基于載荷譜的工程機械動力系統及元件基礎試驗平臺技術研究與應用
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年行業銷售規模超過6000億元,是我國重要的支柱產業。但是在工程機械產品的能效利用、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。主要原因是國內傳統的動力總成及組成元件的匹配、設計和試驗都采用靜態載荷參數進行，系統匹配性能得不到充分的發揮，其效率和燃油經濟性達不到最優，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，復現性差，并且難以改變配置參數和控制策略，需要更高的成本。
為解決上述技術瓶頸，本項目以工程機械實際工況載荷譜相關技術研究為突破口，進行載荷譜測試分析、整機能效匹配、載荷譜動態加載與控制等技術研究，制定關鍵元件可靠性試驗標準，研制動力系統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及元件的匹配、分析與試驗的相關技術，為工程機械整機與元件的產品設計、產品性能的進一步完善提供真實有效的技術方法。主要實現四大技術創新：
1.制定了工程機械載荷譜集成測試規范，建立了工程機械行業載荷譜采集和編制的標準架構；提升了工程機械行業載荷譜采集和編制的標準化水平。
2.提出了動力系統能量利用率的概念，用于分析評價整機液壓系統流量分配，解決了復合動作協調性難以評價的行業技術難點。
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、回轉馬達、動力換擋變速器的可靠性試驗行業標準，填補行業空白。
4.基于模塊化設計，開發了載荷譜動態擬實加載系統，研制了動力系統匹配和元件可靠性試驗系統，為提高產品性能的試驗室驗證水平提供裝備保證。
項目主要創新內容經過查新、鑒定，認為該項目創新性強，達到國際先進技術水平。
項目申請專利29項，其中發明專利14項、實用新型專利15項，授權專利13項，其中發明專利2項；發表論文6篇；制訂了9項標準規范，其中5項團體標準。研發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加載功能，測量參數、精度和測量穩定性均高于國內外相關標準要求，實驗數據準確，具備開展第三方檢測的能力。
項目形成的整機產品匹配技術研究成果，經過主機企業的批量應用，經濟效益顯著；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發展中基礎試驗平臺和共性技術領域空白，為改變國內工程機械整機及關鍵部件可靠性技術狀態，加快工程機械關鍵技術自主研發速度和水平提供了保障，促進了我國工程機械節能和綠色制造水平提升，為行業高質量發展夯實技術基礎。
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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