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節(jié)能環(huán)保型D系列挖掘機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化

    液壓挖掘機(jī)號(hào)稱“工程機(jī)械之王”，因其對(duì)多種工況的適應(yīng)性已廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)、鄉(xiāng)村建設(shè),公路、鐵路、水利建設(shè)及養(yǎng)護(hù)、能源開采等各領(lǐng)域。全球范圍內(nèi)，挖掘機(jī)銷量占工程機(jī)械銷量總和的40%以上。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著柴油等資源的價(jià)格不斷上漲，同時(shí)人們深受環(huán)境危害后對(duì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)。節(jié)能環(huán)保已成為社會(huì)共識(shí)，節(jié)能環(huán)保型挖掘機(jī)成了客戶首選。中國(guó)作為最大的挖掘機(jī)生產(chǎn)國(guó)，雖然近年來國(guó)產(chǎn)品牌的挖掘機(jī)銷量有所提升，但是“組裝式”的研發(fā)及生產(chǎn)模式已嚴(yán)重制約國(guó)產(chǎn)品牌挖掘機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，核心技術(shù)特別是節(jié)能環(huán)保技術(shù)的缺乏已成為制約國(guó)產(chǎn)品牌挖掘機(jī)性能進(jìn)一步提升的瓶頸。系統(tǒng)地對(duì)挖掘機(jī)節(jié)能、環(huán)保核心關(guān)鍵技術(shù)的研究并形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，同時(shí)通過核心技術(shù)的研究及獲取促進(jìn)挖掘機(jī)核心元件的國(guó)產(chǎn)化，是民族挖掘機(jī)品牌崛起的必由之路。

    柳工從2007年1月進(jìn)行D系列產(chǎn)品開發(fā)，“節(jié)能、環(huán)?！北欢轫?xiàng)目的核心理念。項(xiàng)目期間，應(yīng)用多學(xué)科技術(shù)，結(jié)合挖掘機(jī)的特點(diǎn)，理論結(jié)合實(shí)際，對(duì)挖掘機(jī)節(jié)能、環(huán)保技術(shù)進(jìn)行探索、研究,取得了多項(xiàng)挖掘機(jī)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的突破并在D系列挖掘機(jī)上廣泛產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。D系列挖掘機(jī)比日系品牌挖掘機(jī)節(jié)能10%，環(huán)保指標(biāo)全部通過歐洲CE標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目實(shí)施過程中申請(qǐng)了6項(xiàng)專利技術(shù)。

    關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容如下：

    1.創(chuàng)新性提出低速大扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合大排量主泵在挖掘機(jī)上應(yīng)用。研究并應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)低速燃油經(jīng)濟(jì)區(qū),通過發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。

    2.自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)CAPC（Computeraidedpowercontrolsystem）挖掘機(jī)全功率控制技術(shù)，采用多參量閉環(huán)控制技術(shù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)匹配控制，實(shí)現(xiàn)液壓泵的吸收功率與柴油機(jī)的輸出功率完全匹配，使機(jī)器始終工作在發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)，有效減少液壓損失，提高液壓系統(tǒng)效率。

    3.應(yīng)用液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模和仿真技術(shù)，對(duì)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(shè)計(jì)和多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化技術(shù)，改變截面尺寸和板厚分布，采用銅水管冷卻焊接技術(shù)和模塊化組件拼焊方法，減少焊接量和焊接殘余應(yīng)力，降低工作裝置對(duì)接焊縫處應(yīng)力集中。最大局部應(yīng)力降低10%，使應(yīng)力分布均勻，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)工作裝置輕量化，從而降低重量8%.

    5.CFD（流體動(dòng)力學(xué)）技術(shù)和聲學(xué)仿真技術(shù)，分析挖掘機(jī)內(nèi)部風(fēng)道的流速與壓力分布，改進(jìn)風(fēng)道并將進(jìn)風(fēng)阻力將至最低，降低了冷卻風(fēng)扇、消聲器的噪聲。

    獲獎(jiǎng)等級(jí)：二等獎(jiǎng)

    完成單位：廣西柳工機(jī)械股份有限公司