浅谈大型客车技术发展对变速器的影响

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綦江齿轮传动有限公司  漆锦祥
五十余年风风雨雨的洗礼，我国的汽车工业经历了从无到有、从小到大的发展历程，2005年汽车产销量均超过570万辆，位居世界第四。与此同时，无论是技术还是市场，我国的大型客车都得到了长足的发展，从改装载货车底盘生产低档客车，到生产世界知名的豪华客车，并且出口到世界各地，成长成为世界客车生产和消费大国，不仅整车技术得到了较大发展，包括变速器在内的零部件行业也得到了较大的发展。纵观我国的大型客车技术和市场发展史，大约经历了三个阶段：
第一阶段  自主发展，技术落后
20年前，无论是城市还是乡村，大街小巷行驶的汽车，绝大多数都是解放和东风，其它牌子的汽车极少，市场需求以中型客车为主，对大型客车的需求不多。在此阶段，技术较为落后，大型客车基本上采用黄河牌载货车底盘，中型客车主要采用解放、东风载货车底盘。整车的技术性能较差，主要体现在：发动机功率小，设计车速低，安全性差，可靠性差，使用寿命不长，更谈不上舒适性。
由于此阶段的整车技术性能要求不高，特别是可靠性的要求低，且发动机功率扭矩小，因此对变速器性能及输入扭矩大小的要求也不高，只要能基本满足变速要求即可。变速器总成的性能：沉重的换档时常发出尖叫，总成故障率高，漏油更是常见毛病。此阶段的代表是EQ140、CA141和JN651底盘改装的客车。
第二阶段  国际引进，技术发展
随着我国经济的发展，人们出行对乘坐车辆提出了更高的要求，原有的国产车辆已不能满足新的要求，但由于汽车技术的整体落后，新的车型迟迟不能问世。特别是88年和90年分别建成的沪嘉、沈大高速公路，更加刺激了大型客车的发展，从国外引进技术先进的大型客车也就顺理成章了。
1986年，北京北方车辆集团有限公司引进德国尼奥普兰公司客车技术和工艺装备，开始生产尼奥普兰豪华大客车。1993年7月，中德技术合作豪华大客车项目在合肥签约，次年3月，我国首辆星级豪华大客车在安徽合肥淝河汽车制造厂问世。1994年4月西安飞机工业（集团）有限责任公司与瑞典沃尔沃客车公司共同投资的西安西沃客车有限公司正式成立，开始生产豪华旅游客车及高档城间客车。1997年，江苏亚星客车集团和戴姆勒-克莱斯勒（奔驰）公司正式合作成立了亚星-奔驰有限公司。
尼奥普兰、凯斯鲍尔、沃尔沃、奔驰等豪华大客车的相继推出，使我国有了“国产”或称之为组装的豪华大客车。这些车型共同的特点是都采用进口的成熟总成在国内组装，因此价格昂贵，动辄近200万，甚至超过300万。当然，由于引进的是当时比较先进的技术，主要总成全部采用成熟的进口总成，整车性能远远高于真正的国产车：发动机功率一般都能达到240马力以上，设计时速一般都超过了110Km/h，ABS、缓速器也成了部分车型的标准配置，车辆的安全性和舒适性都有了相当大的提高。
由于当时的我国客车技术及相关零部件行业落后，引进国外豪华大客车技术，实际上是“拿来主义”——直接照搬原装的总成，工装设备也多直接从原产厂家进口，以保证整车较高的技术质量性能。这些从欧洲引进的豪华大客车，基本上都采用欧洲客车广泛使用的德国ZF公司生产的S6-90变速器。这种变速器的最大特点是可靠性高、换档轻便，是完全成熟的大客车变速器总成。
1995年，连接成都和重庆的成渝高速公路建成通车，安徽合肥淝河汽车制造厂生产的凯斯鲍尔豪华大客车开始在成渝高速公路上运行。全长360余公里的成渝高速公路，凯斯鲍尔豪华大客车仅需3.5小时，而乘坐最快的火车也需长达9小时！从此，凯斯鲍尔豪华大客车一夜成名，揭开了豪华大客车参与公路运营的序幕，使普通老百姓也能享受乘坐飞机般的出行。随着众多高速公路的建成通车，豪华大巴在许多客运线路投入运营，都取得了不错的业绩，并受到客运企业和旅客的追捧。国产的尼奥普兰、凯斯鲍尔、沃尔沃等豪华大巴之所以能得到客运公司和旅客的认同，除了归功于高速公路外，最重要的是其出色的性能——安全、舒适和快捷，以及高可靠性。
90年代末，一些富有远见的豪华大客车生产厂家已预见到未来我国公路客运的发展趋势，看到了豪华大客车在我国具有的市场潜力，同时也看到了未来激烈的市场竞争。由于进口零部件价格昂贵，交货周期长且难以保证，这些厂家开始在国内寻找可替代进口的汽车零部件生产厂家，并与其开展合作，以期降低整车的成本，赢得未来的市场。
80年代中期，为了改变我国汽车行业“缺轻少重”的局面，分属兵工部和机械部的包头北方奔驰公司和我国重汽集团公司，分别从德国和奥地利引进了奔驰重卡和斯太尔重卡技术，并配套引进了德国ZF和美国伊顿富勒变速器制造技术：北京618厂和重庆256厂引进了德国ZF公司的5S-111GP重卡变速器技术，陕西齿轮厂引进了美国伊顿富勒重卡变速器技术，綦江齿轮厂引进了德国ZF公司的5S-111GP重卡变速器和S6-90客车变速器技术。事实证明，这些引进技术，不但满足了当时重型汽车生产的需要，直到现在仍有着不可替代的作用。綦江齿轮厂的S6-90客车变速器以其领先的技术、可靠的质量和高性价比，不但应用于重型卡车领域，更是替代了进口的豪华客车变速器。如北方尼奥普兰、安凯公司、西沃公司等欧系技术的豪华大客车，沿袭其在欧洲选用德国ZF变速器的传统，在我国则选用了綦江齿轮厂的S6-90变速器，来替代原装进口的德国ZF公司的S6-90变速器，并获得成功，证明綦江齿轮厂的S6-90变速器完全可替代进口，使变速器的采购成本大幅下降。从此，綦齿的S6-90变速器成为了后来国产豪华高档大客车行业里一枝独秀的主流变速器，也成就了綦齿大型客车变速器霸主的地位。
此阶段是我国豪华大客车发展的初期，直接引进了当时世界上技术较为先进的车型，也代表了后来豪华大客车的快速、安全、舒适、可靠的发展方向，变速器的发展方向则是输入扭矩大、可靠性高、操纵轻便。当然，当时大量生产的仍是性能差、档次低的大型客车。
第三阶段  百花齐放、百家争鸣
上世纪末至今，豪华及高档大型客车进入了快速发展阶段，除了尼奥普兰、安凯、西沃、亚奔等老牌的豪华大客车外，各种新品牌的大型客车不断推向市场，并逐步成为了我国大型客车的主流，这其中以宇通、金龙、金旅等为典型代表。
1995年后，我国高速公路进入大规模建设，至2005年底，我国高速公路总里程达到4.1万公里，居世界第二；我国的GDP连续多年保持了8%以上的高速增长，人们生活越来越富裕；城市人口不断增加，城市规模不断扩大，使得城市建设也在快速发展。这些因素都刺激了市场对大型客车的需求，特别是对高档豪华大客车的需求：一是公路客运车，二是旅游客车，三是城市公交客车。豪华大客车广阔的市场前景和高额的投资回报率，以及行业的低门槛，吸引了各种资本进入，大客车生产厂家和客车品牌如雨后春笋般不断涌出：郑州宇通、厦门金龙、厦门金旅、苏州金龙、中通客车、安徽江淮、上海申沃、桂林大宇等等，甚至还有年产量不足200辆的小企业，都是通过老厂改制、社会各方投资、私人投资等方式组建的大客车制造企业。大量资本的进入，使得大客车的产能已远大于需求，生产能力出现严重过剩，价格竞争就不可避免了。另一方面，市场对大型客车的技术性能要求也发生了很大的变化，由原来的功能性需求转向了个性化的需求。与90年代相比，在此阶段，我国的大型客车的技术性能有了一定的提高，低档次的大型客车逐渐被淘汰，取而代之的是中档以上的新车型，多数客车都采用了客车专用底盘。市场需求的多样化，催生了不同档次的客车及客车底盘。按档次分，新一代的大型客车可分为中档、高档、和豪华三个档次，不同档次的底盘具有较明显的区别，所选用的主要总成也不同，其技术性能的差异也较大。
中档车：此类车型更加注重经济实用性，对舒适性和安全性的投入相对较少。选用发动机的功率为150～230马力，最大输出扭矩650～850Nm，一般不匹配空调、缓速器和ABS等，选用国产变速器，对变速器的可靠性、换档轻便性和噪音等要求相对较低。这类变速器主要有CA5-75、CA6-75、DF6S900、HC5-95、SG135、ZQC6T75等。
高档车：此类车型最注重舒适性、安全性、可靠性和使用寿命等方面的设计。发动机功率大多为240～320马力，最大输出扭矩为900～1200Nm。空调、缓速器和ABS多为标准配置。选用的变速器多为国产变速器，也少数车型选用进口手动和自动变速器。具有代表性的国产变速器是綦齿的S6-90、QJ1205和QJ805，进口变速器主要是德国ZF的S6-85，以及少数日本J08C和韩国T15S6等变速器。
豪华车：此类车型除了注重安全性、舒适性、可靠性外，更加体现了人性化和环保化设计。发动机功率达320马力以上，最大输出扭矩达1250Nm以上，最大达到了1800Nm。此类车型的变速器有有自动和手动变速器两种。自动变速器主要是豪华城市公交车选用，如艾里逊的T270、T310和ZF的5 HP 500；手动变速器中，进口的多为德国ZF的6S1600，国产的多选用綦齿的S6-150。
整车性能的普遍提高，市场需求的层次化，形成了我国大型客车发展的第三阶段。各种品牌、各种配置、甚至各种派系的大型客车技术，不但带动了国产大客车的发展，还推动了变速器行业的发展，使国产大客车变速器有了更多的选择。可以说，不论整车还是变速器行业，都已进入了百花齐放、百家争鸣的时代。
经过几十年的发展，以及全行业的共同努力，我国的大型客车技术得到了极大的提高，由初期的解放、东风货车底盘改装客车，通过技术引进和消化吸收，发展到今天的能满足不同需求层次的可供选择的客车及底盘。尽管技术水平已有了极大的提高，但与发达国家相比还有较大的差距。从发达国家的大型客车的发展和我国大型客车技术现状看，未来我国的大型客车有几方面的发展趋势：
一是大型化，道路条件改善使大型客车有了更大的市场空间，现国内已有多个厂家开发并推出了13.7米的三轴大型客车，未来将出现更长的超过15米甚至达到20米的大型客车。
二是发动机大功率化，大中型客车功率和比功率都在不断增加，高三级客车的比功率达到了14.5。
三是高可靠性，对车辆在高速连续长时间运行的工况下的可靠性提出了更高的要求。
四是环保化，车辆的尾气排放更低，混合动力、CNG、电力等清洁燃料车辆的应用在不断推广。
五是节油化，车辆的燃油利用率更高、更省油，运营成本更低。
六是人性化，智能技术应用更广，如自动变速器大大降低了驾驶员的疲劳强度。
整车的发展要求，自然是零部件的发展方向。现阶段，我国主流大型客车变速器来自德国等发达国家80~90年代的技术，至今已有20年，而在这20年里，我国的大型客车的发展已取得了长足的进步，技术水平已有了很大的提高。相比整车的技术发展，国内变速器厂家依靠消化吸收原引进技术来改进产品，虽有了一定的研发能力，但由于并未掌握核心技术，产品研发未取得根本性突破，使得变速器技术落后于国际先进技术，也还不能完全满足国内大型客车的发展要求。因此，未来我国变速器行业应紧跟国际客车及其变速器的发展，通过引进或合作，消化并吸收国际先进技术，来提高自身的研发能力。现阶段，国内的一些变速器企业也正是预见到了这一趋势，正积极展开一系列的工作，采取与国内科研机构或院校进行合作，研制符合发展方向的变速器，或与国外的变速器制造商进行技术合作甚至合资建厂，或与国际知名的设计机构合作。而国际上的一些汽车零部件为进入中国这一巨大的市场，也在积极寻求与国内的企业合作。如前段时间闹得沸沸扬扬的德国ZF公司与杭齿的合作，虽以失败告终，却表明了国内外汽车零部件企业的意图。从未来的大型客车技术发展方向看，对变速器行业主要有三方面的影响：
高可靠性
据有关资料显示，国产客车大修里程约为50万公里，而欧洲和日本客车在100~150万公里。目前国内仅有少数变速器能满足未来大型客车的性能要求，其它多数变速器在可靠性、使用寿命等方面都还有待进一步提高。因此，研制高可靠性、长寿命的变速器来满足整车性能大幅度提高的要求，是国内大型客车变速器行业必须解决的课题。
大扭矩化
目前，国内生产的13.7米的大型客车的发动机的最大扭矩已达到了近1800Nm，变速器多为ZF公司的8S180。随着大型客车选用发动机的功率的普遍提高，要求变速器的最大输入扭矩将达1300～1500 Nm，少数车型甚至可达到1800～2200Nm。现阶段国内尚无能力生产这种大扭矩的客车专用变速器。
人性化
国外城市大客车已普遍装用自动变速器，它在美国的普及率近100%，欧洲达95%，而我国只有深圳、上海、深圳、广州等少数发达城市的少数车型选用了自动变速器。2005年，公开招标的北京4000辆公交车中有2000辆选用了自动变速器，这表明，操纵的轻便化或简单化，使车辆更加人性化，已成为大型客车的要求之一。要达到这一目的，除了对现有变速器进行技术改进外，更重要的是发展包括AT、AMT、甚至CVT等自动变速器。在对现有产品进行技术改进的企业中，綦江齿轮在现有产品的基础上，研制了新的换档操纵系统（EPS），使换档操纵达到了轿车般轻便的效果。对自动变速器的研制，更加经济、研制难度较低的AMT是国内企业现阶段的最佳选择。据了解，目前国内已有变速器厂家开始研制这一变速器。