中國一拖：關注油耗噪聲 提高市場競爭力

　　拖拉機油耗和噪聲是困擾產品品質提升的兩大頑疾，其指標也是企業(yè)技術實力的體現(xiàn)。自2013年初中國一拖制定《2013年品質提升計劃》，并分派由相關單位和部門實施至今，已有兩個年頭。作為計劃的第6項和第7項——拖拉機降油耗、降噪工程，在技術中心、柴油機公司、三裝廠、質量部等各方的共同努力下，經(jīng)過兩年的實施，已取得了顯著的成果。這對于提高東方紅產品的市場競爭力大有裨益。技術中心的技術人員用行動展示了自身的科研實力，也彰顯了一拖的核心競爭力。

　　關注油耗噪聲

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，用戶對拖拉機產品的油耗和噪聲的關注度越來越高。油耗是與拖拉機使用成本密切相關的因素，與用戶的利益休戚相關，而振動和噪聲則關系到用戶操作的舒適度和健康。在市場競爭日趨激烈，用戶對產品品質要求日益提高的形勢下，振動與噪聲的大小決定了一臺拖拉機在市場上的前景。

　　2011年至2012年，中國一拖質量部對一拖生產的拖拉機抽查六分點油耗，普遍存在的超標現(xiàn)象引起了中國一拖領導的高度重視。為提升產品品質，為用戶提供高效、可靠的產品，提高市場競爭力，2013年，中國一拖制定了《2013年品質提升計劃》，并將降油耗列為其中第6項，由技術中心負責制訂匹配試驗方案和改進措施。

　　相較于國內汽車公司而言，國內農業(yè)機械在減振降噪的研究上還處于起步階段，因此，減振降噪水平已經(jīng)成為各大農業(yè)裝備生產商競爭的焦點。正因此，為搶占市場制高點，加大產品在開發(fā)過程中的減振與降噪的投入已刻不容緩。拖拉機降噪項目在中國一拖《2013年品質提升計劃》中被列為第7項。

　　新老結合搞攻關，降耗效果顯著

　　降油耗工程在技術中心發(fā)動機首席專家朱敬安的帶領下展開。經(jīng)研究，確定LX1000拖拉機配4V5自然吸氣發(fā)動機為試驗樣車。先對該機型拖拉機進行全面、系統(tǒng)的研究，形成系統(tǒng)的技術規(guī)范及試驗規(guī)范，繼而推廣到其他機型上。

　　LX1000試驗樣車為三裝廠認證車，是柴油機公司和三裝廠針對認證需要，已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)化的樣車，其PTO六分點油耗已經(jīng)滿足國標≤350g/ kW·h的要求。

　　“因此，在此車上再進行優(yōu)化工作，難度較大。但對已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)化的車再實施降油耗，也是對我們現(xiàn)有技術水平的考驗。我們有信心進一步降低其油耗，預期使其六分點油耗降低10～15g/ kW·h。”項目負責人朱振華談道。

　　2013年3月，拖拉機降油耗工程開始實施。為了有效降低拖拉機整機油耗，朱振華和同事們認真分析、反復試驗，對柴油機性能、冷卻系統(tǒng)和進氣系統(tǒng)采取了一系列優(yōu)化創(chuàng)新措施。主要措施包括：優(yōu)化噴油器凸出量并匹配大氣道、大氣門氣缸蓋，提升發(fā)動機性能；在滿足散熱需求的前提下優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，采用改進后的風扇，降低風扇耗功以及水泵和風扇轉速，達到降低功耗的目的；對粗濾器進行優(yōu)化選型，減小進氣阻力對發(fā)動機性能的影響。

　　經(jīng)過一年多的不懈努力，該項目達到了降低拖拉機整機油耗的目標：優(yōu)化后試驗樣機六分點油耗降低39.3g/kW·h，達到了304.3g/ kW·h，超過了預期效果，降油耗效果明顯；優(yōu)化后試驗樣機在2000r/min工況下(拖拉機實際工作點)比油耗為238.1g/kW·h，降低14.5g/kW·h，實際工作節(jié)能效果十分明顯。

　　“在整個項目的實施中，我們積累了豐富的經(jīng)驗，降油耗的顯著效果充分證明，前期制定的降油耗工作的開展流程是合理可行的?？梢砸罁?jù)本項目的開展流程，建立起一套降低拖拉機整機燃油消耗率的通用方法，為新機型的開發(fā)、老機型的改進提供指導。在新機型的開發(fā)中，可以借鑒本項目中得到的一些結論，尤其是該項目輸出的兩份報告：發(fā)動機性能優(yōu)化對比試驗報告和進排氣系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)優(yōu)化試驗報告，在研發(fā)過程中具有重要的參考價值。”朱振華說。

　　此外，項目形成了柴油機與整機匹配試驗規(guī)范等四份拖拉機降油耗試驗規(guī)范，具有很強的指導意義，可在其他機型拖拉機上推廣應用，并在實踐中進一步完善。

　　2014年8月12日，在中國一拖上半年“雙創(chuàng)”優(yōu)秀成果發(fā)布會上，技術中心的“拖拉機整機降油耗工程”項目被評為“雙創(chuàng)”優(yōu)秀項目二等獎，朱振華榮獲中國一拖2014年上半年“創(chuàng)新明星”稱號。

　　朱振華頗有感觸地說：“項目的順利實施，離不開各部門之間的協(xié)調配合，離不開每位成員的積極努力；拖拉機降油耗工程不是件能夠一蹴而就的事情，更不是件一勞永逸的事情。它是一個常做常新的項目：每次都可能會遇到新的問題，在解決的過程中就會有新的收獲，經(jīng)過各方面逐步的積累，逐步完善降油耗工作方法，使油耗越降越低，直到**優(yōu)。”

　　在LF904-1和LF954-1動力換向拖拉機以及LF1504動力換擋拖拉機降油耗項目上，課題組一方面將2013年的工作成果在樣車上推廣，另一方面，由于它們具有新的底盤，在液壓系統(tǒng)上也開展了降油耗工作。三種機型的試驗車均通過了國家拖拉機質量監(jiān)督檢驗中心的PTO測試，六分點油耗滿足了標準要求。

　　年輕團隊擔重任，降噪成效明顯

　　拖拉機的振動噪聲性能是一個系統(tǒng)性問題，涉及多個子系統(tǒng)和部件的相互作用。問題的研究依賴于結構振動、運動與動力學、聲學、材料、信號測試及處理等多個學科中的深層次知識運用，同時還要對發(fā)動機及附件、變速箱、底盤、懸置、駕駛室等產品結構和性能有深入的理解。技術中心CAE工程部振動與噪聲控制研究科，在拖拉機工程部和發(fā)動機工程部的支持下，自我加壓，承擔起了拖拉機降噪工程的研究工作。

　　振動與噪聲控制研究科是一個年輕、精干、高效的團隊，平均年齡只有32歲，在副科長孫黎明的帶領下，這個團隊在發(fā)動機及拖拉機振動噪聲測試、故障診斷、虛擬仿真方面不斷探索研究。

　　孫黎明介紹，振動噪聲問題從振動源到接受者之間有著復雜的傳遞路徑。為了做到有的放矢、事半功倍，他們采用試驗與仿真并重的方法，二者齊頭并進。通過振動噪聲測試快速確立主要噪聲源、傳遞路徑以及在實際運行工況下的振動噪聲水平和頻譜特征；通過虛擬仿真快速、低成本地比較優(yōu)化方案以及對試驗無法測量的數(shù)據(jù)進行模擬計算。

　　兩年來，這個年輕的團隊在項目中得到鍛煉、在收獲中得到成長，在振動噪聲試驗與仿真方面都取得了長足的進步，如燕子壘窩般形成了一系列技術規(guī)范及流程。他們對多項降噪措施進行了分析和驗證，并對其取得的效果進行了深入的研究，建立和完善了數(shù)據(jù)庫，縮短了新機型開發(fā)時間，降低了試驗成本；建立了發(fā)動機整機聲功率、振動烈度、噪聲源識別、曲軸扭振等方面的測試方法和流程，以及發(fā)動機振動噪聲仿真預測方法和流程、曲軸扭轉減振器匹配仿真流程，掌握了優(yōu)化扭轉減振器的慣量比和定調比等參數(shù)的方法和流程；通過對機罩、駕駛室及其橡膠減振器的改進設計、試制和驗證，形成了相應的技術規(guī)范。

　　如在LR6M3Z柴油機噪聲性能改進研究中，通過噪聲源識別和整機噪聲與扭振的相關性分析，發(fā)現(xiàn)柴油機扭轉振動導致的前端輪系噪聲尤為突出。由此，開展了曲軸扭轉減振器匹配的仿真和試驗驗證工作，新設計的扭轉減振器在柴油機標定工況下的整機噪聲降低6.3dB(A)，全轉速范圍內噪聲平均降低2.7dB(A),整機振動降低35%，取得明顯效果。該課題“柴油機扭轉減振器匹配研究”獲得第十五屆一拖青年科技創(chuàng)新成果二等獎。

　　借鑒國際先進樣機在振動與噪聲控制方面的經(jīng)驗是該項工作迅速取得突破的重要途徑。項目開展過程中，從材料、結構及整機布置方面結合測試數(shù)據(jù)，對先進樣機進行了細致的分析，在此基礎上取得了一系列有推廣應用價值的減振降噪措施。如通過整機平衡性分析確定的減振方案，使得YT3B2柴油機的整機振動降低42%；通過YT4A2柴油機齒輪室蓋結構優(yōu)化，使得前端噪聲降低1dB(A)；結合振動測試與模態(tài)分析技術，對MG704拖拉機方向盤振動過大提出了改進措施。在柴油機振動研究中還發(fā)現(xiàn)發(fā)動機臺架振動測量與整車測量的非相關性問題，該觀點得到國際知名研究機構英國里卡多公司的肯定。

　　優(yōu)越的產品振動與噪聲性能是一款產品先進性的**直觀體現(xiàn)，也是企業(yè)制造高端產品必須要攻克的一道難關。在早期的工程實踐中，解決問題的方式主要是在經(jīng)驗基礎上進行試驗對比，沒有形成相應的設計體系和理論基礎。而只有建立包括仿真分析、試驗技術、優(yōu)化設計以及數(shù)據(jù)庫“四位一體”的技術支持體系，才能改變以往的被動局面。欣慰的是，技術中心正走在正確的道路上，并且在不斷取得進步。

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