液壓傳動技術(shù)主要的發(fā)展趨勢

1．減少能耗，充分利用能量

    (1)減少壓力能的損失。減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失。采用集成化回路和鑄造流道，可減少管道損失和漏油損失。

    (2)減少節(jié)流損失，盡量減少采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力。

    (3)采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失。

    (4)改善液壓系統(tǒng)性能。

2．泄漏控制

    泄漏控制是提高液壓傳動和電氣、機(jī)械傳動競爭能力的一個重要課題，主要包括兩個方面：一是防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染；二是防止外部環(huán)境對系統(tǒng)的侵害。

    發(fā)展無泄漏元件和系統(tǒng)；發(fā)展集成化和復(fù)合化的元件和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無管連接，研制新型密封和無泄漏管接頭及電機(jī)和泵的組合裝置（電機(jī)轉(zhuǎn)子中間裝有泵，減少泵軸封的漏油）。

    注意解決系統(tǒng)的密封問題，如隔離式油箱，設(shè)計新型的活塞桿防護(hù)裝置等。

3．污染控制

    (1)發(fā)展封閉式密封系統(tǒng)。防止灰塵、污物、空氣、化學(xué)物品侵人系統(tǒng)。建立有關(guān)保證元件清潔度的技術(shù)規(guī)范和研究經(jīng)濟(jì)有效的清洗方法。

    (2)改進(jìn)元件設(shè)計，使元件具有更大的耐污染能力，允許元件和系統(tǒng)承受各種污染物的侵蝕。

    (3)發(fā)展耐污染能力強(qiáng)的高效過濾材料和過濾器。

    (4)開發(fā)油水分離凈化裝置、排濕裝置以及清除油液中氣泡的濾油器，以清除油中所含的氣體和水分。

    (5)發(fā)展新的污染檢測方法，對污染進(jìn)行在線測量。

4．主動維護(hù)

    發(fā)現(xiàn)故障苗頭時，預(yù)先進(jìn)行維修，清除故障隱患，避免設(shè)備惡性事故的發(fā)生。液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專家系統(tǒng)的研究，開發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件。開發(fā)液壓系統(tǒng)自補(bǔ)償系統(tǒng)，包括自調(diào)整、自潤滑、自校正，在故障發(fā)生之前進(jìn)行自補(bǔ)償，是液壓行業(yè)努力的方向。

5．機(jī)電一體化

    (1)電液伺服比例技術(shù)的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。計算機(jī)接口也應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和兼容。

    (2)液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動測量和診斷，由于計算機(jī)的價格降低，監(jiān)控系統(tǒng)，包括集中監(jiān)控和自動調(diào)整系統(tǒng)將得到發(fā)展。

    (3)計算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)化，特別對高精度、高級系統(tǒng)更加有此要求。

    (4)電子直接控制液壓泵，采用通用的標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，改變電子控制器的程序，即可實(shí)現(xiàn)泵的各種調(diào)節(jié)方式。

    (5)提高液壓元件性能，適應(yīng)機(jī)電一體化需求。發(fā)展內(nèi)藏式傳感器和帶有計算機(jī)、有自我管理機(jī)能（故障診斷、故障排除）的智能化液壓元件。

6．計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

    (1)充實(shí)現(xiàn)有的液壓CAD設(shè)計軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，要集中液壓專家的經(jīng)驗(yàn)和智慧建立知識庫信息系統(tǒng)，構(gòu)成設(shè)計制造銷售使用設(shè)計的閉式循環(huán)。

    (2)將計算機(jī)的仿真與實(shí)時控制結(jié)合起來，將模型放人硬件系統(tǒng)中，由此在建造實(shí)際樣機(jī)之前便可在軟件里修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計結(jié)果。

    (3)長遠(yuǎn)的目標(biāo)：利用CAD技術(shù)全面開發(fā)液壓產(chǎn)品，從概念設(shè)計、外觀設(shè)計、性能設(shè)計、可靠性設(shè)計，直到零部件詳細(xì)設(shè)計的全過程，并把計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、計算機(jī)輔助分析(CAE)、計算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計算機(jī)輔助檢驗(yàn)(CAD、計算機(jī)輔助測試(CAT)和現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起建立計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)，使液壓設(shè)計與制造技術(shù)有一個突破性的發(fā)展。

    (4)緊密與高新技術(shù)結(jié)合，特別是微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等。

7．可靠性和性能穩(wěn)定性繼續(xù)提高

    (1)新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)的不斷引入諸如工程塑料、復(fù)合材料、精細(xì)陶瓷、低阻耐磨材料、高強(qiáng)度輕合金以及記憶合金等新一代材料將逐步進(jìn)入實(shí)用階段。普遍減少由于黏附擦傷、氣蝕而引起的損傷。

    (2)系統(tǒng)可靠性設(shè)計理論將成熟并普及應(yīng)用。合理地進(jìn)行元器件選擇匹配，盡可能地對可以預(yù)見的諸因素進(jìn)行全面分析，最大限度地消除誘發(fā)故障的潛在因素，成為系統(tǒng)設(shè)計中必不可少的可靠性設(shè)計內(nèi)容。

    (3)強(qiáng)化、完善系統(tǒng)介質(zhì)的過濾技術(shù)。研究證明：大于間隙的微粒的進(jìn)入是產(chǎn)生磨損的根本原因。不斷強(qiáng)化和完善過濾技術(shù)是延長元器件使用壽命，保證系統(tǒng)工作可靠穩(wěn)定的根本措施。

    高精度過濾器(1-3ym)與采用玻璃纖維等新材料、新結(jié)構(gòu)的過濾器，可以有效提高納垢容量，降低淤積程度，增強(qiáng)過濾效率。

8．增強(qiáng)對工作環(huán)境的適應(yīng)性

    (1)高度重視能耗控制技術(shù)。隨著壓力提高，能耗控制更加重要，此問題涉及液壓技術(shù)的發(fā)展前景。

    (2)進(jìn)一步降低工作噪聲。降噪、隔噪結(jié)構(gòu)并用的泵電機(jī)全封閉式動力組合，可望取得優(yōu)良的降噪效果。系統(tǒng)降噪的關(guān)鍵是提高設(shè)計水平，引A動態(tài)設(shè)計概念。當(dāng)然，研究減沖、無沖擊、動作時間可調(diào)的電磁切換也是很必要的。

    (3)改善代用介質(zhì)的性能及其適應(yīng)性研究。

        1)環(huán)保介質(zhì)目前已被證明在一定條件下可用的有天然脂或合成酯及植物油兩大類。以菜油為代表的植物油類較理想，是一種有應(yīng)用前景的環(huán)保介質(zhì)。

        2)水基介質(zhì)是一種十分有前途的抗燃介質(zhì)，包括水一乙二醇、水油乳化液、高水基介質(zhì)( HWBF)等幾種。要提高水基介質(zhì)穩(wěn)定性和重要的品質(zhì)指標(biāo)，并逐步推廣應(yīng)用。國際上還在繼續(xù)開發(fā)其他高品質(zhì)抗燃介質(zhì)，如抗燃性極好的氯三氯乙烯(CTFE)已在軍事裝備中應(yīng)用。

        3)“電流變”液體是一種固體粒子混合于基礎(chǔ)液體中的兩相懸浮液。在電場作用下，它具有可靈敏控制的在液固態(tài)之間相互迅速轉(zhuǎn)換的電流變效應(yīng)。如能實(shí)現(xiàn)以電流變液體為介質(zhì)的控制，則流動阻抗可以直接感受電場信號而調(diào)節(jié)變化，這種具備特有性質(zhì)的液體一旦研究成功，將會引起一場液壓技術(shù)的重大變革。

        4)材質(zhì)適應(yīng)性研究是代用介質(zhì)、新興介質(zhì)使用過程中不可回避的技術(shù)問題。首先是密封材料，還有最適宜的摩擦副材料等，需要進(jìn)行大量耗時的試驗(yàn)，選擇尋求相容性好的材料，摒棄不能用的材料。

    (4)發(fā)展橫向派生系列產(chǎn)品。連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，核心零件通用化，發(fā)展橫向派生系列產(chǎn)品是滿足各種環(huán)境下市場不同層次的多樣化需求的最經(jīng)濟(jì)有效的辦法。例如同規(guī)格的電磁閥，除基型外，還可以派生高壓、高速、低能耗、低噪聲、無沖擊、適合水基介質(zhì)用等系列的品種，任由用戶選用。

9．高度集成化，提高元器件的功能密度

    (1)單功能元件的組合向多功能元件發(fā)展。僅僅改變分離式元件閥體外形，按功能需要組合成的集成式多功能元器件是集成化的初級形式。從工作原理看仍然與分離元件類似，如疊加閥塊等，其組合程度和結(jié)構(gòu)緊湊性受到很大限制。

    多功能閥是著眼于功能核心部分閥芯的徹底改造，利用壓力、壓差、流量信號的變化，通過不同部分的相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)不同的功能。外形類似單功能元器件，因此能使結(jié)構(gòu)高度緊湊。如用于工程機(jī)械閉式泵——馬達(dá)系統(tǒng)的一種多功能閥，能夠完成單向補(bǔ)油、高壓溢流、旁路和壓力釋放四種功能。

    (2)集成器件子系統(tǒng)化。這是以具有代表性功能為目標(biāo)而組成的集成化器件，或是具有一定的功能靈活性甚至包括能量轉(zhuǎn)換元件的泵或缸等，具有較強(qiáng)的通用性。用戶只需聯(lián)上執(zhí)行機(jī)構(gòu)或動力源，就能組成性能優(yōu)良的系統(tǒng)，極大地方便了用戶。這種模塊式子系統(tǒng)化的集成器件，使得系統(tǒng)和元器件的界線日益模糊，也有利于提高用戶的技術(shù)水平。

    如插裝閥向集成控制塊和功能擴(kuò)展塊的形式發(fā)展就是一例。由閥芯、閥套、彈簧構(gòu)成的插裝閥核心組件是高度簡化、通用性極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)形式，只需配備適當(dāng)?shù)南葘?dǎo)控制元件和閥體、閥套部分就能形成各種液壓系統(tǒng)。顯然，用十分成熟的單一功能常規(guī)元件連接成的系統(tǒng)，集成器件子系統(tǒng)所涉及的技術(shù)問題更多。制造廠家必須把技術(shù)含量高的部分承擔(dān)起來，發(fā)展相對獨(dú)立、有一定靈活性的功能塊。用戶可以提出訂貨要求，買來就用，才有利于促進(jìn)插裝閥技術(shù)的發(fā)展。

    又如以泵為核心的動力源集成子系統(tǒng)，以液壓馬達(dá)或缸為核心的集成子系統(tǒng)，甚至包括電機(jī)、泵、缸在內(nèi)的、結(jié)構(gòu)十分緊湊的整體式液壓動力裝置等，均以各具特色的形式逐步問世。

    (3)強(qiáng)化電子部分，開發(fā)智能型一體化器件。集成電路的發(fā)展使得弱電控制部分逐步從控制柜中移出，包括A/D、D/A轉(zhuǎn)換、整流、放大電路等，直接集成于液壓元器件內(nèi)，形成功能密度極高的一體化器件．便于直接與計算機(jī)接口。甚至把小型微處理器集成于泵控制電路中，在操縱指令和比例閥間加設(shè)智能電子器件，不僅可實(shí)現(xiàn)各種靈活的調(diào)節(jié)方式，而且可使它們可以修正人為控制信號，實(shí)現(xiàn)功率合理分配，自動保持最佳工作狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)軟啟動和制動等附加智能功能。

10．發(fā)展輕小型器件和微型液壓技術(shù)

    航天、航空、潛艇、轎車、機(jī)器人、醫(yī)用器械等特殊應(yīng)用部門對液壓技術(shù)的需求不斷增加。它們共同的特點(diǎn)是安裝空間狹小，需求低附加質(zhì)量、高功率密度、響應(yīng)頻帶寬、速度快。只有大力發(fā)展輕、小、微型液壓技術(shù)，才能滿足這種對液壓技術(shù)的挑戰(zhàn)和苛求。

    (1)提高輕小型器件的功率密度。如小型疊加閥、小通徑(6mm、10mm)螺紋式插裝閥均已先后問世。插裝閥原只是用于大流量的一種閥類，如今已突破不小于16mm通徑界線，而且壓力級別不斷提高，有望達(dá)到50MPa以上。用少數(shù)幾種零件就可組成結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高的各種輕小型高功率密度的油路塊，使用很方便。

    (2)微型液壓技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)。微型液壓技術(shù)領(lǐng)域中的問題采用常規(guī)的結(jié)構(gòu)和方式已不能解決，它將面臨結(jié)構(gòu)材料、工藝、裝配、檢驗(yàn)等一系列有待研究解決的新課題。

    綜合上述，為適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品向高性能、高精度和自動化方向發(fā)展需要，液壓產(chǎn)品主要發(fā)展方向是：節(jié)省能耗提高效率；提高控制性能以適應(yīng)機(jī)電一體化的發(fā)展；提高可靠性、壽命、安全性和維修性；適應(yīng)環(huán)境保護(hù)（降低噪聲和振動、無泄漏）。