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人工智能型液壓挖掘機(jī)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用 

    挖掘機(jī)是工程機(jī)械行業(yè)最具有代表性的產(chǎn)品，其技術(shù)水平?jīng)Q定了裝備制造企業(yè)的核心競爭力。傳統(tǒng)挖掘機(jī)無法從根本上解決燃油緊張、環(huán)保等問題，更無法實現(xiàn)高水平的智能化、信息化，成為工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展的瓶頸，已經(jīng)被列入中國制造2025發(fā)展綱要重點主題。

    本項目開發(fā)的智能型挖掘機(jī)，業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)“一機(jī)多用”和“互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)應(yīng)用”,在發(fā)動機(jī)與液壓泵匹配技術(shù)、輕量化設(shè)計、能源多樣化等節(jié)能技術(shù)方面取得重大突破，有效解決了節(jié)能、環(huán)保以及燃油緊張等問題。主要創(chuàng)新點：

    一、智能化技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用：

    1、人工智能技術(shù)

    開發(fā)了具有人機(jī)交互界面的動作增益調(diào)節(jié)、電控優(yōu)先、合流功能調(diào)節(jié)技術(shù)，打破傳統(tǒng)挖機(jī)出廠設(shè)定單一模式，實現(xiàn)細(xì)分作業(yè)模式和多工況設(shè)定，綜合作業(yè)效率達(dá)到最大化，并實現(xiàn)“一機(jī)多用”。

    2、互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)

    首次建立以負(fù)載、油耗、挖掘效率等核心參數(shù)為目標(biāo)的最優(yōu)目標(biāo)模型函數(shù)。將挖掘現(xiàn)場實際“工況參數(shù)”通過互聯(lián)網(wǎng)實時上傳到中央處理器，通過目標(biāo)函數(shù)自動分析計算，形成對應(yīng)各種工況的最優(yōu)參數(shù)大數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)了實時在線更新及遠(yuǎn)程下載。提供多客戶，多工況，多參數(shù)需求的整體解決方案，從而大幅提升作業(yè)效率，擺脫對操作手的經(jīng)驗依賴。

    二、節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新：

    1、發(fā)動機(jī)與液壓泵優(yōu)化匹配技術(shù)

    提出發(fā)動機(jī)與泵雙向優(yōu)化自尋優(yōu)控制方法，開發(fā)了發(fā)動機(jī)與泵靜動態(tài)匹配技術(shù)（雙MAP、PID動態(tài)調(diào)節(jié)、失速控制和AOCT自尋優(yōu)控制），實現(xiàn)整機(jī)較原機(jī)型節(jié)油8-10%。

    2、工作裝置輕量化技術(shù)

    首次突破700MPa高強度鋼板應(yīng)用于挖掘機(jī)的設(shè)計、工藝、焊接質(zhì)量控制技術(shù)，實現(xiàn)動臂、斗桿減重25%、在同等作業(yè)效率下節(jié)油11-13%。

    3、油氣雙燃料發(fā)動機(jī)應(yīng)用技術(shù)

    突破突變載荷多策略瞬態(tài)控制技術(shù)，滿足發(fā)動機(jī)動態(tài)響應(yīng)特性，響應(yīng)時間達(dá)到柴油單燃料原機(jī)同等水平，實現(xiàn)平均燃油替代率70%以上，降低燃料成本20%。

    4、液壓混合動力技術(shù)

    研制出集成主泵、超越離合器、變量馬達(dá)的液壓混合動力系統(tǒng)，自主開發(fā)液壓混合動力系統(tǒng)精確控制技術(shù)，達(dá)到節(jié)能5-8%。

    上述關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用已經(jīng)通過中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，鑒定結(jié)論為：整機(jī)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中發(fā)動機(jī)與液壓泵雙MAP和AOCT自尋優(yōu)匹配控制、輕量化及雙燃料技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

    該項目成果主要應(yīng)用于全系列挖掘機(jī)，參與葛洲壩、長沙地鐵2號線等多項重點工程項目建設(shè)。連續(xù)4年實現(xiàn)市場占有率第一，新增銷售額20億元，新增利潤3億元。

    項目申請發(fā)明專利25項，已授權(quán)10項。發(fā)表論文6篇，承擔(dān)國家“863”項目子課題1項，國家科技支撐計劃1項。本項目順應(yīng)工業(yè)4.0，切合國家“一帶一路”建設(shè)及高端裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級需求，體現(xiàn)了國產(chǎn)挖掘機(jī)技術(shù)水平首次超越外資品牌，引領(lǐng)了挖掘機(jī)行業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

    獲獎等級：一等獎

    完成單位：1、三一重機(jī)有限公司 2、南京工業(yè)大學(xué) 3、天津工程機(jī)械研究院