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佳科风机让“南海制造”乘上全球100多条地铁

2017-11-30 15:10 来源:南方日报 王雅铄 叶洁纯

在全球海拔最高、冻土路程最长的青藏铁路上,一列列“高寒车”飞驰而过。很少人知道,在这些列车顶部,那一台台为列车调整温度起着关键作用的空调风机,正是广东佳科风机股份有限公司(以下简称“佳科风机”)的产品。

专注轨道空调风机33年的佳科风机,已让“南海制造”坐上了全球100多条地铁,产品不仅应用于青藏铁路等高寒列车,也覆盖到国内北上广深等地以及日本、意大利等国的各类轨道交通中。

这样一个细分的领域,由于技术门槛较高,目前国内能实现大规模生产的企业不足5家,而佳科风机目前已是全国轨道交通空调风机销量第一企业,在全国每两台列车空调风机中,至少有一台出自佳科风机。

这背后,离不开佳科风机对于轨道空调风机常年的专注与创新。该公司不仅作为全球为数不多引入美国3D模型仿真测试系统,以顶尖设备为每一台风机开展三维设计,同时佳科风机还大胆地引入“仿生学”,研发出锯齿状仿鹰降噪风叶,降低风机噪音。

受国内轨道空调风机市场容量有限的影响,如今的佳科风机,一方面不断加快开拓海外市场,另一方面也涉足新风系统市场。

“新风系统市场中,超过80%的技术都离不开空调风机。”佳科风机总经理林伟明表示,新风系统市场将成为佳科风机发展的新发力点。

青藏铁路上显本领占据国内市场一半

走进佳科风机的钣金车间,一块块铝合金板经过电脑编程排版、数控冲床激光切割、零部件模具成型加工,变成了精美的风轮和风叶。将两者组装后,经过焊接车间全自动机器人焊接,喷涂车间表面烘烤处理,送往总装车间按照设计图纸组装,一台用于轨道交通的风机就完成生产了。

在国内,最早的绿皮火车上的风机,就产自于这里。1984年,佳科风机的前身南海沙头通风电器厂在国内最早开始从事通风设备,并参与了第一批国产列车空调风机的研发和生产。经过更名、体制改革等变动,2003年,“佳科风机”品牌正式建立。

“风机这个行业大大小小有1000多家企业,相对来讲,轨道交通的风机专业性更强,目前全国能够做到的仅有四五家。”佳科风机常务副总经理郭征表示,凭借先入优势和较高的技术壁垒,佳科风机锁定轨道交通类风机,专注该领域33年。

作为用于输送气体并改变气体流量的一种通用机械,风机主要用于气体增压、循环、通风换气、排尘。林伟明介绍,国内的地铁、高铁等轨道列车并没有统一车型,所需通风设备也各不相同,客户要求也不尽相同。

“最难的是对高寒列车上风机的研发。”由南向北贯穿的列车在温差达到50℃—60℃的高寒环境下运行,如果有空气进出,冷凝水会致电机腐蚀。“特别是里面的油脂,一旦凝固,影响转动,破坏轴承。”郭征称。

为提高风机性能,佳科风机选用高强度不锈钢和金属铸铝做材料。同时,对防水和油脂密封性材料做了长时间的研发,最终克服研发难点,产品于2005年应用到第一条青藏线上。

随着国内高铁网络及各城市地铁网不断铺开,也给佳科风机提供了更大的潜在市场。与此同时,佳科风机“搭乘”国产高铁进一步做大海外市场“蛋糕”,产品陆续出现在日本、意大利、委内瑞拉、希腊、泰国等超过20个国家的轨道列车上。

小叶片背后的大讲究“仿鹰翅膀”降噪2分贝

实际上,国内风机制造兴起于上世纪50年代,但核心技术一直被德国、日本垄断。

“风叶的选材、研发设计是核心技术难点,其中风量、风压、噪音是硬性指标。”林伟明表示,在降噪的研发中,佳科风机的技术和工艺改进探索从没停止过。

仔细看不难发现,佳科风机的风叶曲面叶型是不等厚的机翼型设计。其叶片由5—20个叶型曲面的截面组成,每个截面由15—45个三维坐标点连接而成。

林伟明介绍,这些组成叶片的叶型曲面,采用空气动力学理论计算出最初的模型,再经过多次电脑数据模拟和实物测试3到5天,配备3D模型辅助设计系统在电脑对其强度、使用环境进行反复模拟、测试、技术改进,最终得出最优的不等厚机翼型风叶曲面叶型。此外,叶片的安装角度具有灵活的可调节性。

这样的仿鹰翅膀叶片造型,能够减少气体流动时的损失和风机喘振,从而达到降低噪音,提高风机整体效能。“要知道,当技术成熟了,改进一点都是很难的。”林伟明指着风机叶片锯齿说。

这些锯齿每个弧度都经过精密测算,角度大小都不一样。噪声实验室内测试仪显示,锯齿改造过后的仿鹰翅膀叶片,噪声又降低了2分贝。

将风机噪音指标从早些年的78分贝,降到现在标准动车轴流式风机噪音低于70分贝、离心式风机噪音低于65分贝。同时,与同行其它同类型产品相比,其风机消耗的电量要低5%—10%,效率提高3%—6%左右。

由于国内的地铁、高铁等轨道列车并没有统一车型,为达到客户要求的风量、风压、静压、噪音、规格尺寸等指标,佳科风机多年来也积累了大量技术沉淀。

“例如双数6叶片风机平衡性稳定,5叶、7叶风机由于对面是空的,难度相对较高,平衡性要求更高。我们就可以通过相似设计,找到最佳角度,提高其风量及风压效能。”郭征表示,把非标做成标准化,将产品高系列化、模块化,针对不同项目,提供轨道交通风机解决方案成为其新的市场竞争点。

新风口上再发力以新风系统切入家居等领域

致力于为乘客提供舒适乘坐环境,不断降低噪音,提高性能,佳科风机在轨道交通和电动巴士风机领域处行业领先地位。然而,有限的市场体量让佳科风机不得不思考拓展业务应用领域,发展外延产业,其中一个便是电动巴士。

2008年北京奥运会提倡节能环保概念,给佳科风机开拓电动巴士风机市场提供了契机。除北京奥运会外,其产品还应用到2010年亚运会、2011年深圳大运会和2014年南京青奥会所使用的电动大巴上。

“国内电动巴士中约三成在使用我们的风机。”郭征称,佳科风机目前在轨道交通空调通风设备市场占比约35%,环保节能电动大巴市场占比约30%,市场份额均居全国第一。

从民用风机中分一杯羹,佳科风机的眼光绝不仅限于此。发展新风系统,是其未来着力探索的新方向、新领域。

“新风系统和互联网结合一起,基于LoRa技术,不仅能够对PM2.5实时监测,还可将数据实时传输到云端,用户可以通过手机实时监测空气质量,远程开机通风。”林伟明表示,新风系统这个新项目,以后一定是发展趋势,并超越空调的使用量。

在林伟明看来,大数据时代,新风系统可以通过芯片监测室内温湿度和粉尘,并集成一个大数据,而21世纪“最值钱的就是数据部分”。由于聚合了很多服务数据在后台,企业未来还可以发展出大健康、智能家居的新业态。

“解决方案一定是做服务的,技术才能提升价值。”林伟明透露,万科正在打造“会呼吸的房子”,现在已经初步与其达成合作意向。新风系统市场正处于蓝海,一切才刚刚起步。

■记者手记

小风机中的“大技术”

走进坐落于九江镇沙龙路旁英明工业区的佳科风机,六大车间、九大工序……整个生产流程看起来非常简单,而目前国内能实现轨道交通风机大规模生产的企业却不足五家。

这背后,离不开佳科风机对于轨道空调风机常年的专注与创新。该公司不仅作为全球为数不多引入美国3D模型仿真测试系统,以顶尖设备为每一台风机开展三维设计,同时佳科风机还大胆引入“仿生学”,研发出锯齿状仿鹰翅膀降噪风叶,降低风机噪音。

70多平方米的噪声实验室,见证了佳科风机的轴流式风机噪音从78分贝降到70分贝的一点一滴。生产线上每一批次的风机样机都需要拿过去关“小黑屋”进行噪音测试,墙面黑色的消音绵仿照音波凹凸设计,很好地吸收噪音,提高测试精准性。

凭借较高的技术门槛,佳科风机目前已是全国轨道交通空调风机这一细分领域销量第一的企业,在全国每两台列车空调风机中,至少有一台出自佳科风机。今年6月,代表轨道列车最高水平的复兴号动车组上的风机,就是由佳科风机提供。

■企业金句

30多年来,专注与创新让我们走到现在,我们一直追求“噪音更低、性能更好”。未来,我们将始终致力于为乘客提供舒适的列车乘坐环境而不懈努力,同时也为打造智能家居的美好生活出一分力。

——广东佳科风机股份有限公司总经理林伟明

【撰文】王雅铄 叶洁纯

编辑: 张映雪
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