推土機等工程機械減振降噪關鍵技術及應用
2021年04月20日13:29
項目簡介：
推土機等工程機械減振設計、噪聲控制是行業公認的技術難題，振動噪聲已成為制約我國工程機械高質量發展和進入歐美高端市場的關鍵因素和指標。在國家“863”、科技支撐計劃支持下，經過多年的聯合攻關，系統的解決了工程機械振動噪聲控制的難題，形成了減振、降噪技術體系和開發平臺，開發了系列低振動噪聲工程機械產品及發動機等關鍵零部件，推土機振動、噪聲值優于歐美同類產品，取得了系列創新成果：
1、發現了振動傳遞過程中頻率分布與功率譜密度變化的相關性規律，提出基于功率譜密度和頻率響應函數耦合分析振動傳遞路徑的方法，解決了振動傳遞路徑難以準確分辨的難題，確定了減振優化目標。開發了懸置參數快速穩定收斂數學算法，解決了工程機械動力總成及駕駛室懸置參數難以選取的問題，實現了快速智能設計懸置參數。發明了基于智能材料減振器的變阻尼變剛度減振器。形成了自主的工程機械振動傳遞路徑識別、懸置系統參數及減震器優化設計技術體系。
2、建立了高分辨度噪聲源特征識別的算法，解決了工程機械物理噪聲難以準確識別的難題。創建了廣義線性、調頻變換頻譜分析法，解決了強噪聲環境下發動機的排氣頻譜信號特征難以提取的問題，優化了消聲器設計技術，提高了消聲器性能。開發了基于風扇能耗最低原理的工程機械智能熱管理策略，解決了工程機械風扇、流道噪聲問題。揭示了預噴策略與柴油機噪聲的關系，降低了柴油機燃燒、結構噪聲。建立了工程機械噪聲源識別及結構、氣動、燃燒等噪聲控制技術體系。
3、提出了工程機械典型作業工況構建方法：基于主成分和聚類分析法建立了工程機械典型循環作業工況。提出了變矩器和柴油機動態匹配策略，建立了基于模型的工程機械動力總成優化匹配方法，編制了工程機械動力總成優化匹配軟件，實現工程機械的動力性、經濟性和振動噪聲指標的協同優化。
項目產品DH13K小馬力推土機司機耳旁噪聲值74.7dB(A)，優于國家標準17.3dB(A)，優于歐美同類產品；項目產品SD90-5超大馬力推土機司機耳旁噪聲值80dB(A)，優于國家標準12dB(A)，性能指標滿足歐美最高標準要求，打破了歐美大馬力推土機技術壁壘和市場壟斷，與歐美先進企業在工程機械高端市場形成了競爭。
獲授權發明專利25項，軟件著作權8項，制定國家、行業標準5項,企業標準16項，發表代表性論文17篇。中國機械工業聯合會專家鑒定意見認為，本項目“創新顯著，處于國際先進水平，經濟及社會效益突出”。
項目帶動了我國工程機械行業和上下游產業技術、品質升級，推動行業形成了在國際市場上的競爭優勢。山推推土機產品國內市場占有率達69.2%，40%出口北美、歐洲等國際市場，全球市場占有率保持全球前三。
近三年，項目完成單位直接新增產值238.97億元，新增利潤48.3億元，技術成果推廣應用到工程機械用發動機、挖掘機、裝載機等產品上，創造了巨大的經濟和社會效益。
獲獎等級：二等獎
完成單位：山推工程機械股份有限公司，山東大學，濰柴動力股份有限公司，天津大學，山重建機有限公司
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