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中国液力传动技术发展现状方向水平提升方式

2021-07-23 来源:平顶山机械信息网

2018-03-26 09:52:12来源: 贤集网

只要在整个传动链中有一个环节使用了液力元件就称之为液力传动,液力传动产品并不局限于液力偶合器、液力变矩器、液力减速器三大液力元件。他还总结了当前中国液力传动产业发展存在的问题,提出了解决问题的思路,指出液力传动技术未来发展方向。

时隔5年,新兴产业迎来更加蓬勃的发展,对传动产品产生更多新需求,激发了传动技术的创新发展。液力传动作为传统产业面临着更加严峻的挑战,如何紧跟时代发展,让液力传动技术迸发新的生命力?

液力传动技术在中国的发展鼎盛期是什么时候,目前的状况如何?

闫清东:20世纪80年代,中国液力传动技术研究开展得非常好,达到了制高点,一大批高校设置了这门学科,如北京理工大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、北方交通大学、中南大学、长沙铁道学院、西南交通大学、上海交通大学、同济大学等,还有北京起重运输机械设计研究院和天津工程机械研究院等科研机构。而且当时从事液力技术研究确实做出了不少成果,液力变矩器项目曾获得过几次国家科技进步奖,研究者们的荣誉度都很高。为液力传动技术发展做出贡献的老一代专家们一直都备受行业尊重。

经过多年发展,中国液力传动技术的发展放缓,这与行业整体状态有关,最主要的还是与新兴产业技术进步带来的挑战有关。随着科技的发展,液力传动等传统技术如何去应对新的挑战,紧跟时代的发展,保持生命力,是一个国际性问题,值得全行业思考。

有效提高中国液力传动技术水平的方式有什么?

闫清东:目前中国还没有完全把世界领先的液力传动产品的技术内涵彻底研究透彻,用现有的研究方法还不能彻底解决目前存在的性能问题,进而去拓展应用领域。

2000年,北京理工大学与俄罗斯圣彼得堡全俄运输车研究所合作,研发多功能液力变矩器,也称为液力变矩-减速装置,在国内生产了样机。这家研究所的液力传动研究水平较高,但并不是世界领先。当时这家研究所派人来北京理工大学做实验,看到实验室的试验台后非常吃惊,因为他们没有这么多先进的试验台,他们的试验设备还非常落后。

2006年,北京理工大学与法国索玛﹒米内维亚公司合作,研发装甲车用大功率液力变矩器。法国的液力传动技术水平确实很高,对世界领先的液力传动产品的特性了解得非常透彻。双方合作紧密,顺利完成了产品研发,性能达到了国际同类产品的领先水平。

近年来,北京理工大学开始与美国高校合作,并加入了美国弗吉尼亚大学ROMAC联盟机构(由机械与航空航天工程系旋转机械与控制实验室发起并领导的工业联合体)。ROMAC成立于1971年,成员为来自世界各地公司、研究所及院校,主要致力于油膜轴承、密封、磁轴承、转子动力学等领域研究,形成拥有自主知识产权的80多项软件及代码,被ROMAC成员广泛应用。

北京理工大学加入美国弗吉尼亚大学ROMAC联盟机构提到这几个合作,是想说明北京理工大学一直在尝试与国外先进科研机构合作,从对方获取先进设计理念,借鉴新产品开发的经验和方法,推动我国液力传动技术进步。

目前我国大部分液力传动产品仍是采用对标设计的方式,包括工程机械广泛使用的双涡轮液力变矩器,都是从对标国外先进标杆产品起步的,不可否认这是赶超先进水平的捷径,事实上很多国家都在采用这种方式。这种设计方法的学名叫逆向设计。逆向设计过程是指设计师对产品实物样件进行数字化处理(三维测量、数据采集、数据处理),并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(模型重构),并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现样机的分析、设计和制造。

中国政府对“引进消化吸收再创新”项目的支持力度很大,尤其是强基工程,可立项申请到较高额度的资金支持。这是一条很有效的技术突破的途径,不过很可惜,近年来液力行业没有得到立项。

新时代下液力产业的发展有哪些感想和建议?

第一,跟踪国外先进技术,创新开发新产品。

未来车辆、工程机械等都在围绕轻量化、环保、节能开展研究工作,提高现有液力传动系统功率密度和传递效率是改善轻量化和节能效果的主要措施。为提高重型大功率车辆在下长坡等工况的安全性能,进行单一液力元件辅助制动以及融合液力变矩器和液力减速器于一体的牵引-制动多叶轮液力元件及其控制系统研究势在必行。随着输入转速和功率的提高,冶金矿山机械、起重运输机械以及各类大惯量设备等亟需高转速大功率液力偶合器对其进行起动或调速。近年来风力发电机组正向大功率、高效率、高可靠性及低成本方向发展,采用液力元件替代传统整流-逆变装置是实现上述要求的一种有效技术手段,可以使得在最大风能利用基础上实现由变化的风轮转速到恒定电机转速的变化,从而使得发电机以恒定转速工作便于实现并网发电。上面所讲的国外大公司的产品发展也基本是这一思路。因此,我们要实时跟踪国外先进技术,结合对标开发技术,自主创新开发新产品,将产品做得青出于蓝而胜于蓝,并且由此发展壮大。

第二,基于国内应用和企业现状,积极拓展液力传动产品应用范围。

当然每一个新领域企业都要谨慎进入,但是产品太单一肯定会制约企业发展。国内一些发展较困难的企业现在面临的就是这个问题,所以我国液力企业要积极拓展产品应用领域,尤其是车辆工程领域。目前这个领域基本由国外品牌主导,国内品牌进军这个领域确实存在风险,可能历经艰辛开发的新产品,国外大品牌一降价就是致命打击。但是事在人为,很多成功案例告诉我们,坚定目标,良好的运作就有成功的希望。

第三,结合现代机电液技术,研究液力元件在机、电、液复合传动技术领域中的深入应用。

在车辆工程和工程机械领域,液力行业企业应该感到危机,因为机电液传动在各个行业、各个领域都有取代传统机械传动的趋势,如果企业不及时思考这个问题,确实有被淘汰的可能。目前,汽车、工程机械,包括军用车辆在内,都在大力推广机电液复合传动,替代机械传动,当然完全替代也存在疑问。液力传动得天独厚的优势就是无级变速、无级变矩、减振、隔振等,这些电传动无法替代。在计算机技术、网络技术、现代控制技术、能源技术、制造技术等飞速发展的时代,中国液力传动产业如何进入并服务好未来新兴产业,是值得行业同仁深刻思考的问题。

第四,人才、合作、共享。

要做好以上工作,核心因素是人才。液力行业企业规模都较小,在一二线城市的少,行业的发展也较慢,产品多集中于低端,工资水平低,人才留不住,高端人才引不来,211、985高校毕业生基本招收不到,人才短缺问题比较突出。人才问题如何解决,最有效的办法就是合作,可以针对项目与高校或科研机构合作,也可以跟国际大企业技术合作。合作的形式就是共享,信息、技术上的深层次共享,以及在此基础上的利益共享,谋求共同发展。总之,合作、共享是将来企业发展一定要走的路。

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