设为首页丨加入收藏丨在线留言
请稍候...
  • 山西中晋工业机械有限公司
  • 山西中晋工业机械有限公司
      新闻动态
      关于我们

      联系人:王庆
      联系电话: 13653432900
      公司邮箱:sxhmzj2008@163.com
      公司地址:山西省侯马市浍南区

   新闻动态
重卡车桥的新技术驱动未来更精彩
发布时间:2015-09-19 14:33:36
      据工信部网站消息,今年我国汽车产销量仍保持高位。上半年我国汽车累计产销量分别为847.22万辆和718.53万辆,较去年同期分别累计增长44.37%和30.45%。权威部门预测,2010年,中国汽车产销量将超过1500万辆。为历史同期增长率最快最高的年份,用超高速增长形容不为之过度。2010年上半年,主流重卡企业市场超高速发展,销量几乎全线飘红,产销再创历史新高。销量排名依次为:一汽解放、中国重汽、东风公司、陕汽公司、北汽福田、北奔公司、上汽依维柯、华菱汽车、江淮汽车、湖北三环。其中,“前三甲”一汽、中国重汽、东风公司上半年重卡销量均超过10万辆。2010年1~6月,半挂牵引车累计销售201935辆,销售同比累计上升227.93%。其中准拖挂车总质量≤25吨3322辆、累比增长89.45%。25吨<准拖挂车总质量≤40吨销189029辆,累比增长243.1%。40吨<准拖挂车总质量销9584辆、累比增长102.9%。40吨<准拖挂车上半年以前所未有的高速增长,开创了国产大吨位重卡的先河,说明了重卡市场正在向大吨位大马力、轻量化、、高速化发展的趋势。在这一市场的主销车型依旧为一汽解放和中国重汽所占据绝大市场份额。
  专家预测:2015年重卡市场的产能规划在300万辆以上。在这样的汽车行业市场需求下,作为汽车工业的重要配套行业,中国车桥行业的产销量同样呈上升趋势。随着汽车行业的发展,汽车在节能、环保、舒适等方面的性能将显著提升,这就要求车桥产品的性能进一步提高。车桥作为重卡的核心总成,其重要性受到越来越多的关注。科技的迅猛发展也将带领未来重卡车桥朝着轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本的方向发展,同时技术含量高的驱动桥附件和电子技术将会得到广泛的应用。
 
  1.重卡车桥向单级减速结构发展
 
  重卡驱动是靠减速增扭来实现的,减速增扭则要通过车桥的核心部件减速器实现。重卡车桥的减速方式主要有单级减速桥、中央双级减速桥和轮边(双级)减速桥。
 
  目前,世界上商用车普遍采用两种驱动桥结构—单级减速双曲线螺旋锥齿轮副;带轮边减速(行星齿轮传动)的双级主减速器。后者更适宜于最大程度地满足用户不同需要。
 
  随着我国公路条件的改善和物流行业对车辆性能要求的变化,重卡驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势。由于双级减速桥是二级减速,主减速器减速速比小,其总成相对较小,桥包相对减小,因此离地间隙加大,通过性好。故目前在中重型卡车中,双级减速桥的应用比例还在60%左右。但是,单级驱动桥结构简单,机械传动效率高,易损件少,可靠性高。而且,由于单级桥传动链减少,摩擦阻力小,比双级桥省油,噪声也小。过去,单级桥因为桥包尺寸大,离地间隙小,导致通过性较差,应用范围相对较小,但是现在公路状况已经得到了显著改善,重卡使用条件对通过性的要求降低。正是在这种情况下,单级桥的劣势得以忽略,而其优势不断突出,所以在公路运输中的应用范围肯定将越来越广。
 
  在我国重卡中,双级减速桥的应用还占有一定比例。我国重卡大量使用的斯太尔驱动桥属于典型的双级减速桥,其二级减速的结构,主减速器总成相对较小,桥包尺寸减小,因此离地间隙加大,通过性好,承载能力也较大。广泛用于公路运输,以及石油、工矿、林业、野外作业和部队等多种领域的车辆。不过,双级减速桥的缺点也比较明显:传动效率相对较低,油耗高;长途运输容易导致汽车轮毂发热,散热效果差,为了防止过热发生爆胎,不得不增加喷淋装置;结构相对复杂,产品价格高等。
 
  在欧、美重卡中采用该结构的车桥产品呈下降趋势,带轮边减速的双级主减速器后驱动桥只占整个产品的40%,且有呈下降趋势,在美国只占10%;日本采用该结构的产品更少。其原因是这些地区的道路较好,采用单级减速双曲线螺旋锥齿轮副成本较低,故大部分均采用这种结构。而亚洲、非洲和南美国家则采用带轮边减速的双级主减速器的驱动桥,用于非道路和恶劣道路使用的车辆(工程自卸车等)。当地道路愈差则采用带轮边减速双级主减速器驱动桥愈多,反之,则愈少。国外汽车驱动桥已普遍采用限滑差速器、湿式行车制动器等先进技术。限滑差速器大大减少了轮胎的磨损,而湿式行车制动器则提高了主机的安全性能,简化了维修工作。国内仅一部分车使牙嵌式差速器。限滑差速器成本较高,因而在多数国产驱动桥上一直没有得到应用。目前向国内提供限滑差速器的制造商主要是美国TraCtech公司和德国采埃孚公司。美国Tractech公司在苏州的工厂即将建成投产,主要生产牙嵌式、多片摩擦盘式差速器。
 
  随着中国公路建设水平的不断提高,公路运输车辆正向大吨位、多轴化、大马力方向发展,公路状况的改善,特别是高速公路的迅猛发展,重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低,由于与带轮边减速器的驱动桥相比,单级减速驱动桥机械传动效率提高,易损件减少,可靠性增加,结构简单。因此,未来重型车车桥将由典型的双级减速驱动桥向单级桥方向发展。
 
  单级驱动桥结构简单,机械传动效率高,易损件少,可靠性高。由于单级桥传动链减少,摩擦阻力小,比双级桥省油,噪声也小。过去,单级桥因为桥包尺寸大,离地间隙小,导致通过性较差,应用范围相对较小,但是现在公路状况已经得到了显著改善,重型汽车使用条件对通过性的要求降低。这种情况下,单级桥的劣势得以忽略,而其优势不断突出,所以在公路运输中的应用范围肯定越来越广。
 
  单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的一种, 制造工艺简单, 成本较低, 是驱动桥的基本类型,在重型汽车上占有重要地位;重型汽车发动机向低速大转矩发展的趋势, 使得驱动桥的传动比向小速比发展。随着公路状况的改善, 特别是高速公路的迅猛发展, 重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低, 因此,重型汽车不必像过去一样, 采用复杂的结构提高通过性。与带轮边减速器的驱动桥相比, 由于产品结构简化,单级减速驱动桥机械传动效率提高, 易损件减少, 可靠性提高。单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看, 重型车产品在主减速 比小于6的情况下, 应尽量选用单级减速驱动桥。 
  在国际市场,单级桥已经成为市场的主流,有关专家预测,随着国Ⅲ时代的到来,节油型产品将成为市场的首选,单级减速驱动桥出色的节油性,也将成为中国市场的主流,促进斯太尔双级减速驱动桥向单级桥方向发展。我国双级减速桥使用比例下降也是必然的,未来双级减速桥将主要在工程用车领域发挥作用。今后几年内,重卡车桥将会形成以下产品格局: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 吨级以上双级减速驱动桥为主。公路运输车辆向大吨位、多轴化、大功率方向发展,使得驱动桥总成也向传动效率高的单级减速方向发展,并会相应带动非驱动桥,如转向前轴和承载轴的增长,而以斯太尔产品为主的双级减速驱动桥将会继续巩固其在工程车辆市场中的地位。
 
  2.重卡车桥向双(多)联驱动桥发展
 
  为了规范道路车辆的制造,为治理超限超载提供技术上的准则,由国家发改委、交通部、公安部共同提出的强制性标准GB 1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》于2004年4月28日发布,该标准对汽车车桥的载荷进行了明确规定:单轴挂车轴荷的最大限值每侧单胎为6000kg,每侧双胎为10000kg,并装双轴挂车轴荷的最大限值为20000kg,并装三轴挂车轴荷的最大限值为24000kg。这样,为了实现车辆多拉快跑又不违反国家法规,各汽车生产厂家在6×4、8×4等多轴车的基础上推出了10×6以上的多轴重型车。但这些多轴车都是在双联驱动桥的基础上增加浮动桥而成,虽然其称10×6,但实际起驱动作用的只有两个驱动桥,由于驱动桥不能对车轮进行合理的扭矩分配,使得增加浮动桥后的整车行驶系没有很好地发挥车桥驱动的作用。
 
  为了能合理地分配扭矩,以满足某些独立悬挂多轴驱动车型的使用,一些车桥生产厂家自主研发了三联驱动桥,三联驱动桥的扭矩分配原理是:每一个驱动桥都可以得到从发动机传出的扭矩的1/3。这样就可以在很大限度上满足多轴车的需要,合理分配从发动机传到车轮上的扭矩,提高这类车型的可靠性和安全性,并为以后的四联、五联驱动桥打下科学基础。
 
  双联驱动桥是由中驱动桥和后驱动桥(以下简称中桥和后桥)组成的,传动轴将动力输入中桥,中桥设置有桥间(或称轴间)差速器,由桥间差速器把动力传递给中桥和后桥。在双联驱动桥的结构中,其中桥和后桥均有一级主减速器和差速器。在中桥上设置有桥间差速器,因此中桥的结构比较复杂。动力由传动轴通过输入轴凸缘传递给输入轴,并带动输入轴旋转。输入轴实际上是桥间差速器前半壳,它与差速器后半壳用联接螺栓联接为一整体。 
  重型载货汽车釆用双联驱动桥,该双联驱动桥由中桥和后桥串联组成,中桥的轴间差速锁横置在过桥箱上,轴间差速锁气缸连接在中桥过桥箱上方,中桥桥壳与后桥桥壳上方均连接有推力杆座,中桥的制动气室安装在其推力杆座上,后桥的制动气室安装在桥壳侧面的气室支架上;中桥桥壳的上下板簧座的上下平面相对于桥壳焊接面呈-3.5°的角度,后桥桥壳的上下板簧座的上下平面相对于桥壳焊接面呈-3°的角度。该新型双联桥能满足选装空气悬架时的装配和性能要求,各部件避免了与空气悬架的气囊干涉,同时减轻了整车质量,提高了整车行驶平顺性和承载能力。
 
  一种用于重型多轴越野汽车的多联贯通式驱动桥,在原双联贯通式驱动桥的动力输入一端增设一组串联贯通式驱动桥和一根的传动轴,串联贯通式驱动桥由不少于一根的贯通式驱动桥和传动轴组成,串联贯通式驱动桥通过传动轴与双联贯通式驱动桥中的贯通式驱动桥联接,动力经串联贯通式驱动桥中的贯通式驱动桥的贯通式主减速器,一部分动力传递给该贯通式驱动桥的车轮,另一部分传递给后面的贯通式驱动桥,然后同理传递给后面的双联贯通式驱动桥。因此具有增大了整车载重量,充分发挥整车的动力性,提高了整车的使用经济性,使多轴重型越野汽车的传动系及行驶系结构简化等特点。
 
  重卡在平坦路面上行驶时,桥间差速器内行星齿轮与驱动齿轮和后桥驱动齿轮啮合,带动这两个齿轮共同旋转,由于后桥驱动齿轮通过花键与驱动后桥的贯通轴联接,从而将动力传递给后桥。而驱动齿轮通过中桥驱动齿轮将动力传递给中桥的主动圆锥齿轮轴.再经主、被动圆锥齿轮传动将动力经轮问差速器传递给中桥左、右半轴。在劣质路面行驶时,通过桥间差速锁开关控制,传动轴动力经过换档滑套直接传递给驱动齿轮,通过驱动齿轮与中桥驱动齿轮的传动将动力传递给中桥,并通过桥间差速器的作用,再经贯通轴将动力传递到后桥。
 
  在中桥里有两个差速器,一个是轮间差速器,它是为完成汽车转弯时中桥左、右车轮自动差速作用;另一个是桥间差速器,它是为了完成汽车在高、低不平路面上行驶时中桥和后桥之间自动差速作用。汽车在高、低不平路面上行驶时,往往需要中桥与后桥的瞬间转速不同以适应路面对车轮转动的需要。如果中桥与后桥是一个完全刚性的传动联接,这样任何瞬间中桥与后桥转速都是绝对一致的,那么就会产生“别劲”的现象,不仅消耗功率而且轻则会造成轮胎的磨损,严重时甚至会造成机件的损坏。采用桥间差速器的结构,它会自动地调节中、后桥的转速,以完全适应路面的需要。
 
  3.重卡车桥向节能、环保、安全、舒适的方向发展
 
  时下,由于重型卡车的技术趋势是向节能、环保、安全、舒适等方面发展,故要求重型车桥也要轻量化、低噪声、高效率、大扭矩、宽速比、寿命长和低生产成本。随着以燃油为代表的能源价格不断飙升,在资源日益枯竭的未来,节能环保汽车已经成为国内外汽车厂商研发的方向。
 
  从国际趋势看,车桥向轻量化发展是必然,只是由于国内卡车超载现象严重,车桥不得不越做越大。其实,车桥厂家都愿意限制超载,因为向轻量化发展,材料节省,可以降低成本。随着计重收费和燃油税政策的推出,随着车桥设计及制造技术发展,以及材料、淬火、热处理等相关技术的进步,车桥将在自重减轻、材料应用减少的情况下具备更佳的性能。轻量化成为卡车发展的大趋势,车桥也将采用更多新型材料,结构设计得以优化。
 
  国内车桥噪声较高的主要因素在于齿轮精度不够,所以,车桥齿轮要向高强度、高精度方向发展。齿轮的高强度化制造技术关键在于,优化齿轮参数,提高精度,改善箱体结构,使用消震能力好的材料,提高轴承运转的精度,采用优质润滑齿轮油等等。必要时可以采取先进的设计理论与设计方法;高强度齿轮钢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等。国内重型车桥跟国外的差距较大,今后需要在这方面有所提高。随着环境保护意识的增强,一些不符合噪声标准的产品将逐渐被市场淘汰。
 
  采取先进的齿轮优化设计方法降低噪声。如非零变位设计技术,该方法突破传统的齿轮设计在选取变位系数时只能进行高度变位的限制,按照一定的啮合性能优选变位系数,就使弧齿锥齿轮和双曲面齿轮的变位系数的选取更加灵活,利于齿轮设计的优化,能够设计出低噪声、承载能力的齿轮副。另外,等强度设计技术和可靠性优化设计技术以及修形技术目前在齿轮设计领域应用越来越广泛。圆柱齿轮修形技术不只是齿轮的齿高方向修形。利用数控齿轮齿形加工设备,改变滚切比或改变刀具齿形、变化径向进给与轴向进给关系可实现按照设计的齿形精确地控制修形曲线、修形长度和修形量。齿向修形的目的是可以最大限度地改善齿面啮合状态,有效防止边缘接触,并可减少振动和运动噪音,延长齿轮的工作寿命。
 
  提高齿轮传动寿命的另一个关键在于齿轮制造技术的提高,目前的齿轮制造技术仍处于一般水平,所加工的齿轮副精度还没有达到最先进水平。齿轮的高强度化制造技术关键在于:高强度齿轮钢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锥齿轮压力淬火技术,硬齿面的渗碳、渗氮及碳氮共渗技术等等。
 
  在不改变双级减速总体结构的基础上,可以采用改变轮边行星齿轮系的传动方式。利用变位设计理论,在满足单排圆柱行星齿轮机构的两个齿数选择条件下,通过改变太阳轮、行星轮、齿圈的齿数,改变行星轮系的传动比。将行星轮系移至被动锥齿轮之后,通过一系列操纵机构,实现单级减速与双级减速之间的切换,形成双速主减速器。与此同时,可以考虑采用太阳轮为主动件,齿圈为从动件而行星架固定的方案或者采用齿圈为主动件,行星齿轮为从动件而太阳轮固定的传动方案,尽管这样会显著地减小传动比,可以在圆锥齿轮副设计中加以优化。这些改进方案中,都可以采取一系列措施以增大传动效率,减少漏油等故障。
 
  4.重卡车桥向重载高效率和高技术含量方向发展
 
  制造高机械效率的车桥将成为各企业今后长期的发展目标。随着我国基础设施建设投资的不断加大以及水电、矿业、油田、公路、城市交通运输和环保工程建设等项目的增加,加大了重型车的需要,为重型车的发展创造了广阔的市场空间。重型汽车的用车环境及其它各项指标发生了很多的变化,标载吨位不断向大的方向发展,多轴车上升明显。重型车重点发展适应高速公路需要的(排量9L以上,输出功率220kW以上)重型车,主要为大功率牵引车及其它大型化、长途化、高速化、专用化等重型专用车。各汽车生产厂家为了实现汽车的高吨位,对车辆的行驶系进行了加强,通过采用多轴行驶系或空气悬架结构,满足车辆的轴荷限值和提高行驶平顺性。针对重型车的发展,为了不断满足重型车的需要,车桥也必须向着重载、高速的方向发展。许多车桥专业生产厂也针对重型车发展的趋势,通过加强桥壳、强化传动齿轮等方式,纷纷推出重吨位的前/后桥总成,最大载重量达26吨。德纳公司的双速车桥,可提供两种速比,满载时采用大速比可加大转矩,空载时采用小速比可省油。
 
  不管重型车的技术含量提升得多快,在未来10年大多数重型车的车桥和悬架结构不会有明显的改变,传统的结构和型式仍处于主导地位。在相同结构的基础上推出各自车桥的亮点,是每一个专业厂必须不断研究的问题。以前,各厂家主要是在载重吨位上进行竞争,但在国家法规的限定下,车桥的载重能力不可能有太多的增加,现在各专业厂家采用最多的方法是不断增加车桥及其附件的技术含量,从桥壳的制造工艺、车桥的减速形式、车轮的制动方式等方面入手,通过吸收国外一些先进的技术,推出具有本企业特色、结构先进、承载能力强的车桥,不断提升产品的制造质量及服务质量。
 
  如在桥壳的制造上,寻求制造工艺先进、制造效率高、成本低的方法,使桥壳在原有的基础上具有结构先进、简单、强度高的特点。目前,桥壳主要的制造方法有:一是冲焊桥壳:冲焊桥壳工艺是经过气割下料后,中频加热冲压成型后两半对焊。这是一种传统的桥壳加工形式,具有工艺简单、材料利用率高、质量小、韧性高、弹性好、成本低的优点。但由于冲焊过程中,材料受热,使得材料分子结构发生了变化,失去了原有的状态致使强度降低。同时,由于在焊接过程中,不可避免地出现焊接缺陷,而焊接缺陷是影响整体强度的主要原因之一。二是铸造桥壳:具有刚性好、强度高、塑性变形小、易铸成等强度梁等优点,但韧性及弹性没有冲焊桥壳好。为了达到更大的承载能力,往往以加大截面、增加安装尺寸的方式进行局部加强,这就使得整体质量大、铸造质量不易保证、成本较高,不适合整车进行轻量化及降成本设计。三是整体冷成型无焊缝桥壳:这是一种新型的桥壳成型方式,其特点是采用国际最先进的低合金无缝钢管整体冷成形,无纵向焊缝,消除了由于材料受热而使晶格发生变化后强度下降的影响。在冷成形的过程中,反而使强度大幅度提高,据实验,冷成形桥壳的抗弯和疲劳强度比热成型两半壳焊接桥壳可提高近一倍。
 
  在齿轮减速形式上,从传统的中央单级减速发展到了现在的中央及轮边双级减速或双级主减速器结构,不但扩宽了车桥转速比的范围,有利于输出转速及输出扭矩的调整。还由于把减速机构放到轮边后,使得车桥中央的第一级减速比做得比较小,因此桥壳中部离地间距较大,能很好地满足汽车通过性的要求。由于汽车高速行驶要求及法规对于噪音的控制要求,为了降低齿轮在高速运转下的磨损,增加车桥的使用寿命,降低维修费用,车桥内部的主、从动齿轮、行星齿轮及圆柱齿轮逐渐采用精磨加。但由于精磨加工成本较高,因此在货车车桥上的应用还不是很多,但这也是以后高速车桥发展的需要。
 
  重型车桥总成的整体性能还将向着更舒适、更安全、电子化的方向发展。为了在市场竞争中凸出本企业车桥的亮点,现在各车桥厂做得最多的事情就是在传统车桥的基础上不断增加具有竞争优势的先进附件:比如为了增加汽车行驶安全性,增加ABS防抱死系统、驱动防滑控制系统(ASR)、制动间隙调整臂、无石棉制动摩擦片等装置,是今后车桥发展必不可少的项目;为了提高车辆行驶的平顺性,很好地保护车辆运载货物,选装空气悬架或橡胶悬挂是有效途径。随着相关法律法规的不断完善,空气悬架市场将进入增长期;为了有效地保护车轮制动鼓,减少由于制动鼓发热而造成龟裂和抱死的现象,现在有的厂家主要从制动鼓散热形式去研究制动鼓结构,让制动鼓不仅要有好的散热,还要有有效的导热,形成风冷降温,消除了传统的强制水冷降温的做法,从而提高车桥轮鼓的制动性能和使用寿命。从油封质量上改进,要求密封性好,使用寿命长,让车桥在高速、高温、长时间运转状态下不漏油,保证车桥的良好润滑,减少维修维护所需的费用。盘式制动器散热好、质量轻,欧美地区的重卡车桥已经广泛应用盘式制动器;而中国车桥行业必然也将逐渐把盘式制动器应用在中国车桥产品中。国内客车已广泛应用的ABS系统将逐步推广到重卡车桥行业中,ESP、EBD等乘用车技术也将逐渐得到应用。
 
  5.重卡车桥向专业化发展,逐步完善产品型谱分类
 
  重卡车桥是汽车底盘中的关键总成之一,承受着重卡的满载弹簧上载荷及地面经车轮、车架或承载式车身经悬架给予的铅垂力、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转矩,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,还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影响。此外,车桥的结构形式、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。总之,重卡车桥的设计过程涉及到众多专业门类,设计过程中应当综合全面考虑各种情况,不能着重某一部分而忽视另外部分。这一个过程就是一个不断优化,相互匹配的过程,需要各种门类专业人员相互协作与不懈努力方能完成。
 
  总的来看,虽然汽车科技发展迅速,但在目前的状态下车桥的结构并没有多大的变化,为了适应市场的需要,适应国家法律、法规的需要,车桥技术的进展主要是:改变桥壳的制造工艺以提高制造的效率、增加车桥附件的技术含量以提高车辆行驶安全性、提高车桥的自润滑能力以提高车桥的使用寿命、增加电子技术在车桥的上应用以减少人工操纵的疲劳、减少维修费用、提高服务质量、降低车桥成本以提高车桥的竞争力等方面开发车桥,从最大限度上满足车桥高速、重载、智能发展的需要,以生产出具有本企业特色、适合市场需要的车桥。国内运输业的发展带动了车桥市场的迅猛发展,成了国内外厂商必争之地,但由于国内的设计和制造水平与国际水平差距较大,要赶上国际先进水平,国内厂商仍有很长的一段路要走。

上一篇:没有了              下一篇:没有了
友情链接


版权所有:山西中晋工业机械有限公司  服务热线:13653432900  

技术支持:森飞科技(网站建设、网络推广) 晋ICP备19013078号