一、液壓控制和液壓傳動已成為現(xiàn)代工程機(jī)械的重要核心技術(shù)
機(jī)器和工具是人類四肢的延長，電子傳感器和控制軟硬件是人類感官和思維的延長。契合了電子技術(shù)的液壓控制和液壓傳動已成為現(xiàn)代工程機(jī)械不可或缺的核心技術(shù)。所謂“高端工程機(jī)械”， 在很大程度上在于采用了高品質(zhì)的液壓元件和先進(jìn)的液壓系統(tǒng)。液壓技術(shù)撐起了現(xiàn)代工程機(jī)械的半邊天，很多整機(jī)的研發(fā)歷史確實(shí)是：成也液壓，敗也液壓與一些固定設(shè)備與航空領(lǐng)域逐漸以新銳的電傳動取代其它傳動的趨勢不同，液壓技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的勢頭依然強(qiáng)勁，這得益于它在工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境下的一些突出優(yōu)點(diǎn)，諸如較高的功率密度，強(qiáng)大的調(diào)控功能、良好的匹配適應(yīng)性以及在系統(tǒng)布局方面的靈活性等等。液壓技術(shù)的新發(fā)展正在有力地促進(jìn)著工程機(jī)械的整機(jī)的創(chuàng)新與進(jìn)步。
改革開放以來，我國的工程機(jī)械行業(yè)有了長足的進(jìn)步，已經(jīng)位居世界工程機(jī)械制造大國的前列，在這個堅實(shí)的基礎(chǔ)上正在向制造強(qiáng)國發(fā)展。工程機(jī)械企業(yè)在向用戶提供更安全、更高效、操作更舒適以及外形更美觀的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的同時，也將使自身的收益從主要依靠產(chǎn)量、噸位等的數(shù)量型向依靠自主技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)的質(zhì)量型轉(zhuǎn)化。其中，契合了電子技術(shù)的液壓裝置已成為現(xiàn)代工程機(jī)械不可或缺的核心技術(shù)裝備。
例如，在工程機(jī)械領(lǐng)域，不僅各種產(chǎn)品的工作裝置和轉(zhuǎn)向裝置早已廣泛采用了液壓傳動與控制，而且技術(shù)含量更高的靜液壓驅(qū)動行走裝置也在各種路面機(jī)械、滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)和隨行叉車等機(jī)型上成為了“標(biāo)配”。如今在鉸接轉(zhuǎn)向的裝載機(jī)上又出現(xiàn)了以靜液壓驅(qū)動取代液力傳動的趨勢。
德國阿亨和布倫瑞克等大學(xué)的幾個頂尖的液壓與工程機(jī)械研究所合作研究表明，通過元件品質(zhì)的改善和參數(shù)匹配的優(yōu)化，在裝載機(jī)上采用靜液壓驅(qū)動取代傳統(tǒng)的液力傳動，不僅具有布局靈活方便和其操作精細(xì)舒適的優(yōu)點(diǎn)，而且能降低油耗達(dá)20%以上。大量類似實(shí)踐已證明靜液壓驅(qū)動的行走裝置不能使裝載機(jī)、推土機(jī)、叉車等獲得更為優(yōu)越的操控性能，而且還具有明顯的節(jié)能效益。以往認(rèn)為液壓傳動效率低下的觀念應(yīng)該改變，液壓技術(shù)已進(jìn)入了在節(jié)能減排方面同樣大有作為的新境界。
二、多領(lǐng)域技術(shù)的契合是工程機(jī)械液壓技術(shù)進(jìn)步的必由之路
國外另一個著名的研究報告指出，在液壓技術(shù)領(lǐng)域的眾多創(chuàng)新成果中，基于液壓行業(yè)自身的專業(yè)知識實(shí)現(xiàn)的僅占約20%，而源自其他行業(yè)的創(chuàng)新卻高達(dá)50%；另有約30%是移植了其他行業(yè)的技術(shù)。我們生活在一個多元化的世界里，各種文化、科學(xué)、語言、藝術(shù)和技術(shù)的契合已成為促進(jìn)人類文明和諧發(fā)展與進(jìn)步的巨大動力，液壓技術(shù)的進(jìn)步同樣植根于多種技術(shù)的相互契合。它山之石可以攻玉。
通過這些契合，液壓技術(shù)在以下幾方面獲得了特別明顯的進(jìn)步：
1. 電子與液壓技術(shù)的契合順應(yīng)向信息化發(fā)展的大趨勢：
電子傳感器、操控指令與反饋信號的電子傳輸以及智能化電子解算系統(tǒng)的引入極大地提高了液壓系統(tǒng)的控制品質(zhì)；例如電子測速使得以輸出軸轉(zhuǎn)速作為控制參數(shù)的二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)得以實(shí)用。而這種按用戶需求分配流量并能回收多余能量的節(jié)能技術(shù)本身又是借鑒了恒壓電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行模式。
機(jī)載計算機(jī)控制的液壓系統(tǒng)具有實(shí)時改變多用戶回路，并精細(xì)控制它們的工況的轉(zhuǎn)換過程的能力，已成功應(yīng)用于裝載機(jī)行走驅(qū)動系統(tǒng)中多個液壓馬達(dá)的在線切換、挖掘機(jī)動臂油缸舉升下降時回收勢能等具有節(jié)能效益的切換回路中。
一些電子設(shè)備開始直接嵌入液壓元件內(nèi)部，出現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)中固化集成數(shù)控裝置的液壓缸、液壓泵和液壓馬達(dá)。一個意義深遠(yuǎn)的創(chuàng)新是變量液壓泵和馬達(dá)的數(shù)控配流技術(shù)。此處電子與液壓技術(shù)的契合的促成了柱塞變量液壓泵和馬達(dá)核心結(jié)構(gòu)深層次的重大改革。
電子與液壓技術(shù)的契合還促成了整機(jī)綜合管理系統(tǒng)的發(fā)展。這一技術(shù)在汽車產(chǎn)品中已十分普及，各種液壓傳動和控制的工程機(jī)械上也具備應(yīng)用智能化信息技術(shù)基本條件。
這里簡單介紹一下數(shù)控配流變量泵和馬達(dá)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的變量柱塞元件經(jīng)歷了機(jī)械直接變量、液壓伺服變量等發(fā)展過程，現(xiàn)在越來越多地采用了電子比例或脈寬控制型的機(jī)電一體化的變量方式，但在元件內(nèi)部仍然保留了改變柱塞行程的機(jī)械機(jī)構(gòu)和機(jī)械耦合的配流裝置。新型的數(shù)控配流變量泵和馬達(dá)用電子轉(zhuǎn)角信號經(jīng)過數(shù)字控制系統(tǒng)和高速電磁閥的電氣關(guān)聯(lián)取代了以機(jī)械方式關(guān)聯(lián)主軸轉(zhuǎn)角的配流機(jī)構(gòu)，又以電子脈寬無級調(diào)節(jié)柱塞的有效行程的方式取代了傳統(tǒng)的變量機(jī)構(gòu)。這一源自內(nèi)燃機(jī)的電控噴油技術(shù)的系統(tǒng)在配流過程的啟閉特性、密封特性和流動特性等方面都得到優(yōu)化，在機(jī)械和容積效率方面都有了顯著的改善。這種元件的總效率超過95%的區(qū)域顯著超過了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的柱塞泵和馬達(dá)，尤其是在部分排量時仍有良好的總效率。效率的改善主要得益于以下一些因素：。這項(xiàng)已應(yīng)用于兆瓦級大功率風(fēng)電設(shè)備的技術(shù)也被成功移植到了油液混合動力車輛的驅(qū)動系統(tǒng)中。
2. 機(jī)械與液壓技術(shù)的深度契合實(shí)現(xiàn)了高效率與無級變速的優(yōu)勢互補(bǔ)：液壓機(jī)械功率分流傳動是一種將液壓與機(jī)械功率流 “并聯(lián)”傳輸處理后再合流輸出的系統(tǒng)。其目的是把機(jī)械傳動較高的效率和液壓傳動良好的調(diào)速性能的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，構(gòu)成一種既能無級變速，又有較高的效率的傳動裝置，其中也借鑒了液力雙功率流傳動的成熟技術(shù)。液壓機(jī)械雙功率流無級變速箱上世紀(jì)末在已開始在高端農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)上推廣，現(xiàn)又在為工程機(jī)械配套。采用這種變速箱的輪式裝載機(jī)比前述純凈液壓驅(qū)動的機(jī)型的能耗有了進(jìn)一步的降低。
3. 氣動與液壓的契合催生了節(jié)能效果顯著的油液混合動力技術(shù)。
在行走裝置液壓驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)置液壓蓄能器為特征的油液混合動力技術(shù)契合了蓄能器中壓縮氣體高效快速充放的壓力勢能和液壓系統(tǒng)控制勢能與動能之間相互轉(zhuǎn)化兩方面的功能和長項(xiàng)，不僅通過實(shí)時回收利用減速和制動時的多余動能有效地減少了能耗，而且賦予它們無級變速的優(yōu)良秉性。
4. 液壓元件的新材料新工藝需要借鑒其他行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和配套體系
液壓元件的功能和構(gòu)造上仍然屬于機(jī)械類產(chǎn)品，其制造難度和精度實(shí)際上與汽車等的類似零部件并無本質(zhì)區(qū)別，只是產(chǎn)量的巨大差異使得液壓元件的生產(chǎn)和配套難以享受規(guī)模效益，成本價格居高不下。然而現(xiàn)今汽車行業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)和高度專業(yè)化、模塊化的配套體系也已經(jīng)越來越能適應(yīng)多品種個性化的市場需求。液壓行業(yè)應(yīng)該借鑒這些理念和經(jīng)驗(yàn)，把降低元器件制造成本的價值工程作為一個重要的課題，擺脫一些成果“叫好不叫座”的尷尬。同樣，其他行業(yè)中出現(xiàn)的新材料、新工藝，特別是節(jié)能、輕量化等方面的成果，也都應(yīng)該為液壓行業(yè)所用。
新材料：碳纖維復(fù)合材料、新型高分子材料、高強(qiáng)度球墨鑄鐵、高強(qiáng)度鎂鋁合金等；
先進(jìn)制造技術(shù)：3D 打印增材制造、表面沉積涂層、以車代磨、激光加工、摩擦焊接等；
先進(jìn)的配套管理體系： 專業(yè)化分工、共享平臺、輕量化和模塊化理念、全球零部件采購及物流的互聯(lián)互通等。
例如，美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）組織了為汽車油液混合動力系統(tǒng)配套的斜軸型液壓泵和馬達(dá)的研制?？梢钥闯?，汽車行業(yè)開發(fā)的斜軸型液壓泵和馬達(dá)在效率和功率密度即輕量化等方面都有顯著進(jìn)步，值得工程機(jī)械液壓界借鑒。
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