什么样的情况下需要使用箱型货车?,

中国重型货车和外国到底有多大差距?

说结论,整体差距离世界最高水平MAN、奔驰、沃尔沃大约在20年左右

怎么才能缩小差距,我的思路就是别搞什么自主创新了,1000%的照抄+10000%的补课,从设计体系到生产体系到质量体系,最后的验收体系都是一丝一毫不打折扣的复制,不然所有的创新都是无根之源和镜中花月,这个就是最快缩短差距的捷径了。

但问题是别人基本不给我们照抄的机会。我们现在所做的一切努力只不过是奋力追赶罢了。

重汽历史上有两次半照抄的机会,一次斯太尔、一次MAN、半次沃尔沃,这几次机会的收效是及其显著的,但是以后估计再也没有了。

重型卡车才是汽车行业的皇冠,乘用车上的技术相对于重型卡车来说还是有滞后性的

比如空气悬架、空气悬浮驾驶室、液力缓速器等技术都在国外高端重卡上普及了

而且国外高端重卡普遍价格在百万以上,这也是乘用车没法比的

高价格和高毛利也让国外重卡公司发展出了很多新技术。

国内厂家由于技术积累的原因和低毛利的因素,只能做出适用于中国市场的低端车,在技术水平上基本就是被碾压的份,但是如果在价格上比较就是反碾压的了,但是同样的技术我们做不出来。。。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~HW25712的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

从业十年了,经历了从学生时代的帝国主义都是纸老虎的盲目乐观到现在的可能永远都赶不上的偏悲观的思想转变,下个十年也许应该能让我看到赶上世界先进水平的希望吧。

因为我是从事重卡变速箱制造领域的,所以只能谈谈变速箱这一块的差距,整车就不强行装逼了。所有的表述都是个人的经历和感受,只限于我所处的环境水平(重汽),也许兄弟企业水平比我们高的多。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~重型卡车变速箱结构科普~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

铝壳变速箱

内部结构

这个就是我们的产品,主箱双中间轴加副箱行星架结构,走的是ZF的技术路线。优点是承载力强、传动平稳。不过这个是直齿不带同步器的变速箱,放映在使用上就是传动冲击大、噪声大,需要两脚离合,大车的老司机应该深有体会。这种箱型在欧洲已经是淘汰很久的技术了,但是在国内还是主流技术。重汽的变速箱都是HW开头的,代表的是豪沃变速箱。豪沃就是HOWO,重汽卖的最好的车型,斯太尔的换代,老司机们都懂。后面的五位数字以25712为例,25是指发动机输入扭矩2500牛,这个就是我们生产的承载扭矩最大的变速箱了,发动机基本就是500-600马力这一块,也基本是国产最大的卡车发动机了;7这个数字,传说重汽老总比较喜欢7这个数字,没什么好吐槽的,宇宙终极奥秘42是7的倍数;12就是挡位数了。这五位数之后就是具体的型号了,比如加XC就是斜齿、超速挡,这个细分就海了去了。你问这个是多少挡的?我们主打是12挡的,还有10挡、16挡的。过去还有9挡的,但是市场接受程度低,所以被10挡替代了,今年批量上新9挡斜齿的,这个放在最后说。你要问这么多挡怎么挂啊,放张档位图你就知道了

16挡档位图重卡变速箱和普通轿车变速箱不同的地方是多了差分挡和范围挡,这个就和主副箱结构有关系了。范围挡就是区分高低挡的,差分挡是在原有档位上增加一倍的档位,所以16挡的档位反而比9挡简单。重卡变速箱的差分挡和范围挡是通过气缸动作的,换挡力太沉,手动太累。

再说下主副箱结构,这个是小车上没有的,反正小车也不需要。

HW20716,主箱4个挡与后副箱2个挡传动形成8个前进挡,再经前置的插分挡插分形成16(2×4×2)个前进挡和两个倒挡。主变速器为手操纵,前、后副变速器为气操纵。

原理上来说都是采用双中间轴结构,两根中间轴相间180°,副箱采用行星减速机构。动力从输入轴输入后,分流到两根中间轴上,然后汇集到主轴,最后通过副箱行星减速机构后输出,从而实现动力的传递。主副箱通俗地讲就是相当于两个变速箱合成一个大变速箱,档位可以倍数增加,传递扭矩可以更大!每次拉100吨车的时候,变速箱内心都是奔溃的,全车所需的扭矩需要我来放大,后面的传动轴兄弟也很苦,全车所有的扭矩都需要他来承载,所以传动系统是整车出毛病最快的大总成。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~国外主流技术的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

这个是ZF十二挡,基本是欧洲用的最多的结构之一,还有单中间轴的重卡变速箱结构就是主箱两根轴。

从上图就可以看出欧洲人的主流是斜齿和同步器,反映在使用上就是传动更加平稳,噪音小,换挡不用两脚离合了,换挡就像是小车换挡一样轻松。

自动箱国外用的也很多,主流是AMT和AT,AMT就是普通MT箱加上自动换挡机构,AT原理和小车差不多。要我选还是选AMT的,别忘了重卡承载的要求,AT太贵了太复杂了。CVT就别想了,上去就烧,没法承载大扭矩。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~国内外差距的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

国内外变速箱差距是明显的

我们现在的变速箱的成熟箱型还是直齿不带同步器的,这个在操作上和50年前的老解放是没有区别的,只是档位更多、换挡力更轻松、传动能力更强,更不容易坏而已。

斜齿和同步器是好东西,但是也不是想装就能装上的。斜齿要解决双中间轴对齿装配的问题,不然装起来的双中间轴斜齿变速箱就根本不转给你看。同步器装不好或者设计缺陷,几万公里都跑不下来,失效烧毁。这些都是我们经历过的。

好在是,现在我们也能生产斜齿同步器的变速箱,但是也只是投放市场几千台而已,时间不过一两年,是否成熟有待市场验证。

举个栗子,我觉得这个例子反映出了更多深层的问题。

这个是ZF变速箱,单中间轴16挡箱,输入扭矩2200,带缓速器

细节:

三段壳体装配起来严丝合缝!!!!

当时我看到这个细节时是崩溃的。千万别小看了这个细节,这代表了很恐怖的设计思想和工艺系统设计。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~细思极恐的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~公司领导问我为什么跪着给这台变速箱点赞的时候,我回答这当然是有原因的。。。。

上个对比图

这个是我们生产的铝壳变速箱,这个是展箱。顾名思义,这个就是用来展览用的,表面打过腻子后喷的漆,就是这样还是能看出各箱体接合面有明显的错位。那为什么ZF变速箱壳体没有错位基本严丝合缝呢,我们用5W法来分析一下

1.为什么严丝合缝?

毛坯铸造精度高,不同生产线上下来的毛坯铸造后一致性非常高,误差极小。毛坯就避免了大小不一造成的错位。

2.为什么不会有错位?

不同壳体装配精度高,装配基准误差小,避免了装配过程中的错位。

3.为什么装配基准误差小?

因为装配精度高,因为加工过程中毛坯加工基准定位精度高。

4.为什么加工基准定位精度高?

因为毛坯加工工艺性好。

5.为什么加工工艺性好?

因为设计有要求,同时毛坯铸造一致性好,精度高!

先说设计,我希望是特殊考虑过的。如果随随便便设计,然后加工出来的产品就能严丝合缝,那么这个工业体系就太恐怖了。

个人推测,ZF从设计就是把三段壳体作为一个整体来设计,各个细节都是整体考虑的,所以整个变速箱外表过度非常平滑,所以整箱受力上好处明显,震动和噪音降低就会有帮助。

也有可能是随手设计的,就是追求这样的美感。但是国内设计人员也这么设计,那么我可以明确的说,我没法加工出这么严丝合缝的产品。

为什么?想加工成严丝合缝就要从整个工艺系统设计上来说了。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~过百赞了,开心的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~

今天再来说一下如何从工艺系统设计角度来保证装配的严丝合缝

先说下装配基准

这是变速箱的一段壳体,机械专业的同学都画过变速器,那么就明白壳体之间相连是靠两个销孔定位的,这个就是装配基准。

这两个销孔距离大约是500mm左右,精度要求是正负0.025mm,意思就是说在半米的尺度上两个孔互相之间位置偏差不能超过一个头发丝的直径。如果工程能力>1.33, 那么加工十万件产品,只允许7件超过这个偏差。也就是说我加工精度满足图纸要求的情况下,装配基准造成的误差基本可以忽略不计了。

由上可知,从机加工角度来看,加工完成的产品只要合格,产品一致性是相当高的。大家要对我们的加工能力有信心。那什么原因造成装配后无法严丝合缝呢?我们再来看毛坯制造精度。

插一句,在工艺工程师眼里,万物都是有误差的,加工后的产品没有完全一样的。在我的价值观里,真理就是公差和概率。能理解这一点就能更好的理解下面所说的内容。

回过头来说毛坯精度,铝合金壳体是压铸的,这种工艺基本就是最好用的铸造工艺了,精度高、余量小,经常接触铸铁毛坯的再看压铸铝合金毛坯就有种看艺术品的感觉。

这个是德国DIN标中关于铝合金铸件的要求,只要误差在表里就说明是合格品,我们来看要求,要想严丝合缝,那么铸造等级一定要高,就是最左边这一例。

如果我们选择最好的GTA13/5这一级,那么装配后壳体错位最大能到0.75mm,用最差的GTA14/5,那么错位最大能到1.2mm。要想严丝合缝,那么就要用GTA13/5级。壳体接合面为了密封是要在毛坯基础上再加工掉1.8mm左右的,两个壳体分别加工掉1.8mm后,装配起来仍然严丝合缝,说明整个毛坯的余量控制和加工控制一致性分厂高,各个方向上的毛坯公差都控制在一个非常小的范围,不服不行啊。

我们是按照CT6级公差来控制的,也就是说公差是1.2mm,也就是说加工的完全合格品,即使是图纸要求圆滑过渡,那么最大错位也会达到1.2mm,如果控制不严即使在合格的情况下错位一般会在08-1mm!

这也是为什么我说,让我加工,我也加工不出来的原因。

下面来说,怎么样才能保证严丝合缝

首先,铸造等级达到4级,最低要求5级公差,铸造模具全换进口模具。

按照一般经验,加工等级线性提高,生产成本指数提升。所以GTA13/5等级的模具价格应该是GTA14/5等级的4倍!!!实际可能没那么高,但是2-3倍我觉得应该是有的。

你问一套模具多钱,国内一种壳体压铸模具大约300万左右,进口的更贵。以我的使用经验来看,国内模具也就是能做到DIN标14级就非常难得了。

整套模具费用大约需要1500万左右,因为是三个壳体三套模具。这还是一种系列产品的模具费用,我这里有4个系列,模具费用大约6000万吧。

然后就是加工中公差均分的方法,想要毛坯公差均分,那么就要增加一道工序,用毛坯外形定位加工定位基准。我们现在是毛坯直接定位,因为我们没有严丝合缝的要求,所以就省了这一道序。增加这道序不贵,大约100万就行。

为了严丝合缝,拯救强迫症,老板就要多投入6000多万。

作者:林工

来源:知乎

2023-11-10

2023-11-10