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1純水液壓傳動技術

目前工程機械產品液壓系統用到的介質都是液壓油，液壓油作為傳統的液壓傳遞介質，有著粘度高、自潤滑性好、不易生銹、功率重量比大等優點；但是液壓油價格較高、不同工程機械產品工作一定時間后需要換油保養，對環境污染比較嚴重。純水作為新興液壓傳遞介質有著價格低、來源廣泛、環保、阻燃性好等優點。純水介質也存在缺點，就是對液壓元件要求比較高，需要耐磨、防銹等。但是隨著新生材料的發展及高精密加工技術的不斷成熟，目前已基本解決了純水液壓傳動泄露量大、自潤滑差及腐蝕等問題。19世紀初，國外已經開始了水壓傳動技術及水壓元件的研究并設計研制出一些高端水壓元件；我國水壓傳動研究起步較晚。美國一家公司采用純水代替礦物油作為傳動介質進行研究，取得了階段性的成果，現已將此研究成果成功應用到道路清掃車的側刷和臥刷驅動、垃圾料箱的傾卸及箱門的關閉等液壓系統上。純水液壓傳動技術必將給工程機械液壓技術帶來新的變革。

2高效、節能環保液壓元件

由于流體特性及其應用領域的多樣化、復雜性，液壓元器件在未來有著無窮的優化空間。在工程機械領域能掌握核心零部件就能掌握核心技術。目前工程機械液壓元件主要要求高效率、節能、環保。而環保主要體現在噪聲污染上；在工程機械中大馬力的產品要求液壓系統高速、高壓，這樣液壓泵及液壓馬達必然帶來較大的振動及噪聲；為了適應產品性能及工況的要求、改善人員作業環境，必須使用低噪聲液壓元件。降噪方式主要有以下3種。1）利用電子消音器，通過電子儀器分析泵及馬達噪聲的波形結構，并產生一種與之相位差180的干擾聲波，從而達到消聲的目的，這種成本較高，效果最好。2）消除液壓元件油液幾何空間變化不均勻所造成的流量脈動，例如，工程機械行走液壓系統一般采用柱塞泵；對于柱塞泵可設置預壓腔，在低壓的吸入區D與高壓的排出區H之間設置一個壓力居中的預壓腔Z，活塞剛離開吸油區時，先與預壓腔相通，壓力適當升高，這樣再與高壓腔相通，最大可降低流量脈動50%，降低了泵的噪音。a）吸油b)排油3）在結構上做一些消除機械沖擊和壓力沖擊的特殊結構，如采用圓弧及二級降壓槽，來降低氣穴、氣蝕、噪聲。aa）圓弧過渡b）二級降壓在節能、高效方面，涉及液壓元件結構優化，更重要的是由液壓元件組成的控制系統優化，例如，目前應用比較多的負載敏感控制回路，閉式容積控制回路、正流量控制回路、負流量控制回路等。

3液壓數字模塊化設計

國外數字液壓技術研究至今已有近40年的歷史，我國數字液壓技術研究雖然起步較晚，但也取得了很大的成就。數字液壓技術在國內主要應用在機器人、科技飛行器、數控機床及液壓試驗臺等。數字液壓元件控制信號的輸入、輸出可以直接被計算機接收，與傳統伺服控制系統、電比例控制系統相比，結構簡單、抗干擾能力強、控制精度高。目前工程機械使用數字液壓技術較少，還不成熟；但是隨著遙感、傳感技術、計算機技術在工程機械液壓系統上的廣泛使用，數字液壓技術具有廣闊的應用前景。液壓數字模塊化設計是在液壓數字技術的基礎上把不同功能或相同功能不同性能、不同規格的工程機械產品劃分并設計出一系列模塊，通過對不同液壓數字模塊的選擇、組合構成不同產品的液壓系統，以滿足市場對不同產品的需求，例如，工程機械中涉及的行走數字液壓系統、執行機構數字液壓操縱系統等基礎模塊。為執行機構液壓系統數字模塊化設計，此模塊可以應用于推土機鏟刀提升液壓系統、裝載機鏟斗舉升液壓系統等。其目的是用最少的數字液壓模塊組成盡可能多的液壓系統，來實現產品結構簡單、穩定性好、控制精度高、制造成本低等特點，這樣工程機械產品在市場上才具有競爭力。

4“智－液－電－機”融合技術

20世紀末已經出現了“機電一體化”概念，現在又將液壓技術與電子技術融合，形成了“機電液一體化”技術。目前，國內外多種工程機械產品的行走液壓控制系統已采用此項技術，例如，德國利勃海爾公司電控挖掘機Litronic，日本小松公司的電控挖掘機HydrauMind，國內山推K系列電控推土機等。“智-液-電-機”融合的優勢：一是用軟件功能來代替硬件功能，容易定制化，減少閥的品種和種類，更便于智能生產；二是解決液壓系統效率低的問題，可以根據工況實時感知，讓能量匹配，將負載及時存儲使用，角度傳感器及壓力傳感器根據工況實時監測斜盤傾角及壓力并將信號反饋給MPU并與驅動輸入輸出信號比較再通過優化算法提供合理的控制信號；三是液壓自主診斷，從而找到新載體下的新方法，為十分復雜困難的元件健康管理找到一個新途徑，為工程機械全生命周期的健康管理與遠程調試找到一條簡易之路。

作者：朱耿寅 趙曉云 張乃健 金軻 余麗艷 單位：山推工程機械股份有限公司