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節(jié)能環(huán)保型D系列挖掘機關鍵技術研究及產(chǎn)業(yè)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(xiāng)村建設,公路、鐵路、水利建設及養(yǎng)護、能源開采等各領域。全球范圍內(nèi)，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(huán)境危害后對環(huán)保意識的不斷增強。節(jié)能環(huán)保已成為社會共識，節(jié)能環(huán)保型挖掘機成了客戶首選。中國作為最大的挖掘機生產(chǎn)國，雖然近年來國產(chǎn)品牌的挖掘機銷量有所提升，但是“組裝式”的研發(fā)及生產(chǎn)模式已嚴重制約國產(chǎn)品牌挖掘機的進一步發(fā)展，核心技術特別是節(jié)能環(huán)保技術的缺乏已成為制約國產(chǎn)品牌挖掘機性能進一步提升的瓶頸。系統(tǒng)地對挖掘機節(jié)能、環(huán)保核心關鍵技術的研究并形成產(chǎn)業(yè)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(chǎn)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(chǎn)品開發(fā)，“節(jié)能、環(huán)?！北欢轫椖康暮诵睦砟?。項目期間，應用多學科技術，結(jié)合挖掘機的特點，理論結(jié)合實際，對挖掘機節(jié)能、環(huán)保技術進行探索、研究,取得了多項挖掘機節(jié)能環(huán)保技術的突破并在D系列挖掘機上廣泛產(chǎn)業(yè)化應用。D系列挖掘機比日系品牌挖掘機節(jié)能10%，環(huán)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(nèi)容如下：

    1.創(chuàng)新性提出低速大扭矩發(fā)動機結(jié)合大排量主泵在挖掘機上應用。研究并應用發(fā)動機低速燃油經(jīng)濟區(qū),通過發(fā)動機的低速大扭矩，使主泵更多的處于大排量高效區(qū)工作，系統(tǒng)匹配實現(xiàn)高效節(jié)能。

    2.自主知識產(chǎn)權CAPC（Computeraidedpowercontrolsystem）挖掘機全功率控制技術，采用多參量閉環(huán)控制技術，對發(fā)動機、液壓系統(tǒng)動態(tài)匹配控制，實現(xiàn)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(fā)動機低油耗、高效率的最佳工作區(qū)。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(tǒng)效率。

    3.應用液壓系統(tǒng)數(shù)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(tǒng)操控性,減少系統(tǒng)壓力損失，高效節(jié)能。

    4.基于穩(wěn)健設計和多目標參數(shù)優(yōu)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(xiàn)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(nèi)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