中国一拖：关注油耗噪声提高市场竞争力

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中国一拖：关注油耗噪声提高市场竞争力

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。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。

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。

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。

经过一年多的不懈努力，该项目达到了降低拖拉机整机油耗的目标：优化后试验样机六分点油耗降低 39.3g/kW·h，达到了304.3g/ kW·h，超过了预期效果，降油耗效果明显；优化后试验样机在2000r/min工况下(拖拉机实际工作点)比油耗为238.1g/kW·h，降低14.5g/kW·h，实际工作节能效果十分明显。

“在整个项目的实施中，我们积累了丰富的经验，降油耗的显著效果充分证明，前期制定的降油耗工作的开展流程是合理可行的。可以依据本项目的开展流程，建立起一套降低拖拉机整机燃油消耗率的通用方法，为新机型的开发、老机型的改进提供指导。在新机型的开发中，可以借鉴本项目中得到的一些结论，尤其是该项目输出的两份报告：发动机性能优化对比试验报告和进排气系统及冷却系统优化试验报告，在研发过程中具有重要的参考价值。”朱振华说。

此外，项目形成了柴油机与整机匹配试验规范等四份拖拉机降油耗试验规范，具有很强的指导意义，可在其他机型拖拉机上推广应用，并在实践中进一步完善。

2014年8月12日，在中国一拖上半年“双创”优秀成果发布会上，技术中心的“拖拉机整机降油耗工程”项目被评为“双创”优秀项目二等奖，朱振华荣获中国一拖2014年上半年“创新明星”称号。

朱振华颇有感触地说：“项目的顺利实施，离不开各部门之间的协调配合，离不开每位成员的积极努力；拖拉机降油耗工程不是件能够一蹴而就的事情，更不是件一劳永逸的事情。它是一个常做常新的项目：每次都可能会遇到新的问题，在解决的过程中就会有新的收获，经过各方面逐步的积累，逐步完善降油耗工作方法，使油耗越降越低，直到最优。”

在LF904-1和LF954-1动力换向拖拉机以及LF1504动力换挡拖拉机降油耗项目上，课题组一方面将2013年的工作成果在样车上推广，另一方面，由于它们具有新的底盘，在液压系统上也开展了降油耗工作。三种机型的试验车均通过了国家拖拉机质量监督检验中心的PTO测试，六分点油耗满足了标准要求。

年轻团队担重任，降噪成效明显

拖拉机的振动噪声性能是一个系统性问题，涉及多个子系统和部件的相互作用。问题的研究依赖于结构振动、运动与动力学、声学、材料、信号测试及处理等多个学科中的深层次知识运用，同时还要对发动机及附件、变速箱、底盘、悬置、驾驶室等产品结构和性能有深入的理解。技术中心CAE工程部振动与噪声控制研究科，在拖拉机工程部和发动机工程部的支持下，自我加压，承担起了拖拉机降噪工程的研究工作。

振动与噪声控制研究科是一个年轻、精干、高效的团队，平均年龄只有32岁，在副科长孙黎明的带领下，这个团队在发动机及拖拉机振动噪声测试、故障诊断、虚拟仿真方面不断探索研究。

孙黎明介绍，振动噪声问题从振动源到接受者之间有着复杂的传递路径。为了做到有的放矢、事半功倍，他们采用试验与仿真并重的方法，二者齐头并进。通过振动噪声测试快速确立主要噪声源、传递路径以及在实际运行工况下的振动噪声水平和频谱特征；通过虚拟仿真快速、低成本地比较优化方案以及对试验无法测量的数据进行模拟计算。

两年来，这个年轻的团队在项目中得到锻炼、在收获中得到成长，在振动噪声试验与仿真方面都取得了长足的进步，如燕子垒窝般形成了一系列技术规范及流程。他们对多项降噪措施进行了分析和验证，并对其取得的效果进行了深入的研究，建立和完善了数据库，缩短了新机型开发时间，降低了试验成本；建立了发动机整机声功率、振动烈度、噪声源识别、曲轴扭振等方面的测试方法和流程，以及发动机振动噪声仿真预测方法和流程、曲轴扭转减振器匹配仿真流程，掌握了优化扭转减振器的惯量比和定调比等参数的方法和流程；通过对机罩、驾驶室及其橡胶减振器的改进设计、试制和验证，形成了相应的技术规范。

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。

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。

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。

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