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高端装备制造产业

需求背景

 液压挖掘机作为一种最典型的土石方施工机械，在高效、经济性要求方面优势显著，使其在土木建筑、交通运输、矿山采掘、农田水利以及现代军工等行业的作用日益明。据统计，全球范围内工程施工中约65%-70%的土石方量是由液压挖掘机来完成的。液压挖掘机因其自身强大的多功能适应性，在世界范围内的施工机械中具有巨大的发展潜力，其用量将持续增长。随着国民经济的高速发展需求和液压挖掘机内在技术的不断推动，国内液压挖掘机的拥有量在近十年来几乎以平均每年30%的速度在增长。

      液压挖掘机液压系统具有很大的节能潜力，但近年来，液压系统节能走到了瓶颈期，亟需在这方面取得突破。考虑到液压挖掘机在施工过程中，其动臂要进行频繁的举升和制动，在动臂下放的过程中，大部分重力势能在主阀的节流口处转化为成热能损耗掉了，不仅浪费巨大的能量，而且造成油温的升高，降低系统液压元件的寿命。因此，公司开始对液压挖掘机下降的动臂势能进行回收再利用进行研究。

需解决的主要技术难题

1.液压挖掘机动臂势能回收再利用系统方案设计：借鉴油电混合动力研宄的成熟方法及现有油液混合动力技术在其他产品上的应用，根据液压挖掘机自身工况特点及液压系统原理，综合考虑设计一种基于动臂液压一蓄能器平衡的能量回收再利用系统方案；

2.液压挖掘机动臂势能回收再利用系统建模：根据已经设计出来的能量回收再利用系统方案，建立挖掘机能量回收再利用系统负载模型、液压阀模型、液压紅数学模型、蓄能器数学模型等主要元件模型，在软件环境中建立其与的系统联合仿真模型，为系统控制策略及仿真分析提供仿真平台；

3.液压挖掘机动臂势能回收再利用系统参数匹配：结合系统中各个部件的特性，建立蓄能器能量回收系统中各元件的参数匹配方法，选择具体的参数和型号，充分发挥元件性能，以实现能量回收系统与外负载的匹配，并为后续的仿真分析提供更优的参数；

4.液压挖掘机动臂势能回收再利用系统仿真分析：通过系统仿真模型和初始匹配参数，进行大量的仿真试验，验证系统控制策略的正确性，并优化系统参数，对比普液压挖掘机评估方案效果，并使系统操作性与节能性达到整体最优；

5.液压挖掘机动臂势能回收再利用系统实验研究：设计液压挖掘机能量回收再利用系统实验方案，搭建实验平台，进行数据采集分析系统的节能性和操作性，以验证仿真模型的正确性和系统方案的可行性。

期望实现的主要技术目标

a.挖掘机节油率达到20%及以上；

b.根据系统参数仿真分析，得出蓄能器容积、充气压力、最低工作压力、最大工作压力设定值、辅助液压缸缸径和杆径对新型系统节能性及控制性影响显著，新型系统节能率达***%。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-12-02

夏文汇

重庆西南大学

教授

综合评价

技术需求清晰，通过描述，在通过系统仿真模型和初始匹配参数，进行大量的仿真试验，验证系统控制策略的正确性，并优化系统参数，对比普液压挖掘机评估方案效果，并使系统操作性与节能性达到整体最优方面，这些技术市面上已经可以达到，可以直接使用现实的技术。其他方面需求通过推荐行业专家来进行解决。 该需求没有明确企业是想购买需求还是想要合作购买产品，此方面没有明确，我给出的建议是让企业购买专家技术咨询，这样让公司的工作人员结合专家的指示来做比较节省成本，大概需要二十万元左右。 最后，该需求要实现的目的还是非常好的，可以有效的节省成本，对比传统工艺技术，提升了质量和性能，带来的各方进步可以促使产品带来更好的升级，进一步增加营收，带来经济税收的进一步发展，有益于社会。

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