叉車與裝載機專用液壓閥及其閥控系統(tǒng)關鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應用
2024年06月27日13:49
項目簡介
液壓閥作為液壓傳動系統(tǒng)的控制中樞，控制著主機裝備幾乎所有的執(zhí)行動作，是決定作業(yè)性能、工程效率和操控安全的關鍵。叉車和裝載機是典型的集“搬”和“運”于一體的移動作業(yè)裝備，其專用液壓閥與液壓系統(tǒng)的市場規(guī)模已突破200億。但是，國產(chǎn)液壓閥流量控制精度低、響應速度慢，其閥控系統(tǒng)效率低，嚴重制約了我國叉車和裝載機行業(yè)的健康發(fā)展。因此，本項目歷經(jīng)10余年產(chǎn)學研用聯(lián)合攻關，突破了叉車與裝載機專用的多路閥流量高精度控制、電磁閥高動態(tài)低功耗驅(qū)動以及閥控系統(tǒng)高能效控制三大關鍵技術(shù)，實現(xiàn)了核心液壓閥及其閥控系統(tǒng)的國產(chǎn)化替代和產(chǎn)業(yè)化應用。
1.多路閥流量高精度調(diào)控：提出了閥口壓差主動補償新方法，抑制了突變負載下的閥口壓差波動；發(fā)明了異形槽周向均分的閥芯結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了閥芯在擾動液壓力下的受力動態(tài)平衡，提高了液壓閥芯的位姿控制精度；突破了多節(jié)點流量動態(tài)分配關鍵技術(shù)，實現(xiàn)了獨立于負載的多執(zhí)行器精準聯(lián)動作業(yè)。上述創(chuàng)新技術(shù)將液壓閥穩(wěn)態(tài)流量控制精度提高至±3L/min，全工況下的流量波動范圍降低至6.7%，在徐工、臨工等龍頭企業(yè)的裝機率超70%。
2.電磁閥高動態(tài)驅(qū)動：發(fā)明了開關電磁閥預加載驅(qū)動控制新方法，不僅將開關電磁閥的響應時間縮短至25ms，還將線圈溫升從120℃降低至60℃。發(fā)明了先導比例電磁閥非線性顫振控制新技術(shù)，將比例電磁閥的響應時間縮短25%。上述創(chuàng)新技術(shù)應用于各類開關型和比例型電磁閥，在工程機械龍頭企業(yè)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，具有響應快、能耗低、動態(tài)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢，核心指標達到并局部超越同類型進口產(chǎn)品技術(shù)水平。
3.高能效液壓閥控系統(tǒng)：提出了叉車和裝載機在差異流量需求下的多泵合分流液壓閥控新技術(shù)，提高了油源利用效率；發(fā)明了針對舉升回落動作的流量再生液壓閥控制技術(shù)，實現(xiàn)了能量回收；攻克了液壓閥在線可編程控制技術(shù)，提高了系統(tǒng)狀態(tài)的匹配效率，降低了系統(tǒng)能耗。上述創(chuàng)新技術(shù)研制了叉車和裝載機專用的高能效液壓閥控系統(tǒng)，提高系統(tǒng)效率的同時將液壓系統(tǒng)制造成本降低35%。
項目授權(quán)發(fā)明專利30項，發(fā)表SCI/EI等論文21篇，制修訂國家標準7項，獲批35項省級工業(yè)新產(chǎn)品，在50余家主機單位產(chǎn)業(yè)化應用，近三年裝機超70萬臺。以楊華勇院士為組長的鑒定委員會意見：“項目整體技術(shù)達到國際先進水平，其中液壓閥高動態(tài)驅(qū)動控制技術(shù)處于國際領先水平?！表椖啃略鲋苯咏?jīng)濟效益29.69億元，利潤4.25億元，稅收1.76億元，不僅打破了國外壟斷，還隨主機出口到美、日、歐等發(fā)達國家和地區(qū)，推動了我國叉車與裝載機行業(yè)快速發(fā)展。
獲獎等級：二等獎
完成單位：浙江工業(yè)大學
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