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非道路移动机械混合动力和电动技术转型的挑战与探索
“A10家族”再添新成员
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影响流体动力行业的主要市场因素
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IO-Link在液压智能控制系统中的应用
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轴向柱塞泵是应用非常广泛的通用机械。它的耐高压性和易于操作，使它们非常受欢迎，特别是在移动设备应用中。有些应用需要更坚固的长寿命的泵，特别是那些在远程环境中运行的泵，如海洋型或采矿作业。特别是远程控制、高动态和多象限操作等新应用，这些需求创造了泵制造商和机器原始设备制造商在预期寿命和鲁棒性方面面临的挑战。目前，大多数轴向柱塞泵滑靴都要经过磨合过程。在此过程中，较软的黄铜会根据泵正常运行所需的形状，进行刮削并改变其形状。这个过程高度依赖于形状的设计及其制造公差。本文通过对间隙高度和磨损曲线的测量和仿真，研究了轴向塞泵滑靴的磨合过程。测量结果显示，在泵运行的前120小时内，轮廓和间隙高度有明显的变化。在那之后，间隙稳定了下来。用Caspar FSTI程序进行的数值仿真与接触磨合磨损模型相结合，输出磨损曲线。我们将引入不同的仿真，并与测量结果进行比较。我们将讨论在磨合前后去除的材料余量和泵的性能。
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是摩擦副密封，它已经在微米公差内加工，改变其表面拓扑结构，以承受所需的负荷。轴向柱塞泵的运动部件和分离这些部件的流体油膜的插图如图1所示。滑靴/斜盘界面，是本研究的重点。
图1 轴向柱塞泵摩擦副和流体油膜
滑靴和斜盘之间的摩擦副油膜是非常复杂的，因为它的范围从非常小的间隙高度(<5µm)在高压力侧，到低压侧相当大的间隙高度(约100µm)。典型的摩擦副油膜变化如图2所示。仿真通过对两种不同泵设计的非常广泛的测量来验证，因为每个设计的间隙高度范围不同。
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研究背景
由于其高能量密度，高效率和整体稳健性，轴向柱塞泵已成为高压和移动设备应用的主要选择。这种机器的使用寿命可以非常高，特别是由于它们的流体静压油膜，然而，泵和马达都将需要经历了一个关键的磨合过程，其中标称加工部件磨损。这种磨损会产生影响系统下游其他部件的颗粒。主要
图2 开式泵的典型滑靴间隙高度，使用 Caspar FSTI 进行模拟，并在突出显示的部分进行了验证
原文作者：Roman Ivantysyn, Ahmed Shorbagy, Jürgen Weber
翻译：马明东，校对：静液压
轴向柱塞泵滑靴磨损行为的仿真与测量研究
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在之前的一篇论文中发表的测量结果表明，滑靴要经过一个磨合过程，该过程可能需要长达100小时的运行时间。在磨合过程中，零件会改变形状，并且在磨合完成后表现会更差。其他发现表明，对于特定的操作条件，如果在模拟中考虑了由于磨损导致的材料去除，模拟温度场仅与测量值匹配。本文将更详细地研究这种磨损过程。
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研究目标与方式
本文的目的是提出一种使用 Caspar FSTI 模拟滑靴磨合在不同操作点的方法, Caspar FSTI 是一种能够使用数值方法计算轴向柱塞泵间隙高度的模拟工具。当前版本的 Caspar FSTI 不包含对磨损的计算部分。但是，可以输入测量的磨损曲线，从而进行间接磨损分析。如果零件设计已经存在，这很有用。
作者研究的目标是开发一种能够仅根据模拟结果预测磨损的方法。然后泵设计者可以使用这种方法设计零件磨损更少，甚至可能没有磨损。这方面的一个例子可能是微表面形状，它已被证明可以减少零件的磨合，同时还可以提高效率。
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于S2b，则这表示滑靴在TDC后升起，或者滑靴向前倾斜(围绕y轴)。单个传感器信号还包含关于该实例下滑靴的当前运动的状态。这些单独的滑靴测量值（S1-3）平均超过50转。其中一个工作点的结果如图4和图5所示。由于该泵由多个单独的滑靴组成（在本例中为9个），因此我们观察到每个滑靴都有不同的初始间隙高度（图4），并执行一个单独的磨合过程。每个滑靴在初始运行(图4中的t=0小时)和120小时后（图5）所测量的流体膜厚度。
图3 涡流传感器在 TDC 的测量位置
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间隙高度测量
本研究对一个92cc开式泵进行了一系列的测量，包括了配流副和滑靴副的温度和间隙高度的测量。配流盘和滑靴，每个都是比它们对应的滑动摩擦副更软的材料，都经过了一个磨合过程，这可以在测量的信号中观察到。滑靴间隙高度的测量特别有趣，因为它们清楚地说明了流体膜厚度的变化和滑靴在整个运行过程中的运动轨迹。使用三个涡流传感器测量流体膜厚度，这些传感器仔细放置在高压侧和低压侧、底部高低压过渡中心(BDC)和顶部低压与高压过渡区中心(TDC)四个位置。传感器在TDC处的放置位置如图3所示。这三个传感器的定位方式是这样的，它可以在TDC(phi=180˚)上进行精确的测量。
图3中的图表说明了当滑靴在斜盘上滑动时的每个传感器输出。可以看到，传感器1（绿色S1）和3（蓝色S3）分别为外部和内部流体油膜的读数。传感器2(红色的S2a和橙色的S2b)输出两个窄带，因为它的传感器信号被斜盘中心孔中断。如果S1高于S3，则滑靴将向内部倾斜（围绕x轴）。如果S2a低
图4 t=0时的滑靴间隙高度测量值
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值得注意的是，从最初测量和120小时后最终测量，泵总共测量了78个不同的工作点。这意味着泵在不同的工作点运行，而不仅仅是一个工作点。这将反映出一个典型的现实世界中的运行状况。有趣的是，所有滑靴的间隙在磨合后的间隙高度都高于最初的未磨损的测量。间隙越大，意味着粘性摩擦力越小，但泄漏量越高。对于每个工作条件，都有一个最佳的间隙高度，这意味着摩擦和泄漏造成的损失之和最小。损失可以计算如下。
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透过这些柱壮直方图水平线是所有滑靴动态的平均值，并作为滑靴彼此统一的参考。在最初的磨合过程中，可以看到许多滑靴偏离了平均值，有些偏离甚至相当明显。磨合后的滑靴接近均值。在图4中，每只9只滑靴上都有不同的间隙高度和位置，如传感器彼此之间的关系所示。例如，在滑靴S1信号高于S3，表明滑靴稍微向内侧轻微倾斜。平均间隙高度为9µm。然而，滑靴3显示出相反的倾斜度，平均间隙高度为6µm。对所有的9只滑靴都可以进行同样的分析。经过120小时（图5），间隙都收缩为一个均匀的流体膜。在初始测量的滑靴5被不同的形状取代作为接触面后，因此它缺失了，但是所有其他8只滑靴都非常接近平均值，并显示出相同的趋势和在空间中的位置。
图5 t=120时的滑靴间隙高度测量值
hG为间隙高度，PG为油池中的压力，ω为转速，µ为动力粘度，rout和rin代表单只滑靴的内径和外径。功率损耗是泄漏和前摩擦的总和。对于这些分析计算，假设间隙高度是恒定的和均匀的。在与图4，5中测量值相同的工作条件下，在500rpm、50bar和斜盘100%排量条件下，不同滑靴间隙高度的功率损耗如图6所示。这里的粘性和泄漏损失绘制与不同的滑靴间隙高度。可以观察到，流体膜厚度的微小变化会导致功率损失发生相当大的变化(10W等于效率下降2.6%)。
图6 在500rpm, 50bar, 100% 排量下随着间隙高度变化而预测的功率损失
在图6中，绘制了9只滑靴磨合后的新形状(实线中为t=0)和操作120小时后（以折线进行磨合后）的测量间隙高度。新条件下的滑靴在间隙高度上有很大的分布，从4到14µm，导致所有滑靴的功率损失从2-6.5W（总功率输出的0.5-1.7%）。滑靴3在这个作点有一个相当完美的形状，导致在2w时产生最低的功率损失。在磨合过程后，滑靴都在斜盘中心孔上面高度上从紧密压合到脱开扩散，这表明它们在磨合后都有统一的表面形状。然而，所产生的流体膜高度高于磨合前最差的滑靴(14.2-15.2µm)，并在8W左右导致更严重的功率损失，这等于泵的效率下降的2%。这种趋势可以在多种操作条件下观察到，也可以在图7中看到关于更高的速度和更高的压力的另一个例子。这里的功率损耗高一个数量级，导致50W的差异，这导致在这个工作点上最好的新设计和最差的设计之间的总效率下降2%。这些结果清楚地表明，磨合过程不能导致零件的最佳形状，而是为了消除制造公差。生成的形状可能比运行过程之前更差。这些发现不能作为一个总体趋势，因为这只是在一个泵上测量的。然而，它们表明，在设计过程中需要考虑磨合过程，因为它会极大地影响零件的效率。
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测量的工作条件为仿真的转速范围，为500–1800rpm，50–300bar和50–100%排量。这个仿真的操作条件滑靴的预计磨损如所示下表1。黄色高亮显示操作为磨合选择的条件。被选择用于过程中的磨损，因为仿真预测了更强的磨损。
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以下仿真结果均基于阿卡尔德的方法。它在仿真中的实现是在一个递归循环中完成的，直到磨损过程完成，仿真的第一步是找到哪种工作条件会导致给定泵设计的磨损量最大值，这可以通过使用颗粒传感器进行测量，或通过经过验证的仿真模型来实现。这是可以做到的，通过使用颗粒传感器进行测量颗粒，提供测量的总磨损。测量到的分离固体颗粒无法溯源到某个零件上。92cc泵的模拟模型已经在以前使用间隙和温度测量进行了验证，因此它被用来确定滑靴的最关键条件。
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仿真研究
图7 在1500rpm, 100bar, 100% 排量下随着间隙高度变化而预测的功率损失
在确定磨合的最关键工作条件后，对每个工作点执行磨合程序。这是按照解释的那样完成的，如图8和图9所示。
在本节显示了以下各项的磨合结果预测的各种工作条件应用Archard磨损方法进行仿真磨损方法，显示了不同操作条件下的磨损结果。图10显示了所有11个值工作条件下的最终磨损曲线。可以看出，OC10和OC22的磨损程度最多。这两个工作点都处于中压200bar，和相当低的速度。
图8 轮廓磨损计算
图9 磨损仿真的数据流程
图10 各种操作条件下模拟预测的最终磨损曲线
这似乎不是很直观，最多的磨损发生在一个中等压力。可以认为，它要么发生在低压下，在那里滑靴的流体动压力发挥更大的作用，增加倾斜度，或在高压下，压力变形往往会改变间隙的形状。然而，事实证明，对于这种滑靴的设计，静压力的平衡相当低。这意味着需要流体动压力来平衡力，因为流体静压力是不够的。在低速时，流体动压力不足，因此磨损增加。随着速度的增加，几乎没有任何磨损，而且在1500rpm后，滑靴在任何压力下都没有任何磨损。速度对磨损量的影响如图11所示。这里显示了4个操作点。三个速
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在图13中介绍了压力对磨损轮廓的影响。在相同的速度和排量下显示了四个压力水平。有一种趋势是，压力越高，磨损就越高。这似乎是合乎逻辑的，因为滑靴上的力随着压力的增加而增加，特别是对于失衡的滑靴。然而，200bar的磨损预计比300bar的高。这在一开始似乎是相当违反直觉的，但是它确实是有意义的，因为滑靴的压力和温度变形随着压力的增加而增加，而且形状变形，实际上增加了外径的间隙高度。这也解释了为什么在300bar的工作条件下比200bar的磨损更少。
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度水平：500、750和1000rpm，以及两个排量水平均在相同的压力下。可比较的工作点以相同的颜色绘制，而速度水平以不同的线类型显示：虚线500rpm，虚线750rpm，整线1000rpm。
为了验证模拟结果，并确定阿卡尔德方法是否产生可接受的结果，将仿真结果与测量结果进行比较。我们采用了两种方法来比较结果。磨损轮廓本身和间隙高度的测量。需要注意的是，之前提出的仿真是根据图纸上的标称滑靴尺寸进行的。然而，在现实中，尺寸随制造公差而变化。因此，用轮廓仪测量滑靴，并重复仿真。和最小值。测量的尺寸。下一节将只显示平均值。
图11 转速对磨损轮廓的影响
图12 斜盘角度对磨损轮廓的影响
图14 测量的轮廓与模拟的轮廓
测量的磨损曲线如图14所示，它由一系列来自所有滑靴的平均测量点组成。外边缘的轮廓磨损似乎很好地符合整体趋势。外边缘的磨损可能比仿真中要高，但需要考虑到仿真只考虑稳态条件。很有可能，在冷启动或高度动态的条件下，如快速摆动，滑靴倾斜增加和磨损更多。这也可能是导致滑靴外边缘磨损的原因。只有少数仿真表明在外密封带的内半径有磨损，但它们在公差带的最大值上，并不能解释平均尺寸的磨损。一种解释可能是，在冷启动时，当所有温度都同样低时，滑靴开始倾斜并减少外边缘的液体膜，增加摩擦和局部温度。这种热载荷可能导致不寻常的变形，因为内部密封带的轮廓低于外部。粗的绿线表示在不同压力下低速累积磨损曲线。这表明，低速磨合可能足以实现所有操作条件下的工作轮廓。总的来说，我们可以这样说，Archard的方法产生了合理的结果，特别是在高磨损条件下，如OC10和OC22。
间隙高度测量为了观察仿真是否能够预测运行前后在功率损耗和间隙高度方面的正确性能，将再次使用功率损耗图。OC4, 500rpm，50bar和100%排量的如图15所示。
测量结果用实线表示，仿真结果用虚线表示。测量的间隙高度在运行前有一个很大的空域，这是由于制造过程的公差所致。在运行后，间隙高度缩小，得到一个更高的值，损失更大。仿真预测了标称滑靴在测量的公差分布范围内的间隙高度。运行后测量和仿真的间隙高度都增加了，但是仿真的没
图13 压力对磨损轮廓的影响
总之可以说，不平衡的滑靴在较低速度时、与较高压力和较高排量时有更多的磨损。然而，滑靴的变形可能与这些趋势相反。
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磨合工序在当今的液压泵和马达中起着重要作用。它允许更宽的公差，因为不正确的滑靴将在磨损过程中得到“修正”。然而结果表明，这个最终的形状不能产生最佳的设计，而是一个可以在所有工况条件下工作的设计。
本研究的目的是通过添加磨合回路来改进Caspar FSTI仿真工具，通过增加一个磨合过程检测到磨损环节。该回路检测由于静压油膜不足而无法承受不足的工作条件，并计算需要去除的材料的余量。目前的磨损模型是基于阿卡尔定律，与经验确定的磨损系数有关。未来的工作旨在将这种方法与更复杂的弗莱舍模型进行比较。仿真结果非常有前途，因为它能够识别具有磨损的运行条件，并预测磨损的形状和大小的真实趋势。此外，通过间隙高度测量，可以正确地预测磨合前后的滑靴间隙高度。磨损过程不是由于单一的工作点，也不是由于运行范围边界的极端条件，而是由相互混合的工作点组成，每个工作点对最终的轮廓形状贡献一小部分。在下一个步骤中，将进行容差分析，以确定制造公差对磨损过程的影响。此外，我们将研究磨合期间运行点顺序的影响，以回答是否确实存在理想的磨合场景的问题。最后，我们将研究阿卡尔和弗莱舍的磨损模型之间的差异。
图15 在OC4条件下进行仿真和测量的磨合前后的间隙高度
没有测量的那么强烈。这可以解释如下。对于这个操作点，仿真预测了一些磨损，但不是很显著。这意味着滑靴的原始形状表现得足够好。磨损只发生在低压侧，间隙高度产生高摩擦。一旦滑靴流体膜足以承受载荷，就不再发生磨损。这意味着只有当滑靴在最低点到最高点时才会磨损。如果滑靴在不同的工作点磨损，比如压力较高的滑靴，那么形状就会改变，它也会
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总结
影响在较低压力OC下的性能。黄色虚线表示使用测量的滑靴轮廓的仿真输出。使用这个剖面，模拟预测了一个间隙高度，这是更接近测量的高度。
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鹰普收购丹佛斯江苏液压摆线马达业务
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专为高压举升机械应用而设计
自MVP柱塞泵成为国内行业内中高压机械应用的理想解决方案以来，在滑移装载机，两头忙，小型挖掘机，以及叉车案例中广泛应用。凯斯帕寻求新突破，打开新格局，在MVP系列柱塞泵基础上优化升级，全新蜕变出了为高压开式回路应用的MVPR系列柱塞泵。
●转速
最大转速3000 min-1
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最大持续工作压力350 bar (5075 psi)
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从55 cm3 /rev (3.36 in3 /rev)
到84.7 cm3 /rev (5.17 in3 /rev)
1 | 提供双轴封选项
可有效防止泄漏，抵挡外部灰尘和颗粒对轴封的损伤，增强轴封的使用寿命。
2 | 通轴驱动串联泵
相比标准的法兰连接具有成本优势，齿轮泵和柱塞泵可共用一进油口,简化客户的系统管路。
3 | 控制方式多样
使液压功率与发动机功率完美匹配，进一步增强了机器灵活性和功能性。满足客户的多种需求。
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重载开式泵D1P 由丹佛斯动力系统中国团队研发和生产并逐渐成长为全球性产品。目前D1P系列有6种排量选项——（65cc/130cc/145cc/160cc/193cc/260cc）和一系列成熟的控制选项（压力补偿、负载敏感、机械/电控功率控制，电/液比例排量控制）。该系列产品连续工作压力高达350bar[5000psi]、间歇工作压力高达400bar[5802psi]，同时集成增压泵允许D1P以高达2500rpm的速度运行。
丹佛斯动力系统正式发布
——重载开式泵D1P160
D1P160泵是专门为极端应用工况中的开式系统开发的高压、高性能可变量轴向柱塞泵。2022年6月，D1P160在海盐工厂正式发布！
一直以来，D1P系列优异的产品特性一直受到业界的关注，其性能优势包括：
突出的性能，坚固的设计
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D1P160共享所有D1P系列控制方式——压力补偿，负载敏感，机械/电控功率控制，电/液比例排量控制，满足客户的多种需求。
交期短，发货快
丹佛斯海盐工厂本地化生产，标准交付周期可缩短至4周，实现产品的快速交付，缩短项目周期。
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为了满足以稳定可靠且能效高的液压元件来应对更多应用工况的市场需求，我们的HM7X系列斜盘式定量柱塞马达应运而生，可用于开式和闭式回路。
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对于系统压力要求高于400bar且低于450bar的应用，HM7X系列马达是一个不错的选择。该系列马达合理布置各零部件，实现了超紧凑型设计，而且还保证了优越的功率密度比，使其能够满足具有高需求的重型工况。
与此同时，它拥有75、85、100、130和160 cc/rev五种排量可供选择，能更全面地胜任客户机械的更多任务。
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特别值得一提的是，HM7X系列马达选择了11柱塞设计，并采用缸体球面熔铜及柱塞孔镶嵌铜套等新工艺，其耐磨性好，抗污及抗冲击能力强，容积效率高，使用寿命更长。而且柱塞数量增多使得瞬时流量不均匀性系数下降，流量脉动较7、9柱塞马达更小。因此，HM7X系列马达可以实现更小的最低稳定转速及平稳的启动性，在低速领域内发挥更优的微动控制性能，也使得马达工作压力更稳定。
将具备优越低速性能的HM7X马达搭配进起重机的卷扬系统中，可减小停止及制动时的脉冲，使得货物起吊升降更平稳。不仅如此，它还能应用于农业机械静液压驱动系统，让播种更精准、收获更可靠。
德纳eSP502驱动系统已研发完成——这款基于双电机、两档动力换挡的电驱传动系统，助力了德纳新型电动非公路换挡变速箱的开发，同时也已投入到全球领先的装载机应用中，再次强化了德纳电气化解决方案方面的实力！
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德纳首发——新型电动非公路动力换档变速箱！
产品优势
与传统的内燃机变速箱驱动系统和电机AMT驱动系统相比，德纳eSP502驱动系统在装载机上的应用主要有如下优势：
- 专利设计的湿式离合器和同步器，实现无动力中断换挡，提高换挡质量和舒适性；
- 双电机输入，实现更紧凑的设计、更高的效率和更优化的成本；
- 辅助泵转速可自由调节，实现更灵活的控制；
- 控制系统集成化，便于OEM对驱动系统和辅助泵系统的多模式控制。
德纳电气化实力再上新台阶
eSP502驱动系统的研发完成，意味着一种新型的电气化动力换档系统平台的开发已经迈出了重要一步。
论“实力”，eSP502驱动系统加入了2档电动换档系统的新概念，并通过湿式离合器和同步器组合的专利技术，实现高效换挡。同时，紧凑的结构也便于整车布置，其控制系统高度集成化，与整车只有单一的接口。
论“实战”，eSP502驱动系统不仅通过德纳全球工厂的合力，成功完成新型电动非公路动力换档变速箱的交付；更值得一提的是，我们还与全球装载机领先制造商合作，研制完成eSP502与电机电控的一体化解决方案。
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eSP502系统丰富了德纳产品线，其功率范围高达200kW。它有两套SUMO LD HV800电驱动系统驱动。变速箱、液压系统和电气设备均由德纳 APC300控制器控制。这得益于供应商基地和德纳比利时布鲁日，意大利格拉齐亚诺，英国恰德莱，德国凯泽斯劳滕，中国潍坊等工厂的密切合作，其原型零部件已于2021年年底上市。
德纳TM4 SUMO LD发挥重要作用
山东潍坊工厂全力支持此次eSP502驱动系统开发工作，负责驱动系统中SUMO LDHV800 电驱系统的生产制造、调试与技术支持。
德纳TM4 SUMO LD HV800 系统作为轻型电驱动系统，旨在直接与标准后差速器和/或变速箱和/或电桥连接，专为2-6级商用、轻型电动和混合动力平台的应用而设计。
该系列由多个高扭矩永磁电机和逆变器组合组成，可为车辆电气化提供具低成本高效益的解决方案。SUMO LD 系列已被设计到多种Spicer® Electrified™ 产品中，并且能够适应各种客户的架构要求，从直接驱动解决方案到完全集成的电子车桥设计。
坚定电气化之路不负使命
德纳eSP502驱动系统的后续开发，还将包括引入具有取力器功能和带有同步器的高效集成系统。该系列的进一步扩展将包括不同的功率范围、执行系统和电机设置，使客户能够最大限度地为其应用选择最合适的电气化系统。
这一次，德纳eSP502驱动系统应用于新型电动非公路动力换档变速箱的成功，不仅进一步扩充完善了德纳电气化产品系列，也标志着德纳电气化进程的又一里程碑诞生！
为了满足这一市场需求，我们的轴向柱塞变量泵A10VOH145 series 60应运而生。它已成功应用于转向系统，静液压风扇驱动和工作系统。值得一提的是，对于压力要求高于经典中压280bar且低于350bar的应用， A10VOH145是一个绝佳的选择。
“A10家族” 再添新成员：A10VOH145 60系列
提供坚固可靠且能效高的液压元件， 以应对极端的应用工况， 是工程机械主机厂商对工程机械元件制造供应商的最重要的要求。
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产品亮点
1、高公称压力（320/350bar）
轴向柱塞变量泵A10VOH145 series 60在角功率运行在最大斜盘摆角和最大转速下的允许公称压力为320bar。减小斜盘摆角，允许的公称压力可以提高到350bar。
2、设计紧凑&功率密度出色
尺寸为145ccm的A10VOH 60系列变量泵与尺寸为100ccm 的博世力士乐A10VO 31系列同样紧凑，因此无需更多的安装空间。结合更高的压力范围，这款泵具有更出色的功率密度。
3、极高的自吸能力&高额定转速
A10VOH 60系列的显著优势之一是其高自吸速度。这款泵允许的额定速度为2300rpm，最大排量为145ccm，是同类产品中的佼佼者。它无需叶轮形式的额外组件。因此，与该市场领域的其他类似产品相比，需要的安装空间更少。
4、重量更轻
得益于巧妙的设计和创新，A10VOH 60系列的重量被大大减轻。145排量的变量泵具有重量优势，与其他类似的高压产品相比，最大重量可轻达9kg。与类似的中压产品相比，重量可轻达4kg。
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这款泵的性能与压力等级更接近于力士乐A11VO/1x， 安装空间紧凑程度更接近力士乐A10VO100/3x。相比之下，A10VOH145 series 60具备更高的成本优势。不仅如此，得益于本地化生产， 也让我们能为你提供更便捷的服务支持。
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应用领域
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油液智能监测系统
在工业生产中，设备一旦突发故障，将发生什么？
它可能影响整个生产或工程进度，可能导致停工停产、甚至危及人身安全……因此，保障设备安全可靠运行至关重要。
那么，有没有办法提前预知故障呢？
Q
当然有！派克汉尼汾推出的OIMS油液智能监测系统就是其中的有效手段之一。
对于用油设备而言，油液就是这些设备的“血液”，蕴藏大量潜在故障信息。通过OIMS油液智能监测系统，用户可以采集、分析被监测设备油液的重要性能指标变化，从而提前获知系统即将出现的故障和状态，并提供维护建议。如此一来，不仅可以准确评测设备状态，还能进一步预测何时进行维护工作。
- 作为一款高效破解设备油液健康状况密码的智能设备，OIMS油液智能监测系统可对液压系统、齿轮箱传动系统、润滑系统等系统的油液及相关元件进行监测，通过自带的数据采集及处理器，实时采集并处理油液粘度、密度、温度、含水量、铁质金属磨粒及有色金属磨粒含量、振动等相关信息，并将处理后的数据显示在本地HMI触摸屏上，供用户在本地实时控制和查看。
- OIMS油液智能监测设备还能通过有线或无线的方式传输数据，将数据存储在本地数据卡或云平台上。有线传输可根据用户需求，预留 Modbus RTU、Modbus TCP、USB等接口方便数据读取；无线传输主要采用4G或5G网络进行传输，用户可通过专用云平台或者手机APP查看数据，做到手机在手，数据我有。
如此一来，OIMS油液智能监测设备轻松帮助运营商在合适的时间进行预防性维护，从而降低零件被意外破坏的可能性，进而延长设备使用寿命，并优化备品备件库存策略。
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实际应用
A
目前，OIMS油液智能监测设备已在国内得到成功应用。
某铜矿选矿厂之前一直通过观察、实验室检测等传统方式来判断球磨机用润滑油是否符合安全技术标准，存在快速精准判断设备故障难、取样送检时间长等挑战。
配置OIMS油液智能监测系统后，维保人员根据设备使用润滑油的安全标准，标定相关参数，实时在线监测球磨机用润滑油的粘度、密度、含水量、金属颗粒物含量等参数，一旦超出规定范围，设备就会发出预警。
通过4G远程物联网功能，维保人员可在总控室内实时监测现场油液品质状况、连接设备运行情况，或通过手机端查看，从而大幅减少人员巡检及定期采样化验的频率。更重要的是，它可以帮助维保人员及时了解设备的润滑和磨损状态，指导设备的状态维修和润滑管理，为设备安全高效运行提供有力保障。
电动化、软件和互联元件
力士乐非道路移动设备解决方案
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虽然博世力士乐专注于流体动力，但减少排放的需求以及对集成、自动化
为什么选择电动化？
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和电动化组件的期望激发了这些新产品组合的灵感。这些产品的另一个好处是增加了组件效率和可扩展性。每个产品组合都经过精心设计，具有稳健性、可扩展性和安全性。安全方面涉及设备的功能安全和电气安全。
全电动车辆需要什么？博世力士乐团队开发了一种电动伸缩臂叉装车。他们在机器上使用其扩展的电子产品组合。这包括：
- 互联电机
- 扩展功率
- 直流/直流转换器
- 电池板载充电器
- 高压电缆
- 配电
- 电池（从 OEM 购买）
eLion平台：电动发电机，逆变器和齿轮箱
在eLion电动化平台的演讲中，博世力士乐移动电机电动化副总裁Matthias Kielbassa讨论了这些组件以及将它们集成到车辆中的难度。eLion平台中包含的组件包括电动发电机，逆变器，变速箱和软件。博世力士乐团队并非简单地修改了现有的产品组合。从头开始，他们制造了能够承受非公路条件（热量，灰尘和振动）的严格组件。例如，系统的逆变器具有较高的温度范围（-40°C和85°C）和抗冲击/振动能力。这款坚固耐用的逆变器还符合 IP6K9K 防护等级要求。
在2022年度的EMPAC大会上，博世力士乐邀请了行业客户、分销商和行业媒体编辑，对用于移动设备中液压非道路系统的电动化元件进行了一次生动的交流探讨之旅。
博世力士乐EMPAC 2022围绕其软件和电动化产品组合，充满了活力和兴奋。2022年6月13日，该团队欢迎行业媒体成员及其客户和分销商来到伊利诺伊州绍姆堡参加此次活动，其中包括所有新技术的教育演示和展览。该团队与客户交谈，学习，然后开发解决方案。本次活动期间展示和讨论的每个组件都是非公路OEM的可能解决方案。
除电池外，博世力士乐制造了所有其他组件。该团队利用其在工业驱动领域多年的专业知识，提供电动化解决方案来解决OEM用例。这些涉及车辆的完全电动化，液压系统的电动化和混合动力应用。
该平台的模块化设计使系统具有可扩展性。博世力士乐的电动700伏eLION电动发电机功率范围为20至200 kW（峰值功率高达400 kW），额定扭矩高达1050 Nm，最大扭矩可达2400 Nm。它们有四种尺寸可供选择，具有不同的长度和绕组配置。根据设计，它们有快速或标准速度版
原文来自：Lori Ditoro. OEM off-highway
翻译编辑：iHydrostatics静液压
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本。超过80种配置是可能的，这意味着制造商在对现有和新车辆架构进行电动化时具有最大的设计自由度。
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液压泵
为配合电机系列，eLION还提供不同功率等级的逆变器，具有高达300安培的连续电流和高过载能力。逆变器支持 400 伏至 850 伏直流母线电压。
为了支持和推动非公路用机器的电动化，博世力士乐开发了第一款专为电动机设计的双轴驱动器。单速和双速变速箱安装在车辆的中央部分，并汇集能量，仅用一个电机驱动多达两个轴。
虽然设计用于与eLion电机一起使用，但它们也可以与其他制造商具有类似功率的电机一起运行良好。一个安装的双速变速箱具有以下优点：
- 与博世力士乐电机结合使用时，效率高达90%
- 换档控制，实现平稳换档
- NVH（噪声/振动/声振粗糙度）优化
- 功能安全 （ISO13849）
移动机械设备制造商必须决定是否使用压力、扭矩或旋转角度来控制其泵，因此必须做出妥协。这同样适用于许多其他参数，这些参数只需为硬件定义一次，并在机器的整个使用寿命期间持续存在。博世力士乐的新型电液解决方案通过将控制功能从液压机械控制器转移到软件中来解决这个问题。这使得机器更加通用和灵活。此外，机器还受益于生产率的提高和更低的能耗。
1、电液 eOC 泵
带有旋转角度传感器和压力传感器的电液 eOC 泵是 eOC 架构中的核心组件。它确保正确控制扭矩、压力或流量的必要设定值。该泵提供毫秒级精度的动态控制，以调节压力。结合eOC CAN接口软件，可以设置、更改和组合动态和功率控制等特性。
eOC架构不仅为工作液压系统开辟了新的可能性。它还为紧凑型机器的行程驱动系统提供了一种新的方法。eOC的功能符合二次控制概念，将闭路行驶驱动器的功能与开路驱动器的物理布局相结合，开路驱动器只需要一个泵即可实现行走和工作功能。因此，紧凑型机器中的所有行走和工作液压功能都可以组合成一个液压回路 - 所有旋转的消耗器都直接连接到压力管路。
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控制阀与系统
具有公共吸油口的新型柱塞-齿轮泵组件，旨在为执行器和其他设备提供动力。两种类型的液压泵为移动机器提供了紧凑、定制化的串联泵配置。
新的串联配置结合了两个经过验证的液压泵系列：A1VO/A10VO 轴向柱塞泵和 AZPF/AZPW 外啮合齿轮泵。柱塞-齿轮泵串泵包含一个通用的吸入口，无需为每个泵使用单独的液压管路，并减少了潜在的故障点或泄漏点。该组件还降低了与液压进油管路相关的成本。
博世力士乐团队展示了几种新型控制阀和模块化控制阀系统。
1、负载感应阀
用于中压平台 （MPP） 的 RM10-MPP 和 RM15-MPP 阀是紧凑型通用型多应用负载敏感方向控制阀。该产品可集成到现代节能系统中，并具有灵活的装配功能，两种不同尺寸之间不需要过渡板。
该阀系列为需要不同流量和功能但由于行业法规而空间有限的机器提供了最佳的灵活性。阀配有通用的工业工作端口和负载敏感溢流阀芯。它们在泵压为 280 bar 和工作端口压力为 320 bar 时具有较低的泄漏要求。
这些阀门的应用包括：
- CTL/滑移装载机
- 高空作业车
- 垃圾和市政车辆
- 汽车起重机
- 叉车
- 伸缩臂叉装车
- 紧凑型施工设备
2、柱塞-齿轮泵
液压马达
在会议期间，该团队展示了液压马达，包括新的径向活塞马达MCR-S。该马达提供更紧凑的解决方案，停车制动器重新集成到马达主体。在马达分配器内集成了双速换档阀芯，并优化了主端口位置。结果马达的尺寸缩短了33%，重量减轻了41%，并优化了简化安装并提高了效率。
MCR8T是另一种径向活塞马达，用于紧凑型履带式装载机（CTL）和其他履带式车辆。它专为直接驱动CTL轨道电机而开发，采用创新的旋转组设计，可提供功率密度和耐用性。与现有和尺寸相似的尺寸6的框架相比，新的旋转组设计可将最大扭矩提高55%，增强耐用性，流量能力提高20%。
MCR-T 径向柱塞机设计用于连续高转速，适用于最严苛的履带驱动应用，因此紧凑型履带式装载机也可以覆盖更长的距离。在高速模式下，电机以66%的标准降低位移运行，这也可以根据要求进行配置，从而减少回路中的油流量并提高系统效率。
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数字化应用解决方案
博世力士乐的BODAS数字应用解决方案是将本报告中讨论的所有解决方案结合在一起的粘合剂。它为原始设备制造商提供了一种开发物联网（IoT）联网车辆的方法，该车辆具有预编程的控制器和其他组件，或者具有开放的可扩展系统。BODAS包括用于非公路行业的物联网解决方案，软件和电子硬件。
该系统可以是一体化解决方案，也可以 OEM 团队根据自己的要求选择所需的组件。该解决方案还提供：
- 功能安全：根据 ISO 13849 和 ISO 19014，以及符合 ISO 25119 AgPL_d，最高可达 PL_d。
- 网络安全：解决所有相关层问题，实现安全的移动机器控制，并具有强大的网络攻击能力
- 自动化就绪：通过将经过汽车验证的环绕声传感组件与匹配的软件功能相结合，实现高级辅助功能
1、互联：物联网解决方案
EDG 系列适用于小型液压设备系统。在这些系统中，需要紧凑性、坚固性和高性能。例如：
- 移动式高空工作平台
- 随车起重机
- 结构紧凑型设备
- 农用和市政车辆
EDG 比例换向阀有两种版本：紧凑型和高阀体。紧凑型型号还可以配备二级溢流阀和防气蚀阀和/或LS截止阀，用于在A和B端口上进行单独的独立压力设置。两种型号的额定压力为 350 bar （5000 psi） 和 40 升/分钟（10.5 加仑/分钟），并具有内部优化的低压降。
博世力士乐还开发了一种新的专用手动操纵杆超控选件。高阀体版本可配备集成平衡阀或先导式止回阀，以实现最大的紧凑性和轻量化组件。
3、紧凑型可编程性能阀
电子阀非常适合 12 至 40 吨的挖掘机，在标准化、紧凑的封装中提供低压降和改进的可控性。其他优点包括更快的工作循环时间，拆卸外部液压先导管路并显着节省燃料。
他们的BODAS系统检查整个数据流：从数据源到将其转化为可操作的数据。连接设备是基于 Linux 的网关。它们提供安全、可靠、可配置和可扩展的连接硬件以及全面且用户友好的设备
管理服务。
IT 基础架构是开放且模块化的。设备管理和数据管理是分开的。应用可用，以便 OEM 和最终用户可以按所需方式查看数据。这些应用程序包括：
- 车队管理
- 车辆健康
- 远程研发服务
- 车辆操作工作流程
OEM还可以在边缘或云中集成其数据分析算法。
2、预补偿比例换向阀
电液控制的挖掘机是精密的机器。这种新型阀可以处理主级的高流量计量和负载降低时的速度控制，以及精确执行器运动所需的精细控制。通过操纵杆信号和软件算法操作，电子阀在后台充当看门狗，准备在检测到软管爆裂事件时接管并关闭阀门。
电子阀采用 420 bar 铸造外壳封装，重量减轻 21%，压降降低 46%。它有三种气缸连接尺寸：1/2英寸，3/4英寸和1英寸SAE代码62法兰。
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3、更改传感器/执行器参数
BODAS软件解决方案涵盖了广泛的机器优化范围：
- 用于机器功能的标准、可配置、现成应用解决方案
- 软件库和模块
- 集成的软件开发架构
该软件包括用于BODAS硬件和系统的编程，参数化和诊断的工具。作为力士乐液压系统的补充，BODAS软件可实现理想的机器控制。投资组合和工具的更详细内容是：
- 标准应用软件 — 用于不同功能的现成模块，可嵌入到 OEM 应用中
- 软件架构—基于移动应用软件架构（MASAR），集成开发环境支持OEM管理、可重用性和基于模型的软件开发集成
- 工具—用于通过配置、校准、诊断以及高效且用户友好的编程进行机器更新
4、硬件：从控制器到环绕传感
BODAS移动电子平台是开放的，可扩展的，可自由访问的。它涵盖了移动机器的控制单元、连接设备、传感器和人机界面（HMI）。BODAS硬件可以自由编程或附带整体控制软件。
产品组合包括：
- 控制器—这些控制器是基于汽车技术的、可扩展的、引脚对引脚兼容的控制器平台，可随时使用 OEM 应用解决方案进行编程。
- 传感器—全面的传感器系列，提供创新的产品组合，在机器的整个使用寿命期间具有最高的精度，并可用于不同的安全应用;一些传感器包括超声波，雷达和惯性。
- HMI — 产品组合包括显示器、EH 操纵杆和踏板。
- 远程信息处理控制单元 — OEM 可以将其机器连接到博世（或任何其他）物联网基础设施;它们基于具有Linux操作系统的微处理器技术。
- 环绕感应 — 为 OEM 提供传感器支持的环境控制，以实现辅助车辆移动和操作。
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混合动力和电动技术转型的挑战与探索
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非公路设备应用领域如何从柴油动力转向其他的动力来源呢？
目标：减排和实现可持续发展目标
原始设备制造商 (OEM) 为其重型非公路设备提供动力有多种选择：柴油、汽油、电动化、替代燃料和混合动力配置。转向电动或混合动力移动设备的驱动因素是什么？哪些因素会影响功率选择决策？
行业顾问罗兰贝格高级合伙人Wilfried Aulbur博士表示：“非公路领域将需要针对不同应用对象采用不同的技术。大多数紧凑型设备，如小型挖掘机，都是电池电动设备的良好应用对象，因为在它们的工况中需要较小的功率密度变化。另一方面，混合动力技术更适合更大的重型应用，因为混合动力配置可以提供显著的运营成本优势以及性能稳定性，一些原始设备制造商声称可以降低燃料消耗超过25%。”
众所周知，气候变化和减少排放的全球目标是放弃使用化石燃料的原因。一些原始设备制造商放弃柴油的其他原因具体包括最终用户或客户的需求以及满足环境社会和治理 (ESG) 可持续发展目标，这些目标超出了环境管
非道路移动机械
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电动化的挑战
内燃机 (ICE) 乘用车向电动汽车的转型进展顺利。然而，生产重型移动车辆的OEM在尝试实现100%电动化时面临挑战。其中有：
- 技术限制
- 功率需求和对电动化的预期
- 充电基础设施
- 更高的成本
理的范围。可以理解，环境问题是主要驱动因素，OEM 的目标是为最终用户提供他们想要的东西。
“许多公用事业公司已经设定了到2030年实现100%电动化车辆的目标。帮助我们的客户实现他们的可持续发展目标一直是并且继续是特雷克斯公用事业公司的首要任务，”特雷克斯公用事业公司营销和产品管理总监Joe Caywood说。随着特雷克斯客户需求的变化，公司将进行转变和研究以满足他们的需求。
“客户需求是多种因素的产物，是混合动力和电动设备趋势背后的驱动力，”Genie 产品经理Zach Gilmor说。“监管要求显然是推动电动化的因素之一。随着法规对噪音和排放的限制，对高效、清洁、安静的工地设备的需求正在增加。除此之外，混合动力和电动设备还可以帮助公司实现其ESG可持续发展目标。”
满足排放法规和客户需求所需的技术和设备创新需要研究和投资。这是艾里逊变速箱团队的首要任务。
“未来几年，非公路行业的OEM在开始评估电动汽车能力时将寻求推进解决方案制造商，”艾里逊变速箱全球非公路、客户支持和服务工程执行总监 Kartik Ramanan 说。“艾里逊致力于在推动全球市场的可持续发展和环境倡议方面发挥领导作用。艾里逊已进行了大约 3.5 亿美元的直接投资，以推进电气化推进技术。”
根据Caywood的说法，特雷克斯也一直在进行这项投资。“15 多年来，我们一直在投资绿色解决方案。每次推出时，它都是采用当时可用技术的
特雷克斯全电动随车高空作业车
正确解决方案。”
虽然全电动设备是许多最终用户和OEM的目标，但存在阻碍某些移动设备过渡的挑战。
Genie混合动力折臂式高空作业车
Roland Berger的负责人Giovanni Schelfi表示，电池电动设备（例如挖掘机）的最大限制因素是电池成本和施工现场的充电可用性。“此外，需要对电池技术和充电技术进行重大改进才能使使用变得可行，例如通过夜间充电，”Schelfi说。
根据Gilmor的说法，对电动化采取整体方法可以帮助OEM避免一些挑战。“我们不仅考虑了电源，还考虑了机器的整个设计，以利用电动化的优势并提高效率，提高工地性能并降低总拥有成本，”Gilmor 说。
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混合动力方案
电动化不是唯一的低排放技术，由于某些车辆不能100%电动，混合动力可能是解决方案。围绕替代燃料（氢气、天然气和生物燃料）的研究和设备继续增长。此外，许多原始设备制造商正在生产在混合配置中运行的组件和系统。
在非公路重型移动车辆中，混合动力方法通常胜过100%电动解决方案。如前所述，主要原因是大型设备和特定功能的电力功率限制。虽然替代燃料是发动机原始设备制造商正在研究的选项，但混合柴电设备很普遍。
博世力士乐的一个例子是用于设备的电动液压系统，但主要驱动器通常仍然是柴油发动机 ICE。虽然博世力士乐专注于流体动力，但减少排放的需求以及对集成、自动化和电气化组件的期望激发了向电动化的转变。
另一个例子来自艾里逊变速箱。客车的驱动是混合动力，但根据工况允许全电动驱动里程长达10英里。这可以在进入需要低噪音或低排放的区域时使用。
最初，特雷克斯生产全电动多功能卡车的计划受到技术的限制。“总的来说，我们在等待可靠的技术可用。我们很早就有了这个愿景，但当时像电池管理系统这样的东西并不可靠，而且电池太重了，”Caywood说。
对于一些OEM来说，技术仍然是一个挑战。虽然已经出现了电池系统创新，但并非所有类型和尺寸的移动设备都可以是全电动的。 通常是电功率不足以满足这些车辆所需的许多动作，包括启动、加速和瞬态操作。
技术限制
最初，特雷克斯生产全电动多功能卡车的计划受到技术的限制。“总的来说，我们在等待可靠的技术可用。我们很早就有了这个愿景，但当时像电池管理系统这样的东西并不可靠，而且电池太重了，”Caywood说。
对于一些OEM来说，技术仍然是一个挑战。虽然已经出现了电池系统创新，但并非所有类型和尺寸的移动设备都可以是全电动的。 通常是电功率不足以满足这些车辆所需的许多动作，包括启动、加速和瞬态操作。
终端用户先验预期
充电基础设施是原始设备制造商无法控制的主要挑战，也是一项重大挑战。对于建筑行业，大多数工地在项目开始时都没有电力供应。即使有电，问题也存在。
“即使现场有电，也存在实现完全电气化所需的物理空间的问题，”Gilmore 说。“许多建筑工地已经受到空间限制，并且有空间放置所有设备以供过夜充电是不切实际的。”
基础设施
艾里逊变速箱 eGen Power 100D 电动车桥
艾里逊变速箱公司全球非公路、客户支持和服务工程执行董事 Kartik Ramanan 表示：“随着对电动化的兴趣持续增长，许多车辆仍不愿在早期阶段全力投入全电动汽车。” “来自客户的重要反馈激励艾里逊开发 eGen Flex，增强了长途客车和公交巴士的功能，有效地充当传统燃料和
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Allison、Genie 和 Terex 提供的技术
本文采访的参与者有多种可用的电动和混合动力选项，可以帮助原始设备制造商为移动、非公路设备提供电动和混合动力选项。
“Allison最初采用串联架构推出，”Ramanan 说。“Allison后来投资转换为并联架构。这一变化使艾里逊的电动混合动力系统能够实现电动混合动力推进的优势，同时仍提供与传动系统的直接机械连接，以最大限度地提高性能和扭矩传递。”
Ramanan 表示，对于电动混合动力解决方案，必须做出选择——应该使用并联还是串联架构？每个架构都面临着权衡。
混合挑战：并行架构还是串联架构？
全电动解决方案之间的桥梁解决方案。”
除了混合动力变速箱，艾里逊变速箱还生产电动车桥。eGen Power 100D是Allison于2020年推向市场的第一款 e-Axle，功能强大且完全集成。它是为重型卡车开发的，例如6 x 2拖拉机。
Genie 在其车辆中生产全电动和混合动力方法，并且已经有一段时间了。“Genie 制造的70%以上的设备已经实现了电动化，”Gillmore 说。“我们的 FE 混合技术可用于一系列 Genie 悬臂式升降机，自从六年前在我们的悬臂式升降机上推出以来，它一直在市场上。”
特雷克斯拥有全电动斗式卡车，但它也使用混合动力解决方案。“多年来，我们提供了一种混合解决方案来减少怠速、燃料使用和废气排放，”Caywood 说。“在不同阶段，我们已经有几种混合模型在该领域工作，并继续看到这种解决方案有助于减少排放并实现可持续发展目标。”
特雷克斯全电动随车高空作业车
1、Allison变速箱
- 4000系列变速器 TerraTran 专为非公路应用而设计，例如移动式起重机、铰接式自卸车、宽体矿用自卸车和国防车辆。
- H 40/50 EP电动混合动力推进系统已在公交巴士上运行近 20 年。
- eGen Power 100D 电动车轴 (e-axel)。
- eGen Power 130D 专为欧洲和亚太市场设计，许多商用车需要更重的 13 吨总轴重等级。
- eGen Power 100S 电动车桥旨在满足重型 6x4 拖拉机和重型直卡车以及中型卡车和校车应用的需求。
2、Genie
- 全电动臂式升降机。
- 交流电驱动设备，包括板式剪叉式升降机和多臂式升降机。
- 直流电动臂式升降机。
3、Terex
- Viatec 的 HyPower SmartPTO 是一种简单可靠的产品，可减少怠速、增加燃油节省并最大限度地减少噪音和空气污染（今年早些时候，特雷克斯宣布投资 Viatec, Inc.）。
- 由 Viatec 的 HyPower SmartPTO 提供动力的 Optima 55 航空设备可在 International Navistar eMV 33,000 GVW 底盘上使用。
- 配套的HYDAC数据采集模块可以集成CMX系统的传感器数据，设置报警提示，支持用户通过web浏览器或软件访问模块上的数据。
优势以及用户受益：
- CMX状态监测系统凭借高度智能化的传感器技术，使得过滤器滤芯的预测性维护成为可能。配合HYDAC原装滤芯，可以使过滤器的维护间隔最大化，减少每年滤芯的更换次数，为用户节省维护成本，同时减少了因滤芯损坏导致的设备停机，提供设备的可用性。
- CMX状态监测系统通过蓄能器压力监测传感器，可对各种类型的蓄能器，进行气体压力的监测，并对蓄能器的预充气体压力做出报警提示，为蓄能器的维护保养提供了数据支撑。配合HYDAC生产的蓄能器，可以为用户提供稳定可靠、同时又利于维护的蓄能器解决方案。
- CMX状态监测系统可配置CMP油液状况检测单元。CMP单元可在线监测液压系统和润滑液的颗粒污染情况，即使流体中含有高比例的气泡。CMP上的气泡抑制系统可以将流体中的气泡转化为液体，从而避免它们被误识别为颗粒，影响检测的精度。CMP自带泵组，可旁路安装于液压系统上，避免对原液压系统产生影响，是流体颗粒检测的理想完整的解决方案。 CMP可根据应用需要灵活配置不同的传感器，如水饱和度传感器、颗粒污染度传感器、金属颗粒污染度传感器，以及反馈油液老化情况的油液状况传感器。用户可以借此实时在线了解油液的变化，据此可以对油液状况做出判断，如是否老化、混入其他液体，是否污染物超标等，帮助用户快速针对不当的工作状态采取措施。
- HYDAC数据采集模块的使用，使得CMX系统可以实现模块化的配置，无需复杂的参数化。用户还可以通过web浏览器，WIFI功能或HYDAC专用的软件对数据采集模块进行现场或者无线远程访问，了解历史数据，操作简单方便。
- 依托HYDAC丰富、齐全的产品种类，依据HYDAC的专业技术能力，CMX状态监测系统可按用户需求进行模块化配置，为用户提供理想完整的在线监测解决方案。
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贺德克CMX智能监测系统
CMX智能监测系统主要配置HYDAC的智能传感器和数据采集模块。HYDAC提供过滤器状态检测、蓄能器气体压力监测，CMP油液监测单元等智能传感器和检测模块。也可以根据使用场景需要，配置其他传感器如压力、温度、流量传感器等。
主要功能：
- 实时反馈过滤器滤芯的使用状态，反馈过滤器滤芯寿命情况；
- 实时监测蓄能器气体压力，并针对蓄能器预充压力做出智能判断；
- 实时对标准油液状况进行在线监测，包括油液受污染情况及油液的老化情况。
作者：iHydrostatics静液压
影响流体动力行业的主要市场因素
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2022 年的持续经济增长将使包括流体动力在内的各种行业受益。虽然预计市场状况将保持积极态势，但供应链中断和劳动力短缺等几个方面可能会影响液压和气动制造商未来的业务开展方式。
在 3 月 22 日举行的美国国家流体动力协会 (NFPA) 最近的经济更新网络研讨会上，ITR Economics 的高级经济学家 Eric Post 提供了他的公司对未来几年的展望以及可能影响流体动力行业的关键市场因素。
乌克兰和俄罗斯之间的冲突
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由于乌克兰和俄罗斯是某些元素的大型供应商，许多企业也可能会感受到进一步的供应链问题。例如，氖就来自乌克兰；波斯特说，世界上大约 50-70% 的氖来自该国。这是用于制造半导体芯片的激光器的重要输入，这可能导致该组件和依赖它的行业（例如汽车）的进一步制造积压。
由于当前的低利率和供应链问题的结合，长期的通胀压力也是可能的。
总的来说，冲突会对全球经济产生影响——当然，与人道主义影响相结合——影响的程度将取决于冲突持续多长时间，以及如果战火蔓延到乌克兰以外的地区会涉及哪些国家。
IO-Link有哪些优点呢？
IO-Link 是一种用于将智能传感器和执行器连接到自动化系统的通信标准。IO-Link 系统由 IO-Link 设备和IO-Link master 之间的点对点连接组成，IO-Link master 在 IO-Link 设备和自动化系统之间建立连接。
IO-Link 具备以下优势：数据存储、远程参数设置、扩展诊断和减少布线。如果在液压系统中使用IO-Link协议会带来哪些变化呢？
尽管供应链挑战被认为是乌克兰和俄罗斯之间冲突的可能影响，但波斯特表示，随着正常经济的开展，供应链应该开始解开自身的纠结。采购经理人指数已开始呈现下降趋势，表明供应链压力正常化。
乌克兰和俄罗斯之间持续的冲突将对全球市场产生一系列影响。在经济上，大宗商品价格可能会上涨，尤其是在美国的石油和天然气。波斯特指出，虽然这些产品有国内供应，但商品世界是全球性的，而且由于俄罗斯是石油和天然气的主要供应国，全球市场将推高价格。
供应链压力正在缓解
原文来自：Power & Motion
整理编辑：静液压
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他再次指出，这取决于乌克兰和俄罗斯的局势，但随着战争迷雾（希望）消散，相关的供应链挑战也将消散。当政治方面的事情正常化时，它应该有助于经济正常化，从而有助于供应链正常化。
制造业过去利用率是另一个变化率已经开始下降的指标。波斯特表示，这是供应链改善的另一个领先指标。
总体而言，经济指标显示，随着 2022 年的进展，供应链有望实现正常化。与上半年相比，预计下半年通胀会更加温和，供应链情况正常。
波斯特在网络研讨会上表示，制造商应避免恐慌性购买。尽管供应链挑战一直困扰着企业，但预计它们会正常化。他确实指出，一个不会正常化的方面是与确保供应链安全相关的长期计划。我们不太可能回到一个一切都来自全球的完全全球化的世界。东西需要在美国和其他市场进口和加工。更多的回流和近岸将发生，企业应该考虑如何从这些变化中受益。
制造商还应确保安排裁员，以便在市场出现其他中断时做好准备。
美联储已经开始缓慢加息。波斯特表示，对于企业而言，这意味着现在可能是进行收购以支撑供应链或进入新市场的好时机，因为利率仍然非常低。
如果低利率是企业的一个重要因素，他还表示现在可能是投资流程以帮助优化效率的好时机。这也是确保正确的营销材料和举措以及员工到位的好时机。ITR 的宏观经济前景将在未来三年内上升，企业需要准备好利用它。
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预计未来利率会更高，现在是时候尽可能采取行动并利用目前的低利率。波斯特表示，预计 2022 年将出现大幅加息，美联储本身已经表明了这一点。一个季度前，他表示预计会加息三次，但现在更有可能增加七次。这些利率上调被认为有助于缓解当前的通货膨胀。预计费率不会飙升，但会高于目前的水平可能是一些企业的痛点。
通胀率预计将在 2022 年下半年下降，但利率上升只会起到这么大的作用。相反，波斯特表示，经济增长放缓将导致通胀下降。
波斯特表示，在 2024 年通胀再次回升之前，预计 2023 年的通胀率甚至会更低。美国不太可能出现恶性通货膨胀，因为美联储正寻求通过加息来缓解这种情况。供应链正常化也将有助于防止这种情况发生。但展望未来，预计 2020 年代将是比 2010 年代更通胀的十年。
重返高度全球化、投入成本极低的世界不太可能，也不会重返宽松的劳动力市场。回流和近岸将增加，这将有助于美国和其他以前可能外包制造的地区的工业生产。所有这些都将导致为商品支付更高的价格。
波斯特强调，现在是企业投资提高效率的时候了。一旦成本上升，这样做可能会更难，并且可能无法将增加的成本转嫁给客户。因此，专注于企业的竞争优势并优化效率非常重要。
波斯特表示，劳动力短缺是ITR关注的第一大问题，预计不会很快结束。在查看按行业划分的 12 个月移动平均职位空缺时，他表示美国制造业的
更高的利率和通货膨胀
劳动力短缺仍将是一个挑战
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年职位空缺接近 100 万个，这令人不安。这远高于 COVID 之前的水平。在仓储和其他一些行业也可以看到同样的情况。
波斯特说，经济已经到了需求过多而没有足够的工人愿意满足这种需求的地步。
这有很多因素。COVID-19 大流行当然是其中之一。尽管有所改善，但它仍然是一场持续的大流行，导致人们生病，并担心许多人会生病。
人口统计也是一个重要因素。婴儿潮一代正在退休，越来越少的年轻一代进入该领域以取代他们的位置。工人想要的东西和雇主想要的东西之间存在不匹配——尤其是蓝领工作——这导致了高职位空缺率。托儿服务对许多人来说仍然是一个问题。
所有这些因素都造成劳动力市场吃紧，波斯特表示，ITR 预计未来几年劳动力市场不会发生有意义的变化。这再次使企业现在投资于提高效率非常重要。
一个积极因素是离职率将会下降。劳动力市场将继续吃紧，但随着离职率的下降，企业就业成本的压力应该会有所缓解。工资不会像 2021 年那样大幅上涨，但工资将继续上涨。
为了弥补劳动力市场的紧张，提高效率仍然是必要的。波斯特说，公司需要学会用更少的工人做更多的事情，并且不能再通过雇佣来摆脱生产或分销的情况。
他指出，虽然薪酬很重要，但公司文化和保留率也很重要。企业需要牢记这些方面才能吸引和留住员工。
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波斯特表示，12 项领先指标中有 12 项正在下降，但迄今为止下降幅度相对较小。这意味着 2022 年增长将放缓。美国国内生产总值 (GDP) 的增长将放缓，到 2023 年年中将达到持平水平。预计增长率将在 2023 年下半年和 2024 年再次回升。
强劲的消费支出将成为主要的经济驱动力。零售额同比增长 20.9%，预计将继续保持强劲增长势头。美国消费者处于强势地位，因为他们没有像过去几年那样高的债务负担，使他们能够消费并将资金投入经济。
波斯特表示，以非国防资本货物新订单衡量的企业对企业支出对流体动力制造商的销售情况非常好。新订单可以看到两位数的增长率，商业信心指数趋势也是积极的，尽管未来的轨迹显示会有一些减速。
ITR 预计近期不会出现衰退。预计支出将保持正数，劳动力市场紧张意味着将有更多的资本设备投资来生产人们想要的商品。通货膨胀也将是一个因素。如前所述，虽然预计会下跌，但市场仍将比许多人习惯的通胀程度更高，这将影响企业对企业的支出趋势。
工业生产将继续保持增长趋势，这将有利于流体动力行业。新订单同比增长 15.1%，但环比增长 11.6%，波斯特表示，这表明增长放缓。
如果总结美国经济，他说企业的财务状况与过去几十年一样强。通货膨胀和利率压力将产生影响，但消费者和企业处于强劲的财务状况，这将使他们能够经受住这些影响。对许多人来说，商机仍然是积极的。
业务利润率表现良好。信心正在减弱，但总体上人们仍在下订单，波斯特称这对今天和未来都是好消息。
宏观经济趋势
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现今做事情，讨生活还真是不容易，频繁受困于技术壁垒这个词。开公司的要建立技术壁垒防他人抢生意，在公司里做事又受限于技术壁垒，不得随意做生计。壁垒也多的很，软件壁垒、硬件壁垒、芯片壁垒……那么，这些壁垒从哪里来的？什么时候产生的？
十几年前还自己蒸馒头烙饼。当时也想想自己目前还是年轻没经验，馒头和烙饼做的没父母做的好，还好年轻可以有时间积累，等到如父母一把年纪的时候馒头和饼都会做的更好！今天看来馒头与烙饼已经好久没做了，楼下铺子里的馒头是又好又方便。个人做馒头和烙饼的技艺是现实地荒废了。
“人们曾经会的科技，会逐渐忘记。”马斯克说。在馒头和烙饼上，是这样的。
偶尔有机会吃一口父母做的馒头，是当年的口味。“似乎也没随时间进步！”偷偷摸摸地想。铺子里馒头品种却总在更新，开花馒头、枣馒头、两（掺）合面的、三（掺）合面的……
假如我个人马上在家里研发创新做馒头技艺，也很难！家里人会坚持吃我做的口感不好的馒头吗？这都是问题。是不是楼下铺子事实上有了做馒头的技术壁垒。曾经家家做的馒头今天还有了技术壁垒。楼下铺子不曾有任何方式表示我这样的个人不要自己在家做馒头，但是今天他似乎垄断了我家馒头的需求，扼杀了我个人自己做馒头的机会，形成了做馒头的技艺壁垒。
贾生叹曰：“造成今日非买馒头不得活者,何也？日日眼熟手生而技艺之势异也！”
外卖点餐业兴起，是不是将来产生家庭炒菜的壁垒？是不是将来有一天咱们孙子的孙子闲聊时说：“我奶奶的奶奶曾经在家里做鸡蛋炒柿子！那个时候，他们家里单独有一块地方唤做厨房，用于炒菜做馒头。”
旁观者云：“今日可做但没做或不做之事，可能成为将来他人之技艺壁垒！不要图一时之方便快捷，简单粗暴地直接享用他人之成果，可能落入他人有意无意设计的技术壁垒之陷阱。”
做馒头技艺的壁垒
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从测试的角度
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高速开关阀！目前用的比较多的行业是汽车行业，液压上也只是之前看过丹佛斯的一款数字泵，用到了高速开关阀，如下图所示。
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当线圈未通电时，推杆在复位弹簧的作用下处于上止位，此时阀口打开，也
下图是某车用ABS阀的内部结构图，别的常规的零件就不说了，稍微说明一下所谓端滤网和环滤网的作用。由于此类阀的安装空间很有限，所以将滤网都集成在阀体之上，如果是一个底进侧出的阀的话，那么底部的端滤网就可以看成常规液压系统中阀入口处的过滤器，而环滤网就可以看成是常规液压系统中阀出口处的过滤器。
高速开关阀采用PWM脉宽调制式数字信号控制，由螺线管式电磁铁作为电气——机械转换器，驱动液压阀芯工作，靠调节阀口开、关的时间比来改变阀的输出流量和压力。它的结构简单、价格低廉（汽车上用的几十块一个，当然流量也非常小，如下图所示）、对污染不敏感、抗干扰能力强、功耗低。
还是这张图，电磁阀的线圈套在隔磁管的外面。
认识高速开关阀
高速开关阀的结构
高速开关阀的工作原理
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就说明这个阀是一个常开阀；
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阶段1：电气延迟阶段t(1)
当电磁铁通电后，由于电感的存在，线圈电流并不会瞬间上升至阀芯动作所需的电流大小，而是需要等一段时间才能达到开启电流i(on)，也就是图中电流曲线Ａ—Ｂ段。在此段时间内，电磁铁的推力并不足以克服阀芯的运动阻力，阀芯不会有动作。
当给线圈通电后，推杆在电磁力的作用下处于下止位，此时阀口关闭。
因此, 从电磁铁通电到阀芯完全打开的这一段时间即为阀开启时间，即t(on)=t(1)+t(2)。
为什么要拆解阀的动作，这是因为，高速开关阀本身就是工作在“开”与“关”的不断切换过程中，我们需要此类阀的开、关时间足够短，所以阀开与关的切换时间就是衡量高速开关阀性能的一个重要指标了。
我们这里主要从控制电压、线圈电流、阀芯位移这三者与时间曲线的角度，来拆解高速开关阀的动作。
实际上，高速开关阀的动作过程可以分为5个阶段段，如下图所示。
图中U为控制电压信号，Tp为脉冲宽度（关于PWM相关的内容，可点击此处回看相关内容），T为脉冲周期，i为线圈电流，x为阀芯位移，t(on)=t(1)+t(2)为开启时间，t(off)=t(3)+t(4)为关闭时间.
阶段2：阀芯开启阶段t(2)
当当线圈电流达到i(on)后，电磁铁的推力就足够克服阀芯运动的阻力了，阀芯开始打开。
但随着铁芯位置的变化，线圈中会产生附加反电动势（铁芯位置变化导致磁场发生变化，线圈切割变化的磁场产生感应反电动势，反电动势阻止原电流的增长），导致线圈电流反而减小，电流曲线出现明显拐点B点，当到C点时阀芯完全打开（由阀芯位移曲线判断）。
从测试的角度，看高速开关阀的动作过程
阶段1
阶段2
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阶段3：阀芯全开阶段t(t)
线圈电流变化到Ｃ点后，阀芯位移保持在x(m) , 此时阀芯保持不动，线圈电感不变，线圈电流开始缓慢增加，直到电磁铁断电，也就是图中的Ｄ点。
阶段3
阶段4
阶段4：断电延时阶段t(3)
电磁铁断电后，信号电压突变为零，但由于电感的存在，使线圈电流不能迅速减小为零，阀芯复位弹簧力不足以克服电磁铁的推力，阀芯没有动作。
阶段5：阀芯关闭阶段t(4)
随着线圈电流的减小，复位弹簧力足以克服由复位剩余电流产生的电磁阻力及阀芯动作的摩擦阻力时，阀芯开始动作，并推动铁芯运动。由于铁芯运动，导致线圈感生的电动势阻止线圈内原电流的减小，使线圈电流曲线出现又一拐点(Ｅ点)，到Ｆ点后，阀芯则完全关闭，铁芯停止运动，感生电动势变为零，线圈电流也迅速衰减为零。
阶段5
上述高速开关阀的动作过程拆解，不仅有助于您了解高速开关阀的工作原理，也可以帮助您快速构建电磁阀的测试体系。
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1、自动生成阀块毛坯，并能自动显示重量；
2、自动插入力士乐、伊顿、PARKER、HYDAC、SUN、海德福斯、万福乐、HAWE等品牌液压阀的板式安装孔及螺纹插装孔；
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如何在HFC和HFDU
抗燃液压油之间进行选择
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当润滑剂在压力下运行时，存在少量泄漏和润滑剂细雾化到空气中的风险。如果在有火源的区域或在高温下运行的设备附近使用矿物油润滑剂发生此类泄漏，则泄漏可能导致灾难性火灾。预防它需要对这些润滑剂有更多的了解，而不仅仅是选择行业标准。
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二、制造 HFC 水乙二醇液压油的案例
HFC 或水乙二醇液是最广泛使用的耐火液压油，广泛用于炼钢、压铸铸造、压力成型应用和汽车行业，仍然是市场标准。选择 HFC 的其他因素还包括其 OEM 认可以及与矿物油相当的价格。HFC 还可以与工艺用水混溶，这仍然是一个关键的环境考虑因素。
HFC 的持续维护至关重要，需要定期取样和分析以防止代价高昂的组件损坏。正确维护的 HFC 操作系统可以非常可靠地运行。如果制定了有效的维护计划，HFC 的长期成本效益和安全效益是毋庸置疑的。
虽然它们的防火证书令人羡慕，但如果忽略维护，水基流体会由于腐蚀和气蚀而导致组件的使用寿命缩短。在压力限制、镀锌管和罐内涂料方面也存在液压设计限制。就流量和压力的限制而言，这可以通过引入 HFDU 来解决，但相关成本可能会使 HFDU 成为更可行的长期选择。
一、认识 HFC 和 HFDU之间的区别
虽然 HFC 和 HFDU 液压油都可以降低火灾风险、提高操作安全性并增强环境性能，但仍存在显着差异。HFC 的市场采用率为 50-55%，是一种水基流体，可用于存在重大火灾风险的所有行业。相比之下，HFDU是一种无水流体，旨在替代抗磨矿物油基液压油，市场采用率为 20-25%。
虽然这两种流体的关键作用是防止火灾和应用程序停机造成的财务损失，但采用哪种主要取决于应用程序的特定需求。虽然在高炉等应用中，HFDU 提供的增强系统可靠性通常会推动决策制定。虽然存在将实际应用从 HFC 转换为 HFDU 的空间，但该过程成本高昂，需要大量冲洗和测试。因此，重要的是要从一开始就从安全、成本和环境的角度了解哪种液压油最有意义，以优化提高生产力、减少停机时间和增强工作安全性的相关好处。
三、HFDU 合成无水液压油的论据
尽管价格更高，但被广泛认为是矿物油的最佳耐火替代品，HFDU 旨在替代存在火灾危险的应用中使用的抗磨损矿物油基液压油。此外，它们可用于对环境敏感的液压应用，而不会影响整体液压系统的操作和设计。
HFDU 基于优质合成有机酯和精心挑选的添加剂，不含水、矿物油或磷酸酯。HFDU 提供卓越而可靠的液压油性能。虽然初始流体投资可能更高，但由于减少了维护停机时间，HFDU 总体成本会降低。此外，HFDU 产品具有较长的寿命，可以在更高的压力下工作并提高系统可靠性。
虽然存在一些妥协，因为 HFDU 比矿物油贵两到三倍。它的耐火性符合 Factory Mutual 等国际标准，但也不等于其水基替代品，这就是为什么 HFDU通常被选择用于对人类生命风险较小的应用。
最后，HFDU 不与水混溶，因此不会与废水混合。它可以被略过，这可能对化学需氧量 (COD) 产生影响，并产生更积极的环境和监管后果。与以往一样，在权衡无水和基于水的解决方案的相关好处时，需要采取整体观点。
四、适用即好
HFC 和 HFDu 液压油都有很多好处。决定使用哪个最有意义归结为最适合任何特定应用程序。因此，耐火性、环境影响、热稳定性、流体维护、系统可靠性、总拥有成本和价格都需要认真考虑。
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液压传动与控制
原文作者：Ronald Knecht from Quaker Houghton
观点：芯片和科学法案将如何使流体动力和运动控制制造商受益
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8 月 9 日，美国总统乔·拜登签署了芯片和科学法案，使其成为法律。该法案此前已获得两党支持，于 7 月下旬在众议院和参议院均获得通过。
通过这项新立法，将在未来 5 年内投资超过 2000 亿美元，以造福美国制造业——尤其是半导体芯片和科学研究。这将有助于创造更多就业机会并改善国内商品供应。
供应链继续为许多行业带来挑战，半导体是最显着的例子之一。这些小型电子元件已成为许多商品的重要组成部分，从消费电子产品到乘用车，再到重型卡车和设备。
各类制造商都感受到了半导体短缺的影响。例如，汽车制造商不得不推迟许多汽车的生产，同时等待获得必要的芯片供应，导致目前汽车价格飙升且供
液压传动与控制
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造应有限。沃尔沃集团于 2021 年 3 月宣布，由于无法获得所需的半导体芯片，它将在其全球卡车制造工厂实施停工日。
制造中的这些停顿通常会对为 OEM 供应的各种组件制造商造成影响，例如流体动力和运动控制开发商。一些零部件供应商也注意到了对其自身活动的影响。流体动力行业的一位公司高管在一次会议上告诉这位作者，他的工程师不得不重新考虑他们如何设计某些产品，有时会对它们进行逆向工程，因为公司无法获得他们原本会使用的半导体。
但通过新的 CHIPS 法案，拜登总统希望缓解这些问题并支持美国制造业——这是他的政府的一个关键目标。
来自新通过的 CHIPS 和科学法案的联邦资金将用于增加美国的科学研究和制
原文作者：Sara Jensen
《芯片和科学法案》将提供 527 亿美元用于与美国半导体芯片相关的研究、开发、制造和劳动力发展。资金包括制造激励措施和税收抵免，以帮助建立生产设施。
新法律中包括有关如何使用资金来确保公司不在中国或其他相关国家开展业务的规定。
在过去的几年里，半导体的制造——就像许多其他产品一样——已经外包给了中国等其他国家。根据白宫关于新法律的情况说明书，美国目前生产全球约 10% 的半导体芯片供应，而东亚生产 75%。
然而，新法律旨在帮助企业更容易在美国建立半导体芯片制造设施。这将增加国内供应，使制造商能够更快、更容易地获得所需的组件。它还将有助于创造新的就业机会，造福人民和经济。
根据白宫情况说明书，在新法律通过后，公司已宣布对美国半导体制造进行近 500 亿美元的额外投资。
在美国众议院通过该法案后，设备制造商协会 (AEM) 负责政府和行业关系的高级副总裁 Kip Eideberg 发表声明，指出重型设备制造业的积极反应。
“多年来，我们目睹了维持家庭的工作离开了我们的国家，但随着两党对美国制造的半导体生产的投资，设备制造商现在准备投资于他们的工人和社区，推动创新，并加强美国的长期经济竞争力和国家安全，”艾德伯格说。“根据一项新的调查，十分之七的设备制造CEO表示，该法案将允许他们在
增加半导体芯片制造
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美国创造更多就业机会。设备制造商依靠强大而可靠的半导体供应在美国制造世界一流的设备，我们为国会通过这项重要法案表示赞赏。”
流体动力和运动控制制造商也将从新法规中受益。对制造设施的新投资将导致对其中使用的机器的需求增加，其中许多机器使用液压、气动和运动控制部件。
随着新的半导体制造设施上线，芯片产量将增加，并使这些组件更容易提供给各种 OEM，他们也将能够提高自己的生产能力。这将导致对流体动力和运动控制组件的进一步需求。
例如，建筑和农业设备是液压行业的关键部分。如果重型设备原始设备制造商能够增加这些机器的产量，那么对液压元件制造商的产品的需求将会更大。
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增加美国半导体芯片的产量将缓解困扰许多依赖电子元件的制造商的供应短缺问题
白宫情况说明书指出 NSF 资助的重点领域包括：
- 半导体和先进计算，
- 先进的通讯技术，
- 先进的能源技术，
- 量子信息技术，
- 生物技术。
所有这些重点领域对于各个行业的进步都非常重要，例如在制造和车辆电气化中使用自动化——这两个领域对于流体动力和运动控制制造商来说都是越来越重要的领域。
该法案的资金将用于创建区域创新和技术中心以及用于教育和劳动力发展的 STEM（科学、技术、工程和数学）活动。
后者将使许多行业受益，包括流体动力和运动控制，这些行业发现很难吸引年轻一代。白宫情况说明书指出，新法案授权对 STEM 教育和培训进行新的和扩大的投资，从 K-12 到社区大学、本科和研究生教育。还将采取举措使获得 STEM 资助的研究机构、社区和学校多样化，以确保获得更广泛的潜在人才库并支持创新。
CHIPS 和科学法案提供的近 1700 亿美元资金将用于科学研究、创新和太空探索。其中大部分将通过美国国家科学基金会 (NSF) 和美国能源部科学办公室。
通过投资科学和技术，拜登政府旨在实现创新，然后这些创新将留在美国并在美国生产。这样做将有助于保持美国在全球市场上的竞争力，并提供就业机会并造福经济。
科学研究的新投资
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静液压领域新媒体 | 工程化解读最前沿的液压技术
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路甬祥 序
本书论述了行走机械对于传动装置的基本要求，分析比较了纯机械、液力、电力和静液压四种传动装置的优缺点和适用范围。
波克兰液压和静液压将于6月10日同步对王意先生的著作《车辆与行走机械的静液压驱动》进行连载，双周更新一次，敬请关注。
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数控配流技术引领油液混合动力技术发
现代行走机械静液压驱动的技术来源之一是飞机上由涡轮喷气发动机转子拖动的恒速、恒频发电机装置。
作为主传动系统，静液压驱动的稳态效率偏低仍是受诟病的问题。更为彻底的解决方式是提高液压元件本身的效率。
英国科技人员曾研制过多种“非典型”的静液压驱动装置；近年来则在采用高速数字电磁阀作为液压泵和马达配流装置的技术上有所突破。
通过采用数控配流技术（Digital Displacement,缩写为DD）等一系列优化配流相位和运动转化机构的措施，使元件的总效率有了明显的提高。Artemis也把同样的数控配流技术应用到了车辆的静液压驱动元件上。
虽然还只搞出了一辆改装的技术验证样车，虽然在系统优化匹配方面还有很多事情要做，但在包括静液压驱动技术在内的技术发展史中曾拿到过多个“第一”的英国人。
已将一套堪称具有革命性创新意义的数控配流静液压驱动元件装在一辆油液混合动力小轿车上进行了实车试验。这种新颖的静液压驱动元件，源自于风力发电装置的需求。
当今发展迅速的风力发电是一项重要的清洁能源技术，但其属于固定安装的设备，原本与地面上的汽车和其他行走机械没有什么关系。
然而当风力发电机组也开始采用静液压驱动装置的时候，两者的技术内涵却出现了一些交集。
目前主流的装于风塔顶端的水平轴风力发电机的风轮具有较低的转速，如从每分钟几转到几十转。
除了正在发展中的由风轮直接驱动的多极永磁低速同步发电机系统以外，为了降低机组重量，多采用转速较高（如1500r/min）的发电机将风能转化为电能。
因此风力发电机组中的一个重要组成部分就是风轮和发电机之间的传动装置，通常为总传动比100左右的多级行星齿轮增速器。
与行走机械上从内燃发动机到行走驱动轮的减速传动，输入轴转速变
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化较小而输出轴的转速变化较大的情况相反，风力发电机组的输入转速（风轮转速）变化幅度较大而希望输出转速恒定。
但这种颠倒的转速关系却并不妨碍两者都能够采用静液压驱动装置构成传动链。
实际上，如同在本章的开头部分已经述及，现代行走机械静液压驱动装置的技术来源之一是飞机上由涡轮喷气发动机转子拖动的恒速恒频发电机装置。
该装置与风力发电系统传动装置的相似之处是：要求在输入转速剧烈变化时尽量保持输出轴转速的恒定，不同之处则在于其输入轴的转速（可达约8000r/min）高于输出轴。
然而静液压驱动元件族谱中恰好有可以在低转速下以液压泵状态运转的多种柱塞式元件，它们的功率密度都要比由风轮直接驱动的低速发电机高得多。
所以这种以风轮直接驱动低速大排量液压泵，经液压管道向变量液压马达传输动力，再以接近恒定转速拖动交流发电机的恒频风力发电系统早就有所应用。
并在中小功率机组上体现了只将液压泵装于风塔顶端，发电机组可以落地安装的布局和维修方面的优势。
但作为一个主传动系统，静液压驱动装置的稳态效率偏低仍是一个受关注和诟病的问题。
虽然已有功率分流技术可用于提高传动效率，但为此却同时增加了复杂的行星差速传动箱，性价比差强人意。更为彻底的解决方式仍然是提高液压功率传输元件本身的效率。
日本三菱重工集团旗下的位于苏格兰的Artemis Intelligent Power Ltd（阿耳特弥斯智能动力公司）的英国科技人员曾研制过多种“非典型”的静液压驱动装置，包括利用海面波浪能量的发电系统。
近年来则在采用高速数字电磁阀作为液压泵和马达的配流装置的技术上有所突破。他们采用了一套为风力发电机的液压传动装置研制的新型径向柱塞液压泵和液压马达。
通过数控配流技术（Digital Displacement,缩写为DD）等一系列优化配流相位和运动转化机构的措施，使这些元件的总效率有了明显提高。
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而由这些数控配流的液压泵（DDP）和液压马达(DDM)组成的大功率静液压传动装置Digital Displacement Transmission，DDT，应用在三菱重工的功率达7MW、堪称目前世界上单机功率最大的海面风力发电机已从2013年1月起开始了试运转。
其间Artemis不失时机地也把同样的数控配流技术应用到了车辆静液压驱动的元件上。
2008年，在英国节能协会的支持下，该公司改装了一辆BMW（宝马）530 i型中级轿车（图3-132），装有排量为3L的6缸直列汽油机。
图3-132 改装了数控配流变量静液压驱动元件的宝马530i 型轿车（据Artemis）
其原装的传动装置被以DDT静液压驱动装置为核心的串联式油液混合动力装置所取代。
由于DDT元件具备不仅在全负荷下，而且在部分负荷下仍然能保持很高效率的特性，使串联型油液混合动力的节能优势不再只局限在市内公交车和垃圾装运车等这些走走停停的车辆上，而且也延伸到了常用的普通小轿车上。
在与爱丁堡大学合作进行的测试中表明，由于综合采取了优化发动机工况、回收制动能量和减少发动机空转时间等措施，在市内行驶工况下，每加仑燃油的行驶距离（MPG）比一辆装有手动6挡变速箱的同等传统结构的商品车多一倍。
而在按照欧洲NEDC和美国FTP混合道路循环工况下测出的二氧化碳气体排放量则各减少了26.7%和33.7%。
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静液压▶# 图书馆 改版
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一辆为了验证和展示新型静液压驱动元件应用潜力的技术验证概念车，在原型车底盘上实施改装的众多可行性边界条件的制约下，能够获得这样的结果无疑对于汽车和行走液压行业的人们都是一个利好消息。
在Artemis有关这辆改装自宝马530i 轿车的技术验证车的介绍材料里，除了创新的数控配流静液压变量元件之外，将其称之为“无齿轮传动”的汽车也被作为一个宣传的亮点。
这很像是约半个世纪前同样是英国人搞出的世界第一台静液压驱动拖拉机也使用过，并曾激起中国科技人员许多想象空间的“无齿轮拖拉机”理念的一个螺旋式上升轮回。
现在Bosch Rexroth公司已获得了应用于公路型车辆的Artemis技术全球使用权，Artemis和另一个静液压驱动技术领域中的重量级厂商Sauer Danfoss公司也建立了全面合作的关系。
可以预期，通过这些液压元件主流厂商的介入，Artemis的DD数控配流元件将更为成熟，它们在性能和效率甚至是制造成本方面的优势将能得到进一步的发挥；
通过BMW等整车企业的介入，人们也将不再拘泥于现有概念样车底盘的样式，而能根据采用新型静液压驱动元件后形成的新的边界条件，重新优化整合与匹配全车的动力传动链，拿出一些全新的高效节能整车产品。
而更大的意义还在于，数控配流元件的成功已不仅仅是风力发电和节能汽车的事情，它将把整个静液压驱动技术推进到一个新的境界，对于液压产业的发展路线产生深远的影响。
流量控制阀基础
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学习目标
像针阀这样的流量控制阀看上去结构非常简单，但是其背后的控制原理还是值得深究的，今天我们就来学习一下与流量控制相关的知识。
首先来看一下今天的学习目标：
1、了解流量的测量方法
2、了解控制流量的实质意义
3、节流口的流量控制机理
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在我们学习如何控制流量之前，首先我们需要知道如何测量流量？
最常用的方法是利用体积流量计，它可以告诉我们在单位时间内通过该流量计的液体体积是多少，常用的单位有LPM和GPM（升每分钟和加仑每分钟）。
需要注意的是，体积流量计并不能测量流体的速度。
体积流量计可以类比为，在十字路口使用的埋入式电感传感器，它可以记录特定时间内通过该路口的车流量信息，但是它却无法记录每辆车的车速是多少。
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流量的测量方法
液压贼船
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我们看一个输送链的例子：
当向右滑动按钮时，系统输出的流量增大，液压马达旋转速度加快，即传送带的输送速度会加快；
为什么我们要那么费劲的去监测和控制流量呢？
通过前面的学习我们已经知道， 系统压力的大小是由负载的大小决定的；
而负载运动速度的快慢则是由系统流量的大小决定的。
因此，控制流量就意味着控制执行机构的运动速度。
当向左滑动按钮时，系统输出的流量减小，液压马达旋转速度减慢，即传送带的输送速度会减慢。
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控制流量有什么实质性的意义？
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节流口的流量控制机理
3.1、什么是薄壁小孔？
在液压控制阀中，对流体的压力、流量和方向控制，都是通过一些特定的小孔实现的。
而薄壁小孔又是实际应用中最为普遍的，鉴于此，我们就以它为例来说明节流口的工作机理。
之所以称为薄壁小孔，是因为它的孔径d远大于孔长L，一般d≥2L。
流过薄壁小孔的流量计算公式为：
式中：
- Cd是流量系数
- A是孔口的截面积
- ΔP是孔口两侧的压差值
- ρ是液体密度
由该公式可知，当流量系数Cd一定时，流量Q与过流面积A成正比，同时还和孔口两端的压差ΔP的平方根成正比。
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3.2、什么是压差ΔP？
在液压系统中，我们常用压差ΔP来表示两个测量点之间的压力差值。下图中，A点和B点之间的压力差值为50psi。
3.3.1、带刃口边缘的孔口
当流体流过带刃口边缘的孔口时，非常容易产生紊流流动，我们知道，紊流状态下，能量损失很大。
但因为流体与孔口边缘为点接触，接触面积非常小，摩擦阻力小，所以因温度引起的粘度变化，对通过该小孔的流量影响很小，也就是说，带尖锐边缘的薄壁小孔对介质温度的变化并不敏感。
3.3、孔口边缘的形状对流量的影响
孔口的边缘和流量能有啥关系？
常见的孔口可以分为带刃口边缘的孔口和带圆弧边缘的孔口，下面我们分别来看一下。
3.3.2、带圆弧边缘的孔口
当流体流过带圆弧边缘的孔口时，由于圆弧对介质流入小孔起到导向作用，有助于保持介质的流动状态为层流流动，其能量损失相较于刃口边缘的孔口而言要小。
但是因为流体与圆弧边缘的接触面较大，摩擦阻力大，所以因温度引起的粘度变化，对通过该小孔的流量影响较大。
点接触，接触面积非常小，摩擦阻力小
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相反，如果液压系统中，介质温度稳定，或者是流量的稳定性并不是那么重要，那么带圆弧边缘的薄壁小孔更为合适，它可以提升系统的效率。
《液压系统计算软件》是一款专为液压泵站和油缸设计计算而开发的软件，软件主要功能包括：液压系统计算；油缸零部件强度计算；常用结构计算（网络收集的软件菜单项）；液压系统故障分析系统等。
其中液压系统计算和油缸零部件强度计算是本软件的特色核心模块。液压系统计算模块由：液压系统参数计算；雷诺数、流态、压力损失计算；液压冲击计算；验算系统温升及冷却器的计算4大部分组成。油缸零部件强度计算由：螺纹强度计算；焊缝强度计算；最小导向长度计算；齿轮齿条油缸计算；缸筒计算；缸筒底部厚度计算；缸筒头部法兰厚度计算以及活塞杆弯曲稳定性验算的8大部分组成。两大核心模块是专为液压泵站以及油缸设计高度定制化开发的计算功能，无需再套用各种复杂繁琐的公式和参数，大大提高设计人员的设计效率和计算准确度。
不同的液压系统对流量有不同的要求，有的要求流量稳定，有的要求流量的可控性要好。
如果液压系统中，介质温度变化较大，而又要求保持流量的稳定性，那么选择带尖锐边缘的薄壁小孔更为合适，但此时会牺牲一部分效率。
圆弧接触，接触面较大，摩擦阻力大
本期关于流量控制的基础内容就到这里，下一期，我们将详细介绍控制流量的三种方法，敬请期待！
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