基于載荷譜的工程機械動力系統(tǒng)及元件基礎試驗平臺技術(shù)研究與應用
2021年04月20日13:25
項目簡介
我國已成為世界工程機械第一制造大國,2018年行業(yè)銷售規(guī)模超過6000億元,是我國重要的支柱產(chǎn)業(yè)。但是在工程機械產(chǎn)品的能效利用、動力部件可靠性等“硬核競爭力”方面與國際先進水平還有相當大的差距。主要原因是國內(nèi)傳統(tǒng)的動力總成及組成元件的匹配、設計和試驗都采用靜態(tài)載荷參數(shù)進行，系統(tǒng)匹配性能得不到充分的發(fā)揮，其效率和燃油經(jīng)濟性達不到最優(yōu)，部件的適用性無法得到充分驗證。如果采用實際樣機測試分析的研究方法，試驗周期過長，復現(xiàn)性差，并且難以改變配置參數(shù)和控制策略，需要更高的成本。
為解決上述技術(shù)瓶頸，本項目以工程機械實際工況載荷譜相關(guān)技術(shù)研究為突破口，進行載荷譜測試分析、整機能效匹配、載荷譜動態(tài)加載與控制等技術(shù)研究，制定關(guān)鍵元件可靠性試驗標準，研制動力系統(tǒng)總成與元件試驗裝備。從而形成一整套基于載荷譜的工程機械動力系統(tǒng)及元件的匹配、分析與試驗的相關(guān)技術(shù)，為工程機械整機與元件的產(chǎn)品設計、產(chǎn)品性能的進一步完善提供真實有效的技術(shù)方法。主要實現(xiàn)四大技術(shù)創(chuàng)新：
1.制定了工程機械載荷譜集成測試規(guī)范，建立了工程機械行業(yè)載荷譜采集和編制的標準架構(gòu)；提升了工程機械行業(yè)載荷譜采集和編制的標準化水平。
2.提出了動力系統(tǒng)能量利用率的概念，用于分析評價整機液壓系統(tǒng)流量分配，解決了復合動作協(xié)調(diào)性難以評價的行業(yè)技術(shù)難點。
3.采用外推八級載荷譜和載荷譜損傷等效原理，首次編制出基于工程機械實際工況的試驗室等效試驗加載譜，制定了液壓泵、多路閥、回轉(zhuǎn)馬達、動力換擋變速器的可靠性試驗行業(yè)標準，填補行業(yè)空白。
4.基于模塊化設計，開發(fā)了載荷譜動態(tài)擬實加載系統(tǒng)，研制了動力系統(tǒng)匹配和元件可靠性試驗系統(tǒng)，為提高產(chǎn)品性能的試驗室驗證水平提供裝備保證。
項目主要創(chuàng)新內(nèi)容經(jīng)過查新、鑒定，認為該項目創(chuàng)新性強，達到國際先進技術(shù)水平。
項目申請專利29項，其中發(fā)明專利14項、實用新型專利15項，授權(quán)專利13項，其中發(fā)明專利2項；發(fā)表論文6篇；制訂了9項標準規(guī)范，其中5項團體標準。研發(fā)建設了三個試驗臺架，其中液壓元件可靠性試驗臺架和動力換擋變速器可靠性試驗臺架經(jīng)過國家計量認證機械汽車評審組的核查評審，認為兩試驗臺具備載荷動態(tài)加載功能，測量參數(shù)、精度和測量穩(wěn)定性均高于國內(nèi)外相關(guān)標準要求，實驗數(shù)據(jù)準確，具備開展第三方檢測的能力。
項目形成的整機產(chǎn)品匹配技術(shù)研究成果，經(jīng)過主機企業(yè)的批量應用，經(jīng)濟效益顯著；在零部件可靠性試驗裝置和標準研究方面形成的科技成果，填補了中國工程機械行業(yè)發(fā)展中基礎試驗平臺和共性技術(shù)領域空白，為改變國內(nèi)工程機械整機及關(guān)鍵部件可靠性技術(shù)狀態(tài)，加快工程機械關(guān)鍵技術(shù)自主研發(fā)速度和水平提供了保障，促進了我國工程機械節(jié)能和綠色制造水平提升，為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展夯實技術(shù)基礎。
獲獎等級：二等獎
完成單位：天津工程機械研究院有限公司、三一重機有限公司
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