节能环保型D系列挖掘机关键技术研究及产业化

    液压挖掘机号称“工程机械之王”，因其对多种工况的适应性已广泛应用于城市建设、乡村建设,公路、铁路、水利建设及养护、能源开采等各领域。全球范围内，挖掘机销量占工程机械销量总和的40%以上。进入21世纪，随着柴油等资源的价格不断上涨，同时人们深受环境危害后对环保意识的不断增强。节能环保已成为社会共识，节能环保型挖掘机成了客户首选。中国作为最大的挖掘机生产国，虽然近年来国产品牌的挖掘机销量有所提升，但是“组装式”的研发及生产模式已严重制约国产品牌挖掘机的进一步发展，核心技术特别是节能环保技术的缺乏已成为制约国产品牌挖掘机性能进一步提升的瓶颈。系统地对挖掘机节能、环保核心关键技术的研究并形成产业化应用，同时通过核心技术的研究及获取促进挖掘机核心元件的国产化，是民族挖掘机品牌崛起的必由之路。

    柳工从2007年1月进行D系列产品开发，“节能、环保”被定为项目的核心理念。项目期间，应用多学科技术，结合挖掘机的特点，理论结合实际，对挖掘机节能、环保技术进行探索、研究,取得了多项挖掘机节能环保技术的突破并在D系列挖掘机上广泛产业化应用。D系列挖掘机比日系品牌挖掘机节能10%，环保指标全部通过欧洲CE标准。项目实施过程中申请了6项专利技术。

    关键技术内容如下：

    1.创新性提出低速大扭矩发动机结合大排量主泵在挖掘机上应用。研究并应用发动机低速燃油经济区,通过发动机的低速大扭矩，使主泵更多的处于大排量高效区工作，系统匹配实现高效节能。

    2.自主知识产权CAPC（Computeraidedpowercontrolsystem）挖掘机全功率控制技术，采用多参量闭环控制技术，对发动机、液压系统动态匹配控制，实现液压泵的吸收功率与柴油机的输出功率完全匹配，使机器始终工作在发动机低油耗、高效率的最佳工作区。采用功率切除、流量切除技术，有效减少液压损失，提高液压系统效率。

    3.应用液压系统数学建模和仿真技术，对泵功率匹配、管路模型的压力、流量损失及能耗等分析，改善液压系统操控性,减少系统压力损失，高效节能。

    4.基于稳健设计和多目标参数优化技术，改变截面尺寸和板厚分布，采用铜水管冷却焊接技术和模块化组件拼焊方法，减少焊接量和焊接残余应力，降低工作装置对接焊缝处应力集中。最大局部应力降低10%，使应力分布均匀，实现挖掘机工作装置轻量化，从而降低重量8%.

    5.CFD（流体动力学）技术和声学仿真技术，分析挖掘机内部风道的流速与压力分布，改进风道并将进风阻力将至最低，降低了冷却风扇、消声器的噪声。

    获奖等级：二等奖

    完成单位：广西柳工机械股份有限公司