基于正向設計的液壓挖掘機控制及節能技術研究與應用
2019年06月04日10:27
項目簡介
1、項目的重要性和意義、立項背景
國家“十三五”和中長期發展規劃中明確提出把創新設計作為國家創新驅動發展戰略的重要組成部分，著力推進和提升企業創新設計能力，加快實現中國制造向中國創造跨越。在液壓挖掘機領域，節能高效與智能控制一直是國內外產品競爭的焦點。中國作為全球液壓挖掘機產銷第一大國，國產品牌市場占有率過半，但自主品牌液壓挖在控制及節能等核心零部件和關鍵技術上突破不夠，特別是設計手段及創新能力不足，制約了我國液壓挖掘機產業轉型升級。
近幾年，徐工集團立足自我，主動出擊，不斷攻克節能、控制等關鍵技術，在行業內率先提出“技術領先、用不毀”產品理念，依托正向設計等創新性研發手段的引入，自主開展液壓節能系統、自尋優控制技術、熱管理控制等技術研究，實現了全新產品開發從跟蹤模仿到創新引領。
2、主要科技內容
1）自主研發液壓節能系統：攻克了低沖擊節能型主控閥、斗桿合流降壓損控制、電控降溢流控制等核心技術，克服了液壓沖擊，降低了壓力損失，實現了整機節能5.7%以上；
2）基于重載、多機具的自動控制技術：提出階梯壓力控制技術，建立壓力、檔位、功率和油耗的數據鏈，可有效識別重載工況，提升該工況下的設備效率；開發多機具自適應控制技術，通過線性流量控制技術、壓力跟隨控制方法及實時監控,滿足不同機具的作業要求；
3）基于挖掘性能圖譜分析和離散元的工作裝置優化技術：基于挖掘性能圖譜分析優化工作裝置各絞點的位置、四連桿機構的傳動比模型，挖掘力衰減速率降低5%以上；采用離散元技術仿真，優化鏟斗斗形，減小鏟斗內物料與鏟斗的阻力作用，降低挖機阻力16%以上；
4）新型熱管理技術：CFD仿真與測試相結合，進行風扇翅片葉數、翅片角度、風扇翅片和導風罩安裝距離仿真測試，同等條件下，風扇噪音降低3-5dB，風扇能耗減小3%以上；研究風扇群多參數協同控制技術，改變傳統的單一風扇形式，通過在導風罩上并聯多個無級變速風扇，組建風扇群，整機油耗降低3%以上，室外噪音降低1dB以上。
3、技術經濟指標
該項目在液壓節能系統、自尋優控制技術、工作裝置優化設計、熱管理等關鍵技術研究等方面開展自主技術研究并產業化應用，整機節能5.7%以上，效率提升5%以上，完成從15噸級至70噸級系列液壓挖掘機的研發，主要性能指標達到國際先進水平。單臺售價從55萬到380多萬元，邊際貢獻為32%～45%。
4、經濟效益
項目成果應用以來，徐工挖掘機在很多區域市場上表現卓越，自2016年投入市場，產品廣受市場青睞。截止2017年12月，15噸、70噸產品市場占有率連續三年第一，21噸、47噸產品市場占有率第二，累計銷售收入達63億元。其中，2017年全年，新款D系列15噸至70噸中大型液壓挖掘機已累計銷售5260臺，年收入42.08億，經濟效益顯著。
5、社會效益，及促進行業科技進步作用等
項目的實施，打破了外資品牌在液壓挖掘機關鍵核心技術的壟斷，減少了對外資品牌的依賴，為民族工業的復興及國家裝備制造業的發展作出重要貢獻，有力支撐了“中國創新、智能制造”的技術發展，極大推動了我國工程機械行業技術進步。
同時，該項目提升了徐工在工程機械的知名度，為促進江蘇省土石方工程機械產業結構的優化調整具有重要意義，同時帶動了本地區相關配套企業的技術進步和產業升級，為促進地區經濟發展做出了積極貢獻。
獲獎等級：三等獎
完成單位：徐州徐工挖掘機械有限公司
市場動態
更多>>行業展會
更多>>
京公網安備 11011502006194號
