節能環保型D系列挖掘機關鍵技術研究及產業化
2014年01月20日17:30
節能環保型D系列挖掘機關鍵技術研究及產業化
液壓挖掘機號稱“工程機械之王”，因其對多種工況的適應性已廣泛應用于城市建設、鄉村建設,公路、鐵路、水利建設及養護、能源開采等各領域。全球范圍內，挖掘機銷量占工程機械銷量總和的40%以上。進入21世紀，隨著柴油等資源的價格不斷上漲，同時人們深受環境危害后對環保意識的不斷增強。節能環保已成為社會共識，節能環保型挖掘機成了客戶首選。中國作為最大的挖掘機生產國，雖然近年來國產品牌的挖掘機銷量有所提升，但是“組裝式”的研發及生產模式已嚴重制約國產品牌挖掘機的進一步發展，核心技術特別是節能環保技術的缺乏已成為制約國產品牌挖掘機性能進一步提升的瓶頸。系統地對挖掘機節能、環保核心關鍵技術的研究并形成產業化應用，同時通過核心技術的研究及獲取促進挖掘機核心元件的國產化，是民族挖掘機品牌崛起的必由之路。
柳工從2007年1月進行D系列產品開發，“節能、環保”被定為項目的核心理念。項目期間，應用多學科技術，結合挖掘機的特點，理論結合實際，對挖掘機節能、環保技術進行探索、研究,取得了多項挖掘機節能環保技術的突破并在D系列挖掘機上廣泛產業化應用。D系列挖掘機比日系品牌挖掘機節能10%，環保指標全部通過歐洲CE標準。項目實施過程中申請了6項專利技術。
關鍵技術內容如下：
1.創新性提出低速大扭矩發動機結合大排量主泵在挖掘機上應用。研究并應用發動機低速燃油經濟區,通過發動機的低速大扭矩，使主泵更多的處于大排量高效區工作，系統匹配實現高效節能。
2.自主知識產權CAPC（Computeraidedpowercontrolsystem）挖掘機全功率控制技術，采用多參量閉環控制技術，對發動機、液壓系統動態匹配控制，實現液壓泵的吸收功率與柴油機的輸出功率完全匹配，使機器始終工作在發動機低油耗、高效率的最佳工作區。采用功率切除、流量切除技術，有效減少液壓損失，提高液壓系統效率。
3.應用液壓系統數學建模和仿真技術，對泵功率匹配、管路模型的壓力、流量損失及能耗等分析，改善液壓系統操控性,減少系統壓力損失，高效節能。
4.基于穩健設計和多目標參數優化技術，改變截面尺寸和板厚分布，采用銅水管冷卻焊接技術和模塊化組件拼焊方法，減少焊接量和焊接殘余應力，降低工作裝置對接焊縫處應力集中。最大局部應力降低10%，使應力分布均勻，實現挖掘機工作裝置輕量化，從而降低重量8%.
5.CFD（流體動力學）技術和聲學仿真技術，分析挖掘機內部風道的流速與壓力分布，改進風道并將進風阻力將至最低，降低了冷卻風扇、消聲器的噪聲。
獲獎等級：二等獎
完成單位：廣西柳工機械股份有限公司
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