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  凯星液力大功率自动液力变速器的研发成功,是一种适用于海洋石油平台作业机组和填补国内空白的新产品

发布时间:2020-05-04 22:14    浏览次数 :

【机械网】讯  我国首台447千瓦大功率自动液力变速器,自去年3月在贵州凯星液力传动机械有限公司(下称“凯星液力”)下线,并经过656小时的台架可靠性试验后,该系列首批产品已于今年5月交付中国最大的石油钻采装备制造企业之一的河南南阳石油机械厂;12月8日,同系列另一批交付第四石油机械厂的大功率自动液力变速器装车试验完毕,已奔赴境外的阿塞拜疆作业。另外,凯星液力还小批量交付了部分同类产品给特殊用户,将为祖国的国防事业做出凯星人的新贡献。  凯星液力大功率自动液力变速器的研发成功,打破了国外的技术限制和垄断,满足了相关装备国产化的要求,填补了我国多种重型、超重型特种车辆及工程装备核心总成部件领域的空白,使我国成为世界上少数几个掌握该项核心技术的国家之一。  大功率自动液力变速器是集机、电、液、自动控制为一体的产品,技术含量高、研制难度大,是各种重型、超重型特种车辆及工程装备的核心总成部件,能够显著提高车辆的综合性能和驾驶舒适度,广泛应用于城市大型公交车、高速公路豪华型旅游车、机场摆渡车、特种运输车辆等领域。国外也只有德国、美国、日本等国的几家企业能够研发制造,由于国外的技术封锁,我国在该领域的研究还处于起步阶段。  凯星液力是我国专业研制、生产大功率液力变速器的高新技术企业、国家第三批创新型企业、国家火炬计划重点高新技术企业。公司拥有贵州省液力变速器重点实验室,其新产品多次荣获国家和省部级奖励,还是神舟系列飞船配套企业,为祖国的载人航天事业做出了积极的贡献。公司长期致力于油气田开采装备、轨道交通、特种车辆及工程机械等领域急需液力传动产品的创新攻关。近些年成功研制的具有自主知识产权的系列大功率液力变速器产品,达到国际同类产品水平,成功替代进口,并已拓展到国外市场。30多年来,公司投放市场的产品已有十多个系列几十种型号,产品功率覆盖138—2300千瓦。【打印】 【关闭】

作为法士特与卡特彼勒在中国合资组建的唯一一家重型液力自动变速器研发制造公司,西安双特智能传动有限公司最新研制的具有国际先进水平的CX系列6速重型自动变速器,日前批量启程为国内商用车及客车等高端用户市场配套。该公司重型液力自动变速器的国产化,打破了目前国内重型液力自动变速器完全依赖进口的局面,填补了国内重型自动变速器生产的空白,也将有力推动中国汽车工业的创新与发展。 西安双特智能传动有限公司主要任务就是通过引进吸收卡特彼勒先进的CX系列重型液力自动变速器技术,进行重型AT变速器的生产、销售和再研发,并向卡特彼勒公司供应其所需的齿轮类、壳体类、杂件类等机械零部件。自公司合资组建以来,双方合作进展顺利。日前,项目新基地建设工作已全面竣工,双特公司开始入驻新工厂,员工正着手抓紧设备的安装调试和批量化生产准备工作。新厂区占地260多亩地,达产后将形成重型液力自动变速箱12万台、出口件150万只的年产能力,实现年销售收入超过100亿元。目前,正在进行安装和调试机加工和热处理专用设备超过80台,部分设备已初步打通了14条生产线的局域加工片区,随着各相关技术培训、产品研发、工艺编制工作的深入推进,产品的量化生产和市场投放工作步伐将进一步加快。 法士特重型液力自动变速器是企业对标欧美、面向国际研发的系列全新高端产品。产品研发过程中,公司技术人员努力克服国内无成熟供应商、无先进经验借鉴等困难,及时完成了设备自主选型、零部件采购、生产线设计及安装等各项工作。据了解,此次研制的FC6A80/100、FC6A140/180、FC6A210/250系列重型自动变速器,采用全球独一无二的后置式取力器,大大扩展了自动变速器的使用范围,可广泛用于扭矩在600N•m---3000N•m的重卡、工程机械、豪华大巴、特种车等多种车型。与目前市场同类产品相比,具有燃油经济性高、工作效率高、加速性能好、承载能力大、可靠性高、安装尺寸小,电控单元安装布置简单等优势,代表着重型变速器领域的最高水准,以其领先技术、创新技术和独特技术,为我国重型商用车辆的安全性、可靠性、舒适性、环保性提供了最新优化配置。随着国内城市公交和旅游业的发展,业内专家预测,客车装配自动变速器的比例,在未来几年将会有较快的速度增长,并将扩展到高端重卡、码头牵引车、越野车辆以及其它特种车市场领域。法士特重型液力自动变速器的国产化率将开启行业新局面。 借助卡特彼勒公司在液力传动研发制造领域的全球领先优势和法士特公司在生产制造、成本控制、客户开发、市场品牌、销售服务等方面的综合竞争优势,目前,该公司重型液力已经为陕汽、北奔、扬州盛达、苏州金龙等厂家实现供货配套,同时与一汽、欧曼、东风等十多个国内大型商用车生产商的AT合作项目正在持续对接中。随着更加广泛领域的技术交流和技术合作,法士特与卡特彼勒合资合作结出的丰硕成果,将为企业进一步拓展全球化、高端化、专业化、多元化市场发展新空间。

贵州凯星液力传动机械有限公司技术创新填补国内空白

//www.lmjx.net 2004-10-7 21:12:00 中国路面机械网 金黔在线讯我国唯一的液力变速器生产厂家———贵州凯星液力传动机械有限公司通过自主创新、自主发展,不仅实现了由机械变速器到液力变速器的成功跨越,而且在国内油田领域市场占有率已达10%。

凯里公司自主研发的BY530海洋石油平台用大功率液力变速器,是一种适用于海洋石油平台作业机组和填补国内空白的新产品,该产品还可用于陆上油田作业设备等传递和变速机组的动力传动装置,及矿田车和工程机械领域。

由于该产品技术含量高,公司于2002年获国家科技部创新基金75万元,并得到银行贷款200万元。中小企业技术创新基金所起的引导作用,缩短了企业项目实施周期。

液力变矩器具有的优良特性,自动适应性、无级变速、良好稳定的低速性能、减振隔振及无机械磨损等,是其它传动元件无可替代的。历经百年的发展,液力变矩器的应用不断扩大,从汽车、工程机械、军用车辆到石油、化工、矿山、冶金机械等领域都得到了广泛的应用。液力变矩器的流场理论、设计和制造、实验等研究工作,近年来,也得到了突飞猛进的发展。1.液力变矩器的应用国外已普遍将液力传动用于轿车、公共汽车、豪华型大客车、重型汽车、某些牵引车及工程机械和军用车辆等。以美国为例,自70年代起,每年液力变矩器在轿车上的装备率都在90%以上,产量在800万台以上,在市区的公共汽车上,液力变矩器的装备率近于100%,在重 型汽车方面,载货量30-80t的重型矿用自卸车几乎全部采用了液力传动。迄今为止,在功率超过735kW,载货量超过100t的重型汽车上,液力传动也得到了应用。如阿里森(ALLISON)的CLBT9680系列液力机械变速器就应用于功率为882.6kW、装载量为108t的矿用自卸车上,在某些非公路车辆上,在大部分坦克及军用车辆上也装备了液力传动。在欧洲和日本,近年来装备液力传动的车辆也有显著增加。国外较大吨位的装载机、推土机等工程机械多数都采用了液力传动。我国在50年代就将液力变矩器应用到红旗牌高级轿车上,70年代又将液力变矩器应用于重型矿用汽车上。目前,我国车辆液力变矩器主要应用于列车机车、一些工程机械和新一代的主战坦克及步兵战车等车辆上。液力传动在国内工程机械上的应用始于60年代,由天津工程机械研究所和厦门工程机械厂共同研制的ZL435装载机上的液力传动开始的。80年代由天津工程机械研究所研制开发了"YJ单级向心涡轮液力变矩器叶栅系统"和"YJSW双涡轮液力变矩器系列"。两大系列目前已成为我国国内工程机械企业的液力变矩器的主要产品。其产品的主要性能指标已达到国外同类产品的先进水平。80年代北京理工大学为军用车辆研制开发了Ch300、Ch400、Ch700、Ch1000系列液力变矩器,突破大功率、高能容、高转速液力变矩器的设计与制造关键技术,达到国际先进水平,满足了军用车辆的使用要求。一些合资企业生产的轿车和重型载重车等也应用了进口的液力变矩器。同国外相比,我国车辆应用液力变矩器虽然有了一定基础,但应用范围窄,数量较小,在中型载货汽车、公共汽车、越野汽车等车辆上没有应用或应用极少。西部大开发和我国经济的大发展,交通运输、水利水电、建筑业、能源等领域将是发展重点,因此液力变矩器在我国有广阔的市场。2.液力变矩器技术的发展目前广泛使用的液力变矩器主要有下列几种形式:1) 普通三工作轮闭锁式液力变矩器,如图1。结构简单,车辆起动和低速行使时,主要利用变矩器的增矩性能,换档时利用变矩器的缓冲性能,高速时将变矩器闭锁,充分利用机械传动的高效性能。 2) 多工作轮液力变矩器,如图2。主要用于需要起动转矩大的工程机械和车辆,和需要液力变矩器多工况工作的机械上。3) 可调式液力变矩器,如图3。当负载需作双向运动,对动力性能具有恒速或恒力等特殊牵引特性要求时,液力变矩器必须具有可调节反馈控制的功能,并在动态指标方面满足一定的要求。主要应用领域是,具有特种牵引要求的各种军、民用机械,如空中加油软管曳绕卷盘机械,主被动双向运动恒力加载试验机械,大型固定式提升机械,陆基或船基水下物件曳绕机械等。4) 牵引-制动型液力变矩器,如图4。在保证牵引能力的同时,充分利用液力变矩器的减速制动性能。俄罗斯研制了一种牵引-制动型液力变矩器。国内的研究人员曾对液力变矩器的制动工况做过一些研究和探索,但是并没有形成系统的完善的理论,没有结合具体的车辆设计出具体结构。北京理工大学正在研究牵引-制动型液力变矩器,已完成了工作原理和设计理论的研究,在2~3年内可研制出产品样机。2.1流场理论的发展现状液力变矩器是叶轮机械的一种。液体在液力变矩器工作轮流道中的流动是粘性、不可压缩的三维不稳定流动。基于建模和计算的复杂性和液力变矩器流场的特殊性,长期以来在工程中采用的是一维流动理论,即束流理论。由于它的简便性和一定的合理性,因而具有工程实用价值,目前得到广泛应用的液力变矩器的设计理论仍是束流理论。一元束流理论的优点是物理概念简单,设计计算工作大为简化和易于掌握等。但由于其诸多假设与变矩器内流场有很大差别,所以用一维束流理论设计出来的变矩器往往不能达到预期的性能指标,而要经过反复的试验和改进,这就大大地增加了试验量和研制周期。随着车辆、工程机械等行业对液力变矩器性能和研制周期要求的不断提高,给液力变矩器的研究提出了新的课题,研究人员在液力变矩器流场理论的研究上付出了很多努力,取得了一定进展。 在一元束流理论的基础上发展了二维流动理论。它将工作轮中的流动简化为过旋转轴心的一组平行轴面内的平面流动,每个平面内的速度分布和压力分布都是相同的。在给定了叶片的边界形态和流量后,即可用数学方程求出该平面上任一点的流动参数。在二维流动理论基础上建立起来的二维或准二维性能预测和叶栅设计方法,把原来由中间平均流线所代表的进、出口速度和叶片参数改为沿进出口边或沿内外环具有某种变化规律的分布。应用二维流动理论,人们对液力变矩器的性能预测、叶性设计及绘制方法等进行了大量研究,得到了较好的效果。 总的来说,用二维流动理论描述纯离心式或轴流式工作轮中的流动情况与实际较为接近,而描述常用的向心式或一般的混流式工作轮,则与实际差别较大。液力变矩器设计计算方法的发展方向是三维流动理论,描述粘性流体三维流动的运动方程是 纳维-斯托克斯方程,简称N-S方程。由于N-S方程和欧拉方程的复杂性,直接求数值解非常困难,特别是N-S方程,到目前为止尚无法直接求解。近十多年来,人们多用有限元法和有限差分法求三维流动的微分方程或变分方程。尽管人们对液力变矩器内流场的研究已经取得了一定的进展,但是由于液力变矩器内流场的特殊性和复杂性,完全抛开一维束流理论来进行液力变矩器设计计算的条件尚不成熟,能准确地反映液力变矩器内流场状况的理论尚未形成,液力变矩器的研究设计方法并没有从根本上得到改善,对液力变矩器还不可能进行一步到位的设计,往往要有多次反复,需要做大量的实验。2.2设计方法的发展现状液力变矩器的设计主要内容有叶栅系统入、出口参数设计、液流道设计、特性计算、整体结构设计及供油系统设计。叶栅系统入、出口参数设计是指根据给定的性能指标确定最佳的叶栅系统入、出口参数,包括流道的入、出口宽度和半径及叶片的入、出口角度和厚度。目前采用的设计方法有三种:基型设计、统计设计和基于流场理论的设计。基型设计:选择性能与设计要求接近的液力变矩器作为设计基型,循环圆的形状,叶轮的布置,叶片的形状,叶片的数目,各种计算系数均参考基型选择,几何尺寸按相似原理进行确定。统计设计:根据现有液力变矩器的种类和性能指标,有针对性地进行综合分析,统计出液力变矩器的性能和工况、叶轮尺寸及叶片角度的关系,制定出图表或解析式作为设计的参考。设计时根据性能要求选定一些参数作为设计计算的初始点,根据统计图表或解析式确定所设计的液力变矩器的各项参数,从而确定叶栅系统入、出口参数。基于流场理论的设计:目前叶栅系统入、出口参数设计的理论基础仍然是一元束流理论。根据束流理论及能量守衡定律建立叶栅系统入、出口参数设计计算的基本数学关系式,根据设计性能要求及制造工艺条件建立约束方程,然后,通过选择合适的优化目标函数、优化计算方法及初始参数进行设计计算。可以使用的方法有,渐次逼近法,采用单或多目标优化计算方法来计算最佳叶栅系统入、出口参数。液流流道是由循环圆内、外环曲面及叶片曲面组成的,其设计包括循环圆设计和叶形设计。循环圆设计是确定循环圆的外环形状、内环形状、设计流线形状及叶片的入、出口边的轴面位置及形状。设计方法有两种:基型设计及基于统计结果和流场理论的设计。叶片设计是在循环圆设计和叶栅系统入、出口参数设计基础上进行的,叶片的形状直接影响液流流道的形状及叶轮的制造。液力变矩器的叶片可以分为两类:可展曲面叶片和不可展曲面叶片。叶片设计的方法可分为三种:三维设计、准三维设计和二维设计。由于流场理论研究的制约,直接进行叶片的三维曲面设计和准三维设计困难较大,而且,优势不是很明显。目前应用的叶片设计方法仍是投影于多圆柱面的等角射影原理的流线法,对此方法的研究也较深入和广泛,积累了不少经验。2.3制造方法的发展现状液力变矩器的制造,随着液力变矩器的结构形式及应用场合不同而有所不同。叶轮的制造可以分为两大类:组装式和整体铸造式。前者叶轮的内环、外环及叶片分别采用金属板冲压或铣制而成,然后,用焊接、铆接的方法,将三部分组装成完整的叶轮,该方法具有单件成本低,加工精度和流道的表面粗糙度高的优点,但工装成本高。后者叶轮的内环、外环及叶片直接由模具浇注成一体,一般是铝铸件。根据形成流道的型芯的制法不同,工作轮的铸造方法分为整体型芯法和组合型芯法,适合于具有空间曲面形状且不等厚度的叶片的叶轮的制造。根据形成铸型型腔材料的不同,工作轮的铸造方法又可分为砂型铸造和金属型铸造。采用金属型、石膏芯复合铸造工艺生产液力变矩器铝叶轮的方法,可以提高铸件的表面粗糙度,保障尺寸精度,并能铸造出叶片根部的圆角。 3.计算机在液力变矩器设计制造中的应用3.1 CAD/CAM技术的发展现状CAD/CAM技术是随着信息技术的发展而形成的一门新技术,它的应用和发展引起了社会和生产的巨大变革,因此CAD/CAM技术被视为20世纪最杰出的工程成就之一。目前,CAD/CAM技术广泛应用于机械、电子、航空、航天、汽车、船舶等各个领域。 CAD/CAM系统对硬件的主要要求有:强大的图形处理和人机交互功能;相当大的外存容量;良好的通讯联网功能。近年来,由微机组成的CAD/CAM系统越来越受到用户的欢迎。显示器是CAD/CAM系统重要输出设备之一。自80年代以来,为增强图形显示功能,出现了带有图形处理功能的显示卡。这种卡即有高分辨的显示控制能力,又有高性能2D/3D图形处理功能,使显示器图形处理功能大为增强。另外一些优秀的CAD/CAM软件功能提高迅速,如:PTC公司的Pro/Engineer、EDS公司的UG.II、Solidworks公司的Solidworks等等。3.2

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