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一、选题背景及依据（简述国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果（文献综述），选题目的、意义，列出主要参考文献）
1.国内外液压挖掘机的发展概况
液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次作业。因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。随着市场需求的增加、竞争的加剧和各种新技术的不断发展，挖掘机的设计制造手段不断提高，这大大扩大了挖掘机的使用范围并缩短了新产品的研发周期和老产品更新换代的周期[1]。
（1）国外液压挖掘机发展现状
工业发达国家的液压挖掘机生产较早，产品齐全，技术成熟。美国、德国、和日本等是液压挖掘机的主要生产国，具有较高的市场占有率。从20世纪后期开始，国际上液压挖掘机的生产从产品规格上看，在稳定和完善主力机型的基础上向大型化、微型化方向发展；从功能上看，在满足基本功能的基础上，向多功能化、专用化方向发展；从产品性能上看，向高效节能化、自动化、信息化、智能化的方向发展。目前，国外知名的挖掘机品牌主要有：美国的卡特、凯斯；日本的小松、加藤、日立；欧洲的利勃海尔、特雷克斯、沃尔沃；韩国的斗山、现代。近年来，国外液压挖掘机的发展特点和技术现状可概括为以下几点[3]：
①品种多、产量大，功能越来越多。
②生产的专业化程度不断提高，产品的标准化、系列化、通用化和模块化日趋成熟。
③机、电、液、信息化集成技术日益成熟。
④注重驾驶员的操纵舒适性和安全性以及维护保养的便捷性。
⑤可靠性更高。
⑥节能效果和环保指标日益提高。
⑦重视实验与研究工作，加大产品早期研发的投入。
⑧结构更加紧凑，外形更加美观，各项综合性能更加完善。
（2）国内液压挖掘机发展现状
我国的挖掘机生产起步较晚，从1954年抚顺挖掘机厂通过仿制前苏联的挖掘机生产了第一台斗容量为1m³的单斗机械式挖掘机至今，大体上经历了测绘仿制、自主研制开发和发展提高等三个阶段。20世纪80年代初，我国开始引进国外先进技术。经过多年的消化、吸收、移植，国产液压挖掘机产品性能指标全面提高，产量也逐年提高。但国内挖掘机企业在生产规模、品种、质量等方面与国外大企业比还有一定差距，总的来说，目前外资挖掘机企业在中国市场占据主导地位。可喜的是，我国名族品牌的挖掘机企业近几年来也有了快速发展，其市场占有率快速提升，竞争力在进一步增强。目前，国内知名的挖掘机品牌主要有：三一重工、柳工、徐工、山河智能、玉柴、厦工、龙工等[4]。
近年来我国经济增长迅速，我国对基础建设和基础设施投资规模的日益扩大，在今后相当长一段时间里，液压挖掘机市场需求还将不断扩大，形成了巨大的挖掘机市场空间。但随着微电子技术等各项先进技术在挖掘机上的日益渗透，国外知名品牌的技术水平也在迅速提高，国产液压挖掘机与国外知名品牌的差距也在拉大，这使民族品牌面对了新的机遇和挑战。因此，必须瞄准国际先进水平，围绕国内外两个市场，在充分利用国际化配套和国外先进技术的基础上，增强自主创新意识，掌握核心设计制造技术，发展高性能液压挖掘机，提高产品竞争力，把我国液压挖掘机产品做大做强[5]。
（3）挖掘机的发展趋势
纵观挖掘机发展史，挖掘机在技术上大致经历了三次飞跃：第一次是柴油机的出现，使挖掘机有了较理想的动力装置；第二次是液压技术的广泛应用，使挖掘机的传动方式更更趋合理；第三次是控制技术的广泛应用，使挖掘机的控制系统日趋完善，并向着自动化、智能化方向发展。今后挖掘机的发展趋势如下[6]：
①向大型化和小型化方向发展，使之能灵活应用于各种场合。
②向多功能化方向发展，使挖掘机趋向于一机多能。
③向智能化方向发展，使之操作更简便和人性。
④提高环保性能及安全性能
⑤设计上更具人性化，加强对驾驶员的舒适性，改善驾驶员操作环境和操作条件。
⑥工作装置结构不断改进，工作范围不断扩大。
⑦提高系统性能，提高生产效率。
⑧挖掘机设计制造手段的现代化，提高产品质量和竞争力。
2.液压挖掘机液压系统及其液压技术概述
（1）液压挖掘机液压系统概述
液压系统是能量转换的中间环节，通过它把发动机输出的机械能转化成液压能，然后再把液压能转化为驱动工作装置、行走装置、回转装置和其他辅助装置的机械能，实现挖掘机的各种动作。能量在此过程中发生了两次转化，即从机械能到液压能再到机械能，因此液压系统的结构形式、性能和效率队挖掘机的性能有着十分重要的影响[6]。
一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。
①动力元件：动力元件的作用是将机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。
②执行元件：执行元件的作用是将液体的压力能转换为机械能，一般指液压缸的往复运动和液压马达回转运动。
③控制元件：控制元件在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀，这些元件可以组合成各种功能的液压系统。
④辅助元件：起辅助功能的装置。辅助元件包括油箱、滤油器、冷却器、加热器、蓄能器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。
⑤液压油：液压油是液压系统中传递能量的工作介质。有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
（2）液压传动技术简述
液压传动是挖掘机的重要组成部分之一，目前常用的传动方式有机械传动、电力传动和流体传动。所谓液压传动是指在密闭的回路中，利用液体的压力能来进行能量的转换、传递和分配的液体传动。在现代工业中液压传动技术几乎应用于所有机械设备的驱动、传动和控制，如操纵车辆转向和制动，控制和驱动飞机、机床、工程机械、农业机械、采矿机械、食品机械和医疗机械等。
近年来，为适应机电一体化、控制柔性化和计算机集中控制的要求，液压系统的研究已由手动控制转向数字控制和信号控制。目前液压技术的研究和发展动向主要体现在以下几个方面：
①提高效率，降低能耗。
②提高技术性能和控制性能。
③发展集成、复合、小型化、轻量化元件。
④开展液压系统自动控制技术方面的研究与开发。
⑤加强以提高安全性和环境保护为目的研究开发。
⑥提高液压元件和系统的工作可靠性。
⑦标准化和多样化。
⑧开展液压系统设计理论和系统性能分析研究。
3.选题目的及意义
液压挖掘机是一种多功能机械设备，目前被广泛应用于建筑工程、水利 工程、交通运输、矿山采掘等机械施工中。液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用。因此，大力发展挖掘机事业，对提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要的意义。液压系统设计得合理与否，对挖掘机的性能起着决定性的作用。同样的元件，若系统设计得不同，则机器的性能差异很大。因此，通过挖掘机液压系统改进设计能有效的提高挖掘机性能，使液压挖掘机具有结构简单、工作安全可靠、操作维护方便、密封性能好、经济性好、效率高、寿命高等特点。与工业发达国家相比，我国工程机械行业还存在较大的差距，主要表现为：产品总量供大于求，生产能力过剩；供需关系失衡，低档产品积压，现代重要技术装备仍依靠进口；科技和新产品开发能力薄弱，缺乏市场竞争力；企业多而散，经济效益低；经营机制不适应国际市场要求等。为能满足国民经济发展要求，并具有参与国际竞争能力的行业，必须提高产品技术水平和成套能力，提高生产技术水平和装备现代化，提高集约化生产程度和管理水平，提高经济运行质量和经济效益[9]。因此，大力开展对液压挖掘机的研究和探索，对于提升国家整体工业水平和加速国民经济的发展具有重大的促进意义。
主要参考文献：
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[3] 连春平.大型矿用挖掘机智能化现状及发展趋势[J].露天采矿技术,2023,38(05):70-73.DOI
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