科技成果

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成果名称: 高效率高功密长寿命商用车变速器关键技术及产业化

成果登记号: 9612022Y2963

第一完成单位: 陕西法士特汽车传动集团有限责任公司

联 系 人: 张海涛

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新产品

技术领域: 先进制造

应用行业: 制造业

学科分类: 机械零件及传动(460.2020)

应用状态: 产业化应用

完成人: 周长江 ,严鉴铂 ,侯圣文 ,张海涛 ,王伟 ,刘义 ,寇植达 ,郭辉 ,张发勇 ,张晓田 ,许明中 ,胡波 ,王豪野 ,吕文彻 ,刘忠明

成果简介:

我国商用车保有量超过3600万辆,承担80%的货运总量,是公路货运和军事运输的主体装备。商用车消耗成品油总量的60%,带来了严重的能源危机和环境压力。作为商用车的关键总成,变速器应具备在复杂工况严苛环境中高效率、高功率、长寿命的远距离持续运转能力,对整车动力性、经济性、可靠性具有决定性作用,其核心技术长期被国外垄断和封锁。团队历时16年艰苦攻关,产学研用协同创新,攻克了商用车变速器构型创新、精准设计与高性能制造等重大技术难题,自主研发的系列产品已实现大规模产业化。主要创新成果如下:

(1)提出商用车大扭矩变速器新构型及主动润滑技术。首创多挡位双中间轴主副箱式变速器新构型,发明了多锥面大容量碳布同步器与集成式操纵机构,解决了扭矩小、换挡慢的难题;提出高速重载齿轮传动定量喷油润滑,开发变速器主动润滑-强制冷却集成系统。实现传动效率和功率密度显著提升。

(2)构建商用车变速器核心零部件的精准设计技术。提出含摩擦齿轮强度计算模型与大螺旋角高重合度细高齿的高阶曲面拓扑修形,建立高载荷齿轮多轴疲劳寿命计算准则;发明自冷抑振铝合金壳体轻量化设计技术。解决了齿轮承载能力低、使用寿命短和壳体重量大的突出问题。

(3)突破商用车变速器核心零部件的高性能制造技术。提出高强度齿轮的冷挤压复合加工、弥散碳化物精准控制和抗扭曲精密磨削技术;发明了深腔薄壁复杂铝合金壳体高压压铸技术。攻克了汽车齿轮抗疲劳制造、高强轻质壳体精密铸造成形等技术难题。

(4)创建商用车变速器基础数据库和性能测试评估体系。创建适合中国工况的变速器载荷谱和多种材料及工艺的齿轮S-N曲线数据库;建立了商用车变速器综合实验中心和质量控制及技术评价平台,制定了变速器及其核心零部件试验方法与标准。打破了正向研发基础数据缺失和测评能力薄弱的瓶颈。

项目共取得授权国家发明专利103项、国际发明专利39项、实用新型专利18项、登记软件著作权20项;编修订国家标准11项、行业与企业标准65项;发表科研论文52篇。创建了高性能变速器设计、制造、试验和大规模产业化的技术体系。研制出56种型号变速器,综合传动效率达98.03%,最大输入扭矩达3200Nm,B10寿命达180万公里。经中国机械工业联合会鉴定:“促进了我国高端商用车和高性能机械变速器的重大技术进步…双中间轴式主副箱12挡商用车变速器设计技术、汽车齿轮高性能制造技术达到国际领先水平”。

近五年产销420万台,销售收入627亿元,创造利税50亿元,中重型变速器国内市场占有率超70%。每年实现节油约450万吨,减少CO2排放约618万吨,降低SO2排放约8万吨。批量供应沃尔沃、戴姆勒、伊顿等国际商用车巨头,近五年出口创汇23.6亿元。累积列装战略导弹等军事运输车近10万台,在维护国家安全中发挥了不可替代的作用。建立了质量控制和技术评价实验室、国家技术标准创新基地,为上下游企业提供技术咨询和测试评估等服务,带动了行业技术升级。促进了变速器产业链高质量发展,提升了中国品牌的全球影响力。