人工智能型液压挖掘机节能技术创新与应用

挖掘机是工程机械行业最具有代表性的产品，其技术水平决定了装备制造企业的核心竞争力。传统挖掘机无法从根本上解决燃油紧张、环保等问题，更无法实现高水平的智能化、信息化，成为工程机械行业发展的瓶颈，已经被列入中国制造2025发展纲要重点主题。

本项目开发的智能型挖掘机，业内首次实现“一机多用”和“互联网信息化技术应用”,在发动机与液压泵匹配技术、轻量化设计、能源多样化等节能技术方面取得重大突破，有效解决了节能、环保以及燃油紧张等问题。主要创新点：

一、智能化技术创新应用：

1、人工智能技术

开发了具有人机交互界面的动作增益调节、电控优先、合流功能调节技术，打破传统挖机出厂设定单一模式，实现细分作业模式和多工况设定，综合作业效率达到最大化，并实现“一机多用”。

2、互联网信息化技术

首次建立以负载、油耗、挖掘效率等核心参数为目标的最优目标模型函数。将挖掘现场实际“工况参数”通过互联网实时上传到中央处理器，通过目标函数自动分析计算，形成对应各种工况的最优参数大数据库，并实现了实时在线更新及远程下载。提供多客户，多工况，多参数需求的整体解决方案，从而大幅提升作业效率，摆脱对操作手的经验依赖。

二、节能技术创新：

1、发动机与液压泵优化匹配技术

提出发动机与泵双向优化自寻优控制方法，开发了发动机与泵静动态匹配技术（双MAP、PID动态调节、失速控制和AOCT自寻优控制），实现整机较原机型节油8-10%。

2、工作装置轻量化技术

首次突破700MPa高强度钢板应用于挖掘机的设计、工艺、焊接质量控制技术，实现动臂、斗杆减重25%、在同等作业效率下节油11-13%。

3、油气双燃料发动机应用技术

突破突变载荷多策略瞬态控制技术，满足发动机动态响应特性，响应时间达到柴油单燃料原机同等水平，实现平均燃油替代率70%以上，降低燃料成本20%。

4、液压混合动力技术

研制出集成主泵、超越离合器、变量马达的液压混合动力系统，自主开发液压混合动力系统精确控制技术，达到节能5-8%。

上述关键技术创新及应用已经通过中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定，鉴定结论为：整机性能达到国际先进水平，其中发动机与液压泵双MAP和AOCT自寻优匹配控制、轻量化及双燃料技术达到国际领先水平。

该项目成果主要应用于全系列挖掘机，参与葛洲坝、长沙地铁2号线等多项重点工程项目建设。连续4年实现市场占有率第一，新增销售额20亿元，新增利润3亿元。

项目申请发明专利25项，已授权10项。发表论文6篇，承担国家“863”项目子课题1项，国家科技支撑计划1项。本项目顺应工业4.0，切合国家“一带一路”建设及高端装备制造业转型升级需求，体现了国产挖掘机技术水平首次超越外资品牌，引领了挖掘机行业技术的发展。

获奖等级：一等奖

完成单位：1、三一重机有限公司 2、南京工业大学 3、天津工程机械研究院