工程化解讀最前沿的液壓技術
2021/5-6 月刊
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未來5年挖掘機市場技術發展趨勢和競爭格局
滑靴-柱塞間隙對液壓泵的影響
《靜液壓》雜志是上海液壓氣動密封行業協會指定合作媒體，靜液壓新媒體主辦的期刊。歡迎行業內的您，給我們投稿！稿件內容、形式不限，可包括：技術專題、前沿技術、企業資訊、最新產品、故障診斷、閑話液壓等。稿件一經錄用，我們將敬付稿酬。請將稿件發送至：
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聲明
液界資訊
未來5年挖掘機市場技術發展趨勢和競爭格局幕
增材制造技術—— 在液壓足式機器人領域的應用
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前沿技術
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打造下一代礦用挖掘機
這套液壓系統必不可少
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凱斯帕智能動力系統
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工業互聯網與智能制造
滑靴—柱塞間隙對液壓泵的影響
螺紋插裝閥—新產品和新應用
HST靜液壓行走系統的好幫手 A4VG 35系列
穆格電動伺服泵控系（EAS）
選擇合適的液壓流量控制閥以優化系統性能和效率指南
現代車輛與行走機械的傳動裝置?
如何選擇最佳的液壓伺服控制閥
裝載機無法建壓的原因（連載1）
越阻攔越加速
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???#PUMPtalks第四季
【力士樂A11VO泵專題】
力士樂的A11VO重載柱塞泵，可以說是占據了開式應用的半壁江山，這款經典的產品可謂家喻戶曉。不論從產品理念，還是設計結構，以及性能耐久性上，這款產品都有諸多可圈可點的之處。
石景林
湖北省教育廳“楚天名師”
同濟大學機械工程學院碩士生導師
中國工程機械學會路面及壓實機械分會理事
坤為液壓技術（上海）有限公司技術總監
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?? C.LiVEE | 氣動元件與系統
新課上架
#PUMPtalks | 《力士樂A11VO泵專題》，特別針對后服務市場從業人員，系統解讀教授A11VO泵后服務市場人員所需的專業知識體系。
從對泵的基本特性及結構特點的全局了解后，講解此款泵的維修技術以及應用技術。對于這款泵應用最廣的壓力、流量及功率的控制方式，設置專題小節進行深度剖析。安裝和調試對于從事后服務的人員是比不可少的專業技能，本專題課程在最后，結合導師多年的實戰經驗以及編撰的維修手冊專著，系統全面的進行專題內容教授。
【課程亮點】
【課程內容】
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【課程簡介】
液壓和氣動是一對“雙生兄弟”，液壓是哥哥，氣壓是弟弟。所以液壓通常干的都是臟活、重活；而氣壓干的活就相對輕松一些了。然而，在產品標準化方面，氣壓卻走在了液壓的前面。與此同時，在工業自動化盛行的今天，幾乎所有的自動化裝配線都或多或少的配置了氣動元器件。由此可見，氣動的重要性不可小覷。
雖然說，我們大學時的教材名稱一般都會命名為《液壓與氣壓傳動》，但是在行文的篇幅上面，氣壓傳動卻只占了很小的一部分。這就會導致在實際的系統設計過程中，液壓工程師往往一遇到氣動就很頭疼。較大的液壓廠商，遇到氣動方面的設計可以選擇外包出去。而對于規模小一點的廠家，這些活，你干液壓的還是跑不掉的。為此，我們專題翻譯制作了一套較為生動的氣動課程，希望在完成這套專題課程的學習之后，面對氣動元件，我們不再會產生畏懼感。
【精彩試看】
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在剛剛結束的世界智能制造大會上，提出了10項2020年世界科技進展，其中三項內容是工業互聯網、智能制造、5G技術。我今天將圍繞這三項技術跟大家共同分享。?
2.1、工業互聯網-未來已來
從機械化時代工業1.0，到我們電氣化時代工業2.0，還有我們的信息化時代，整個工業3.0。
那么我們未來的發展，新一代工業發展方向是智能化時代，在這過程當中，我們應
源于尤鳳翔教授于2020年11月
第二屆液壓氣動“數智化”企業論壇的主旨報告
那么在這個過程當中，我們看看要實現數字化、網絡化和智能化這個目標，我們該怎么做？第一個，產業發展方向要明確，第二個人才，沒有人才，這些都是空的。第三個，實現這些人才的最有效途徑產教融合。人、數據和機器它們是融為一體的。那么在這過程當中，工業互聯網的三要素當中，智能機器人首先是工業革命的一種象征，先進分析、大數據、人工智能信息化給我們創造有利的條件，但是執行這些靠的是誰？工作中的人。
當怎么做？顯然周濟、李培根等在2018年世界智能制造大會當中，給出了我們的方向。當然這些方向我們很多人都在考慮怎么做。第一個是智能制造，數字化制造是我們的第一步。今天我們講怎么由數到智，這是一個很重要的關鍵。到2025年我們國家將有50%的企業要完成數字化制造，蘇州市提出來到2020年完成50%。那么由于疫情的原因，節奏將可能放緩到明年。在今年蘇州市申報智能工廠、智能車間將達到8000家。第二個，數字化和網絡化，這個相當于工業3.5。在這個過程當中怎么樣把工業互聯網融進去，使我們的數字和網絡融為一體。第三個就是我們實現新一代智能制造，那么整個這條路大家知道要一步一步的走。融合并進、融合推進、定型發展，所以在這個過程當中絕不能一下子就超越，一定要一步一步的走。
2.2、工業互聯網-實現智能制造的關鍵基礎設施
對于我們來說，整個的智能化和信息化用到這個行業當中，2019年國務院已經提出了新基建疫情之下，2020年上半年推進的速度放慢了。5G基站、工業互聯網、大數據、人工智能這4項恰恰是我們今天的會議在討論的，所以工業互聯網是我們實現智能制造的關鍵基礎設施。5G一個最大的特點就是5G使智能工廠多樣化，也就是說未來，5G的時代使工業互聯網更加容易落地。什么是5G？我們來看一下。5G最主要的特點，一個是高速率，這個高速率是種革命性的進步。萬物互聯使極低時延它有一個大容量，使整個的5G應用場景更加可靠，所以中國有個預測，到2025年將有100億個設備上網。國際電信聯盟說這個數據保守了，將來會有7萬億的設備上網。7萬億是個什么概念呢？我們每個人都有1000個設備要入網。我們看到的比如花盆、門框，甚至我們的腰帶都可以上網。5G以后上網的主體將會變成什么？將會變成物，也就是萬物互聯。這會給我們生產生活方式帶來了革命性的變化。比如你回到到家，你打開衛生間的門，馬桶就能識別你是男性，然后就自動把兩層馬桶蓋給你掀起來了，當你方便完以后，13項尿常規結果就檢查結果發到你的手機上。所以說5G使我們的整個社會發生了翻天覆地的變化。那么對于5g來說，第二個是極低時延。這個極低時延最大的特點就是端和端往返延時是一毫秒，所以我們做手術完全可以通過5G進行整個的試驗。
編輯整理：顏海波
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前言
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第一部分? 5G賦能工業互聯網
第二部分? 工業網與智能制造
第三部分? 案例分享
在整個我們實現OT的IT的過程當中，通過我們物理空間到信息空間當中，我們大家來看整個信息空間和實體空間怎么樣有效的結合呢？
這是典型的一個工業互聯網一個框架。我10月份在南京參加的智慧農業大會當中，我發現一個特別有趣的現象。作為智慧農業當中有一個非常典型的案例，壽光有一個小女子36歲，他組織了一批人，用47個月做的智慧農業，在上半年疫情下，整個利潤達4.8個億。那么我跟他交流的時候發現，她的智慧農業就是我們典型的智慧工業，它靠的是互聯網、大數據、人工智能和智能化裝備。所以，作為我們來說，整個的智能化和信息化用到這個行業當中。
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5G賦能工業互聯網
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5G網絡的應用場景有3項，一項是eMBB，一項是eMTC，還有uRLLC。作為5G來說，這三項場景給我們帶來了各個方面的應用場景。我們的視頻會議，我們的VR全景直播和平安校園，還有5G AR設備點檢。最典型在我們工業當中，我們可以自動駕駛。在這個圖片當中，我們蘇州大學機電學院在2019年給上下級醫院做了100例5G遠程操控超聲檢查。作為5G來說，無人巡航、高品質的質量檢測更方便。萬物互聯改變我們的生活，推動各行業升級發展，所以信息隨心至，萬物觸手及。
總結一下所謂數字化工廠建設和智能工廠建設，先搭平臺，搭建工業網絡、數字采集、工位搭建，然后打造數字化車間、數字化工廠、智能工廠。那么我們通過工業4.0，中國制造2025，到兩化融合，物聯網，整個的我們落地到數字化工廠，目前重點是這個方向，這是典型的數字化工廠。
3.1、智能制造
? ? ? ?5G使我們在新基建當中得到很多實現。所謂新基建，就是由工業互聯網、大數據、人工智能所組成的。那么怎么樣賦能智能制造？作為智能制造，嚴格來說，我們在2020年走的是數字化制造，那么到2025年實現網絡化，2030年實現智能化。我們的數字化是基礎，網絡化是支撐，而智能化是方向。
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案例分析
4.1、鎮海速度、寧波速度
我們的主辦方寧波新宏液壓，創造了鎮海速度、寧波速度。我們團隊在2019年對鎮海區21家企業進行了診斷和改造，其中我個人認為我們新宏液壓絕對創造了鎮海速度。還有一個是我們寧波鎮海的一個智能制造的標桿企業，它主要是做電池的，叫野馬電池。它最早的實現了兩化融合，是我們整個鎮海首批入選寧波市的數字化車間，所以它通過兩化融合在2018年成功的入選寧波的數字化車間，2017、2018連續兩年通過鎮海區兩化融合示范項目驗。鎮海區科曼公司開發了一個未來非常有前途的智能家居項目。他把5G技術用上來之后，當你在早晨起床到衛生間，我們進行刷牙、梳理，你會發現在屏幕上體現你睡眠多長時間，心臟、血壓等等整個你一天的健康狀態都體現出來。
4.2、蘇州博眾精工
上面我們簡單的說了幾家寧波的企業，下面我們來看一家蘇州市十大智能制造示范企業——博眾精工。這個企業老板非常有前瞻性，主要是為龍頭企業美的打造了全國第一個智能車間。作為美的來說，這時美的已經進入到我們全世界的燈塔企業，它的所有智能車間都是博眾精工作的。
4.3、怎么做智能制造
首先要進行規劃設計，建設立制評價和優化，然后再做一個SWOT分析，通過SWOT分析后，你要明確企業的三要素，企業技術的成熟度、可行性是哪些？
第二個你要看投資回報是不是最迫切的問題，他倆能不能達到你的匹配度，應當在怎樣的基礎上來支撐你的目標，你通過智能車間要解決什么問題，希望達到什么效果，這一系列問題要做一個綜合分析。
具體來說，第一步要車間布局，要仿真優化。第二步一定要把智能裝備和產線搭建起來，這個時候可以通過車間物聯網和數據采集實時的最優化，然后達到管控人才。也就是現在最熱門的，也是講的最多的，數字孿生的實現和應用。
我們的成本優勢不再，倒逼我們強制淘汰，互聯網沖擊，商業環境巨變，新一輪工業革命來襲，背腹受敵。在這個方面當中，我們有一個中國的民族企業海爾集團給我們做出了很好榜樣。對海爾來說，它有一個最大的特點，海爾目前達到工業3.5，他已經從工廠升級轉入到創造新商業模式，作為海爾來說，為物聯網時代世界工業升級點亮了“燈塔”。海爾是在2019年作為整個的全球中國唯一一個燈塔性的企業，進入了首批全球燈塔工廠。那么在今年世界又評選了10家燈塔企業，10家燈塔企業當中，我們中國占4家，其中有一家是我們杭州的。
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3.2、如何實現智能制造?
怎么樣實現智能制造？作為工業3.x指的是數字化工廠建設，現在我們建的所有工廠都是數字化工廠，首先要實現精益管理、六西格瑪質量管理等等，通過ERP/MES系統整個融合實現數字化、透明化。這里有一點，精益生產一定是工業4.0的必由之路。工業4.0著重是通過個性化、大規模生產，包括人工智能、云計算等等。
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工業互聯網與智能制造
我們還要談一個數字化車間，它就是我們寧波市的夏廈齒輪，它是由兩個年輕的技術人員支撐和建設了一個數字化工廠，特別是新工廠的建設非常有特色。?埃美柯，它的理念是興民族產業、創世界品牌，它確實是這么我們中華民族之光。2020年它獲得企業管理現代化創新成果獎一等獎。整個埃美柯它在智能制造，在整個技術生產各個方面都做出了榜樣。
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滑靴-柱塞間隙對液壓泵的影響
——液壓馬明東?
斜盤式柱塞泵中的“柱塞組件”是柱塞桿體前端帶有球頭，而銅材質的滑靴有球窩，二者采用機械加工鉸接方法組成的球鉸副，標準間隙為:0.008~0.016mm。最大續用值是0.3mm。力士樂早期的柱泵維修手冊可見到此標準，現在日本川崎柱塞泵維修手冊上注明：柱塞球頭與滑靴球窩二者間隙如大于0.3mm時就需要更換新。
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柱塞球頭與滑靴球窩間隙量超出0.3mm時，如果不更換新柱塞會造成什么樣的后果？理論上泵的排量會有所減少。例如間隙量為0.3mm時，泵最大排量會減少2.5%。但實際上在柱塞泵在維修時，從分解的泵中，許多柱塞泵球頭與滑靴球窩的間隙量遠遠的大于0.3mm。這不僅僅帶來泵的流量損失，還會出現一系列的后患。
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燕山大學的液壓老師所搞的開式液壓系統中所應用的柱塞泵采用閉式供壓力油方法，法國丹尼遜公司最為干脆，直接改進泵殼體，加大吸油口徑及內部漸變流道，二者所作的目的是：加大水頭壓力，提高S管道絕對壓力，增加柱塞底部供油壓力，由壓力油來推動柱塞回程，消除柱塞自吸油液負壓，減輕回程盤拉撥滑靴帶動柱塞回程力，目的是要消除柱塞球頭與滑靴球窩產生間隙因素。
下面的圖片是柱塞-滑靴間產生間隙，滑靴敲擊斜盤摩擦表面所留下的痕跡：
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這一系列的后患有：
1、斜盤擠壓滑靴與柱塞在缸孔中下行程時壓迫壓油液時，所壓迫的部分油液會從柱塞球頭與滑靴之間的鏠隙中溢出，造成滑靴靜壓油膜厚度減小，滑靴與斜盤間產生接觸摩擦磨損，促使泵的使用壽命下降。
2、隨著滑靴與柱塞球頭間隙的增大，泵流量脈動值跟隨變化增大。
3、泵內泄量增大，殼體壓力增高，油液溫度增高，噪音增大。
4、對液壓系統中的執行元件供油量有所減小，使動作變慢。
5、隨著泵在線使用時間的累加，會加速增大滑靴與柱塞球頭間隙，最終演變到脫靴。
6、柱塞泵的總效率跟隨間隙量的增大下降。
斜盤式柱塞泵的柱塞吸油過程是回程盤提拉滑靴，滑靴再提拉柱塞本體，在應用過程中，出現柱塞球頭與滑靴鉸接處拉撥出現間隙這一問題，也是困擾各國柱塞泵生產廠商所面臨的現實問題，也是滑靴材料的剛度與磨擦系數二者間往往是矛盾的，而且是不可調和的，為了解決這一問題，世界各國的液壓科學家都在絞盡腦汁想盡一切方法解決這一問題，出現石墨稀涂層滑靴、出現滑靴支承環表面進行微坑處理滑靴、出現雙金屬滑靴、出現全鋼質滑靴、出現倒包柱塞（林德泵倒包柱塞）、出現3D打印超強金屬形成蜂巢式網格支架（3D打印海綿式微孔結構）再向微孔中熔滲摩擦系數特佳軟質銅材的新材料、新科技的高強度滑靴、等種類繁多的各式滑靴。
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筆者給大家解析滑靴是怎么敲擊斜盤表面、在斜盤摩擦面上留下的撞痕過程：
滑靴與柱塞間如有一定的游隙量時，當某一只柱塞在缸孔中壓迫油液到達下止點時，此時刻的缸孔中的閉死容積腔內殘存部分高壓油液被封閉在缸孔中，這個封存高壓油液的缸孔在要旋轉進入到配流盤吸油窗口前，旋轉經過配流盤上的釋壓孔時，向孔中釋放掉缸孔中所封存的高壓油液，缸孔密閉腔的油液從有壓轉變到無壓狀態再旋入到配流窗口邊緣，將要開啟柱塞向上行程的吸油過程，回程盤提拉滑靴向上運動回程盤提拔滑靴時，滑靴是向上運動而柱塞并沒有跟隨，因為滑靴與柱塞球頭的間隙量是在貼緊狀態到分離狀態，滑靴向上運動拉撥行程越過間隙量后才再拉撥柱塞球頭帶動柱塞本體向上運動，當缸孔中的柱塞急速向上運動抽吸油液，缸孔容積腔肚大口小，油液沒能及時補充跟入，使缸體配流腰形窗口內形成負壓，對柱塞柱體產生倒撥拉力，對滑靴再一次產生拉撥力，使滑靴與柱塞球頭處于最大的間隙狀態。
當回程盤拉撥滑靴使柱塞運動到達上止點后，缸體柱塞腔內吸滿無壓油液，當缸體腰形配流窗口旋轉進入到配流盤高壓窗口R圓前置的三角形沖液溝槽時，配流盤高壓區內高壓油液通過三角溝槽，瞬間沖入缸體柱塞腔內，使缸體柱塞腔內的壓力由低壓瞬間轉變到與配流盤高壓窗口內的壓力值一致的壓力，就是這個瞬間沖入缸體的這股壓力油液撞擊到柱塞體上，受到瞬間壓力驅動的柱塞體向上突動，球頭越過間隙區域，柱塞球頭撞擊滑靴，使斜盤表面留下敲擊痕跡。
上述過程不斷循環，對球窩造成累計疲勞損失，軟質球窩變形，間隙和泄漏不斷增大。滑靴提拉柱塞和滑靴壓迫柱塞各一次的抵消間隙，縮短了柱塞行程，使泵的排量減少，當此間隙達1mm時，泵的排量會減少8.3%，當此間隙達2mm時，泵的排量會減少16.6%。8.3%，16.6%應該不能一概而論，要看柱塞行程多少，行程不同，比例也不同。
斜盤摩擦表面圖片有右、左兩處撞痕，這是斜盤階躍前與階躍后，斜盤在最小角度與最大角度的撞痕。
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在不拆解柱塞泵，怎樣在線差別柱塞與滑靴是否產生間隙量？有幾種判定方法如下：
1、使用壓力傳感器檢測柱塞泵排口壓力值曲線，正常泵的壓力曲線是一條平穩的直線，如果柱塞與滑靴產生間隙后再用傳感器檢測壓力曲線時，曲線會呈現出刀刃崩口狀鉅齒形曲線。?
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2、用人體自有感知功能來檢測方法：①用螺絲刀觸到泵殼體上后用耳去聽，會聽到有噠噠噠的規律聲音。②用手去握住泵排口膠管，泵在低壓大流量段，會感到膠管微抖有麻手的感覺。?
3、用秒表測量執行元件的動作速度，計算的理論速度結果與實際測量速度的結果檢測對比。?
在液壓系統使用中的柱塞泵采用什么方法來避免或減輕滑靴球窩與柱塞球頭產生間隙：?
① 提升液位，油液以倒灌形式進入泵吸油管道。?
② 加大油箱液體流出口徑及配相應口徑的碟閥，最大限度的提高水頭壓力。?
③ 油箱與泵的距離越短越好，最大的距離不大于0.8米，不準再現2個以上的彎管。?
④ 泵吸油管道要大于泵殼體上的S口直徑1.2~1.5倍以上。?
⑤ 液壓系統中的多泵不準共用一根吸油管道，除非你有特別的方法來保證每一臺泵在最大的排油狀態時，吸油口在絕對壓力1.0bar以上。?
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“如果打價格戰，就是集體在死亡的道路上狂奔”，這是三一重工總裁向文波先生在2020年度中國工程機械工業協會挖掘機械分會上的一句金句。但是確實真真切切的闡述了當前挖掘機市場的競爭態勢。作為該行業的從業者，本人也是深切感受到這背后的無奈和必然。
基于個人近10年在挖掘機行業的工作經歷，從市場，技術和競爭幾個角度來說一說自己的所見所思，下述內容僅代表個人觀點，歡迎同行的交流和指正。
如果我們把2011年，2015年，和2020年的銷售數據分噸位放一起對比的話，其實可以發現，相對于2011年，過去10年，主要的增長來自于小挖（10噸以下）。所以，人力替代，是過去十年，挖掘機增長非常強大的一個驅動因素，緣于城市市政和新農村建設中，勞動作業者的缺失，和越來越高的作業效率要求。而中大挖的市場，與基建投資政策相關性非常高，具有非常高的行業周期特性。
當然，了解這些，可以幫助我們更好地去判斷未來挖掘機市場的走向。所以，從我個人判斷，未來5年，挖掘機市場還是會維持在25萬到40萬的一個規模水平。如果沒有特殊政策刺激的前提下，基本就是一個下行調整的周期。
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未來5年挖掘機市場技術發展趨勢和競爭格局——童章謙
在巨大的市場銷售數據變化的背后，其實其背后的市場結構和技術方案也在發生著變化。對于過去五年，未來十年，對于市場和技術的變化，我說一說自己的看法：
中國國際地位的提升，出口市場必然是未來的一個強勁增長的細分市場。
2) 輪式挖掘機：成熟市場的輪式挖掘機占比基本在10%-15%之間，而今天國內只有1%。
3) 微挖：未來人力替代將繼續是非常強勁的需求支撐點，而微挖是該趨勢的主要需求機型。
4) 礦山機械：國產品牌替代。基于過去十年的中國市場銷售數據：
? ? – 2014-2020年，本地品牌占有率從0%增長到43%
? ? – 2002年，已經有兩家國內品牌躋身銷量前五，且保持非常好的增長趨勢
2.1 價格戰
接下來5年，價格戰會持續，而且不可逆。因為：
1) 工程機械廠家還是保持高于制造業平均水平的利潤水平
2) 市場供需關系還是處于一個供大于求的狀況
3) 關鍵零部件的國產化，讓行業的準入（起量）門檻會越來越低
4) 發動機會國產化替代
5) 犧牲性能的經濟型挖掘機會越來越普遍
2.2 新的細分市場
1) 出口市場：隨著國際環境的變化，和
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挖掘機的市場發展
如果我們看過去13年的行業挖掘機銷售數據，可以看到這是兩個完整的周期。2020年，站在全球的角度看，已經超過50%的挖掘機在中國生產，也就是說，中國已經成為全球最大的挖掘機生產國。而在過去的十幾年，如果基于2020年的市場銷售數據：
相比于2015年，整個市場增加了27.5萬臺挖掘機，增長574%。5年，接近6倍的增長。而在這一輪的增長中，主要的驅動因素還是：1）機器的更新換代，2）基建投資，3）人力替代，4）環保政策相比于2011年，上一個行業周期，增加了15.4萬臺，增長了87%。
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市場技術發展趨勢
2.3 新技術的應用
1）電氣化：電氣化可以給市場提供更高效，更安全和更智能的解決方案。在一些對采購成本不敏感的中高端市場和客戶群體，電氣化方案提供的輔助，安全和互聯等功能將會成為主流標配的解決方案。
2）電動化：個人一直覺得電動化的趨勢會比電氣化來得更快，更猛。因為這是一個跟政策性強聯結的技術發展趨勢。而如今乘用車市場的電動化勢頭，給工程機械市場輸入了高性價比的產品和豐富的人才資源，將助力該技術在工程機械行業的匹配應用。
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行業競爭格局的發展
目前的市場發展，一方面價格戰如火如荼，而且戰場越來越大，另一方面主機廠也不不斷布局新的技術領域，提升產品的核心競爭力，打造出差異化的產品，避免同質化競爭。
熟悉這個行業的朋友應該清楚，當前市場的主流機型，比如5-7噸，20-25噸，基本就是“同一套配置方案”，同樣的發動機，“同樣”的液壓系統。因此嚴重的同質化和供大于求的市場供需關系，讓價格戰不可避免。如果我們把當前的機器類別定義為為“標準挖機”，未來，將會朝兩個方向進行發展，一個是“經濟型”，一個是“標準和高端型”。
而對于經濟型挖掘機，有可能會發生以下的幾種情況：
– 發動機國產化
– 更多的國產液壓件供應商
– 減少機器使用壽命（3-5年）
– 核心件的短交付周期（2-4周），減少供應鏈成本
– 中低端出口市場增長
而對于中高端機型，未來可能會是：
– 高效，低噪音解決方案（環境友好）
– 電氣化解決方案（輔助，安全，自動化，遠程診斷等功能應用）
– 智能互聯技術（設備管理，機群管理）
– 機器電動化
個人始終覺得，未來工程機械的終極目標是，0排放，0事故，0停機，而這個目標，必然需要新技術的應用和普及。從事挖掘機行業的，都是勇士，未來，需要勇士們去塑造！
"干挖機的，都是勇士，敬你一杯"
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聚焦PTC ASIA展30周年，【小P去哪兒】特別活動攜手PTC ASIA展商，圍繞行業焦點，探討市場趨勢。本次活動已經陸續拜訪了倫茨亞洲總裁謝衛東、圣克賽斯液壓總經理吳安吉、三力信總經理顧國云、司達行副總經理詹瓊芳、江蘇國茂總裁徐彬等多位企業資深大咖，分享他們的經驗，揭開產品背后的故事。特殊時期，為我們的工業助力、給我們的行業增持信心和力量！
5月20日，全國數字液壓技術生態標準體系研討會暨岳麓山大學科技城首批核心技術攻關“揭榜掛帥”項目（工程機械）發布會在長沙岳麓山大學科技城舉行。大會以“聚焦工程機械技術攻關，打造數字液壓創新生態”為主題，吸引了來自國內眾多行業的100余名資深技術專家、教授學者、企業高管，展開了一場高規格、高水平的行業研討盛會。
同時全球工程機械50強企業中，參展參會的將有卡特彼勒、三一集團、日立建機、利勃海爾、特雷克斯、中聯重科等32家。從展會展覽面積和50強企業參展數量來看，2021長沙國際工程機械展已比肩德國寶馬展、法國巴黎展、美國拉斯維加斯展世界三大工程機械展。另外，36家國際商(協)會、65家國內商(協)會成為展覽會的支持單位，1.12萬家中國工程租賃企業、3萬家國內施工建設企業以及6萬余名機主將組團觀展。
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PTC ASIA展【小P去哪兒】欄目攜手展商，共同探討市場趨勢
2021年4月挖掘機、裝載機數據出爐
中國工程機械工業協會分別對26家挖掘機制造企業和23家裝載機制造企業進行了數據統計，2021年4月銷售各類挖掘機46572臺，同比增長2.52%；其中國內41100臺，同比下降5.24%；出口5472臺，同比增長166%。
各類裝載機18354臺，同比增長9.04%。其中：3噸及以上裝載機銷售16506臺，同比增長3.36%。總銷售量中國內市場銷量15194臺，同比增長2.47%；出口銷量3160臺，同比增長57.7%。
全國數字液壓技術生態標準體系研討會在長沙舉辦
2021長沙國際工程機械展在長沙國際會展中心驚艷開啟
2021年5月19日，長沙國際工程機械展覽會在長沙國際會展中心開幕！此次展覽會由中國機械工業聯合會、中國工程機械學會、湖南省工業和信息化廳、湖南省商務廳、湖南省貿促會和長沙市人民政府聯合舉辦。
英特帕普(Interpump)收購丹佛斯旗下懷特馬達和轉向器業務
全國液壓氣動標準化委員會，副主任委員，油威力液壓科技股份有限公司，副總工程師 林廣作《智能化趨勢下液壓標準與數智元件生態技術標準建設》主題發言。從 “國家標準化委員會制定的《國家新一代人工智能標準體系建設指南》的基本精神”，“中國液壓標準化的相關工作”，“液壓數智生態標準化建設看法”，等方面和與會專家進行了深入研討。
林廣 《智能化趨勢下液壓標準與數智元件生態技術標準化建設》
許仰曾 《工程機械液壓“無人化、多電化、數字孿生、云服務、生態技術標準”的挑戰》
2021長沙國際工程機械展覽會以“智能化新一代工程機械”為主題，這是今年年度全球唯一舉辦的30萬㎡超大型工程機械行業展會，室內展覽面積11.4萬㎡，室外展覽面積18.6萬㎡，是湖南實施“三高四新”戰略的成果展示平臺，更是為全球經濟復蘇增添動力的開放合作平臺。本屆展覽會包括展覽展示、峰會論壇、商務活動、競技展演4大部分，參展企業1450家，其中，近1500家企業中，湖南省外企業占71%，國際企業參展面積超過總面積20%。設混凝土機械、起重機機械、建筑機械、土方機械等18個專區，將展出近萬種工程機械主機和配套件展品，其中10%的產品具有最新科技成果并首次在展會中亮相。
2021 年 6 月 1 日 – Interpump 集團宣布簽署一項具有約束力的協議，從丹佛斯集團購買 White Drive Motors & Steering（懷特馬達和轉向器） 業務部門。
交易預計將在 2021 年第四季度完成，緊隨丹佛斯完成對伊頓公司液壓業務的收購之后。?
White Drive Motors and Steering 業務部門包括三個生產基地：Hopkinsville（霍普金斯維爾·美國肯塔基州）、Parchim（帕爾希姆·德國）和 Wroclaw（弗羅茨瓦夫·波蘭）。
此次收購計劃在美國增加 3 條生產線，這些生產線將從伊頓公司的液壓設施轉移到霍普金斯維爾工廠，并在中國增加一條生產線。?預計 2021 財年的總銷售額應略高于 2 億歐元，EBITDA 約為 4500 萬歐元。?交易價格將在交易結束時以現金支付，將基于 2.3 億歐元的企業價值，加上作為交易結束時和EBITDA 相關的可變部分（目前估計為 4000 萬歐元）（擴展到全年按比例計算）。?
本次交易的完成有待于區域監管機構的批準，包括歐盟委員會、美國司法部和巴西經濟保護行政委員會的批準。
Interpump 集團主席 Fulvio Montipò 表示：“此次收購是 Interpump 歷史上最重要的一次收購，將擴大我們的產品范圍，包括擺線馬達和轉向系統，加強我們作為全球液壓行業參與者的作用”。
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派克漢尼汾旗下的螺紋插裝閥歷史悠久，匯集Fluid Power、Sterling、Waterman等眾多知名品牌，工程底蘊深厚，技術專利多，產品廣泛應用于工程車輛、市政設備、海洋船舶、工業制造、再生能源等行業和領域。
我們將介紹五個典型產品的應用，以幫助大家了解派克漢尼汾旗下螺紋插裝閥的特點、優勢和創新性設計。
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FAPC自重下降閥
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派克漢尼汾旗下的電比例臂架和平臺下降閥FAPC可在發動機失效或不提供動力的情況下，實現高空作業平臺以及臂架的無動力下降。FAPC自重下降閥不僅節能，還可以減少柴油機（電動機）的操作時間，是一款適用于高空作業平臺車和物料搬運設備（電動叉車）的安全、節能型液壓元件。
與采用傳統平衡閥、方向或者流量控制主閥的解決方案相比，
- FAPC自重下降閥方案在平臺、貨叉或者臂架舉升時，可以打開單向閥、主閥或者電機調速驅動定量泵控制進油；?
- 下降時，流量則由帶零泄漏內置壓力補償閥的2位2通電比例座閥控制，這種解決方案既顯著降低能耗，又簡化了液壓回路設計。
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——派克漢尼汾
螺紋插裝閥
? ——新產品和新應用
此外，自重下降電比例閥可直接安裝在油缸上，既簡化安裝、減輕重量，又節省空間和成本，FAPC結構圖和外形見下：
通過2位2通座閥的電比例閥配上壓力補償器，也能實現不受負載大小影響的調速閥，但這個方案存在潛在問題。請看下圖：
從右圖可以看出，通過1個帶“滑閥結構”的壓力補償閥，2位2通電比例座閥可獲得不受外部負載影響的調速性能，但由于壓力補償閥的滑閥結構會不可避免產生內泄漏，破壞2位2通座閥零泄漏的特性，這使該設計回路喪失了優良的負載保持功能。且隨著時間推移，如果工作環境炎熱，油液溫度高，油液黏度下降會使液壓油變稀，內泄漏越發明顯，平臺和臂架則會隨著時間推移緩慢下沉，執行機構內部容易形成真空，再次動作時會引發氣蝕，損壞其他液壓元件（齒輪泵）。
工程機械設備用蓄能器充液與制動控制 RU104
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對于工程機械設備而言，蓄能器充液與制動系統是非常重要且必不可少的子系統，為工程機械設備日常行走和工作的安全性及可靠性提供堅實保障。
在常規的制動充液回路中，當蓄能器充液達到事先設定的壓力值后，卸荷元件便開啟卸荷閥，系統開始卸荷。當壓力低于設定值80%左右時，卸荷元件關閉，系統重新建壓，并再次給蓄能器充液，以此循環往復。從卸荷閥卸荷開啟到再次建壓，卸荷閥始終處于開啟狀態，能量損失不間斷。
派克漢尼汾隆重推出與世界頂級工程機械OEM聯合開發的“卸荷順序閥” RU104，讓派克漢尼汾成為該領域為數不多的擁有該項技術的TOP2供應商之一，該產品的最大特點為：卸荷時，RU104切斷信號支路，卸荷信號支路不再有油液在高壓下流回油箱，將這部分能量損失徹底杜絕，僅此一項，整機一年的節能便可達10%左右。
目前，一家著名的工程機械OEM在其全系列裝載機上便采用了這款卸荷順序閥。其工作原理和外形見下圖：
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派克漢尼汾旗下高壓電比例減壓溢流閥EPR083R是實現電子化和提高能效的推動者，這一系列產品可使行走機械達到更好性能，比如挖掘機、裝載機、起重機、拖拉機動力換擋等。
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產品特點：
1．更低的磁滯
2．更大的流量
3．400HZ PWM脈寬調制信號（最佳）
4．無動態密封圈
5．標準螺旋式應急手動裝置
6．“D型”聚氨酯密封圈不再需要擋圈
該系列電比例減壓溢流閥可選新的焊接整體式過濾網選項，
- 即便在高污染的油液和嚴苛溫度條件下，也有助于延長閥使用壽命更長。
- 此外，該產品可自行排出空氣，穩定性更高，調試及后期拆卸維護更簡單。
目前，該產品不僅在某知名農業機械制造商的大馬力拖拉機中得到廣泛使用，同時也廣泛用于礦用大噸位自卸車，典型應用如下：
簡易負載敏感系統通常與定量齒輪泵配合使用，節能效果靠近負載敏感系統，成本上則靠近定量系統，是一個非常經濟實用的解決方案。其典型的油路里包含溢流功能的邏輯元件、3位4通電比例方向閥、壓力補償閥、LS單向閥、梭閥、平衡閥或者液壓鎖、LS信號支路排油調速閥、壓力控制閥等元件，如果多路閥混合，則系統主閥組設計上非常復雜，且容易出錯，存在故障不宜分析、加工難度大、體積大、成本高等諸多不利因素。
派克漢尼汾推出新型3位5通電磁開關和電磁比例方向控制閥，內嵌式LS信號單向閥，固定流量的LS支路排油調速閥，可大大簡化油路設計，閥塊體積減少40%以上，優化成本，提升盈利能力。目前，可提供的3位5通方向閥DSHY105 和 DSPY105 機能如下：
高壓電比例減壓溢流閥EPR083R & EPR111C
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例如，機械和液控閥通常用于標準挖掘機和裝載機，動作通過機械拉桿或者液壓手柄來驅動，能實現的控制精度有限，并且機手的勞動強度大，難以達到預期的工作效率和舒適度。此外，泵驅動、離合器換擋控制和全電路制動系統（BBW）的應用也有相同的窘境。派克漢尼汾提供的這一系列電比例減壓溢流閥有著寬廣的減壓壓力范圍（見右圖表格）和鮮明的特性，可以實現非常廣泛的減壓應用。
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LS支路排油調速閥
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LS信號支路單向閥CVH021
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目前，該產品在高空作業車、電動叉車、掃地車、車載式起重機、蜘蛛車等場景應用廣泛，主要用于轉向控制、貨叉移動、上車回轉等功能。
先導壓力控制閥以壓力控制穩定、壓力上騰小、溢流曲線平滑而受到應用技術人員的廣泛歡迎。顧名思義，先導，需要小流量的壓力油作用于先導級，往往通過阻尼細長孔引導壓力油進入到先導級，通過先導級的開啟和關閉，改變主級閥芯上下壓差來實現主閥芯的開啟和關閉，從而實現對大流量液壓油的壓力控制。
然而，在實際工況下，由于阻尼細長孔對油液清潔度的要求很高，一些細微的雜質很容易堵塞先導級細長孔，導致先導級失壓，壓力閥失效，進而導致設備停機、停產。為了更有效地應付惡劣工況，降低油液污染對壓力控制閥的影響，派克漢尼汾對先導級壓力控制閥進行優化升級，改善進油穩定性的同時，在先導細長孔入口段增加了焊接式整體高強度過濾網，局部紊流自清洗功能，從而降低油液污染對閥正常工作的影響。該產品目前在國內一家著名的工程機械制造商處得到廣泛使用，開啟和溢流特性優異，壓力曲線受溢流流量的變化影響小，對系統起到了非常好的保護作用。
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先導壓力控制閥
LS 支路排油調速閥FR032
優化的油路圖參考下圖
產品具體改進細節
A4VG 35系列是博世力士樂推出的一款高壓斜盤閉式泵，主要應用于靜液壓行走工況。該系列是針對高動態及要求負載敏感的電控傳動系統而設計的，具備結構緊湊，功率密度高的優勢。本期，就跟著我們一同瞧瞧這款優秀的泵吧~
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HST靜液壓行走系統的好幫手 A4VG 35系列
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——博世力士樂
A4VG 35系列的公稱壓力為400bar, 峰值壓力可達530bar。目前有三種不同的排量可供選擇，分別為56/71/90cc。
在設計上，這款泵具備以下特點：?
- 通過兩個獨立的DRE閥實現ET控制
- 通過PR4壓力傳感器和配套的BODAS軟件實現壓力切斷的功能?
- 可提供不同的過濾形式：壓油過濾/吸油過濾/外部過濾?
- 100%通軸能力?
A4VG 35系列可以配合我們的A6VM馬達打造強大的行走系統解決方案，適用于包括裝載機、伸縮臂叉車、物流叉車和市政車輛等行走機械。
ET控制系統
ET是一個開環的位置控制系統，其主要原理是通過電信號分別控制兩個獨立的DRE減壓閥，使得先導壓力可以通過控制閥作用于變量機構，進而通過變量機構控制泵斜盤擺角的大小。在ET控制下，斜盤的擺角大小由輸入的電信號（比例正相關）以及負載壓力（比例負相關）共同決定，所以ET控制又被稱作負載敏感的電控系統。
ET控制非常適用于負載和速度需要根據工況不斷變化的應用，例如裝載機。在一個工作循環中，裝載機既存在鏟掘時低速大負載的工況，又存在裝車過程中高速小負載的工況，而借助ET控制，可以使客戶通過負載的變化在不同的工況中實現對速度的調控。
A4VG 35系列搭載的就是博世力士樂的ET控制系統。這款泵極具性價比，并且可以通過配合我們的DRC驅動軟件來實現車輛的自動駕駛和液壓DA等功能，堪稱靜液壓行走系統的好幫手。
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穆格電動伺服泵控系統（EAS）
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——穆格MOOG
緊湊型電動伺服泵控系統單元包含6個部件：一臺伺服電機、一臺內齒輪泵、一個補償油箱、一個控制閥塊、一個截止閥和一個液壓缸。與常規液壓系統不同，緊湊型電動伺服泵控系統上的所有部件集成到一起，沒有任何管道或軟管。泵輸出和動力方向由伺服電機控制，省去了換向閥或比例閥，從而使液壓缸做出指定的線性運動。該直線作動軸的出力、速度和位置均可自由編程。
穆格的所有電動伺服泵控系統均具有高出力和力密度，為電液（EH）或機電（EM）系統提供了一種具有吸引力的替代方案。而且它們更為安靜，油耗和能耗也更低，此外，需要維護的部件也更少。
直線型，液壓缸與電機位于同一根軸線上
還有一種“分離式”設計，即液壓缸自成一體，獨立于電機和泵組，且不損失其基本概念型號的任何優點。
?緊湊型電動伺服泵控系統的標準配置中，液壓缸的最高運動速度可達640 mm/s，其最大出力可達500 kN。定制設計的版本還可以提供更高的速度和出力，客戶可以選擇從50 至400 mm不等的行程。其位置準確度控制在0.01 mm以內，而位置可重復性則減小至0.01 mm。?
隨著緊湊型設計的加入，穆格能夠根據客戶所需的性能、安裝接口和工作環境為其提供支持，幫助其選擇最合適的電動伺服泵控系統（EAS）解決方案：定制化設計、模塊化標準型或緊湊型。
穆格公司在去年年末向市場推出了工業機械系列中的電動伺服泵控系統（EAS）。該系統的最新型號為緊湊型設計系列，適用于高動態性能和高功率密度的應用場合。這些應用程序使用可編程循環，并要求高精確度和可重復性。例如，汽車零部件試驗設備就是目標應用方向之一。在其他領域，該系統可以適用于金屬加工領域中包括金屬沖壓、切割、成型和折彎等應用。該系統的高性能水平還可以用在其他材料（包括玻璃、陶瓷、塑料和皮革）的壓制、沖剪和切割等工藝設備上。
“緊湊型電動伺服泵控系統給用戶帶來了諸多效益”，穆格中東歐銷售經理Harald Branz表示。“該系統具有高動態性能、高能效，基本免維護。緊湊型電動伺服泵控系統容易配置和集成到機器系統中，相較其他類型的作動執行系統具有明顯的成本優勢。”
新的緊湊型電動伺服泵控系統標準布置包含3個版本：
直線型，液壓缸與電機位于同一根軸線上
直線型，液壓缸與電機位于同一根軸線上
增材制造
（Additive Manufacturing，AM）俗稱3D打印，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術，不夸張地講，增材制造技術可以稱為“第三次工業革命”的新技術。
增材制造技術———————
在液壓足式機器人領域的應用
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液壓執行器
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前沿技術
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前沿技術
——微信公眾號（四足驛站）
毋庸置疑，最有科技感和成熟應用的當屬意大利IIT穆格MOOG聯合開發的高集成度液壓伺服執行器（Integrated Servo Actuator/ISA），鈦合金制成的增材制造缸筒，集成了伺服閥、過載保護的溢流閥、壓?/位置/溫度感應以及?于控制和通訊的電?設備。
ISA的V2版本和V4版本分別在美國西雅圖的ICRA2015和瑞典斯德哥爾摩的ICRA2016會議上首次向公眾展示，外觀科技感十足，高度集成，結構緊湊。
V2版本和V4版本的工作壓力均為20MPa，工作溫度在-30至80℃之間，行程分別為80mm和100mm，輸出力分別為4kN和6.2kN，重量分別為920g和1150g。后被分別用到IIT的液壓四?機器?HyQ和HyQ2Max的腿部。
結構件
波士頓動力旗下的Atlas機器人后空翻視頻引爆全球，動態性能顯著提升。在增材制造技術的賦能下，多數結構件重量大幅度的減少，整機重量從156kg降低到80kg，減輕了47%。
在拓撲優化、創成式設計等技術手段的賦能下，增材制造技術帶來的結構輕量化和減材設計、零件散熱性能的提升使其在航空航天、模具、汽車等領域廣泛應用。足式機器人領域亦如此，下面從液壓執行器、結構件和閥塊三個方面概述AM技術在液壓足式機器人領域的應用。
IIT的增材制造缸筒
V2版本
V4版本
HyQ液壓四足機器人
HyQ2Max液壓四足機器人
浙江大學徐兵團隊在開展新一代輕量化液壓集成執行機構設計，采用拓撲優化對集成一體的液壓缸端蓋-閥塊進行分析，去除掉傳統設計多余的材料，通過增材制造方式將所得拓撲優化零件加以制造成型，端蓋-閥塊重量從295g減輕到148g，搭配碳纖維復合材料的使用，液壓缸減重50%以上。（種種原因，無法放圖）
優化前
優化后
Atlas 結構件
Atlas 大腿結構件
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前沿技術
閥塊
小腿各組分優化方法
蘇黎世聯邦理工學院ETH對HyQ初代單腿進行優化，通過多材料設計，引入復合材料，利用增材制造技術，小腿重量從801g優化到303g,減輕了62%。
小腿優化后實物
除了上述國外團隊外，國內的浙大徐兵團隊和哈工大付宜利團隊等均在利用增材制造技術優化結構件的設計，提升機器人的性能，相信不久就會有他們的樣機問世。
液壓足式機器人管路眾多，頻繁的擺動會增加泄漏，因此液壓系統的無管化始終是一個研究方向，閥塊作為分流和集成各種功能閥的主要組件，優化空間很大。
傳統閥塊
前述的Atlas機器人不僅對結構件進行了設計優化，還利用增材制造技術對閥塊進行了優化設計，布局合理，結構非常緊湊。
Atlas 增材制造閥塊
意大利IIT旗下的DLS實驗室將其設計的增材制造閥塊運用到其HyQ系列機器人，空間尺寸明顯降低，重量從520g降低到313g，非常有利于足式機器人的輕量化和小型化。
HyQ 增材制造閥塊
?凱斯帕智能動力系統
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微信公眾號（凱斯帕液壓）
高瞻布局，智領未來
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前沿技術
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增效降本，順勢而為
國四將至，國三發動機升級所需的后處理系統，無疑增加了整機配套的成本。另一方面，工程機械行業競爭日趨激烈，整機價格不斷下調，發動機成本在整機成本中所占的比重不斷提升，雙重背景的疊加的背景下，選擇低成本的動力系統則成為商家葆持競爭力的最有效手段之一。CSP-凱斯帕智能動力系統作為一款數字化的產品，可提高發動機機械能的利用率，使發動機小型化，大大降低整機配套成本。相對于競品，CSP-凱斯帕智能動力系統不斷朝著數字智能、節能減排、降噪減震、系統的功能集成等方向邁進。
據了解，針對國內工程機械領先品牌的6.5噸輪式挖掘機，CSP-凱斯帕智能動力系統已經成功完成樣機配套測試。CSP-凱斯帕智能動力系統定位更高端的下一代液壓系統，聚焦工程機械小型設備應用，基本實現了功能的整體優化。其以穩定可靠、低耗高效等優勢被西方大型制造商應用于工程機械和物料搬運領域，已然作為目前工程機械應用的先進解決方案。
凱斯帕智能動力系統是一種全新的數字化液壓技術，是基于負載敏感流量共享系統的創新發展，它可以大大改善機器性能并優化能源管理，從而進一步提高工程機械的效率、節約油耗，同時降低排放。這么說吧，采用同樣功率發動機的設備，搭載該動力系統的設備性能更優；對于同樣性能的設備，搭載該動力系統的設備功率消耗更低，需要的發動機更小。對比之下，還有什么理由不選擇凱斯帕智能動力系統呢？
隨著信息技術的不斷發展，實現智能化發展已經作為機械工程領域發展的必由之路。在此大背景下，凱斯帕高瞻布局，以客戶的實際需求為中心，積極拓展智能化領域的產品研發，CSP-凱斯帕智能動力系統便是凱斯帕在智能化領域的誠意之作，其代表著傳統液壓負載敏感系統的發展方向。扼要而論，該一系統智能的點主要體現在三個方面，其一電子負載敏感技術，可使機器的敏感性更好，靈敏度更高；其二自適應式扭矩控制，可借助電子傳感器及控制器控制液壓泵的吸收功率，可以使設備充分利用發動機的功率以及針對不同的工況匹配與之相適應的功率；其三多種操控模式選擇，在作業需要大功率輸出的工況下，可以選擇動力模式，如果考慮節油，也有經濟模式可選。此外針對危險工況，還可選擇微動模式。
賦能應用，初試鋒芒
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建立真正的過濾效率
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化。因為在組織內部可能不是唯一關心或想要查看該數據的人。如果實際上是泵本身怎么辦？該泵的OEM是否不應該知道它在工作所在的應用程序環境中就不能正常工作？
我們從物聯網中看到的是，我們將更多信息生成給原始設備制造商，他們可以繼續設計出為什么這些東西首先會失敗的原因。由于工程師無法深入實地并了解設備在傳統的非公路或工廠車間機器的高度變化的環境中如何工作，因此將生成的安裝后信息反饋給他們，使他們可以圍繞產品的方式做出更明智的設計決策工作。
液壓過濾預防性維護通常是基于時間表或基于彈出式指示器，該指示器會告訴您過濾器即將到期—隨著濾芯不斷收集灰塵和水顆粒，濾芯的效率將越來越低，并且那么在您需要繞過之前，它就不再有效了。在這種情況下，過濾器可能已超出其有效性而使用，從而降低了效率。或者，只需按計劃更換所有過濾器，那么您將有可能不需要更換過濾器，這是在浪費金錢。
如果您的濾波器實際上能夠在準確的時刻告訴您，或者在達到峰值效率之前可以告訴您10或5％的情況，該怎么辦？如果您使用智能過濾，則每次都將在正確的時間更換過濾器。對于使用IoT部署系統范圍的過濾管理的組織，這至少節省了33％的成本。
什么是潤滑效率？
接下來是潤滑，您的流體是否對您同樣有效？總有機會獲得有關您的油液健康的更多信息。您可以進行液體樣本或色塊測試，然后將其發送到實驗室，然后生成報告。測試和實驗室是潤滑管理難題的重要組成部分。但問題是您不能只看一眼這種流體。液壓油的基準是應保持清潔，涼爽和干燥。
您可以防止污染物進入，不讓水進入，并保持流體處于適當的溫度。但是，根據您所在的行業，您可能需要更多地了解您的添加劑包，金屬侵入，流體氧化等。在這里，粘度指數并不是唯一的答案。在嘗試獲得潤滑效率時，必須考慮所有因素。?
這就是為什么當您輸入更高效的數據并且對如何管理設備，機隊，工廠，車間（無論可能如何）有了更大，更好，更廣泛的了解時，敘事開始改變的原因。回顧這一敘述，您可以質疑系統的可靠性，預防性維護計劃，潤滑管理，振動監控甚至所用的商品。將它們堆疊在一起，您將開始獲得越來越多的有見地的信息。
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礦用大型挖掘機是用于礦山作業的大力士??對液壓系統有著高壓大流量，高可靠性，易維護等嚴苛的性能要求。作為全球領先的行走機械系統解決方案供應商，博世力士樂基于在礦山挖掘機上積累的豐富應用經驗，結合不斷發展的電子技術和新產品，推出了面向未來的新一代礦山挖掘機液壓系統。
打造下一代礦用挖掘機
這套液壓系統必不可少
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這套礦山挖掘機液壓系統由電控主泵，電控主閥，電控先導元件，閉式回轉和行走/回轉減速機等產品構成。
- 同一技術平臺的解決方案，可以覆蓋到60噸到400噸的應用范圍。
- 片式結構，結合不同的流量組合，可以匹配各個噸位的最優解決方案。
- 閉芯結構，區別于傳統設計，使得動作反應更靈敏，同時結構緊湊，利于車上安裝布管。
- 全并聯回路，避免了串并聯回路系統間動作的互相干擾， 提高整車的操控性及生產效率。
- E閥的引入，實現油路流量的合理比例分配， 補償復合動作時各壓力間的平衡，同時可實現系統復合動作時各執行器間負載相互獨立；特殊動作時進出油口的獨立控制得以實現。
- 斗桿控制可實現再生和旁通功能，減小液損，降低油耗。
- 創新開發了主閥集成式斗桿內收差動回路，實現油缸單泵流量雙倍速度的功能，利于系統的流量分配，提高生產率。
- 集成多種必要的輔助功能， 如動臂和斗桿防沉降閥，自動排氣，系統背壓閥及直線行走閥等。
- 集成式閥片實現能量回收功能，可以提供更優異的整機能耗效率。
RCS主閥是經過我們歷時八年的潛心研發，結合大量實驗和試車的基礎上推出的一款工程機械全新主控平臺。在礦用挖掘機應用上，RCS主閥的性能特點到了充分的發揮，它在整機操控性，工作效率
——博世力士樂
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系統構成
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RCS主閥
及整機油耗等方面都有著亮眼的表現。
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新一代礦山挖機液壓系統的優勢
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選擇合適的液壓流量控制閥以優化系統性能和效率指南
——威泰科
在絕大多數應用中，執行器的速度控制都是通過改變執行器的流速來實現的。此時存在兩種方案，即改變泵流量或者通過流量控制閥來控制流量。改變泵流量需要使用變量泵（也是一種成本遠遠高于固定排量泵的組件）或者變速驅動器。在移動式設備上，柴油機泵驅動器肯定可以提供變速能力，但通常只是在相對較窄的速度范圍內。工業系統中的變速電動馬達現在的使用范圍變得越來越廣，在某些應用中，其工作效率和噪音方面表現出物 超所值的優勢。
?不過，當兩個或更多執行器需要同時運行時，為每個執行器提供一套可變流量泵解決方案可能不太劃算，因此需要使用某些分隔和控制每個執行器流量的方法，這正是流量控制閥可以執行的任務。系統設計人員之后不僅需要決定使用哪種類型的流量控制閥，還要決定其在系統中的最佳位置，即控制執行器在兩個運動方向上的進口或出口流量。只是添加流量控制閥來改變執行器的速度，而不考慮其對系統其他部分的影響，有可能會導致系統效率低下，這意味著會產生熱量。有人曾經說過，流量控制閥的別稱是“加熱器”。因此正確選擇流量控制閥及其在系統中的位置對于確定應用性能和節能程度都很重要。對于長時間運行的設備，可謂差之毫厘謬以千里，所以要慎重。
在效率方面，并沒有比進口節流控制好（但也不差）。排出流量被限制后，無論移動的負載 如何，執行器進口的壓力都為系統全壓（溢流閥或補償器設置）。與之前一樣，變量泵將比固定排量泵更加高效，但產生的流量壓力仍明顯高于負載在特定運行期間實際需要的壓力。此外，無法通過出口節流控制獲得與負載成比例的信號壓力，從而與負載敏感泵結合使用，因此，相比進口節流控制系統，進一步提高效率的可能性變小。
與進口節流控制不同，出口節流控制可用于控制負值負載執行器的速度，因為缸體活塞只能以允許流體從缸體中逃逸的速率移動。它還能更好地控制正值負載執行器減速。
出口節流流量控制與缸體結合使用的主要問題可能是增壓的可能性。最壞的情況列述于下圖，出口節流流量控制用于負值負載缸體的環形側，以控制延伸速度。
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背景
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系統選擇
在詳細了解閥門選擇之前，有必要回顧一
載也發生變化，則效率仍會相對較低（因為泵輸出節流時，泵將始終在完整的補償器設置下運行）。通過使用負載敏感變量泵還可以進一步提高效率，在這種情況下，補償器設置由執行器負載確定。這是通過感應執行器的負載壓力并通常由小直徑管道將此信息傳輸回泵實現的。泵補償器隨后會自行調整至任意負載壓力加上固定余量（通常為15-25巴（220-350 磅/平方英尺））。該固定余量可以在執行器的流量控制閥（加上系統管道等）中提供壓力差以及穩定的泵控制。
當多個執行器同時運行時，最高負載壓力可通過簡單的換向閥或止回閥來選擇，但這當然并不意味著泵出口壓力將由需要最高壓力的執行器來確定，這會降低輕負載執行器的工作效率。進口節流流量控制本身并不適合有負值（逃逸）負載的執行器，因為如果負載與移動的作用方向相同，限制進入執行器的流體不會影響執行器的速度。當負載通常為正值（有阻力）時，可能也需要考慮這一點，但需要將負載減速至更慢的速度或完全停止。在這種情況下，需要考慮負載質量以及作用在負載上的摩擦力來確定負載慣性的影響，從而確定在這種情況 下，進口節流控制的效果如何。
個長期存在的問題，即控制執行器的進口流量還是 出口流量，亦稱進口節流或出口節流流量控制。
2.1、進口節流流量控制
顧名思義，進口節流流量控制通過限制進入進口的液體流量來確定執行器的速度。
如果執行器的排出流量仍幾乎不受限制，則執行器進口 (P1) 的壓力只需根據執行器的尺寸和載荷大小就能確定，（如果是缸體，則為力除以活塞面積）。流量控制閥進口的壓力一般都是整個系統的壓力。如果是固定泵和溢流閥系統，執行器未使用的任何流量都必須以溢流閥全壓通過溢流閥。如果要求的執行器流量明顯小于泵的全流量，這很明顯會帶來低效和發熱的問題。在這種情況下，壓力補償式變量泵可以提高系統效率，因為泵會自動將輸出減少至流量控制閥設置確定的執行器所需的水平。不過，這類泵的成本遠遠高于簡單的固定排量泵，為了減少泵流量，泵出口處的壓力仍需達到補償器全壓，即使執行器此刻只有輕負載亦然。
因此，在執行器速度需要變化（一般是在手動控制的移動應用中）時，壓力補償式變量泵比固定排量泵效率更高，但如果負
2.2、出口節流流量控制
出口節流流量控制限制了執行器的排出流量，以控制其速度。
在這種情況下，缸體出口處的壓力等于：
（系統壓力 x 活塞面積比）+ 負載壓力?
其中：?面積比 = 全口徑面積 ÷ 環形面積?
負載壓力 = 重量或負載力 ÷ 環形面積?
例如，比率為2:1的缸體在200巴（3000磅/ 平方英尺）的系統壓力和175巴（2500 磅/平方英尺）的負載壓力下運行，缸體出口處產生的壓力降低后為575巴（8500 磅/平方英尺）。這意味著缸體、流量控制閥加上兩者之間的軟管、管道和接頭的額定值至少為此壓力值。有時，更換機器的軟管后，這一點會被忽視或不被重視！
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在無法保證這些組件費用的情況下，使用流量控制閥，可隨時通過接近負載壓力要求的泵出口壓力來控制流量。
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確定流量控制閥在系統中的最佳位置之后，下一步就是決定需要簡單的節流閥還是壓力補償 式流量控制閥。簡單的節流閥就是某種可變節流器，比如下圖所示的針形閥。
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節流閥與流量控制閥
但是，在很多應用中，負載和系統壓力在機器運行期間不會大幅改變，前提是，速度保持并不重要，在這種情況下，簡單的節流閥便能提供充分且劃算的解決方案。
?如果無論執行器負載如何，保持恒定的執行器速度都很重要的話，則需要使用更加精密的閥門，通常被稱為壓力補償閥。這類閥門包含一個額外的提動頭或閥芯（被稱為“水壓調節器” ），與調速節流器串聯，可以感應閥門中的壓力差，見下圖 。
水壓調節器閥芯在相對較輕的彈簧（一般為8 巴/120 磅/平方英尺左右）的作用下，被彈簧偏置處于打開位置，這樣一來，只要節流器中的壓力差超過該值（這往往會增加通過閥門的流量），水壓調節器閥芯便會開始閉合，產生額外的節流口，從而防止流量增加。因此，無論整個閥門中的壓力差是多少（高于最小值），水壓調節器都會自動打開和關閉，以在可變節流器中維持恒定的8巴/120 磅/平方英尺壓力差。忽略液體屬性本身的任何變化，這意味著無論負載或系統壓力如何變化，通過閥門的流量還是會保持恒定。因此，在負載不均衡的升降平臺上使用這類閥門可確保平臺保持一定的水平，具體程
度取決于所用閥門的準確度，見下圖。
很明顯，對于閥門操作具有何種準確度才能保持恒定流量有實際限制，并且在非常低的壓降（低于水壓調節器彈簧的值）下，閥門不會補償壓力。但除非在可變條件下的速度保持絕對必不可少（需要某種形式的閉環控制），否則壓力補償流量控制一般都能充分發揮作用。
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閥門選擇
前述壓力補償閥不僅可用于進口節流、出口節流，在少數情況下也可用于旁路節流，以保持執行器的速度恒定（在閥門準確度的限制范圍之內），即使負載或供水壓力變化亦然。由于閥門僅控制一個方向的流量，通常還需要另一個閥門來控制相反方向的流量，但可以在流量控制閥中使用自由流動反向止回閥來簡化回路。
如果在設備開發的原型階段就能確定流速，則可以使用不可調節的壓力補償式流量控制閥， 這不僅能降低成本，還能確保機器的設置不會被篡改。這類閥門的流量設置可在之后的訂購階段指定。
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2.3、旁路節流流量控制
然而，還有第三種控制執行器速度的方法，仍是控制進口流量，但這種方法是排出泵流量中 驅動執行器所不需要的流量。
與進口節流流量控制一樣，這并不適合負值負載執行器，與變量泵結合使用也不是一種明智 的方法（因為變量泵可以提供啟動所需的流量）。乍看之下，這也是一種既浪費又低效的方法，但如果使用固定排量泵，過剩流量（泵流量減去執行器流量）必定會流向其他地方。對于進口節流和出口節流，過剩流量一般都會以恒定的溢流閥全壓經過溢流閥。對于旁路節 流，過剩流量會以負載壓力而不是溢流閥壓力通過流量控制閥，這意味著當執行器輕負載運行時，產生的熱量顯著降低。但控制準確度可能會有損失，因為基本上是控制多余或不需要的流量。如果泵流量本身可變（由于驅動器速度波動或泵內部泄漏），則執行器流量也會變 化，從而導致速度變化。
通過標準旁路節流流量控制，過剩流量會流回水箱，因此一次只能操作一個執行器。因此，典型的應用可能是利用可變負載控制液壓馬達，此時，長期運行效率提高。不過，如下文所述，在過剩流量可用于操作其他機器功能， 而不只是流回儲液槽時，可以使用流量控制閥。
在執行器運行速度和負載變化迥異的應用中（ 一般是在眾多移動機械系統中），不僅需要考 慮最大速度和負載，還需要考慮對應的最低液位。為了最大程度地提高系統效率，通常會用到負載敏感變量泵，或
調整針的位置改變了流量穿過的區域，從而也改變了閥門的節流效果。通常包括一個提供反向流量的旁路止回閥提動頭，這樣閥門就能限制一個流量方向，也能讓反向流量暢通無阻。在節流方向能夠通過閥門的流量不僅取決于對閥門的調節，還取決于閥門中的壓力差。在很小的程度上還取決于液體粘度和密度。考慮到在進口節流設置中使用的閥門，閥門中的壓力差將取決于一側的系統壓力和另一側的負載壓力。假設系統壓力保持不變，這意味著通過閥門的流量將隨著負載壓力的變化而變化。在輕負載的情況下，當負載壓力較低時，閥門壓降將增加，導致更高的流速和更快的速度。相反，在重負載的情況下，負載壓力將增加，導致閥門壓降更低，速度更慢。如果兩個或更多執行器的速度需要同步（例如，在下圖所示的升降平臺上），簡單的節流閥將無法維持恒定的執行器速度，除非負載壓力相等。這意味著缸體負載和摩擦力都相等，因此平臺的偏心負載有可能會導致運行不水平。
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分流器
當兩個或更多執行器同時運行時，需要一種規定比例的可用流量共享途徑。在某些應用中，每個執行器單獨使用一個泵，例如，某些施工車輛所用的履帶驅動。但一般來說，所有執行器共用一個泵，并根據需要通過旋轉或閥芯式分流器分隔流量，
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在空間和費用上都會更加經濟。旋轉分流器一般包括兩個或更多液壓馬達（通常是齒輪型），其軸以機械方式相連，因 此能夠以相同的速度旋轉，見下圖。
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優先分離器
由于馬達并沒有以機械或液壓方式聯鎖，因此也能以不同的速度轉動，在車輛轉彎且每個車 輪的轉彎半徑都不同時需要這種功能。但是，如果一個車輪失去牽引力，所有流量都會流向 驅動這個只是自由旋轉的車輪的馬達，并且會失去對側車輪的驅動力。因此，在這種情況下，分流器可以切換到回路中（電磁閥通電），以確保每個車輪都能獲得可用流量的一半，從而向仍有牽引力的車輪提供驅動力。
（A）、（B）所示的兩類閥門僅在一個方向上分流，因此需要旁路止回閥來提供自由反向流量。如果還需要在相反方向上均勻地調節流量，可以將閥門改裝成下圖所示的分流器-合流器。
并接，這樣每個馬達的壓降相同，從而產生相同的驅動扭矩。
流出端口1 后，反向流量再次提供壓力補償功能，見下圖。
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假設每個馬達的排量都相同，這兩個馬達將需要等量的流體，因此進水流量將在兩個馬達輸 出口之間按50:50的比例均分。使用不同排量的馬達必然會按照與排量相同的比例來分流（如果需要的話）。分流的準確度將取決于每個馬達的內部泄漏或滑移，而這又會因每個馬達端口的出口壓力和制造間隙、磨損情況等差異而有所不同。旋轉分流器確實有優勢，但如果一個輸出的負載比另一個輸出的輕，則這個部分產生的扭矩輸出只能部分驅動另一部分，從而導致進口壓力要求降低，效率稍有損失。
閥芯式分流器提供了一種備選方法，這種分流器往往更加小巧且成本更低，壓力補償閥芯式分流器的典型示例見下圖。
從進口通過閥門流向每個出口的流量首先會經過 閥芯孔洞產生的固定節流口，然后再經過閥芯臺肩和出口開口之間的間隙產生的可變節流口。如果兩個出口的壓力相同（如上圖A），閥芯將一直處于中間位置，兩個可變節流口相同，導致每個出口的流量相等。如果一個出口的壓力降低
（如上圖B），該出口的流量就會增加，導致左端閥腔的壓力降低。不平衡的閥芯隨后會向左移動，部分封閉低壓出口處的可變節流口，從而避免流量增加的趨勢。因此，無論兩個出口處的壓力等級如何，閥門都將調整閥芯位置以保持兩個出口的流量相等。如果需要不相等的分流（如按60:40分隔），可采用不同尺寸的固定節流孔提供此功能。
與旋轉分流器不同，如果出口壓力不同，進口壓力必須等于最高的出口處壓力加上產生內部節流口的額外壓力值。流到低壓出口的流量壓降明顯更高，這會產生熱量。因此，為了保持高效運行，最好是在兩個出口的壓力差相對較小或者只會短暫出現大壓力差的情況下使用閥芯式分流器。再次以負載不均衡的升降平臺為例，無論負載位置如何，分流器都有助于保持 水平運動，見下圖。
此外，如果需要改變平臺的運行速度，現在只需改變分流器的單個輸入流量，而不是調節和同步兩個壓力補償式流量控制閥的設置，如圖8所示。
在同步兩個缸體的運動時，必須考慮一個缸體略早于另一個缸體結束沖程（因為所有分流器 都存在一定程度的不準確性）的情況。在這種情況下，當閥芯移動到行程最左或最右側時，兩個出口的流量往往都會停止。在進口加一個順序閥，或者在出口加一個溢流閥會很管用，可以讓缸體位置在沖程結束時保持平衡。旋轉型分流器也會出現相同的情況，當一個出口在低壓下工作時，通常使用出口處的溢流閥來限制分流器的增壓效應。?
分流器也可用于車輛驅動器，以提供“差速鎖”功 能。考慮到下圖 所示的兩輪驅動車輛，正常運行時，車輪驅動馬達可以
在這種情況下，閥門包括兩個扣在一起的閥芯。用作分流器時，端口1的流量推開兩個閥芯，而這兩個閥芯向出口端口2和3提供壓力補償流量，如上文所述。在合流器模式下， 反向流量進入端口2和3，將閥芯推到一起，在流量通過閥門并且合并
優先分流器還將單股流量分成兩個部分，但在這種情況下，主壓力補償輸出優先于可用流量，剩余部分流到次級（旁路）出口，見下圖。
如果入口流量小于閥門的設置，則所有流量將流到常開優先端口。當進口流量增加并且可調節流閥達到預定壓降時，閥芯將朝彈簧移動，以限制優先流量進一步增加，并將過剩流量轉向次級旁路端口。因此，閥門提供來自優先端口的壓力補償流量，同時將剩余流量轉向旁路端口。
如果旁路端口接回水箱（見下圖），閥門將提供進口節流流量控制的準確度，但有可能實現更高的運行效率。
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在這種情況下，分流器可能需要快速反應，才足以將優先流量維持在其設定值，即使由于泵 滑移增加或原動機驅動速度下降導致閥門進口流量驟降亦然。圖19列述典型的威泰科優先分流器性能，顯示了當優先端口壓力從25巴突然變化到200巴左右時，優先流量如何保持幾乎恒定不變。流向旁路端口的流量減少是因進口流量減少所致。如果旁路端口壓力突然改變，將做出類似的響應，即對優先流量產生最小的影響。
然而，如下圖所示，快動閥可能容易振蕩，因為閥門感應到出口壓力的階躍變化，導致執行器操作出現“顫抖”效應。因此，必須優化閥門優先流量通常適用于機器上最重要的功能或在變化條件下精確速度保持至關重要的功能。例如，優先流量輸出經常用于向車輛的轉向功能 提供用于次要輔助功能的旁路流量。
進口流量隨后被分成優先端口的恒定（壓力補 償）流量，以驅動馬達，其余（未補償）流量被引導至旁路端口，以操作缸體等組件。如果進口流量變化（例如，因泵的發動機驅動速度變化所致），則優先端
口流量不會改變（前提是進口流量仍大于優先流量設置），但是旁路流量將相應地增加或減少。在某些情況下，這種閥門的動態性能也可能非常重要，即它們如何對運行條件的突然變化做出反應。在下圖所示的示例中，當負載落在輸送機上時，所需的馬達驅動壓力將突然改變。
路甬祥 序
本書論述了行走機械對于傳動裝置的基本要求，分析比較了純機械、液力、電力和靜液壓四種傳動裝置的優缺點和適用范圍。
波克蘭液壓和靜液壓將于6月10日同步對王意先生的著作《車輛與行走機械的靜液壓驅動》進行連載，雙周更新一次，敬請關注。
如上文所述，在固定排量泵上使用流量控制閥意味著過剩流量（即，泵流量減去計量流量）必須在溢流閥全壓下通過系統溢流閥。如果執行器負載較輕，這將導致系統非常低效，因為即使執行器要求適用于較低的壓力，也會在溢流閥全壓下產生泵的全流量。然而，使用優先分流器后，來自旁路端口的過剩流量僅在略高于負載壓力的壓力下就能流回水箱。在這方面，結果與使用旁路節流流量控制類似，但是與旁路節流不同的是，直接控制的是執行器流量而不是旁路節流流量，所以對變量泵流量的控制準確度也更高。因此，如果執行器上的負載會變化，分流器控制閥將在輕負載運行期間提供明顯的效率優勢，同時仍能保持良好的速度保持準確度。
在其他情況下，優先分流器的旁路出口可用于操作其他功能，而不是像下圖一樣的接回水箱。
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按照馬克思主義的經典理論，包括行走機械在內的各種機器系統都是由原動機、傳動機和工作機三個基本部分構成的。
然而有得必有失
往復蒸汽機的一個重要的優點是其簡單皮實的結構和寬闊的調速范圍。代汽油機和柴油機等內燃機在額定功率下運轉時，當負荷增加后其輸出轉矩所能達到的增加值相當有限，并有最低轉速的限制，即使是空載也無法在很低的轉速下運轉，而且多數機型都不能反轉。它們還都需要包括人力在內的其他動力裝置來啟動。所以單用內燃機是無法像蒸汽機那樣直接來驅動車輛的。作為匹配車輛與行走機械原動機和工作機的特性差異的“二傳手”，各種傳動機和控制機的存在也就是十分必要的了。
第一集 ·?現代車輛與行走機械的傳動裝置?
專題文章
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現代車輛和行走傳動裝置用途和功能
現代車輛和各種具有自行移動能力的行走機械的動力源主要仍然是以汽油、柴油或可燃氣體為燃料的活塞式內燃發動機和少量的燃氣輪機，同時以蓄電池等二次能源供能的純電動車輛和內燃機與電動機兩者結合的油電混合動力車輛也在日益增多。
一百多年前以高轉速高效率的內燃機取代蒸汽機驅動行走裝置曾是車輛技術的革命性的巨大進步，無論在能量轉化效率、結構體積和功率密度方面，內燃機都比蒸汽機要優越
得多，并因之極大地促進了車輛的輕量化和高速化發展進程。
車輛與行走機械這樣的移動設備對輕量化的要求十分迫切，特別注重前面已提及的“功率密度”的提高。
功率密度是動力或傳動裝置的功率容量與其結構質量的比值。最為理想的情況是動力源傳動裝置的輸出轉矩和輸出轉速之間具有接近于所謂“恒功率”的雙曲線特性關系。即使車輛行走裝置的驅動系統不僅在啟動、加速和低速運轉時應該能夠輸出盡可能大的力或轉矩，以克服各種部件之間較大的靜摩擦和加速慣性力，而且在作業中遇到負荷突然增加時又需要能以降低速度來換取更大的推進力。
經驗表明，當使用單一對像或單一技術難以全面滿足互相矛盾的一些性能要求時，改為利用“分工論”的原則，依靠增加某些中間環節的手段往往是解決匹配問題的更好方法。按照這一原則，人們將對于零部件較多、機構較為復雜的動力機的功能的要求，簡化為僅在于轉速較高、但轉速變化范圍不大有利的工況下高效率地輸出功率，而把與工作機（行走機構）所要求的寬廣的速度范圍內的相差懸殊的轉矩匹配轉由依靠專設的傳動機來完成，就是這樣的一種提高整個動力傳動裝置的功率密度和調節品質的有效措施。
傳動機的結構和能量傳輸的方式較之動力機相對簡單，其輸出部件因之能以較輕、較小但卻更為結實的結構來承擔輸出為工作機所需的較大的轉矩。有了高速輕巧的原動機和具有較寬的可調節速比的傳動機這樣的“專業分工”，就無需再使用蒸汽機那樣龐大笨重的原動機來直接驅動車輪，整機的動力和傳動系統的總體的功率密度因之得以顯著提高。
然而，除了上述要解決特性匹配的要求之外，在車輛與行走機械的原動機與工作機（行走機構）之間設置傳動機，特別是傳動比可以改變的傳動裝置（變速箱），還有一個系統資源優化配置的作用。這體現在以下幾個方面。
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體積和質量方面的優化
對于整機的性能來說，更有實際意義的是實時的總效率的高低和走向趨勢。
此處需要區分系統和構成系統元件的“穩態最高效率”和“實時平均總效率”這兩個概念。穩態最高效率是指系統或構成元件本身在試驗臺上于最有利的穩定工況條件下測出的效率峰值，從單獨的原動機或傳動機的樣本上常常可以查到或推算出它們的穩態最高效率值。實時平均總效率表征的則是在一定的運行時間段內，一套裝置輸出的總有效功和總的輸入能量之比，它主要用于評估由原動機和傳動機乃至工作機所構成的全套系統的經濟性，不僅受系統中各環節的自身的穩態最高效率的影響，而且與各環節之間的匹配水平以及所遇到的的工況中載荷譜的變化關系密切。
現在汽車越來越普及，人們所關心的表征汽車經濟性的百公里（千米）油耗值正是這樣的一個綜合性指標。眾所周知，在不同的行駛工況條件下，同一輛汽車的每百公里的油耗會有很大的差異，而根據某一型汽車在使用中可能出現的工況概率來優化其動力、傳動和行走系統的相關參數的匹配來達到最佳的效益，則是汽車設計者的重要專業技能之一。
現代技術在原動機、傳動機和工作機基礎上進一步延伸出來的“控制機”的重要功能之一，正是要實現原動機、傳動機和工作機高效區之間的優化匹配。理想的控制機能夠根據原動機和傳動機的效率特性以不同的目標函數（如最高生產率、最低能耗、最長運轉壽命等）把它們的實時工作點調節到對應的最佳值。
現代技術甚至對于作為工作機的行走機構也可作出某種實時調節，例如在車輛行駛間根據路面狀況和推進力的需求調節驅動輪輪胎的氣壓，通過輪距和軸距的變化調節多個驅動輪之間的載荷分配等等。不過就整機系統而言，目前這種調節的主要控制參數仍然是傳動機的傳動比。
注：以上內容引用或改編自王意先生著作《車輛與行走機械的靜液壓驅動》化學工業出版社，2014
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整機能量利用高效區的擴展和優化
車輛與行走機械的動力傳動系統的最高總效率并不是每個環節各自最高效率的簡單乘積，而是同一瞬間各自實時效率的乘積。
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工廠和員工都面臨著提高生產力的需要，以應對市場的競爭壓力。在機械層面，這往往要求系統中的運動部件有更快的運動速度和更精確的動作響應。就液壓伺服系統來說，良好的設計原則是保持機構高速度和高精度的基本條件。
閥的尺寸： 使用線性執行機構時，從應用所需的行程長度和運動時間角度，系統設計人員應先從確定缸徑大小入手。首先關注缸徑的原因，是為了保證充分的動態響應以滿足加速和減速的需要。確定缸徑，通常還需要計算所需的系統壓力。第二步一般是選擇閥的大小尺寸(額定流量)，一旦計算出正確的缸徑，這步便相對簡單。值得注意的是，伺服閥和伺服比例閥的壓降通常是70bar (1,015 psi)，而其它比例閥通常壓降是10 bar (145psi)。兩者之間差別很明顯一70 bar壓降時的流量是10 bar時的2.65倍。但是液壓閥在每個尺寸范圍內通常有許多功能選項，所以選擇正確的閥不僅要考慮通徑大小，還得參考其它相關參數。
閥的選型： 首先決定選用伺服閥還是比例閥。兩者之間主要區別是閥芯的兩者之間主要區別是驅動閥芯移動的方式。比例閥使用電動線圈和磁鐵，與典型的音頻揚聲器所用的音圈(發音線圈)類似，屬于直接驅動閥芯。而伺服閥則是使用小型力矩馬達驅動液壓油路，依靠液壓力帶動閥芯運動(先導控制)。下面兩幅圖是兩種閥的結構圖。
這兩種閥響應速度上的差異主要是由于作用在閥芯的驅動力不同所引起的。由于伺服閥的液壓力與閥芯質量的比例關系，伺服閥的響應速度一般要快于比例閥(盡管有些比例閥已接近伺服閥的響應時間了)。比例閥必須輸出足夠的力來推動閥芯、內置的LVDT和電磁線圈，還要來克服彈簧的置中力。
先導伺服閥加工精度高，結構中設計有小孔徑的先導控制油口，使得這類伺服閥的價格更高，同時更容易被污染。在許多實際應用中，這些缺點使人們更傾向于使用比例閥。不過伺服閥仍有自身的市場。例如在大流量工況下，由于系統壓力可以用來驅動閥芯并克服液動力，伺服閥性能更好。在這些工況下，因為伺服閥響應更快，響應的線性特性更好(因此便于操縱)，伺服閥是更安全的設計選擇，而且其運作也更高效。 在某些工況下，比例閥無法提供足夠的力來克服大流量下產生的液動力(伯努利力)。此時，閥會瞬時失控，直至液動力下降為止。在出現故障時，在排除故障時，人們常常傾向于懷疑控制裝置而不是閥本身有問題。這時使用示波器等診斷工具來記錄控制信號波形、閥芯位移、以及執行機構的位移等參數，就會很有價值。 我們可以使用多級閥來解決與液動力有關的問題，用小型先導閥的液流來控制主閥閥芯的位移。但由于存在相位延時，多級控制閥價格較高，控制環節更多，響應時間也往往更長。不過為了使主閥芯快速運動，大型閥需要的力要比單靠電磁線圈提供的力要大。這種情
比例閥放大器：比例閥需要放大器將控制器的控制輸出電壓信號轉換成大電流信號，以驅動閥芯。在伺服比例閥中，放大器使用閥中的LVDT位置反饋裝置校正控制信號與實際位置之間的誤差。為此，控制信號與反饋信號之間的偏差信號需要經過一個電子伺服放大器。有些伺服放大器使用簡單的比例控制，而另一些則使用PI或PID控制方式。如果放大器調試不精確，液壓閥的性能會因此受損。在采購時最好能購買自帶電子配套的比例閥，以確保放大器調試的最佳狀態。當然也可以單獨購買放大器卡，但是這需要額外的努力和如何調試放大器增益的知識，使閥芯可以對控制信號作出快速響應。
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如何選擇最佳的液壓伺服控制閥
——微信公眾號（福艾德自動化）
況下，先導閥通過導入油壓來直接而快速地推動主閥芯，從而增強系統性能。
封閉中心閥芯：非線性滑閥有許多種，也有許多名稱。最常見的一種就是封閉中心閥芯，又稱正重疊或負開口閥芯，它有明顯的“死區” 或零收益區。原因是在控制電流較小的情況下，不會有液壓油通過閥口，如圖2-2-2b所示。封閉中心閥芯泄漏小，手動控制時便于關閉。但用于壓力及位置控制時則成為糟糕的選擇，因為閥芯必須非常迅速地通過中心位置才能提供良好的壓力或位置控制。死區面積越大，閥芯通過死區的移動時間就越長。在這幾毫秒之內，閥基本無流量，導致輸入到控制器中的位置和壓力信號無變化。這種反饋信號的不連續性降低控制器對位置或壓力控制的精確性。因此封閉中心閥芯僅應用在
不要求閥芯快速通過死區的工況下，或者不需要閥芯作頻繁快速的換向運動的情況之下。封閉中心閥芯常應用于速度控制系統中，如傳送帶、輸送機氣等。
閥芯的選擇：比例閥因其閥芯位移與控制電流強度呈正比而得名，但是流量卻不一定成比例。比例閥有許多不同的閥芯類型，選擇合適的閥芯，是保證系統性能最優化的關鍵。從位置控制和壓力/力控制角度出發，應選用比例伺服閥芯或軸向開口閥芯。這些閥芯可以輸出與控制信號成比例的流量，前提是閥門兩端之間的壓差要保持恒定。
雙重增益或變增益閥芯：此滑閥具有隨控制信號強度變化而改變增益的功能。這些閥在控制信號接近零時流量增益很低，而在控制信號接近正、負最大值時流量增益較高。如圖2-2-2c和d所示，節流槽閥或雙增益閥有明顯的低增益區和高增益區，而曲線閥的流量增益是連續變化的。在手動系統中，這種結構的閥芯在緩慢運動下控制精細，而高速運動時又能提供很大的流量。非線性閥使整個液壓系統具有非線性，盡管這在手動控制及開環控制中不是問題，但應用非線性閥實現閉環控制十分困難。當閥芯在高增益區與低增益區之間切換時，閉環控制器必須實時調整它的增益。在理論上該閥的線性化(作為所述控制信號的函數的不同的增益補償)，可通過運動控制器使用補償表或特定的補償方程來實現。但這種補償方法要與特定的閥的特性相匹配，限制了這種方法的實用性。
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裝載機無法建壓的原因（連載1）
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未完待續……
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攔
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我所理解的流體力學——王洪偉老師
本篇討論的是一個很基礎的流動現象，即流體繞過物體流動時，在其側面速度會比來流大很多，這種加速作用是很多流動現象的基礎。實際的流動中，在流場中產生大面積的低壓區要比產生大面積的高壓區容易得多。比如機翼產生升力的時候，并不是在機翼下方產生高壓，而是在機翼上方產生低壓。
流體的運動有一個看似違背常識的特點，就是當受到阻礙時，會產生大面積的比來流速度還大的區域。
一個質點或者一個固體的運動不會發生這個現象，一個小球擊打在壁面上，無論朝哪個方向反彈，如果是完全彈性碰撞，則反彈回來的速度與入射速度相同，如果不是完全彈性碰撞，則反彈速度就會小于入射速度，絕不會產生反彈的速度大于入射速度的現象。?
但流體不一樣，當受到阻礙時，在物體的正前方流體的速度會降低到零，壓力會相應地升高。然后在壓差力的作用下流體沿著物體表面加速，從物體兩側繞過。在兩側，流體的速度會超過來流速度，也就是說，阻礙的存在使流體的速度比原來還大了。
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導讀
阻攔引起加速
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用流量連續定理可以解釋為什么有阻礙時流體會加速。因為流通面積變小了，流體需要以更快的速度通過，才能保證和上游流通能力相同。一群人通過一個通道時就是這樣，每個人經過狹窄處時都要加快腳步，才能不阻礙后面的人。
但人是有意識的，會主動加速，難道流體也有自己的意識嗎？?流體雖然沒有自主的意識，卻擁有自主的能量，這就是壓力勢能。以氣體為例，氣體永遠都是受壓縮的狀態，只要有機會，就會在自身壓力的作用下膨脹加速。這種靠自身壓力自由膨脹的最終速度是分子的熱運動速度，與音速相當。
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氣體加速的原理
對于繞圓柱的流動來說，流體在圓柱正面被壓縮增壓，之后如果再膨脹到來流的壓力，速度就會恢復到來流的速度。但實際上由于科恩達效應和離心力的作用，圓柱側面的壓力比來流的壓力低很多，所以流體會加速到比來流速度還大。
也就是說，來流的流體除了速度所攜帶的動能之外，自身還儲備有隨時可以釋放的壓力勢能。這和小球撞擊壁面的例子是不一樣的。?
小球撞擊壁面的例子中，小球撞擊前的全部機械能只有動能，撞擊過程的前一半時間動能轉化為彈性勢能，球被壓扁；后一半時間彈性勢能再轉化成動能，球從扁變圓，最終離開壁面時，能量又完全表現為動能，速度也達到和入射速度一樣。?
而流體在撞擊障礙物之前除了動能之外，還具有壓力勢能，當繞過物體的時候，只要下游存在壓力低于來流壓力的情況，一部分壓力勢能就會釋放出來，使其最終的動能比來流的動能還大。
任何有體積的物體放在氣流中，氣流在接近并繞過的時候，流線都會形成先向外轉折再向內轉折的形式。向外轉折的時候，氣流的壓力會增大，向內轉折的時候，氣流的
收縮管道的流動也可以看成是阻攔引起的加速流動。收縮部分的管道內壁是面向來流的，按理來說只會使來流減速，然而流動實際上會加速。
流體經過收縮管道的亞音速流動是加速的
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總結
壓力會減小。這里的“外”和“內”，指的是相對于物體來說的。這種壓力的增大和減小都可以用離心力來解釋。
在流體力學中，有內凹壁和外凸壁的說法，氣流沿內凹壁流動時，壓力增大，沿外凸壁流動時，壓力減小。這時的“內”和“外”是相對氣流來說的，和上一段的內外定義相反。也可以不用離心力解釋，而用氣流受壓縮還是釋放作用來解釋。
當氣流沿內凹壁流動時，壁面對氣流有阻礙作用，所以氣流壓力增大，當氣流繞外凸壁流動時，由于壁面的“讓開”，氣流得以更自由地膨脹，所以壓力會減小。
（且慢，這樣說來收縮通道會使氣流減速，擴張通道會使氣流加速，和實際的亞音速流動也不符合呀！這個問題也很迷惑人，以后我們再討論。）
1、當有物體阻礙流動時，障礙物正面的流體會減速，而側面的流速會比來流的速度還大。
2、流動之所以會加速到比來流速度還大，是因為流體自身具有壓力勢能，只要有機會就膨脹加速。外凸壁屬于壁面的讓開，讓流體有膨脹的機會。
3、膨脹是自發作用，壓縮是受迫作用，氣流生來愛加速而不愛減速。
寫這篇文章時，我突然想到一個問題，如果是在真空且無重力的環境中，讓液體繞圓柱流動。由于來流的液體自身不再有壓力，圓柱側面液體的速度就不會比來流速度更快了，那么流動圖畫應該是什么樣呢？
后記
油威力液壓科技股份有限公司是從事液壓元件及液壓成套系統研發、設計及制造的專業公司。
公司占地面積46000平方米，建筑面積26000平方米,總資產四億元。公司擁有工程技術人員120名，具有世界一流的加工和檢測設備。
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