大压力,运行相应的基本程序,其中包括长途运输,区域配送以及建筑工地作业.此外,针对不同运输环节中的特殊驾驶情况,测试环节也能够被相应改变.),模拟车桥产品得整个生命周期.该试验台架的应用,大大缩短了试验的时间,并且提供车桥优化设计的依据,确保卡车不会因为车桥的尺寸,结构问题而出现运转不良,超载或浪费燃料的情况.4.3.继续完善产品系列进一步开发485贯通桥,500单级减速桥产品,满足重型汽车搭载500马力及以上大功率发动机的需求,使公司产品形成系列化.利用公司现有产品技术资源,开发与汽车桥类似的工程机械车桥产品,如汽车起重机,矿用自卸.23—?设计?计算?研究?车,石油钻进运输平台车等车桥产品.4.4.大力发展先进军用车桥依托陕重汽在军用越野汽车市场的独特优势,开发满足未来战争需求的高机动性,高通过性,高承载能力以及较高通用性的车桥;满足安装各类型悬挂系统(油气悬挂,独立悬挂),大直径,宽断面,可调压胎和轮胎中央充放气系统,先进的电子技术,如安装ABS/ASA系统,EBS系统等的车桥产品.4.5.依托现有产品资源,开发新一代产品着眼于未来重型汽车发展趋势,新能源卡车技术的开发,开发新一代车桥产品技术平台,如满足重卡使用的电动车桥产品等,实现企业自主开发的能力,核心竞争力的形成.参考文献:[1]辛木.商用车桥行业现状及发展动向.重型汽车,2008,6 [2111J惟信.汽车车桥设计.北京:清华大学出版社,2004 汽车实用技术。