推土機等工程機械減振降噪關鍵技術及應用
2021年04月20日13:29
項目簡介：
推土機等工程機械減振設計、噪聲控制是行業(yè)公認的技術難題，振動噪聲已成為制約我國工程機械高質量發(fā)展和進入歐美高端市場的關鍵因素和指標。在國家“863”、科技支撐計劃支持下，經(jīng)過多年的聯(lián)合攻關，系統(tǒng)的解決了工程機械振動噪聲控制的難題，形成了減振、降噪技術體系和開發(fā)平臺，開發(fā)了系列低振動噪聲工程機械產(chǎn)品及發(fā)動機等關鍵零部件，推土機振動、噪聲值優(yōu)于歐美同類產(chǎn)品，取得了系列創(chuàng)新成果：
1、發(fā)現(xiàn)了振動傳遞過程中頻率分布與功率譜密度變化的相關性規(guī)律，提出基于功率譜密度和頻率響應函數(shù)耦合分析振動傳遞路徑的方法，解決了振動傳遞路徑難以準確分辨的難題，確定了減振優(yōu)化目標。開發(fā)了懸置參數(shù)快速穩(wěn)定收斂數(shù)學算法，解決了工程機械動力總成及駕駛室懸置參數(shù)難以選取的問題，實現(xiàn)了快速智能設計懸置參數(shù)。發(fā)明了基于智能材料減振器的變阻尼變剛度減振器。形成了自主的工程機械振動傳遞路徑識別、懸置系統(tǒng)參數(shù)及減震器優(yōu)化設計技術體系。
2、建立了高分辨度噪聲源特征識別的算法，解決了工程機械物理噪聲難以準確識別的難題。創(chuàng)建了廣義線性、調頻變換頻譜分析法，解決了強噪聲環(huán)境下發(fā)動機的排氣頻譜信號特征難以提取的問題，優(yōu)化了消聲器設計技術，提高了消聲器性能。開發(fā)了基于風扇能耗最低原理的工程機械智能熱管理策略，解決了工程機械風扇、流道噪聲問題。揭示了預噴策略與柴油機噪聲的關系，降低了柴油機燃燒、結構噪聲。建立了工程機械噪聲源識別及結構、氣動、燃燒等噪聲控制技術體系。
3、提出了工程機械典型作業(yè)工況構建方法：基于主成分和聚類分析法建立了工程機械典型循環(huán)作業(yè)工況。提出了變矩器和柴油機動態(tài)匹配策略，建立了基于模型的工程機械動力總成優(yōu)化匹配方法，編制了工程機械動力總成優(yōu)化匹配軟件，實現(xiàn)工程機械的動力性、經(jīng)濟性和振動噪聲指標的協(xié)同優(yōu)化。
項目產(chǎn)品DH13K小馬力推土機司機耳旁噪聲值74.7dB(A)，優(yōu)于國家標準17.3dB(A)，優(yōu)于歐美同類產(chǎn)品；項目產(chǎn)品SD90-5超大馬力推土機司機耳旁噪聲值80dB(A)，優(yōu)于國家標準12dB(A)，性能指標滿足歐美最高標準要求，打破了歐美大馬力推土機技術壁壘和市場壟斷，與歐美先進企業(yè)在工程機械高端市場形成了競爭。
獲授權發(fā)明專利25項，軟件著作權8項，制定國家、行業(yè)標準5項,企業(yè)標準16項，發(fā)表代表性論文17篇。中國機械工業(yè)聯(lián)合會專家鑒定意見認為，本項目“創(chuàng)新顯著，處于國際先進水平，經(jīng)濟及社會效益突出”。
項目帶動了我國工程機械行業(yè)和上下游產(chǎn)業(yè)技術、品質升級，推動行業(yè)形成了在國際市場上的競爭優(yōu)勢。山推推土機產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率達69.2%，40%出口北美、歐洲等國際市場，全球市場占有率保持全球前三。
近三年，項目完成單位直接新增產(chǎn)值238.97億元，新增利潤48.3億元，技術成果推廣應用到工程機械用發(fā)動機、挖掘機、裝載機等產(chǎn)品上，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟和社會效益。
獲獎等級：二等獎
完成單位：山推工程機械股份有限公司，山東大學，濰柴動力股份有限公司，天津大學，山重建機有限公司
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