液壓技術(shù)：邁向新的深度和廣度

　　液壓控制和液壓傳動(dòng)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(zhǎng)，電子傳感器和控制軟硬件是人類感官和思維的延長(zhǎng)。契合了電子技術(shù)的液壓控制和液壓傳動(dòng)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(dòng)取代其他傳動(dòng)的趨勢(shì)不同，液壓技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，這得益于它在工程機(jī)械作業(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)創(chuàng)新與進(jìn)步。
　　改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的工程機(jī)械行業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，已經(jīng)位居世界工程機(jī)械制造大國(guó)的前列，在這個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上正在向制造強(qiáng)國(guó)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(shí)，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(shí)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(dòng)與控制，而且技術(shù)含量更高的靜液壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)取代液力傳動(dòng)的趨勢(shì)。
　　德國(guó)阿亨和布倫瑞克等大學(xué)的幾個(gè)頂尖的液壓與工程機(jī)械研究所合作研究表明，通過(guò)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(dòng)取代傳統(tǒng)的液力傳動(dòng)，不僅具有布局靈活方便和操作精細(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(dòng)的行走裝置不僅能使裝載機(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(dòng)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。
　　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(guó)外另一個(gè)著名的研究報(bào)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(shí)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(gè)多元化的世界里，各種文化、科學(xué)、語(yǔ)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(dòng)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(guò)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：
　　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(shì)
　　電子傳感器、操控指令與反饋信號(hào)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(cè)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(jì)算機(jī)控制的液壓系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)改變多用戶回路，并精細(xì)控制它們的工況的轉(zhuǎn)換過(guò)程的能力，已成功應(yīng)用于裝載機(jī)行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中多個(gè)液壓馬達(dá)的在線切換、挖掘機(jī)動(dòng)臂缸舉升下降時(shí)收勢(shì)回能等具有節(jié)能效益的切換回路中。
　　一些電子設(shè)備開(kāi)始直接嵌入液壓元件內(nèi)部，山現(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(gè)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)，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(dòng)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(jiǎn)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(guò)程，現(xiàn)在越來(lái)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(hào)經(jīng)過(guò)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(wú)級(jí)調(diào)節(jié)柱塞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)電控噴油技術(shù)的系統(tǒng)，在配流過(guò)程的肩閉特性、密封特性和流動(dòng)特性等方面都得到優(yōu)化，在機(jī)械效率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(guò)95%的區(qū)域顯著超過(guò)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(shí)仍有良好的總效率。效率的改善主要得益于以下一些因素。
　　機(jī)械與液壓技術(shù)的深度契合實(shí)現(xiàn)了高效率與無(wú)級(jí)變速的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
　　液壓機(jī)械功率分流傳動(dòng)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(dòng)較高的效率和液壓傳動(dòng)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(wú)級(jí)變速，又有較高效率的傳動(dòng)裝置，其中也借鑒了液力雙功率流傳動(dòng)的成熟技術(shù)。液壓機(jī)械雙功率流無(wú)級(jí)變速器上世紀(jì)末在已開(kāi)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。采用這種變速器的輪式裝載機(jī)比前述純凈液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)型的能耗有了進(jìn)一步的降低。
　　氣動(dòng)與液壓的契合催生了節(jié)能效果顯著的油液混合動(dòng)力技術(shù)
　　在行走裝置液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，設(shè)置液壓蓄能器為特征的油液混合動(dòng)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(shì)能和液壓系統(tǒng)控制勢(shì)能與動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化兩方面的功能和長(zhǎng)項(xiàng)。它通過(guò)實(shí)時(shí)回收利用減速和制動(dòng)時(shí)的多余動(dòng)能，有效地減少了能耗，并賦予系統(tǒng)無(wú)級(jí)變速的優(yōu)良秉性。
　　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(wú)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(jià)格居高不下�，F(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，已經(jīng)越來(lái)越能適應(yīng)多品種個(gè)性化的市場(chǎng)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(jià)值工程作為一個(gè)重要課題，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。

相關(guān)熱詞搜索：廣度 邁向 液壓 深度 技術(shù)