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东风车桥公司:“无声”的追求

文章来源:东风汽车公司  发布时间:2005-06-09

东风车桥公司:“无声”的追求

  当客车市场开始高速增长时,由卡车起步的东风公司也适时涉足这一领域。但是,技术的积累需要一个过程,艰辛的探索之路洒满汗水。

  东风公司最初为客车用户生产客车用零部件都是沿用卡车零部件制造技术。但由于设计理念、使用环境等不同,客车和卡车对零部件的技术要求也不同,齿轮就是其中的一个典型。在向客车整车厂家配套的过程中,作为东风公司生产客车零部件主阵地的东风车桥公司,其在客车齿轮制造上,经历了由卡车齿轮向在卡车齿轮基础上转化来的客车齿轮再向客车专用齿轮的变迁。在这一历史过程中,东风车桥公司进步神速。特别是近年来,通过齿轮噪声攻关,该公司生产的客车齿轮达到国内最好水平,可与进口客车齿轮相媲美。

  从卡车技术到客车技术:一个全新的设计理念

  随着我国高等级公路的日益发展和客车数量的不断增加,汽车相关监督部门对客车使用标准的限制越来越严格;乘客对客车质量、乘坐的安全性、舒适性的要求也越来越高。市场需求的变化趋势,为客车生产厂家提出了新的课题。客车厂家开始转变设计理念,由在卡车技术基础上的修修补补转向对客车专用技术的探索。

  东风车桥公司原来生产的客车齿轮是在卡车用齿轮的基础上转变设计而来的,存在着噪音大、振动大等问题,离整车的舒适性要求尚有距离。随着市场上豪华大型客车的迅猛发展,车桥公司的10吨级、9吨级客车桥的销售量急剧增长,客户对这些系列客车桥总成噪音大的反映相应增多,严重影响了该公司的品牌形象。由于用户对客车驱动桥上用于主传动的螺旋锥齿轮在高速时的整车平稳性、承载均匀性、啮合声响均有了基于客车专用技术发展的更高要求,客车桥总成发响成为销售的一个障碍。

  造成客车桥总成发响的原因有很多方面,其中,主从动锥齿轮副噪音大是一个主要原因。而齿轮噪音的分贝值直接影响客车整车的平稳性和乘客乘坐的舒适性,它是客车技术发展程度的一个重要指标。

  齿轮噪音的产生是齿轮本身和与其相关的轴系、轴承、箱体及润滑、载荷等在一定条件下的综合反映。探索齿轮噪音,应根据其特定的工作条件,从理论和实际上对结构参数、加工精度、使用条件、振动分析等因素全面分析考虑。车桥公司于是开始了一场齿轮降噪的攻坚战。

  噪声攻关:一场系统化的攻坚战

  东风车桥公司一直为降低客车桥总成的噪声而努力。该公司在1999年和2002年进行过两轮客车桥齿轮降噪攻关,取得一定成绩。但这两次攻关主要针对的是当时市场需求较大的6B5系列、D系列以及宇通公司S85系列客车桥。配备这类车桥的整车当时没有配置制动缓速器。当客车整车技术发展后,大型客车开始配置制动缓速器,增加了对驱动桥的传动要求。这时,10吨级和9吨级客车桥出现反侧面噪音大现象。该公司于是开始从客车专用技术的角度来重新审视以前的产品设计理念。

  新一轮的齿轮降噪攻关项目开始于2003年。当年6月份,车桥公司成立齿轮研究所。该研究所主要负责收集国内外齿轮产品技术发展的动态信息和样品,负责提供分析报告并建立相关技术数据档案;负责针对该公司现有齿轮产品生产和使用过程中存在的问题,结合先进技术发展趋势制定研究课题,并展开研究工作;承担齿轮新产品设计、试制和试验工作;并负责根据研究成果为产品研发中心和工艺研发中心提供技术指导意见;配合产品研发中心进行齿轮新产品开发项目的评审。齿轮研究所下设齿轮研究室和试制试验室,根据齿轮研究的需要组建了相应的齿轮试制阵地。

  为了确保齿轮降噪项目按计划、按进度、按质量完成,车桥公司还制定了详细的齿轮降噪项目网络计划,确立了客车桥降噪信息收集等9个攻关课题,确定了责任单位、责任人和项目进度。

  首先,从设计源头开始,该公司安排产品科驱动开发室针对客车用齿轮的使用特点,对国外的同类齿轮进行齿形和精度分析,消化吸收国外公司齿轮加工和质量控制的先进技术,对国内其它厂家的客车齿轮进行对比分析,对影响齿轮噪音的齿轮设计参数、加工参数、接触区的标准等因素进行系统分析,根据分析结果,采用全新的设计思路进行了优化设计。

  其次,对载重卡车齿轮和客车齿轮进行理论分析。车桥公司生产的主从动锥齿轮副以前主要在卡车上使用,在主从动锥齿轮副的设计理论上主要考虑齿轮副的强度,对齿轮副的噪音考虑较少。而在客车上使用的齿轮,在主从动锥齿轮副的设计理论上主要考虑齿轮副的啮合噪音,在保持传动性能基本不变、保持原整车动力性的基础上,从理论上减少齿轮发响的因素。车桥公司经过深入的理论分析,选定用户反映噪音问题较严重的Q1-2402S106D-025/026和Q1-2402S106-25/26这两个产品进行改进,把它们的速比分别进行优化,既保证了客户所要求的速比,同时使齿轮副有较大的重叠系数。

  最后,根据客车桥的使用状况,修改接触区标准。由于螺旋锥齿轮副接触区的长度、宽度、位置、形状对齿轮产生噪音的大小起着至关重要的作用,车桥公司齿轮研究所在对进口齿轮接触区的长度、宽度、位置、形状等进行分析的基础上,对磨齿参数进行优化,对齿面的齿长曲率及齿廓曲率分别加以修正,根据齿轮副在滚动检验机上的啮合噪音,修改接触区标准。

  东风客车齿轮与进口齿轮:一场“无声”的较量

  东风车桥公司优化后的Q1-2402S106D-025/026产品在两种宇通客车装上后,在宇通公司试车道进行的试验结果显示,通过分贝仪测出的加速最大噪声分别为80分贝和83分贝,减速最大噪声分别为75分贝和79分贝。国内同类主减齿轮的噪声为95-100分贝,东风车桥齿轮噪声低于国内同类产品15分贝以上。进口主减齿轮噪声实测数据在74-84分贝之间,东风车桥齿轮噪声正好介于这一范围内,并比部分同类进口齿轮噪声更低。东风车桥的关键质量特性实现了历史性的突破。

  这一攻关项目不仅在噪声的量化控制方面完全满足了国内高级大型客车的要求,而且从用户的主观评价(对音质的要求)上看,得到了用户的认可,重新树立起了东风车桥产品的信誉。

  用户反映噪声较大的另一个磨齿齿轮产品Q1-2402S106N-025/026,经过车桥公司改进后,在绍兴金龙公司进行了装车路试测试。加速至70公里/小时,在车内车桥正上方350毫米处,用声级计测量加速和带挡滑行时的噪音,结果显示,加速噪音为81-83分贝,带挡滑行噪音为75-85分贝,比改进前的齿轮有明显改善,客户非常满意。

  与此同时,车桥公司还对13吨462重型桥齿轮的疲劳寿命进行了改进,从齿轮的材料、齿轮优化设计、切削参数优化、热处理工艺改进、齿轮支撑刚性改善等方面着手,进行了大量的试制试验工作,使改进后的13吨462重型桥齿轮,按43000N.m的输出扭矩考核时的寿命高达100万次,按45000N.m的输出扭矩考核时的平均寿命也达到57.4万次,大大领先于国内水平。

  车桥公司市场销售部营销人员告诉记者,由于车桥公司客车齿轮的技术水平得到飞速发展,在市场营销中逐步树立起了强势品牌的概念。几年来,该公司产品销售量逐年上升,从降噪攻关前的年产30多万套扩大到现在的年产70万套;备件销售从年收入1亿元增加到3亿多元。

  在车桥公司十堰工厂的齿轮车间采访时,记者在现场看到,热处理、精磨、研齿等十几道工序上的工人正在紧张地忙碌着,一套套精磨齿轮正从生产线上源源不断地推出来。目前,该车间年生产能力已达到80万套,每年生产的品种有130个左右,产品覆盖重、中、轻型车,已成为国内最大的齿轮生产车间。

  下面一组呈降序排列的数字也许能够说明车桥公司客车齿轮设计制造技术水平的提升:在齿轮车间生产的产品中,存在异响的齿轮从2003年的600多套减少到2004年的20套以内;不良品率从2003年的3.2%下降到0.2%以内。