自2013年初中国一拖制定《2013年品质提升计划》,并分派由相关单位和部门实施至今,已有两个年头。作为计划的第6项和第7项——拖拉机降油耗、降噪工程,在技术中心、柴油机公司、三装厂、质量部等各方的共同努力下,经过两年的实施,已取得了显著的成果。这对于提高东方红产品的市场竞争力大有裨益。技术中心的技术人员用行动展示了自身的科研实力,也彰显了一拖的核心竞争力。
拖拉机油耗和噪声是困扰产品品质提升的两大顽疾,其指标也是企业技术实力的体现。优越的产品振动与噪声性能是一款产品先进性的最直观体现,也是企业制造高端产品必须要攻克的一道难关。在早期的工程实践中,解决问题的方式主要是在经验基础上进行试验对比,没有形成相应的设计体系和理论基础。而只有建立包括仿真分析、试验技术、优化设计以及数据库“四位一体”的技术支持体系,才能改变以往的被动局面。欣慰的是,技术中心正走在正确的道路上,并且在不断取得进步。
借鉴国际先进样机在振动与噪声控制方面的经验是该项工作迅速取得突破的重要途径。项目开展过程中,从材料、结构及整机布置方面结合测试数据,对先进样机进行了细致的分析,在此基础上取得了一系列有推广应用价值的减振降噪措施。如通过整机平衡性分析确定的减振方案,使得YT3B2柴油机的整机振动降低42%;通过YT4A2柴油机齿轮室盖结构优化,使得前端噪声降低1dB(A);结合振动测试与模态分析技术,对MG704拖拉机方向盘振动过大提出了改进措施。在柴油机振动研究中还发现发动机台架振动测量与整车测量的非相关性问题,该观点得到国际知名研究机构英国里卡多公司的肯定。
关注油耗噪声
随着经济的发展和社会的进步,用户对拖拉机产品的油耗和噪声的关注度越来越高。油耗是与拖拉机使用成本密切相关的因素,与用户的利益休戚相关,而振动和噪声则关系到用户操作的舒适度和健康。在市场竞争日趋激烈,用户对产品品质要求日益提高的形势下,振动与噪声的大小决定了一台拖拉机在市场上的前景。
2011年至2012年,中国一拖质量部对一拖生产的拖拉机抽查六分点油耗,普遍存在的超标现象引起了中国一拖领导的高度重视。为提升产品品质,为用户提供高效、可靠的产品,提高市场竞争力,2013年,中国一拖制定了《2013年品质提升计划》,并将降油耗列为其中第6项,由技术中心负责制订匹配试验方案和改进措施。
相较于国内汽车公司而言,国内农业机械在减振降噪的研究上还处于起步阶段,因此,减振降噪水平已经成为各大农业装备生产商竞争的焦点。正因此,为抢占市场制高点,加大产品在开发过程中的减振与降噪的投入已刻不容缓。拖拉机降噪项目在中国一拖《2013年品质提升计划》中被列为第7项。
新老结合搞攻关,降耗效果显著
降油耗工程在技术中心发动机首席专家朱敬安的带领下展开。经研究,确定LX1000拖拉机配4V5自然吸气发动机为试验样车。先对该机型拖拉机进行全面、系统的研究,形成系统的技术规范及试验规范,继而推广到其他机型上。
LX1000试验样车为三装厂认证车,是柴油机公司和三装厂针对认证需要,已经经过优化的样车,其PTO六分点油耗已经满足国标≤350g/
kW·h
的要求。
“因此,在此车上再进行优化工作,难度较大。但对已经经过优化的车再实施降油耗,也是对我们现有技术水平的考验。我们有信心进一步降低其油耗,预期使其六分点油耗降低10~15g/
kW·h。”项目负责人朱振华谈道。
如在LR6M3Z柴油机噪声性能改进研究中,通过噪声源识别和整机噪声与扭振的相关性分析,发现柴油机扭转振动导致的前端轮系噪声尤为突出。由此,开展了曲轴扭转减振器匹配的仿真和试验验证工作,新设计的扭转减振器在柴油机标定工况下的整机噪声降低6.3dB(A),全转速范围内噪声平均降低2.7dB(A),整机振动降低35%,取得明显效果。该课题“柴油机扭转减振器匹配研究”获得第十五届一拖青年科技创新成果二等奖。
2013年3月,拖拉机降油耗工程开始实施。为了有效降低拖拉机整机油耗,朱振华和同事们认真分析、反复试验,对柴油机性能、冷却系统和进气系统采取了一系列优化创新措施。主要措施包括:优化喷油器凸出量并匹配大气道、大气门气缸盖,提升发动机性能;在满足散热需求的前提下优化冷却系统,采用改进后的风扇,降低风扇耗功以及水泵和风扇转速,达到降低功耗的目的;对粗滤器进行优化选型,减小进气阻力对发动机性能的影响。
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