10.09 中國重型貨車和外國到底有多大差距?

說結論,整體差距離世界最高水平MAN、奔馳、沃爾沃大約在20年左右

怎麼才能縮小差距,我的思路就是別搞什麼自主創新了,1000%的照抄+10000%的補課,從設計體系到生產體系到質量體系,最後的驗收體系都是一絲一毫不打折扣的複製,不然所有的創新都是無根之源和鏡中花月,這個就是最快縮短差距的捷徑了。

但問題是別人基本不給我們照抄的機會。我們現在所做的一切努力只不過是奮力追趕罷了。

重汽歷史上有兩次半照抄的機會,一次斯太爾、一次MAN、半次沃爾沃,這幾次機會的收效是及其顯著的,但是以後估計再也沒有了。

重型卡車才是汽車行業的皇冠,乘用車上的技術相對於重型卡車來說還是有滯後性的

比如空氣懸架、空氣懸浮駕駛室、液力緩速器等技術都在國外高端重卡上普及了

而且國外高端重卡普遍價格在百萬以上,這也是乘用車沒法比的

高價格和高毛利也讓國外重卡公司發展出了很多新技術。

國內廠家由於技術積累的原因和低毛利的因素,只能做出適用於中國市場的低端車,在技術水平上基本就是被碾壓的份,但是如果在價格上比較就是反碾壓的了,但是同樣的技術我們做不出來。。。

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從業十年了,經歷了從學生時代的帝國主義都是紙老虎的盲目樂觀到現在的可能永遠都趕不上的偏悲觀的思想轉變,下個十年也許應該能讓我看到趕上世界先進水平的希望吧。

因為我是從事重卡變速箱製造領域的,所以只能談談變速箱這一塊的差距,整車就不強行裝逼了。所有的表述都是個人的經歷和感受,只限於我所處的環境水平(重汽),也許兄弟企業水平比我們高的多。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~重型卡車變速箱結構科普~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

鋁殼變速箱

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

內部結構

這個就是我們的產品,主箱雙中間軸加副箱行星架結構,走的是ZF的技術路線。優點是承載力強、傳動平穩。不過這個是直齒不帶同步器的變速箱,放映在使用上就是傳動衝擊大、噪聲大,需要兩腳離合,大車的老司機應該深有體會。這種箱型在歐洲已經是淘汰很久的技術了,但是在國內還是主流技術。重汽的變速箱都是HW開頭的,代表的是豪沃變速箱。豪沃就是HOWO,重汽賣的最好的車型,斯太爾的換代,老司機們都懂。後面的五位數字以25712為例,25是指發動機輸入扭矩2500牛,這個就是我們生產的承載扭矩最大的變速箱了,發動機基本就是500-600馬力這一塊,也基本是國產最大的卡車發動機了;7這個數字,傳說重汽老總比較喜歡7這個數字,沒什麼好吐槽的,宇宙終極奧秘42是7的倍數;12就是擋位數了。這五位數之後就是具體的型號了,比如加XC就是斜齒、超速擋,這個細分就海了去了。你問這個是多少擋的?我們主打是12擋的,還有10擋、16擋的。過去還有9擋的,但是市場接受程度低,所以被10擋替代了,今年批量上新9擋斜齒的,這個放在最後說。你要問這麼多擋怎麼掛啊,放張檔位圖你就知道了

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

16擋檔位圖重卡變速箱和普通轎車變速箱不同的地方是多了差分擋和範圍擋,這個就和主副箱結構有關係了。範圍擋就是區分高低擋的,差分擋是在原有檔位上增加一倍的檔位,所以16擋的檔位反而比9擋簡單。重卡變速箱的差分擋和範圍擋是通過氣缸動作的,換擋力太沉,手動太累。

再說下主副箱結構,這個是小車上沒有的,反正小車也不需要。

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

HW20716,主箱4個擋與後副箱2個擋傳動形成8個前進擋,再經前置的插分擋插分形成16(2×4×2)個前進擋和兩個倒擋。主變速器為手操縱,前、後副變速器為氣操縱。

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

原理上來說都是採用雙中間軸結構,兩根中間軸相間180°,副箱採用行星減速機構。動力從輸入軸輸入後,分流到兩根中間軸上,然後彙集到主軸,最後通過副箱行星減速機構後輸出,從而實現動力的傳遞。主副箱通俗地講就是相當於兩個變速箱合成一個大變速箱,檔位可以倍數增加,傳遞扭矩可以更大!每次拉100噸車的時候,變速箱內心都是奔潰的,全車所需的扭矩需要我來放大,後面的傳動軸兄弟也很苦,全車所有的扭矩都需要他來承載,所以傳動系統是整車出毛病最快的大總成。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~國外主流技術的分割線~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

這個是ZF十二擋,基本是歐洲用的最多的結構之一,還有單中間軸的重卡變速箱結構就是主箱兩根軸。

從上圖就可以看出歐洲人的主流是斜齒和同步器,反映在使用上就是傳動更加平穩,噪音小,換擋不用兩腳離合了,換擋就像是小車換擋一樣輕鬆。

自動箱國外用的也很多,主流是AMT和AT,AMT就是普通MT箱加上自動換擋機構,AT原理和小車差不多。要我選還是選AMT的,別忘了重卡承載的要求,AT太貴了太複雜了。CVT就別想了,上去就燒,沒法承載大扭矩。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~國內外差距的分割線~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

國內外變速箱差距是明顯的

我們現在的變速箱的成熟箱型還是直齒不帶同步器的,這個在操作上和50年前的老解放是沒有區別的,只是檔位更多、換擋力更輕鬆、傳動能力更強,更不容易壞而已。

斜齒和同步器是好東西,但是也不是想裝就能裝上的。斜齒要解決雙中間軸對齒裝配的問題,不然裝起來的雙中間軸斜齒變速箱就根本不轉給你看。同步器裝不好或者設計缺陷,幾萬公里都跑不下來,失效燒燬。這些都是我們經歷過的。

好在是,現在我們也能生產斜齒同步器的變速箱,但是也只是投放市場幾千臺而已,時間不過一兩年,是否成熟有待市場驗證。

舉個栗子,我覺得這個例子反映出了更多深層的問題。

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

這個是ZF變速箱,單中間軸16擋箱,輸入扭矩2200,帶緩速器

細節:

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

三段殼體裝配起來嚴絲合縫!!!!

當時我看到這個細節時是崩潰的。千萬別小看了這個細節,這代表了很恐怖的設計思想和工藝系統設計。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~細思極恐的分割線~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~公司領導問我為什麼跪著給這臺變速箱點讚的時候,我回答這當然是有原因的。。。。

上個對比圖

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

這個是我們生產的鋁殼變速箱,這個是展箱。顧名思義,這個就是用來展覽用的,表面打過膩子後噴的漆,就是這樣還是能看出各箱體接合面有明顯的錯位。那為什麼ZF變速箱殼體沒有錯位基本嚴絲合縫呢,我們用5W法來分析一下

1.為什麼嚴絲合縫?

毛坯鑄造精度高,不同生產線上下來的毛坯鑄造後一致性非常高,誤差極小。毛坯就避免了大小不一造成的錯位。

2.為什麼不會有錯位?

不同殼體裝配精度高,裝配基準誤差小,避免了裝配過程中的錯位。

3.為什麼裝配基準誤差小?

因為裝配精度高,因為加工過程中毛坯加工基準定位精度高。

4.為什麼加工基準定位精度高?

因為毛坯加工工藝性好。

5.為什麼加工工藝性好?

因為設計有要求,同時毛坯鑄造一致性好,精度高!

先說設計,我希望是特殊考慮過的。如果隨隨便便設計,然後加工出來的產品就能嚴絲合縫,那麼這個工業體系就太恐怖了。

個人推測,ZF從設計就是把三段殼體作為一個整體來設計,各個細節都是整體考慮的,所以整個變速箱外表過度非常平滑,所以整箱受力上好處明顯,震動和噪音降低就會有幫助。

也有可能是隨手設計的,就是追求這樣的美感。但是國內設計人員也這麼設計,那麼我可以明確的說,我沒法加工出這麼嚴絲合縫的產品。

為什麼?想加工成嚴絲合縫就要從整個工藝系統設計上來說了。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~過百讚了,開心的分割線~~~~~~~~~~~~~~~~~~

今天再來說一下如何從工藝系統設計角度來保證裝配的嚴絲合縫

先說下裝配基準

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

這是變速箱的一段殼體,機械專業的同學都畫過變速器,那麼就明白殼體之間相連是靠兩個銷孔定位的,這個就是裝配基準。

這兩個銷孔距離大約是500mm左右,精度要求是正負0.025mm,意思就是說在半米的尺度上兩個孔互相之間位置偏差不能超過一個頭髮絲的直徑。如果工程能力>1.33, 那麼加工十萬件產品,只允許7件超過這個偏差。也就是說我加工精度滿足圖紙要求的情況下,裝配基準造成的誤差基本可以忽略不計了。

由上可知,從機加工角度來看,加工完成的產品只要合格,產品一致性是相當高的。大家要對我們的加工能力有信心。那什麼原因造成裝配後無法嚴絲合縫呢?我們再來看毛坯製造精度。

插一句,在工藝工程師眼裡,萬物都是有誤差的,加工後的產品沒有完全一樣的。在我的價值觀裡,真理就是公差和概率。能理解這一點就能更好的理解下面所說的內容。

回過頭來說毛坯精度,鋁合金殼體是壓鑄的,這種工藝基本就是最好用的鑄造工藝了,精度高、餘量小,經常接觸鑄鐵毛坯的再看壓鑄鋁合金毛坯就有種看藝術品的感覺。

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

這個是德國DIN標中關於鋁合金鑄件的要求,只要誤差在表裡就說明是合格品,我們來看要求,要想嚴絲合縫,那麼鑄造等級一定要高,就是最左邊這一例。

如果我們選擇最好的GTA13/5這一級,那麼裝配後殼體錯位最大能到0.75mm,用最差的GTA14/5,那麼錯位最大能到1.2mm。要想嚴絲合縫,那麼就要用GTA13/5級。殼體接合面為了密封是要在毛坯基礎上再加工掉1.8mm左右的,兩個殼體分別加工掉1.8mm後,裝配起來仍然嚴絲合縫,說明整個毛坯的餘量控制和加工控制一致性分廠高,各個方向上的毛坯公差都控制在一個非常小的範圍,不服不行啊。

中國重型貨車和外國到底有多大差距?

我們是按照CT6級公差來控制的,也就是說公差是1.2mm,也就是說加工的完全合格品,即使是圖紙要求圓滑過渡,那麼最大錯位也會達到1.2mm,如果控制不嚴即使在合格的情況下錯位一般會在08-1mm!

這也是為什麼我說,讓我加工,我也加工不出來的原因。

下面來說,怎麼樣才能保證嚴絲合縫

首先,鑄造等級達到4級,最低要求5級公差,鑄造模具全換進口模具。

按照一般經驗,加工等級線性提高,生產成本指數提升。所以GTA13/5等級的模具價格應該是GTA14/5等級的4倍!!!實際可能沒那麼高,但是2-3倍我覺得應該是有的。

你問一套模具多錢,國內一種殼體壓鑄模具大約300萬左右,進口的更貴。以我的使用經驗來看,國內模具也就是能做到DIN標14級就非常難得了。

整套模具費用大約需要1500萬左右,因為是三個殼體三套模具。這還是一種系列產品的模具費用,我這裡有4個系列,模具費用大約6000萬吧。

然後就是加工中公差均分的方法,想要毛坯公差均分,那麼就要增加一道工序,用毛坯外形定位加工定位基準。我們現在是毛坯直接定位,因為我們沒有嚴絲合縫的要求,所以就省了這一道序。增加這道序不貴,大約100萬就行。

為了嚴絲合縫,拯救強迫症,老闆就要多投入6000多萬。


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