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工程机械用液力变矩器定制化设计平台及应用

该项目依托国家重大科技成果转化项目和山东省重点研发计划,基于“局部面向全局性能的评价与反馈机制”的一体化设计理念,集成流体、固体、流固耦合等多学科解析与融合技术,突破传统变矩器设计中难以解决的耦合与冲突问题,融入了主机工况设计条件的配件定制化设计思想与方法,提出在主配一体化空间内实现变矩器内部油液与固体边界(流固)耦合条件下工程机械用液力变矩器定制化设计方案

#装备制造
产业化

技术详情

成果简介

液力变矩器以其柔性连接传动和较大起动工况变矩比的优点,成为高端装备(轮船、工程机械、汽车、钻探设备等)的核心零部件(简称为配件)。传统的液力变矩器设计理论和方法,以静态工况为设计条件,未考虑其与主机传动特性与作业载荷谱(简称为主机工况)间的动力学耦合,故造成液力变矩器产品设计性能与实际性能误差较大。该项目依托国家重大科技成果转化项目和山东省重点研发计划,基于“局部面向全局性能的评价与反馈机制”的一体化设计理念,集成流体、固体、流固耦合等多学科解析与融合技术,突破传统变矩器设计中难以解决的耦合与冲突问题,融入了主机工况设计条件的配件定制化设计思想与方法,提出在主配一体化空间内实现变矩器内部油液与固体边界(流固)耦合条件下工程机械用液力变矩器定制化设计方案。其主要技术内容和成果如下:

1.构建了工程机械用液力变矩器关键结构定制化设计理论体系。其包括构建“面向土方工程机械的液力变矩器主配一体化机电液模型”;构建“液力变矩器定制化设计的性能评价体系”;制定“工程机械用液力变速器性能测试的样机/台架试验流程和规范”;并以具有知识产权的“一种基于载荷特性的土方车辆液力变矩器选配方法(ZL201510393893.5)”等发明专利为核心,实现主机载荷-性能匹配-配件结构的定制化设计的数字化映射模型表达。

2. 实现工程机械用液力变矩器定制化设计的流程化,开发出“工程机械用液力变矩器定制化设计平台”。其中,以具有自主知识产权的“一种液力变矩器叶栅设计换环量分配的方法(发明专利:ZL 201510395185.5)”等专利为核心,达到自动根据不同的环向加速形式确定环量分配方案,改变传统等环量分配法分配方案单一的目的,可实现基于主机产品系统性能的液力液力变矩器关键零部件快速响应虚拟设计。

3.运用以上成果,自主开发出具有自主知识产权的“YJSW347 6吨降转速液力变矩器”和“BYD2117 6吨双变总成”等液力变矩器产品。申请同济大学所属发明专利两项等,且产品性能经过权威鉴定机构和查新机构认定技术性能指标达到国际先进水平。

项目平台的参数化、多样化功能,为工程机械用高性能液力变速器创新型定制化产品快速推向市场提供了基本保证,在缩短产品开发周期,提升企业竞争力与信息化水平等方面具有明显促进作用。

项目成熟度

该平台已在山推工程股份有限公司等公司系列液力变矩器产品的开发中得到成功推广应用,取得市场认可。变矩器产品直接新增销售额7.6亿元,推广应用新增销售额46.9亿元。

市场现状

技术现状是:“整机相对载荷”产品性能差“、“部件相对整机”匹配不合理。

产业现状是:“整机相对载荷”作业效率低、关键“零部件面向整机”依赖进口。

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