我國工程機械傳動元部件的發展及展望

    傳動元部件是中國工程機械最重要的核心元部件之一，被喻為工程機械的心臟，特別是對以牽引力作為動力的行走作業，工程機械更為重要。在價值方面，傳動元部件占的比重也相當大。以典型的5t型裝載機為例，采用雙渦輪液力變矩器及簡單行星式變速箱雙變，加上普通鉗盤式制動器驅動橋，目前采購成本大約4~6萬元之間，平均5萬元。而整機成本約20萬元左右，這樣傳動元部件大約占整機成本的約25％。如果采用高技術水平傳動件，這一比例還要高，大約要占30％以上。因此，傳動元部件在工程機械中占有舉足輕重的地位。

    1.傳動元部件概況

    我國工程機械傳動元部件配套企業起始于1960年在杭州成立的“杭州齒輪廠”，即目前我國最大的工程機械變速箱制造企業—杭州前進齒輪箱集團有限公司工程機械變速箱分公司(簡稱杭齒集團或杭齒工程機械變速箱分公司)。隨后由杭齒援建，在四川成都成立了我國另一家最大的工程機械變速箱制造企業之一的“四川齒輪廠”。從七十年代初開始到八十年代，特別是到九十年代以后，隨著我國工程機械行業的高速發展，傳動元部件也得到了快速發展。軍轉民企業，長沙航空工業中南傳動機械廠(簡稱“中南傳動”)、贛州五環齒輪箱廠、紹興前進齒輪箱有限公司等一批叉變速器企業相繼成立，使我國主要傳動元部件之一的變速器生產企業基本上形成了體系。在驅動橋方面，這期間先后成立了行業中有典型代表性的兩個專業驅動橋生產企業。一個是山東肥城橋廠，2001年2月改制成民營的肥城市云宇工程機械有限公司。另一個是江西分宜橋廠，后來也改制成了民營企業，這兩個企業以生產裝載機驅動橋為主。另外，安徽合力股份有限公司安慶車橋廠(簡稱“安慶車橋”)，專業生產叉車橋，目前叉車橋年產銷量已達到約10萬根左右，是目前我國最大的叉車橋配套制造企業。還有一些企業，如徐州良羽傳動機械有限公司(簡稱“徐州良羽”)、楊州市邗江大衛工程機械有限公司(簡稱“楊州大衛”)等為橋、箱綜合生產企業。加上九十年代以后成立的合資、獨資傳動元部件制造企業，如肥城云宇公司與香港合資的專業生產裝載機橋的“肥城金城車橋有限公司”、柳工與德國采埃孚公司合資的專門生產高技術水平橋、箱的“柳州采埃孚機械有限公司”、徐工與美國美馳公司合資專業生產各類工程機械驅動橋的“徐州美馳車橋有限公司”，以及意大利卡拉羅在中國青島建立的獨資企業“卡拉羅(青島)傳動有限公司”等，到目前包括以生產液力變矩器為主的傳動元部件企業在內，共有約30家左右，2007年其銷售額已達到50億元左右，基本上形成了我國傳動元部件小行業。

    據不完全統計，這30來家組成的我國工程機械傳動元部件小行業，以生產液力變矩器為主的企業共6家，2007年共銷售液力變矩器約21～22萬臺。其中前3名分為“陜西航天動力高科技股份有限公司”(簡稱“陜西航天動力”)、“山推工程機械股份有限公司傳動分公司”(簡稱“山推傳動分公司”)及浙江臨海機械廠，2007年其年銷量分別為9.5萬臺、3.4萬臺、3.3萬臺，3家占了全行業75％以上。陜西航天動力及山推傳動分公司還生產部份變速箱；主要生產變速箱(變速器)的企業共9家，2007年共產銷變速箱約18萬臺，主要是裝載機和叉車變速箱。其中裝載機變速箱約5萬臺，叉車變速箱約11萬臺。前3名分別為杭齒工程機械變速箱分公司、贛州五環及中南傳動，分別達到6萬臺、3萬臺、3萬臺；主要生產驅動橋的企業約10家，2007年共生產驅動橋約22萬根，主要生產叉車和裝載機驅動橋。其中叉車橋約12萬根，裝載機橋約8萬根，其它橋約2萬根。驅動橋前3名生產企業分別為安慶車橋廠、生產叉車橋9.1萬根以上，占第一位。美馳車橋公司主要生產裝載機橋，還生產起重機、平地機、壓路機、叉車及其它專用工程機械橋等，2007年共生產驅動橋約6.5萬根，數量占第二位，但銷售額達12億元，占第一位。第三位是肥城云宇和肥城金城，共生產橋約4萬根。這3家2007年共生產驅動橋接近20萬根，接近了總數的約90％，是最主要的驅動橋配套企業。

    目前從整個工程機械行業來看，每年給主機配套的變速箱約40萬件，橋約100萬根，但主機企業自己生產、自己配套約占60％以上，只有大約40％由專業廠生產配套。橋、箱用量最大的是裝載機和叉車，裝載機主機企業自己生產，自己配套的能力更強。2007年產銷裝載機16萬余臺，專業配套變速箱只有約5萬臺，主機企業自己配套約10～11萬臺。配套裝載機驅動橋約32萬根，專業配套只有約8萬根，主機自己配套達24萬根以上。因此裝載機主機自己配套能力達70％以上。這5萬臺裝載機配套變速箱中，杭齒大約占了3萬臺，徐州良羽、柳州采埃孚，山推傳動分公司每家4000臺左右，廈門億統2000多臺。叉車11萬臺變速箱中，絕大多數為帶同步器的機械變速箱，少數為普通機械變速箱，有一部份液力機械變速箱。叉車傳動元部件主機企業自己配套很少，絕大部分為專業廠配套。主要為叉車配套變速箱的企業除贛州五環、中南傳動外，還有“紹齒”。2.傳動元部件技術發展情況

    在我國工程機械主要核心元部件中，唯有傳動元部件國內配套體系最完善，市場滿足率也最高，且也是最具自主知識產權的關鍵配套件。國產核心元部件之一的液壓元件，從價值上講，國產配套滿足率只有30％，特別是價值很高的變量液壓元件，幾乎全依賴進口。而傳動核心元部件的國產配套件的滿足率在70％～75％以上，只有少數高檔傳動元部件及大規格傳動元部件仍需進口。

    2.1國產傳動元部件技術發展概況

    裝載機、叉車、推土機的技術發展，推動了國產傳動部件的發展。最量大面廣的裝載機傳動元部件基本上起始于1970年柳工與天工所合作開發成功的ZL50(當時叫Z450)輪式裝載機傳動系統。其變速器由雙渦輪液力變矩器加簡單行星式動力換擋變速箱組成。這可以說是對我國工程機械行業，特別是對我國第一塊最亮麗的民族品牌裝載機事業的巨大貢獻。它的巨大貢獻在于：在七十年代就實現了變速的單桿操縱、動力換擋，且表面上人工操縱的只有兩個前進擋，一個后退擋，實際上有4個前進擋，兩個后退擋，是自動實現的，不需人工操縱的。因此駕駛員操作作業時只有一個擋，只需駕駛員操作前進，倒退外，不需換擋，因此操縱十分靈活、方便、省力，從而作業效率高。再加上變速箱為簡單行星排，結構、油路都相對比較簡單，也特別適合七、八十年代中國的制造水平。因此該雙變的出現，在我國發展十分迅速，從出現到現在已經過去了三十多年了，該雙變仍在唱主角。同時維修、服務、配件也相對容易，比較普遍，因此使該雙變成了我國工程機械行業家喻戶曉的產品，遍布全國每一個角落。2007年我國所產銷的16萬多臺裝載機中，基本上有14萬臺左右用該雙變。該雙變目前的市場售價在2萬元左右。世界上作雙變的主要企業，看到中國的這種雙變、這種價格，只能是望洋興嘆！他們不相信，也不理解，這就是七十年代中國自己開發，具有自主知識產權的中國特色的雙變。可以說沒有當時的中國特色的這種雙變，很難想象會有中國裝載機行業的今天。這種雙變在中國工程機械行業中稱霸了三十多年，目前仍在唱主角。傳動技術發展到今天來看，這種雙變也存在著效率低，不符合今天節能降耗的要求。同時結構上也存在引起可靠性差及壽命短的缺陷。因此，今天急需更新換代，急需高效節能、高可靠性、高技術水平的新型雙變來取代。

    最量大面廣的1.5～3t叉車變速箱也是七八十年代，在引進日本TCM叉車技術的基礎上，開發成功的叉車變速箱，量最大的是帶同步器的機械變速箱，有部分帶普通三元件液力變矩器的液力機械變速箱,5t以上的基本上全是液力機械變速箱。目前一般水平的、最量大面廣的國產叉車配套變速箱基本上也能滿足需要。

   推土機變速箱是八十年代初引進日本小松D85、D65技術基礎上，實現國產化研發成功的，目前也基本上能滿足配套需求。壓路機變速箱在九十年代以前，基本上都用的是普通機械變速箱，性能非常落后。到二十一世紀以來，逐步將帶同步器的機械變速箱用在壓路機上，使壓路機傳動系統技術上了一個新臺階。到2002年以后，杭齒逐步把引進采埃孚雙變技術用在壓路機上，使壓路機變速箱又進入了電控時期，技術又進了一大步。

　在驅動橋方面，普通型驅動橋，從六、七十年代開始，在吸收國外裝載機、叉車技術的基礎上，結合重型汽車橋的結構，自主開發成功了普通驅動橋。這種驅動橋一般都具有主傳動及輪邊減速兩級減速，少數配小噸位主機的橋，只有主傳動一級減速。橋殼基本上為整體鑄造式。初期的橋為蹄鼓式行車制動器,1975年柳工在ZL90裝載機上，第一次自主開發成功了鉗盤式制動器，接著移植到主導產品ZL50上。由于它的性能比蹄鼓式優越，很快發展到全行業。到目前除更先進的濕式橋外，整個中國工程機械驅動橋，絕大部份基本上都采用的是鉗盤式制動器驅動橋