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袁华超:《安全与效率:危化品车辆轮端技术的发展》
2024-12-07   【打印【关闭】
袁华超  康迈(南京)机械有限公司  高级应用工程经理
       各位化工物流行业的同仁,大家下午好!
       我是来自康迈的袁华超,今天我将给大家介绍基于安全与效率的危化品车辆轮端技术发展,主要涵盖了三个产品:新推出的PreSet Plus产品、制动盘以及监控系统。
       危化品行业的规模在2025年会达到2.85万亿,危化品运输行业会继续朝着标准化、规模化、智能化和一体化方向进行发展。在发展的过程中,我们认为对车辆的需求可以分为四个方面。第一是安全性,由于危化品运输行业的特殊性,安全性一直是运输车辆的关注的重中之重。第二是高效性,在满足安全性的前提下,如何将货品高效的运输到目的地,同时实现车辆运行的高效,也是客户所关注的。第三是经济性,在市场竞争越来越激烈的前提下,如何将货物以更低的成本实现运输,同时车辆的TCO也成为行业关注的一个重点。第四是环保性,结合对危化品运输车辆需求,我们认为对轮端产品也提出了更高的要求。
       从安全性角度,由于车辆使用的年限进一步延长,所以对于轮端产品生命后期的五年,甚至全生命的安全性的要求是有所提升的。从高效的角度来说,如何实现轮端维护保养的效率、实现车辆的高效运转,可以通过轮端的可靠性来进行保障。从经济学角度来说,轮端产品如果能够提供更长的质保,也是能够帮助危化品车辆在实际运行过程中降低使用成本,同时轮端产品的维保费用下降,也可以帮助车辆提高经济性。综合以上几点,最终还是回到一个点,轮端产品如何通过进一步降低它的使用成本,来实现整车TCO的下降。
       针对危化品车辆轮端需求的变化,我们在中国市场也推出了Plus产品,接下来是产品的视频介绍。
       我们的plus产品与之前的产品区别主要有以下三点不同。首先,我们把轴头螺母集成到了轮毂上,这样方便客户安装,也方便售后的维修,同时我们对轴头螺母做了特殊的表面处理,将其摩擦系数可以控制在更小的范围内。第二康迈PreSet Plus使用了康迈的高端轴承,改善了其轮廓度和粗糙度,提高了轴承的可靠性和使用寿命。第三,采用的是优化的隔套,采取了两端硬化的处理来提高其耐磨性。PreSet Plus的高端轴承是由康迈定制的,既优化了轮子与滚道的轮廓度,同时也提升了表面粗糙度,使它的摩擦力更加小,这两个改变能够使得轴承的载荷分布更加均匀,降低轮子和滚道之间的接触应力,从而提升轴承使用寿命,并且降低轴承对安装和零部件造成的错位和敏感性,从而提升可靠性。转动阻力更小,从而给客户带来比较大的经济收益,就是油耗的下降。PreSet Plus所使用的轴头螺母,相对现有行业标准,在夹紧力上提升了大约2.5倍。在产品使用的中后期,也不会出现轴头螺母夹紧力衰退的问题,所以PreSet Plus 轴头螺母减少防止夹紧力衰退的同时,可以避免一些失效。
       产品在中后期出现轴承走内圈、轴头磨损的情况,同时可以降低轴承和油封的失效率,减少隔套的磨损。相比较上一代的PreSet产品,PreSet Plus可以进一步减少装配时间,减少安装过程中潜在的零部件损伤风险。通过PreSet Plus的特殊结构和零部件的性能提升,我们可以把原有产品3年50万的质保,提升到5年100万,而且使用过程中也可以防止维修过程中的轴承跌落,轴承跌落会造成潜在轴承失效的风险,通过Plus结构设计可以进行避免。同时保持螺母夹紧力,帮助提高产品的使用寿命。综合以上,可以提升轮端产品全生命周期的可靠性,给客户提供更加安全的产品。同时实现更大的经济性和高效性。
       PreSet Plus产品在北美2010年问世,康迈轮端在北美的主机市场占有率在90%以上。北美的6家主机厂已经有5家标配了PreSet Plus产品,用量在北美已经超过100万套。康迈轮端在北美的挂车市场的占有率也已经超过35%,其中PreSet Plus产品用量也在逐年递升。
       自从我们把PreSet Plus产品引入中国以来,主机和挂车厂都已经批量使用。国内的客户包括一汽解放、湖北优软车桥、淄博康胜、山东开一、南京三圣物流、东营德润等。我们专门到淄博康胜经贸做了一次采访,客户对于PreSet Plus产品给予非常高的评价。它产品的可靠性、便捷性,超长的保养周期也省了维保成本,而且检查方便,散热性更好,满足了客户对危化品车辆使用的安全性要求。而且淄博康胜在挂车上同时使用了康迈PreSet Plus 产品,实现了主挂一体的一致性,效果也非常好。
       下面介绍一下第二个制动盘,危化品车辆无论从安全性还是法规,对制动盘用量的需求比其他行业都要多。目前制动盘类型在市场上主要四大类:第一平面盘。康迈在一些平面盘上有专利设计,主要适用于重卡的应用工况,价格合理,重量也比较轻。平面盘国内用量相对少一些,在北美差不多占一半左右的用量。第二是帽型盘。采用独特紧凑的设计,主要适合中卡的负荷应用工况。第三是U型盘,是国内目前在主车和挂车上普遍使用的制动盘形式,它具有高扭矩能力,作为行业公认标准,适用于重型和超重型的应用。第四是花键盘,大多会与Bendix制动器一起使用,它的浮动设计可以为车辆提供更均匀的制动力,同时由于它浮动的设计,能够有效延长制动盘的抗热裂周期,提升抗热裂的性能。
       康迈在制动盘领域,从设计到验证、生产都有自主的能力,在美国和中国都有自己的制动盘研发和测试团队。制动盘在山东有专门的制造工厂,全球制动盘都是从山东出口或者发货。特别是制动测试这块,也具备核心的能力,我们拥有疲劳扭转测试设备,可以做最大扭矩的测试,包括对轮毂和制动盘连接处的机械疲劳,、扭转疲劳、加紧力和扭力测量、扭力与偏移测量、热特征都会在我们自己实验台架上进行。同时还有重型制动测力设备,主要检测振动制动盘的热疲劳、马氏体检测、ABS齿圈、摩擦片、油封寿命测量等。
       作为一个总成供应商,我们会考验制动产品在整体论断应用上的影响。在中国目前供应的制动盘主要是非对称U型盘,这个产品由于其独特的设计,和我们之前对称产品相比,它抗热疲劳性能可以提升2倍以上,同时它热裂失效率下降80%以上。而制动盘作为车辆中比较关键的制动零件,它性能的提升同时就提升了车辆的可靠性和安全性。
       非对称设计相对于对称设计主要有几个提升点,第一,不改变接口尺寸的情况下,我们将外侧制动面进行了加厚。同时我们对散热的风道进行优化,帮助他提高散热性能。第三增加了外侧制动面的根部圆角,来提升它的强度。第一第三主要为了提升U型盘抗伞型变形的能力。伞型变形它是制动盘在受热膨胀之后造成的,它主要是因为外侧制动面受到制动盘盘身本身的结构限制,没有办法自由的变形,受热之后它外源部分的变形量会大于它的根部位置,从而形成像雨伞一样的形状,所以叫伞型变形。
       变成伞型之后,会使得制动盘和制动件运行一段时间之后发生非正常的磨损,可以看到部分区域会离制动片更近,伞型变形会直接导致U型盘的热裂甚至导致失效。我们通过制动面通道以及根部圆角的设计,改善了U型盘伞型变形的量。结果可以看到,非对称设计相对于原来的对称设计,最大外圆处的一个变形量可以减小三分之一,进一步放大大家可以看到,非对称盘整体的变形量也是小于对称设计的。所以,它能够更好的来对抗伞形变形,从而增加抗热力性能,这个结果也得到了台架测试和实际市场使用的验证。目前我们在国内所有的制动盘产品都是采用这种结构的设计。
       最后,介绍一下轮端检测系统,是在轮毂上安装温度传感器,通过信号收集将温度传递给司机或者车队,来进行实时的监控,当然轮端检测系统不仅可以用于康迈的轮端,也可以用于其他品牌的轮端,而且这个温度监控也可以检测制动高温和轮胎的高温,通过预警可以避免因为制动或者是轮胎造成的一些恶性事故。如果在这个系统上再增加胎压检测的话,还可以对胎压技术监控,来避免使用过程中轮胎爆胎的问题。所以,这个系统可以帮助危化品车辆更好的运行,提高它的安全性,为车辆安全保驾护航。
       康迈轮端的使命是希望为危化品行业安全而生,为物流而省,今天我们在门外也有一个展台,大家可以会后去参观一下实物,也欢迎跟我们展台的同事和销售进行交流,谢谢大家。