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              什么是靜液壓傳動技術?

              2023-12-14 8:02:53??????點擊:

              液壓技術是實現現代化傳動與控制的關鍵技術之一,其水平直接影響工程機械產品的質量。為此,世界各國對液壓技術的發展都給予極大重視。當前,液壓技術廣泛結合高技術成果,如自動控制技術、計算機技術、微電子技術、摩擦磨損技術、可靠性技術以及新工藝和新材料,使傳統技術有了新的發展,也使液壓系統和元件的質量、水平有一定的提高。目前,就工程機械行業而言,靜液壓技術呈現出越來越廣的應用趨勢。

              靜液壓傳動技術

              在“液壓”一詞前面冠以“靜”字,在開始時其實并非為了在液壓技術中獨樹一幟,而僅僅是為了與更為廣義的流體傳動領域中的曾經譯稱“動液傳動”(hydrodynamictransmission)相對應。但國內現在都把后一個術語改稱為“液力傳動”了。沒有了“動液”的對照,“靜液傳動”就只是液壓技術中采用閉式回路系統的一個特類的名稱。實際上,就物理概念來說,用“靜液”和“動液”來表征這兩種分別以勢能和動能轉化為主的流體動力傳動方式似乎更為貼切一些。

              閉式回路系統示例

              以閉式油路系統構成的靜液壓驅動裝置在保留了各種液壓傳動所共有的控制方式靈活、布局方便、過載保護能力強等優點的同時,又具備了在由液壓馬達輸出轉速矢量及輸出轉矩矢量為座標軸組成的所有4個象限中無級調速和連續運轉的能力。它在許多方面比純機械傳動、液力傳動和電力傳動都更適合對調速性能要求高、傳動路線布局較持殊的中低速行走機械使用。但也由于靜液壓驅動裝置相對于純機械傳動的穩態效率較低和目前成本較高,所用元器件的高速性能和可達到的功率級別尚不如液力和電力傳動等原因,使它在大功率高速特種車輛與行走機械上的應用成果并不多。不過這種情況正在發生變化。人們正通過多種傳動技術的契合,為靜液壓驅動裝置技術注入新的活力,并將促使它的應用向更大的深度和廣度發展。

              迎接液壓技術新的發展機遇期

              液壓控制系統向數字化電子控制轉化的發展方向無疑是正確的。目前和今后的趨勢都是將液壓裝置的控制功能剝離出來由電子電路處理,形成電子神經、液壓肌肉的格局。

              液壓控制中復雜的液阻網絡系統正逐漸為電子控制系統所取代。但如同在其他領域中的情況一樣,所應用的電子技術也經歷了從模擬計算機到數字計算機的發展過程?,F在講的液壓裝置的“數字化”,主要還是指的元件的控制接口的問題。國內外研發的大多數字化的液壓元件在傳力和傳輸功率等方面的基本功能原理并沒有變化,變化的是輸入的控制指令由機械方式的(位移和力值等)和液壓方式(先導控制壓力)轉化成為了電信號。同樣,液壓元件中被控制的量也在由模擬型向數字型發展,如伺服閥和比例閥都是把電量轉化為液阻的變化以控制流量的大小。例如多液壓缸同步系統原來要用很復雜的液阻網絡加上昂貴的位移傳感器來控制,現在只需向通過數字閥各缸輸入等量的液壓微元即可;在6自由度仿真裝置這樣的多用戶液壓系統中,以液壓微元進行定量控制也能有效地隔離各液壓缸之間的干擾,這些都是很大的進步。

              將數字化原理融入除閥類元件以外的功率傳輸液壓元件本身的結構的,目前有日本三菱旗下的英國Artemis公司研制的帶有數控配流裝置的徑向柱塞變量泵和變量馬達,采用的是以脈寬控制方式改變柱塞的有效行程。以這種元件構成的靜液壓傳動裝置已用于三菱重工研制的世界上現今功率最大的7MW海上風力發電機,2013年初已投入試運轉。

              而談到靜液壓技術,其實業內曾經出現過一些爭論。

              20世紀七八十年代,在機床行業中數字步進電機全面取代了電液伺服液壓馬達以后,這一風潮又蔓延至高端的塑料注塑機等其他原本是液壓裝置唱主角的其他領域,緊接著人們看到了以電動和油電混合動力汽車為代表的電能和電力傳動車輛的強勢發展,聽到了在一些領域中對于“全電”型產品的高調宣傳。一些人士開始把靜液壓驅動技術視為將被電力傳動全面取代的“夕陽產業”。

              然而,今天我們看到的是,行走液壓技術,特別是靜液壓驅動技術在非公路車輛與行走機械領域的地位不僅沒有被消弱,反而得到了進一步的加強。

              除了材料和工藝的進步之外,近年來液壓技術領域取得的3項重大的突破,是使其走向強勢的重要原因。

              第一,靜液壓機械功率分流無級變速器的大批制造,使它在非公路型車輛和行走機械領域的傳動技術中占據了制高點。

              第二,串聯型油液混合動力技術的成熟,為它打開了進入技術經濟壁壘森嚴的汽車產業的大門。

              第三,電控配流的高效率液壓泵和液壓馬達的研制成功,將靜液壓元件技術推到了機電液一體化和信息化裝備的前沿。

              這3個突破的共性在于它們都得益于多種技術的契合。當今世界的一個重要發展課題是低碳和節能,這需要“開源”和“節流”兩手準備。而基于氣體壓縮吸能和液壓傳輸動力原理的液壓蓄能系統,屬于目前綜合效能較好而且最為實用的回收和再生能量的方式之一。在車輛與行走機械領域里,靜液壓驅動系統在這兩手上都有很“硬”的潛質。

              我們正站在一個靜液壓驅動技術繼往開來新的發展機遇期的門檻上。包括靜液壓驅動在內的流體傳動與控制技術在未來無疑都將具有可持續發展的廣闊空間,并不斷地從必然王國走向自由王國。我們應以包容的理念為之繼續有所發現,有所發明,有所創造,有所前進。

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