基于自主核心电液部件的挖掘机节能高效控制关键技术及应用

2023-08-02 12:49

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为了打破国内挖掘机械的核心部件—高端液压泵阀及其控制技术长期依赖于国外产品的被动局面,为了避免国内挖掘机行业的自主发展为国外公司所扼制和威胁,为了落实绿色、低碳、环保的发展国策。该项目开展了国产电控主泵主阀国产化与节能高效控制技术的攻关开发,在国内率先实现了挖掘机主泵与主阀国产化替代,并在控制系统软硬件实现全自主化的基础上,自2017年以来集中开展了挖掘机节能与高效控制技术的研究与产业化应用,在节能高效的能效、操控性、定制化方面取得了系列技术突破和推广应用的突出成果。主要科技创新如下:


1.发明了循环作业下发动机-液压泵-负载整体优化匹配的直接功率控制技术。提出综合档位、先导、主压多源信号和大数据挖掘的工况模式识别技术,并动态协调控制发动机与液压泵工作于匹配云图优化区域,实现了挖掘机自适应不同负载工况保持系统的节能高效运行。


2.针对挖掘机动臂下落势能回收的难题,提出了简洁、可靠的流量共享多路阀优化时序控制方法,实现了适配操作需求、即收即用的动臂势能回收与利用,在行业内首次成功实现了高性价比的动臂势能混合动力应用,更进一步提升了挖掘机运行的能效指标。


3.针对挖掘机复杂工况下多阀-多机构操控的强耦合、高油耗、低效率问题,提出了混联时序判别和动态优化的流量分泵控制技术,实现了泵阀精准匹配、高效解耦与高带宽校正,全面提升了面向不同施工环境操控的节能性、快速性和操控精准性。


4.开创了驾驶员精细化高效控制挖掘机的新模式。基于数据挖掘技术对海量操控数据进行工况特征/操控模式识别,利用专家经验规则和智能学习算法生成推荐阈值,并综合驾驶员输入信息进行多种工况模式下的操控参数优化,实现挖掘机与驾驶员的“人机合一”,发挥整机的最大效能。


该项目已获授权发明专利10件,软件著作权15项。经行业专家鉴定:项目整体技术性能指标达到国际先进水平,经济效益显著。该项目成果可快速推广应用到全系列自主高端液压系统挖掘机。该项目打破了目前国内高端液压系统核心部件被国外企业垄断的局面,填补了国内空白。节能控制关键技术的应用提高了行业节能降耗水平,推动了我国工程机械行业的技术升级。


获奖等级:二等奖

完成单位:上海华兴数字科技有限公司、上海三一重机股份有限公司