

傳動件瓶頸
我國工程機械通過近20年的快速發展,在摸爬滾打中走出了一條自主發展的道路,產品系列從少到全,產品規格從小到大,已成為國際工程機械的重要組成部分。目前,國內整機技術方面已解決總體設計、功能設計等問題,但在關鍵核心技術方面依然沒有重大突破。中國的工程機械行業解決了80%以上的難題,但最關鍵的是要攻克最后的20%,而核心零部件正是解決這最后難題的有力法寶。
當前,傳動與控制技術是工程機械行業關鍵技術的短板,主機正轉向以核心系統為載體的核心技術發展上,而核心系統主要以核心零部件做支撐。
傳動與控制技術是工程機械行業的關鍵技術之一。以裝載機為例,它是傳動與控制主要的應用載體。目前,國內常用5t級裝載機,結構簡單,數量非常龐大,對于人的操作技能要求不高,常采用變速器為傳統控制主體。但是,國產裝載機無論經過多少細節改進,仍比國際上主流技術落后40年。國際上在國內使用和很多廠家嘗試在做的則是定軸式變速器,定軸式變速器進一步解決了操縱舒適型和可靠性的問題。這應該算是有一個本質上的突破。但是,即使在國內用的比較高端的變速器,也是比國際上主流技術落后20年。國際上主流技術用什么?中小功率的非公路車輛,裝載機等產品是用靜壓驅動,包括變速器“雙變”部分廣泛采用了自由輪系統,不僅用于行走,也可以用于工作的模式轉換。
傳動件技術趨勢
目前,行業內對于工程機械傳動件的發展趨勢已達成三點共識,一是傳動與液壓、控制技術相結合,這是傳動技術的發展趨勢,也是實現主機產品差異化,形成競爭優勢的主要標志。二是傳動零部件屬于技術、設備、人才密集型產業,以研發創新驅動為主,需要大投入、持續投入。三是傳動零部件一定要與主機產品結合起來發展,才能相互促進、快速提升。
國際技術
當今國際傳動系統的前沿技術為CVT(Constant Variable Transmission)技術,CVT具有將靜液壓、機械和控制系統集成而形成的獨特優勢,與傳統的變矩器變速器相比,它們占用同樣的設計空間,但卻容許裝備尺寸更小的發動機。CVT系統可幫助設備制造商降低設計的復雜性,其系統整體能量效率提升高達20%以上。該項技術體現了今后非公路行走車輛,如裝載機、平地機、拖拉機等傳動技術發展的重大趨勢,即燃油效率和生產力的最佳結合。
而當今國際主流技術包括以下幾類:靜液壓傳動技術,該技術在3t及以下的裝載機傳動系中具有極大的技術優勢;濕式驅動橋差速鎖技術,濕式驅動橋限滑差速及差速鎖技術在工況適應性上具有獨特的作用;變器矩閉鎖/自由導輪技術,變矩器閉鎖技術使發動機產生的動力幾乎100%地傳遞至變速器,有效減少了能量損失,降低了油耗。變矩器進行實現閉鎖、自由導輪技術成為提高傳動效率的重點。變速器電液比例控制技術,全自動變速器電液比例控制技術成為節能和提升舒適性的關鍵。比例減壓電液動力換擋可以在最短時間實現變速器的升減速,節油效果明顯。
國內技術現狀
目前,國內傳動件先進技術額外新型傳動系定軸電控箱和濕式橋技術,電控變速器處于起步階段,國內各公司均在研究和投入市場,但技術沒有完全掌握,成本較高,未能真正形成批量,國內公司通過引進及消化吸收國外技術進行濕式驅動橋開發和小批量技術水平相當于國際先進企業投放中國市場的產品水平。
國內傳動件主流技術為行星式動力換擋箱及干式驅動橋技術,行星式動力換擋變速器超越離合器技術大量應用于中低端市場,工作效率和操作舒適性較差,已不適應重載工況。鉗盤干式制動驅動橋是主流配置,整體焊接式橋殼;需定期對制動進行維護保養,成本低。
我們可以看到,目前國內主流傳動技術(行星箱干式橋)已不能勝任重載工況需求。超越離合器成為制約變速器壽命的問題點,其壽命低,一般為3000h左右,干式制動鉗難于適應頻繁制動的工況,制動器故障率高,滿足不了連續作業的需求。以遷安市場典型重載工況為例,通過不分品牌調研,在滿負荷連續作業的狀態下,該市場產品只能工作一年時間左右。這就需要依靠高度的社會化配件和個性化服務來保證正常使用,在現有產品平臺上無法根本解決問題,必須通過傳動系技術和產業升級來解決。
國內技術趨勢
未來,國內傳動系統的發展趨勢為,以目前的主流技術“普通動力換擋箱+干式驅動橋”向“電控變速器+濕式驅動橋”先進技術升級。
變速器以電控換擋技術取代動力換擋行星箱,解決操控舒適性問題。以定軸式動力箱技術解決超越離合器可靠性低問題。但各種以現有行星箱直接加電控這一模式,總體設計和精度不匹配,操控舒適性差,沖擊大。驅動橋則將以以免維護濕式制動解決干式橋的維護保養和可靠性問題。
徐工傳動的努力和探索
從20世紀80年代初,徐工就開始了國內普通行星變速器的研發,并先后引進日本技術,與國際先進相關機構合作,正是有了這樣的產品技術積累和基礎,徐工集團2014年正式成立了一個面向整個中國工程機械行業,主要生產和推廣新一代傳動系統的徐州徐工傳動科技有限公司。
徐工傳動通過與國際研發機構合作,歷時五年全力打造的新型傳動系,突破了產品設計技術和制造技術,開發出MYF系列電控箱和WA系列濕式橋,并進行批量生產。MYF系列電控箱采用全流量電液控制換擋變速閥,通過PLC控制單元,可以實現變速器的電液控制換擋、空擋啟動保護、KD擋、倒車信號、1/2擋緊急制動動力切斷、平穩換擋等功能。WA系列濕式驅動橋在結構設計中充分汲取國際同類產品優點并進行技術創新,同時又結合使用工況特點進行了整體強化設計。承載能力強、散熱性好,完全適合裝載機各種工況要求。
新型傳動系已批量裝機進入市場,并在各種工況種表現出強勁的工況適應性和高可靠性,完全能勝任超載、連續作業等惡劣工況。