工程化解读最前沿的液压技术
2021/1-2 月刊
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主编：李春光
编辑：王 鑫 颜海波
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声明
液界资讯
丹佛斯完成对Artemis的完全收购
互联液压/智行未来/未来工厂
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全球首台整车纯电驱动汽车起重机
力士乐年度王牌产品
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力士乐电驱解决方案
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漫谈力士乐数字化解决方案
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观“力士乐发展史”，谈中
国液压及气动企业的“数智化”发展之路
中国盾构是怎样“炼”成的?
柱塞泵零件㾗迹学——滑靴
丹佛斯液压的发展历程
液压系统预防性维护
轻量化、低泄漏的压
电晶体伺服阀
DF4B型机车静液压油泵
失效故障分析与预防措施
面对复杂多变的国际环境
国瑞液压迎风而长 不退则进
漫话液压马达
流体对物体的阻力
什么是Amesim？
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满江红.液压
鼠年疑无路，瘟疫横行、肆无忌惮。庭前绿，春风化柳、英豪死战雷神山。万千天使披铠甲，试问天公敢叫板？废了寝、夜以继白昼，力挽狂澜。
撸铁应无恙，负重前行、汗洒三秋。师西夷，攻坚克难、何愁万国不低头。莫怪入行怨与悔，缘来得志功与否？醉了心、绿了春江水，喜看神州。
陆廷福 于江苏建湖
2021年2月10日
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谈中国液压及气动企业
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数智化
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发展之路
今天，我想聊两个话题，第一个是关于“中国液压与气动企业的综合竞争力”这样一个话题。大家都知道，我们的未来需要大量的资源，包括我们的资金和人才。那么我们现有的企业，你需要具备什么样的竞争力才能活下来，而且还要能够瞄准未来，这是我一直在思考的问题。第二个，我想分享一下力士乐公司过去的发展史，我想强调一点，我们不是为了去看力士乐是怎么做的，而是通过了解力士乐，然后得出你应该怎么做。今天，我就主要从以上两个方面来谈谈中国液压与气动企业的数智化发展之路。
我们提出中国制造2025，已经5年了。很多行业是飞速发展，但是我们想一下我们液压行业和气动行业走到了什么地步，所以我还是想，在这个数字化、网络化、智能化的大背景下，我们的发展模式是什么？也就是说，我们未来是什么样的发展模式，我们大家都在讲数智化，而我更关心的是，你对我们自身产品的形成是不是已经心中有数了？我说的这个“数”还不是我们“数智化”的“数”，也就是下面这几条，产品的设计的规范、制造工艺、保障系统、我们的可靠性、准确性，这些可以说是一个基本功。如果我们在这些基本功还没有做扎实的情
况下，现在就来谈未来的数智化，我的感觉有点心颤，因为毕竟我也跑了很多企业，看了以后确实有非常深刻的体会。说到底，就是我们的竞争力，我们的企业的效率，我们的生产效率何在？最后一点，我们企业家和我们的管理者，我们的思想观念是不是也有“数”？
我最近花时间分析了一下欧洲，特别是德国的液压气动行业。在这样一个立式的表格当中，记录了在德国以及欧洲大部分液压企业的名目，非常详细，从专业应用到每个产品系统，差不多有300多家企业在这里面。从这份名单里，我没有发现一个中国的液压企业在里面，也没有气动在里面，也可能我没有分析到。这就带来一个问题，我们中国的液压和气动企业你在哪儿？其实我这个问题就是我们还局限在我们自己的土地上玩，还没有走出去，这就是我想讲的。
源于钟默博士于2020年11月
第二界液压气动“数智化”企业论坛的主旨报告
大家看一下，我们的龙头企业和国外的龙头企业比较，在规模、产品、市场、技术及人才方面，我们可以看出来，我们还有很多工作是要做的，也有机会去做。我们分析了其他国家的中小企业，他们也活下来，而且也活得不错。他们抓住了“专”、“精”、“特”这三个字。那我们的未来定位在哪里呢？从统计数据上来讲，我们有500~1000家，我问了很多行业的人，我得不到这个准确的数据。但是在国外，我可以通过比较完善的资料，是可以知道在国外有多少人在做这个行业。
我们先看一下力士乐，2019年的公开的对外资料，力士乐整个62个亿，员工3万多，他的研发投入占到5.6%，在这5.6%当中，我可以告诉大家，大部分已经不在液压产品上，已经在转型。
再看一下恒立，他是我们行业当中的优秀企业，恒立去年做54个亿，上周我们在常州开会了解一下，估计2020年会超过70个亿，增长比较大。恒立确实是我们一个优秀的企业，他专注的就是刚才我说的那几个点，企业家要有数，对自己的产品要有数。如果有机会参观一下恒立的液压铸造，他在全球来讲都是在第一梯队的，特别是他的铸造二工厂，汪老板是做得非常到位的。
我们再来看一下力士乐，他在做的已经是产品的系列和产品的应用，及在这个基础上实现的一些数字化的实施方案，这是力士乐及博世联合起来在全球做的一些案例，我要讲的是制造而不是产品。
那么我就想问，力士乐成为行业标杆的主要因素到底是什么？技术、产品、规模还是人才。我接下来想跟大家快速的分享一下力士乐的发展史。我提出的问题是，在60年代初，这一系列的产品当中，有多少产品是力士乐团队自己研发出来的呢？下面我来解答这个问题。主要介绍力士乐从变成Mannesann，最后变成博世集团，这三个阶段的发展。
2.1、力士乐家族企业→曼内斯曼集团
实际上，力士乐开始进入液压企业早在200年以前，1795年就开始了，也就是从200年前，他从德国的东德搬到现在的地方，开始了铸件的生产，然后逐渐走向液压铸件的生产。一直到60年代，从不同的产品发展到柱塞泵、动力单元、控制系统。在50年代，力士乐在自主的基础上开始走向了合作与并购之路。这是在60年代末70年代初，他首先并购了Hunger油缸，就在力士乐的边上。同时并购了Indramat，这是搞伺服电机、控制系统的公司，这个公司为现在的智能制造打造一个基础。其实从今天的眼光来看，当时是并购他，为力士乐今天在全球的未来方向奠定了很好的基础。
然后在60年代末的时候，因为力士乐先生他没有合适的继承人，所以他就想到了这个企业怎么发展？于是想到了兼并，这个兼并
编辑整理：王鑫
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前言
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力士乐的发展史
钟默
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不是他去兼并别人，而是他被别人兼并，所以这也是思路上的一些转变，这也为我们中国的企业带来一些新的理念。当时的Mannesann获得了力士乐50%的股权，然后1975年再收50%，使力士乐变成了Mannesann的全资子公司。我画的那张图像就是说，当时起到关键性人物的就是Dr. Dierer，这个行业当中很多人都知道他，这个老先生现在是贺德克的创始人，但是他当年是在力士乐管技术,他把力士乐推向Mannesann,这是非常有故事的。因为前几年我跟恒立的汪总一起去拜访他，也谈了很多力士乐当年的故事。
这里我想讲一下力士乐的泵和马达，在1969年的时候收购了Rauch公司的柱塞泵，当时的销售额7000万马克，这个产品就是大学里面的一个专利，而这个Rauch公司通过Hans Thomas教授的专利，形成了自己的产业化，这是非常典型的一个例子。那么力士乐通过并购以后呢，自然也就获得了这个技术产品，因此泵和马达是它通过并购得来的，而不是自己的原创。
力士乐收购的第二家公司，Brueninghaus Hydraulik，搞工业泵和马达的都应该熟悉这家公司，而这两家公司在德国当时是世仇。就是刚才大家讲的，Mannesann通过整合以后把这两家并到力士乐来，所以这个就奠定了力士乐在液压行业的领导地位。过去我在力士乐工作的时候，这两个产品是力士乐最赚钱的，其他都不太赚钱，甚至于还有亏本，比如说油缸就亏本。
在1977年，全资收购日本的内田，开始进入日本市场，进而得已进入亚洲市场。同时收购了荷兰Hydraudyne，进入了海事、冶金、水利工程领域。然后再把德国的一个L&S传动系统的变速箱、减速机归到力士乐名下。有一次我到杭州齿轮厂去看的时候，他们拿出图纸，到今天为止，他们的图纸还是来于L&S这个企业。
那么为了进入美国市场，力士乐又收购了美国的Wooster公司，主要产品是齿轮泵和阀，其实这两样产品对力士乐来讲，并没有过高的先进性，但是他为了进入这个市场做了这样一个动作。
接下来，1987年，Mannesann将德国之星（Deutsche Star）公司的线性技术、丝杆技术从Sachs AG公司并入了力士乐，这个线性技术也为今天工业4.0奠定了一个基础。它在机床行业还有我们自动装配线上做的不错，在西安就有他的产品。
还有一个气动公司，他是收购了欧洲的一家企业，也并入到力士乐，但是很遗憾在2012年的时候把它卖掉了。这就是博世的理念，如果气动不在全球的前三甲，那它基
本上就被out了。所以我觉得是蛮遗憾的，因为气动对于未来工业4.0也是非常不可缺少的一个基础。
好了，从这个历史来看，1968年家族企业并到Mannesann以后，销售额是1亿马克，到1989年的时候达到29亿马克，员工发展的16,000。最后回答我刚才讲的问题，力士乐80%以上的产品和技术，都是通过联合、合作并购获得的。
2.2、曼内斯曼集团→博世集团
那么在这以后，为什么要从Mannesann变到博世集团呢？主要是由于Mannesann自身出了问题。我们看一下Mannesann的整个行业，同样的一个思路，Mannesann原来是做无缝钢管的，从力士乐开始到后面的所有的板块都是通过合作并购来的。可是他的问题出在哪儿呢？出在最后一个。大家可以看到这部分全是传统的工业，包括冶金、机械装备或者汽车板块，只有到最后1个，到了移动通信Mobile，在德国第一是德国联邦电信，第二就是Mobile。大家一看跨界了，跨界虽然带来了非常丰厚的利润，但是就是由于这个利润彻底毁掉了Mannesann，今天大家看一下，它的市场已经不存在了，所以蛮可惜的。这两个人是当时的决策人，最后， Vodafone公司最终以1900亿欧元的价格把Mannesann收购了。即使已经过去20年，这个收购价格至
今为止仍然是全球最大的收购案，也是德国历史上最大的一家公司被英国公司收购的一个典型案例。这就是力士乐的上级公司。那么谁来把这个分解了呢？除了我们刚才说的Vodafone把移动通信板块收购了以外。那么剩下的板块就被西门子和博世收购了，而博世只关注了力士乐这一个板块。
下面我们再来看一个有趣的事情，到现在已经20年过去了，我们来看看当初这些企业都在去哪儿了？力士乐还在博世集团，而其他的板块一个也不在西门子了，全部被不断的转卖。很有趣的，其中中国有两家公司占有其中两个板块。一个是中国化工所收购的Klauaa Maffei，是做注塑机的，全球也是很不错的。第二个是Dematic是被潍柴动力给收购了，现在归属于海奥集团的一个子公司。而最有戏剧性的是创始公司，就是做无缝钢管的那家，被以一欧元的价格出售给欧洲的一家企业。
回到这个刚才讲的力士乐归到博世，我们来看创始人罗伯特博世，他的这三句话我觉得是非常值得推荐给大家的。宁失利，勿失信，这一点我想对企业家来讲，不是说的，如果你真的做到了，我想这个企业才会成长。第二，产品的品质和信誉是他的原则，是做公司的原则。第三，长期的利益，远比眼前的利益更重要，就我们现在的工业4.0也好，我们的智能制造也好，如果没有这样的决心和方向，我相信你的投资进去了，将来也会打水漂。
接下来我们看一下博世全球的资产结构，罗伯特博世家族只占7%，基金会占了92%，你说这个博世是谁家的？谁的也不是，创始
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人家族只有7%的股份，同时他的发言权也只有7%，那么其余的93%是一个罗伯特博世工业信托公司来管理的，所以大家问资产是谁的？说不清楚，不知道是谁的。总之就是那个管理公司在管，但是管理公司又没有股份，如果管理公司有10个人的话，那就是这10个人在管理博世的整个集团战略、人和方向，但是他们并没有股份，很奇妙的一个过程，这股份在哪？在基金会，这基金会是谁的？不知道是谁的。
所以，就这样一个比较特殊的结构，是第一代罗伯特博世定下来的。他在去世之前，就把这个模式弄下来了，到今天没变，那么看整个博世，2019年777亿欧元，其中这个力士乐在整个集团当中大概占8%。大家看一下方向，汽车是主要的，其余分别是消费品、工业技术，力士乐就归于工业技术，能源技术。这4大板块目前都在做什么？博世在做什么？在转型，转到哪去？数字化、智能化、物联网。那么博世在转型，那大家就想一下，力士乐在博世的下面在干什么？未来要做什么？大家可以思考一下这个问题。
讲完博世后，我想借这个机会，简单的说一下博世力士乐中国本土化的一个发展过程。这张照片是常州力士乐，在90年代，力士乐就是在这样一个基础上起步的，逐渐发展以后，建立了新的工厂，再到最新的武进开发区。再来看一下下面这些照片，分别是生产油缸、动力站的，这个是那个年代的。2006年的时候，又引进的阀体的生产线。
中，已经做了5年。我们从2001年开始改革、变革，然后在一年以后，我们在原有的基础上，同样的图片，两张图片是对应的，同样的图片换成了现在这样的。我就想作为管理者来讲，你都要往前去看，不要停留在原来的水平上，一定要有挑战自己不满足的决心。最后我们从老的地方迁到北京亦庄，建立了新的工厂，引进了力士乐A10系列泵，开始组装生产等等一系列的动作。
力士乐在变的时候，我们在做什么？如果我们还在跟随，而不采取我们自己的一条路来寻找一些机会的话，很可能我们在10年以后又落后了，这是我想讲的一些经验。
回到我刚才开始提出的问题，那么力士乐成为行业标杆的因素是什么呢？变革、并购、整合、融入、创新。我觉得这个是我这么多年观察力士乐一种整体的感觉，当然还有其他的，技术创新我就不谈了。可能有人会问，你说那是都是国外公司，跟我有什么关系？所以这是力士乐的基因，就是企业家精神。力士乐家族的大格局、大思维，能改变他的环境。我们中国企业是说，我做出来是我的，跟你没关系，但是我觉得从力士乐家族来讲，他是考虑企业长久的发展，这点是思维不一样的。
当然还有商业环境，就是我们所处的商业环境，市场的机制和法律保障，还有包括文化上的差异，还有一个重要的是管理机制，职业经理人的体系，我们不具备这个现状和能力，中国液压企业的发展思路呢，我只把问题提出来，这个要靠各位企业家去回答。
那么我们再简单的看一下的话，你看龙头企业，我们在技术上是不是领先的，规模上、国际化上面是不是我们龙头企业该思考的？那么我们的中小企业呢？我们应该从单打独斗、各自为战的状态下，进入一种合作联盟，重组之路。我知道，很难！但是不走又能怎么办？
所以我认为未来10年，将为中国液压和气动企业提供更大的发展机遇。当然优胜劣汰也将会加速，因为过去30年，是一种粗放型的发展，有生意做，发展的快，随便你怎么做他都赚钱。未来，对不起！是强者更强，弱者直接就会消失。所以我们的发展不只是技术和产品的问题，虽然技术和产品非常重要，但更重要的是我们的观念和思维。所以我们要一起思变，才赢得未来！
现在我再讲一下北京力士乐，我记得我当年从常州转到北京的时候，是2001年1月1号，这是我拍的照片。大家共同想一下，按照我们现在水平来讲，这哪能叫力士乐。但是那个时候，力士乐就是在这样一个环境当
刚才讲了常州和北京，现在我想简短的讲一下西安，现在讲到力士乐，我的感觉是他在液压方面已经减少了很多投入，现在专注的是叫FA自动化工厂，所以现在在西安建工厂，刚刚在建，还没建好。所以我们在想，
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博世力士乐中国本土化的过程
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中国盾构是怎样“炼”成的?
中国工程院院士——杨华勇
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盾构机是一个国家综合制造能力的体现，是名副其实的大国重器。然而由于不掌握核心技术，在很长一段时间内，我国的盾构机只能依赖进口，一旦设备出现故障，就只能停工，花高价请国外工程师来维修每天都要承受近百万元的损失。2006年，国务院正式将盾构机的研制列入16项重大关键技术装备之一。
2008年，我国第一台拥有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机正式下线。2017年中国盾构机的产销量攀升至全球第一，在国际上越来越多的工程项目、施工现场都可以看到中国盾构机作业的雄姿。从无到有，从模仿学习到与国外知名品牌同台竞技。短短十多年，中国盾构机完成了看似不可能的跨越，中国盾构机是怎样炼成并实现逆袭的？在这一关键技术领域，我们实现了哪些重大突破？未来中国盾构机还将有哪些作为？中国经济大讲堂特邀中国工程院院士杨华勇，为您深度解读！
柱塞泵零件㾗迹学——滑靴
马明东
滑靴、是斜盘柱塞泵中极为重要的关键零件，滑靴的工作特性决定整台柱塞泵的峰值压力。滑靴的种类呈多样性，种类繁多，从轻型柱塞泵到重载、高压柱塞泵滑靴，世界各国滑靴迷宫形式是争奇斗艳，滑靴静压油膜有液压油液、柴油、航空煤油到水基，材料也是林林总总，新材料、新技术不断的在滑靴上体现，美国已在滑靴摩擦面上制备石墨烯涂层。大排量滑靴式柱塞泵峰值压力现已达到620bar，滑靴在峰值压力持续时间从1秒发展到10秒，斜盘阶跃速度高达20ms，转数也相应的有所突破，适应能力强。
斜盘式柱塞泵“滑靴”经历了110多年间无数液压人不断的改进与完善，重载型柱塞泵在400bar以内压力下使用，只要是整套系统设计与制造达到鲁棒性，性能已经是很完美，使用寿命可超越设计寿命。但在所难免的会有特殊情况，因种种瑕疵诱因导致的原因，造成滑靴的功能失控，发展到失衡，演变到泵寿命终结。
读懂滑靴摩擦面留下㾗迹，它会告诉你滑靴沿斜盘滑动一圈时，从低压区到高压区再返回低压区这一圈平衡力变化是否在正常状态，高、低压时静压支承油膜变化状态是否优劣，油液中所含硬质颗粒数量及体积量，壳体内压力与吸油口压力差值，加载压力和热引起的滑靴表面动态变形量，是否承受峰值压力挤压效应。
一台开式液压系统中的自吸式柱塞泵在吸、排油液时，滑靴在斜盘上滑动一圈，缸体柱塞腔有四次压力突化，1，柱塞腔吸油，柱塞工作腔容积增大。2，增大的柱塞工作腔容积腔低压油液约在0.7ms瞬间完成提升压力（缸体配流窗口越过配流盘高压窗口前端三角渐扩槽）。3，柱塞压缩排出油液，柱塞工作腔容积缩小。4，缩小的柱塞工作腔容积腔高压油液在0.7ms瞬间泄压（缸体配流窗口越过配流盘低压窗口前端三角减压槽）。这些油液压力瞬变过程也必然反映到滑靴支承面上，滑靴因此其与斜盘间支承油膜厚度、油膜刚度、滑靴倾斜角度、接触面积都有很大的变化。
上述4种瞬变压力直接反映到滑靴润滑界面上，滑靴在过程1时，没有压力油液从滑靴节流孔中溢出，此时提供滑靴润滑油液是:
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尽管滑靴与斜盘间有弹性流体动力薄模油液润滑，二者间磨损发生的机理和严重程度不同，滑靴与斜盘表面相对运动粘滞摩擦，滑靴与柱塞球头包角摩擦，滑靴与回程盘孔径表面摩擦，具体的几何形状，载荷条件，滑靴这些因素难以模式，难以理清。滑靴即要有低摩擦系数、还要有超强的抗峰值压力段抗变形刚度，钢基加低摩擦系数铜合金层是唯一的发展方向。
下面图例滑靴摩擦面㾗迹：
图5：是典型的超越滑靴材料屈服强度，滑靴中心内凹油室凸起，滑靴内补助支承环与斜盘发生直接接触摩擦所留下的光亮磨㾗。
图1(a)所示，A－支承密封环外圈油液润滑，如果此刻壳体压力＞泵吸油口0.5bar压力，滑靴会产生脱盘现象[2]，滑靴脱盘的同时也会产生滑靴边沿与斜盘发生接触摩擦。
滑靴在过程2时，因配流盘高压窗口内高压油液瞬间灌入缸体柱塞工作腔容积内，再通过柱塞中心孔到达滑靴节流孔溢出，滑靴瞬间形成具有撑开力的流体模，滑靴如有脱盘间隙时也同时瞬间撞击斜盘。
滑靴在过程3时，此段滑靴静压摩擦面展现的工况极为复杂，加载压力、液体模润滑性能、流体模流量、滑靴倾斜角度、热量、接触面积、摩擦系数、滑靴材料抗变形刚度等这一系列外界因素，导致滑靴在与斜盘滑动的结果是千变万化，斜盘挤压滑靴压迫柱塞压缩油液，油液反力作用在柱塞杆上产生轴向力，柱塞球头的轴向力强劲挤压滑靴球窝，使球窝向外凸起，滑靴外补助支承环与斜盘间出现间隙（见图2）。这是滑靴和斜盘由于压力和热引起的表面动态变形，柱塞球头加载力继续增大超越滑靴
图1b
图2
材料屈服强度值，支承密封环外侧圆也会撬起、只有内侧为线性密封流体模油液，柱塞球头加载力再继续增大，内补助支承环便会与斜盘表面发生临界混合接触摩，出现滑靴摩擦面烧损，严重时会出现油室节流孔边缘与斜盘发生金属摩擦。
滑靴在过程4时，滑靴支承面上的静压流体模瞬态消失，由瞬态表面压力变形引起的挤压效应变形的滑靴痊复。
图3
图3：首先映入眼帘的滑靴摩擦面凸起的环嵌入摩擦副表面上掉下来的钢屑，俗称：挂铁。发生这种现象是多个缺陷原因合并症碰撞在一起，才会发生这种挂铁现象。首先是与滑靴配对摩擦的钢基材料耐磨盘金属表面层因受到外界因素
图4
影响，材料表面产生氧化吸附层，也称为：物理、化学反映层，该层受到压力压强，会开始屈服、表层变形。受到温度的极大影响，表层产生塑性变形，基材开始形成波峰，润滑剂没能覆盖罩住波峰，受到滑靴犁耕式摩擦磨损，从轻度磨损发展到严重磨损再到超热磨损这三个阶段的过渡，滑靴与斜盘间滑动时，犁耕剪切触点高峰，从斜盘表面分离的粗大碳化物，在高温高压环境下，分离的粗大碳化物便嵌入滑靴摩擦面上。还有更深层的绣因，如润滑油液的添加剂腐蚀金属表面产生的分离层。液压气蚀，液压冲击（滑靴撞击）金属表面等一系列因素，就不在此累述。
图4引用自：Mild wear maps for boundary lubricated contacts R. Bosman∗, D.J. Schipper University of Twente, Drienerlolaan 5, 7500 AE, The Netherlands
图5
图6
图6：滑靴加载到某压力值时，密封环边缘撬起，所标的剪头发亮的一小圈为静压油膜密封环，这圈发亮的一圈是流体模从密封环尖角溢出油液冲刷的结果。
图7
图7：滑靴外密封带分为外圈与内圈，这二圈从照片上也观察很清楚，外圈外侧浅黑色一圈是滑靴与斜盘发生脱盘摩擦㾗迹，外圈内侧较深的黑色一圈与内补助支承环是与斜盘表面直接发生高温摩擦㾗迹，这说明压强大或是油液润滑性能差。滑靴表面上的条状条纹证明泵壳体内油液含有的硬质颗粒量及颗粒体积。
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图8：内圈开口式支承环端面与斜盘金属表面发生接触式临界混合摩擦磨㾗。
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图9：滑靴摩擦面呈放射性纹路，这不是滑动摩擦磨㾗，是液压冲击造成的撞㾗，超高压力瞬间反冲击作用在柱塞杆端面、柱塞再带动滑靴瞬间撞向盘表面。柱塞球头顶击滑靴球窝中心瞬间撞向斜盘平面，因滑靴中心有内凹空间，撞击时促使内凹油室向外凸起，滑靴呈张驰扩张现象，一放一收，便呈现这种放射状条纹。图10与图9一样的情况，但滑靴表面有高温烧损㾗迹。
图9
图10
图11、12：都是液压冲击造成滑靴面损伤，只是图11的液压撞击力超级大。
图11
图12
图13：滑靴液压力撞击后，超越材料屈服强度N倍，才使滑靴材料不能痊復。
图13
图14：是美国Oilgear公司PVV540柱塞泵滑靴，柱塞泵使用压力345bar，峰值压力400bar。柱塞在压缩油液时，每只柱塞最大挤压力达5.97T.滑靴材料从外观看像是粉未合金，滑靴外圆的一圈，可见到滑靴脱盘时与斜盘发生摩擦㾗迹（见图15），磨㾗的内圈，呈放射线的
斑㾗，最能说明问题的是滑靴节流孔边缘的一圈明亮圈是与斜盘发生直接摩擦的磨㾗，即证明这圈区域在高压时凸起与斜盘产生摩擦。
图14
图15
- 液压系统中的水锤冲击现象是怎么产生的？
- 液压系统中的水锤冲击对柱塞泵及马达造成什么样危害？
- 案例一：盾构机液压系统中的三台750大排量柱塞泵及液压马达损坏原因解析；
- 案例二：大型挖掘机 A7V1000柱塞泵配流盘开裂原因解析；
- 带载停机的危害及原因；
- 液压管路流速规定的原因及后果。
液界百家讲堂—马明东
液压水锤现象及失效机理
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2021年1月7日，斗山推出了其新型DX57W-7V轮式挖掘机，斗山表示，这款机型的设计旨在增加操作者的舒适性、便利性和互联互通性。其主要特点如下：
- 配备0.175m容量的铲斗；
- 操作重量为5.8吨；
- 配备了42.5kW D24 V级发动机；
- 配备了最新的DoosanCONNECT车载信息系统；
- 驾驶室内，配备带有立体环绕扬声器、蓝牙的仪表面板；
- 转向柱的位置可移动，以提高操作者的可视性；
- 360°全景影像；
- 超声波障碍检测系统。
目前，该车型已经开始接受广大用户的预定。
2021年1月15日，苏格兰最大的海上风电场项目正在筹建当中，该项目位于苏格兰安格斯海岸约30公里处，将由114台MHI Vestas V164-10 MW风力发电机组成，其1075MW的容量可为130万户家庭供电。而奥地利制造商Palfinger 将为Seagreen海上风电场交付114台 PF20000-7 LDB固定式动臂起重机，其起重能力为990kg，起重高度最低35米。
丹佛斯此前于2018年10月宣布收购AIP的多数股权，当时与三菱重工成立合资公司，丹佛斯为大股东。随着今天的宣布，AIP完全加入了丹佛斯动力系统。收购完成后，大约 60 名员工将立即加入丹佛斯的数字排量团队。AIP 品牌将正式停用，所有产品现在在市场上都标为丹佛斯数字排量。
丹佛斯动力系统公司研发副总裁杰夫·赫林（Jeff Herrin）在评论此次收购时表示：”数字排量是一种颠覆性技术，可从根本上提高效率，降低在需要液压油动力的地方的油耗。具有全球潜力，可减少二氧化碳在工业机械和非公路机械的排放。该技术尤其吸引客户，因为它提高了效率、生产率和控制力，并降低了技术上脱碳行业的油耗。这一点尤其相关，因为今年在苏格兰举行的第26届COP会议将探讨实现零碳未来的可能途径。
“过去几年进一步增强了我们对数字排量技术的信心，使我们能够生产我们的第一个商业解决方案，并与欧洲、中国、美国的 OEM 进行接触，反馈是普遍积极的。全面收购 AIP 将使我们能够加快在核心工业和非公路市场采用数字排量技术。现在，我们期待着在新的液压解决方案系列中快速跟踪该技术的商业化。
2021年1月14日，丹佛斯集团宣布全面收购Artemis Intelligent Power Ltd （AIP），这是一家总部位于苏格兰爱丁堡的研发和工程公司，专门从事液压系统开发。此次收购是丹佛斯计划在全球推出创新数字排量®的重要组成部分。
作为工程机械行业的晴雨表，挖掘机始终是人们热议的话题。其产销数据、市场格局等都备受各界关注！
2020年挖机有多火爆？超32.8万销量，同比+39.0%，创历史新高！
2020年国产挖机市占率如何？12月国产CR4市占率高达66.3%，其中国产龙头销量同比+85%！
最新的挖机市场格局下，谁在被边缘化？谁在乘胜追击？又是谁在一马当先？2021年挖机市场格局将如何变化？
从近5年挖机市占率分布来看，全球重工企业呈如下几种型态：
- 直线攀升型：三一、徐工、临工；
- 稳健增长型：柳工；
- 直线下滑型：卡特彼勒、小松、日立；
- 倒U下滑型：斗山、沃尔沃、现代。
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斗山推出新型DX57W-7V轮式挖掘机
丹佛斯完成对Artemis的完全收购
Palfinger 将为Seagreen海上风电场交付114台起重机
最新挖机市场竞争格局剖析，2021年市场如何发展？
ZTC250NEV | 全球首台整车纯电驱动汽车起重机
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丹佛斯液压的发展历程
作为全球四家移动液压产品全线供应商之一，丹佛斯的液压件产品都由旗下的丹佛斯动力系统Danfoss Power Solutions事业部运营，公司广泛为工程机械、农业以及其它非公路车辆市场提供行走液压解决方案，为不断变化的世界提供动力，并在静液压传动、摆线马达和转向器等领域一直保持在全球的领先地位。
Danfoss共有4大事业部，分别是Danfoss动力系统、Danfoss传动、Danfoss供热和Danfoss制冷（供热和制冷在2021年初合并为气候方案事业部）。而专注移动设备液压件的丹佛斯动力系统又按照不同的工作模块分为不同的业务单元：静液压、控制系统、工作装置、Editron、Hydro-Gear。
丹佛斯Danfoss品牌与液压元件制造
丹佛斯品牌由丹麦工程师Mads Clausen梅兹·克劳森建立：梅兹·克劳森生于1905年，从小在乡下农场长大，祖辈和父辈都以农业为生，但是小克劳森的祖父在农场有一个铁匠作坊，做气泵和纺纱轮，他经常过去玩，在那里对机械产生了兴趣并学到了基本的手艺。
长大后克劳森在外地完成了学徒生涯和大学学业，经过4年的历练之后，26岁的年轻工程师梅兹·克劳森在1931年开始在丹麦Vojens沃延斯市的Brødrene Gram (Gram Brothers) 公司设计制冷系统的压缩机，同时也开始接触制冷系统的膨胀阀，受到美国阀门出口禁令影响（美国的技术出口管制是有历史传统的），
梅兹·克劳森看到了在丹麦本土建立自己公司的可能性。
在一系列努力之后，1933年梅兹·克劳森在自己的家乡Elsmark，自己家的小阁楼上建立了自己的公司Dansk Køleautomatikog Apparatfabrik (丹麦制冷和控制设备公司).，在自家澡盆中做阀的压力测试，第一年就卖出466只阀，这相当于1700欧元。而当时公司只有一个员工——克劳森自己；第二年业务就翻了两翻，公司开始快速发展。
创业小阁楼
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故事
原文始发于微信公众号（hydro gear 睿旋）
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CytroForce——Cytro家族新成员，紧凑高效，势不可挡。证明了伺服液压轴也能轻松配置和使用，未来可期。
CytroBox——被这看似冰箱的外型迷惑了？人家可是台智能动力站，紧凑高效，小身材暗藏大能量！
蓝牙比例减压阀——打开蓝牙，一键互联，让你随时随地用手机查看阀的实时运行状态，大大降低停机时间和运行维护成本。
工业之星
互联液压小分队
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工程机械之星
智行未来小分队
A4VG——压力高，噪音低。在自行走式收割机，装载机，起重机，路机等多款应用上均有极佳表现。
GFT620——能驱动重达几百吨的大型履带起重机，并以1公里每小时的速度运行。堪称博世力士乐最粗壮的“大腿”。
BODAS——帮助车辆制造商解决车辆监控、车队管理、远程维护难题，作为“最强大脑”引领工程机械的智能互联时代。
CytroForce
CytroBox
带蓝牙接口的比例减压阀
A4VG
GFT620
BODAS
减速机
轴向柱塞泵
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AM drives——兼具出色的性能和优化的设计，能满足国内用户日益提升的成本控制和性能需求。
SFK-Pressing——选型简单，即插即用，零编程。创新型数字化线性传动技术解决方案，提升了机电一体化水平，重新定义工厂自动化。
ActiveShuttle——连接“未来工厂”的自主导航运输系统已经整装待发！有了ActiveShuttle，实现内部物流4.0不是梦。
工厂自动化
未来工厂小分队
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AM drives
SFK-Pressing
ActiveShuttle
继乘用车电驱革命之后
这场绿水蓝天的保卫战
也在非道路应用领域拉开了序幕
面对工程机械的电气化革命
力士乐电驱天团携我们的拳头产品
请求参“战”！
针对工程机械的应用特点及产品要求，我们开发了全新系列永磁同步电机——EMS1H-13/20。凭借紧凑轻巧的设计，IP69K防护等级，超高的功率密度，EMS电机在众多产品中脱颖而出。通过搭配不同的电机直径、长度及绕组，我们可以提供不同功率范围的电机，以适应不同的工况要求。
力士乐电驱解决方案
博世力士乐
电机 – EMS1H系列电动机/发电机
| 额定功率 | 15 … 200 kW |
| 最大功率 | 30 … 440 kW |
| 额定扭矩 | 145 … 1,050 Nm |
| 最大扭矩 | 320 … 2,400 Nm |
| 最大转速 | 高达 6,000 / 10,000 rpm |
技术参数
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电气化已在乘用车领域占据了半壁江山
也必然会在工程机械领域掀起变革的巨浪
我们力求在这场变革中一马当先，开拓创新
以最优秀的电驱产品回报大家
备战电驱革命，我们开发了全新的中心驱动减速机eGFZ9000系列产品。该系列产品既有单一速比减速机，还有双速比、可换挡产品。配合力士乐永磁电机，我们可以提供轻量、紧凑、低噪音、高效、大功率的集成电驱解决方案。
电机 – EMS1H系列电动机/发电机
电驱轮边减速机 – eGFT8000系列
行走减速机GFT8000系列液压驱动总成在工程机械领域有广泛的应用，其性能及可靠性得到了市场的充分验证，产品深受客户喜欢。我们对该系列产品进行了由液到电的升级，即eGFT8000电驱轮边减速机。
客户可以在不改变机架和轮毂尺寸的基础上，便捷的实现电驱升级。由于电动机的输入转速远高于液压马达，eGFT8000减速机在输入极增加了一级行星减速，实现了与高速电机的完美匹配。
技术参数
| 型号 | 额定输出扭矩 | 速比 |
| eGFT8120 | 15,000 Nm | 59.4 … 122.4 |
| eGFT8130 | 20,000 Nm | 81.3 … 158.3 |
| eGFT8140 | 30,000 Nm | 283.1 … 429.1 |
| eGFT8150 | 42,000 Nm | 102.5 … 160.6 |
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Q1：什么是”数字孪生“？
AF：其实数字孪生这个概念底下蕴藏了很多东西，最主要的是下面这两个，一个是我们最常见的CAD模型，它可以用来辅助客户进行系统设计；另一个是我们可以用CAD模型来模拟设备的行为。就像下面这个模型一样，我们正在用它进行生产前的模拟。
Q2：我们工厂里已经有实体了，为什么还需要搭建一个虚拟的数字孪生体呢？
AF：搭建数字孪生体的目的是让我们在建造实体之前，先进行模拟，并对其进行一些虚拟测试。在进行虚拟测试的过程中，如果你发现某些地方不合适，那么你就可以很容易地对这个虚拟的数字孪生体进行调整或者直接更换零部件。可如果将所有的零部件都真实地摆在你眼前了，再要进行调整，那就只能重新订购，既费钱又费时。
Q3：数字孪生技术只能在设计过程中使用吗？
AF：目前来说，将数字孪生技术用于设计阶段最为普遍。但是，我们也已经开始在思考如何拓展数字孪生技术了，我们希望不单单是为某一系列的产品搭建数字孪生体，而且还要为每个单独的产品搭建对应的数字孪生体，比如说这个产品的数字孪生体可以储存产品的出厂测试数据，这就能让你的产品在出场并运行后，可以将产品的实际表现与出厂测试时的表现进行对比，你可以看一下有没有变化。或者你也可以使用数字孪生体将设备的实际行为与仿真行为进行对比，如果某个部件的仿真行为与实际行为有差异，那就给您提供了一个信号，说明这里可能有些问题。
漫谈力士乐数字化解决方案
From Bosch Rexroth On Air
Q4：时间就是金钱，力士乐是如何在“时间”这一维度上帮助客户的？
AF：我们都知道，一旦设备因故障而停机，那么时间确实就是真金白银了。因此，我们主要是从缩短用户停机时间这一角度来为客户提供服务的。我们会考虑到，如果设备发生故障，那我们该怎么保证客户能以最快的速度获得技术支持呢？为此，我们开发了一个服务类的应用软件，它能让你快速获得力士乐的技术支持。
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转写—王鑫
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Q5：能谈谈这个应用软件的特点吗？
AF：好的，下面我来演示一下这个数字服务助手。假设我们都是钢铁厂的设备工程师，我们的工作就是确保液压系统正常运行。一旦设备出现故障，我们必须尽快分析问题并解决问题。而为了从供应商处获得有效的技术支持，我们必须能够准确的向供应商描述产品的信息。
这就需要用到力士乐的这款服务软件，我们一起来看看它是如何做到这一点的。右侧手机屏幕中显示的是该软件的主界面，它给我们提供了备件查询、产品维修信息，产品技术文档下载等功能。下面我们就拿这个阀来做一个简单演示，这个阀上面有一个带有二维码的铭牌。我们点击软件上的“文档”选项，选择添加部件，并扫描二维码，扫描成功后，就可以下载与该阀相对应的技术文档了。
Q6：作为用户，我更希望在故障发生之前就能得到预警，你们有什么好的解决方案吗？
AF：我们有一个CytroConnect的系统，它是一个基于云的状态检测系统，使用这套系统，你只要使用一个浏览器，就可以随时随地的检测力士乐产品的状态了。
Q7：客户利用CytroConnect系统，具体可以做些什么呢？
AF：首先你可以看到整个液压动力站的当前状态，比如当前压力、当前油液温度等等过程参数。
另外你还可以通过研究各个参数的变化趋势、历史报告，看看有没有哪些参数在逐渐偏离正确的区域。
当然了，最高级的是我们可以通过大数据分析，在某种程度上实现预测未来，这就可以显著地减少因故障导致的停机时间，在意外损坏发生之前就提前安排维护。
总结一下，随着数字化的不断发展，力士乐的产品正逐渐朝着节能高效、静音、节省空间、而且还很智能的方向发展，这将是液压的新趋势。
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液压系统预防性维护
——威泰科
什么叫预防性维护？
什么叫预防性维护？我们常说如果把液压系统比喻成一个人体的话，我们最关注、也最容易发现的问题就是人的血压，我们会经常去测量血压，根据血压的情况来判断我们身体的状况。那么是否可以把液压系统当作我们人的身体，做相关的预防性维护呢？
今天就取一个典型的液压元件——液压泵作为案例（见图1） ，这是一个典型的液压泵的表现曲线，红线就是它的生命周期，下面X轴是时间。那么不同的泵在不同的应用情况下，其生命周期的长短是不一样的，生命周期对某些系统来讲，可能是以月来计的，但是对于某些系统来讲，可能是以年来计的。我们怎么去预判它们呢？我们拿到健康的泵以后，从时间点A点开始算起，到B点就是这个泵正常的生命周期和工作状态，但是过了B点之后，大部分的泵会出现问题，会带来停机的烦恼。现在大部分公司的做法是在泵出现失效的时候，才紧急采取措施，判断故障原因并更换零部件，这就叫故障性维护。
间隔是无法预测的，而且随着泵多次出现故障，我们会发现泵出现故障的频率是不断升高的。对于厂家和用户来说，时间点1、2之间的时间跟时间点2、3之间的时间我们是无法预测和计算的，这部分停机的时间会带来经济上的损失。相信大部分企业没有把日后停机要承担的成本计算在产品的成本里。故障性维护的缺点就是我们无法预测什么时候会出现停机，这使得我们对“企业的品质、形象以及最终用户对机器质量的认定”等都无法掌控。
图1 典型液压泵的性能水平与时间的关系
图2就是我们故障性维护的曲线，第一段红线是显示正常工作的时间，中间断开的就是泵失效停机的一个时间表示，我们可以看到从第一次停机到第二次停机的时间
图2 后续经常发生故障
所以我们就引进了一个预防性维护的观念（见图3），它跟故障性维护有什么不一样呢？以泵为例，厂家告诉我们一个泵的生命周期是一万个小时，这样我们可能会在一万个小时达到之前去做泵及其元件的检查、维修、更换，这就是预防性维护。但是大家有没有想过，这一万个小时的工作时间是怎么得出来的？一般来讲，它是在最理想的工作状态下得出来的，是它的最长生命周期。我们知道，每一个机器的工作是环境不一样的，在良好的工况下面生命周期可能是7年，但是在极端的工作环境下可能生命周期只有4年，那么我们怎么去判断这个泵的生命周期呢？或者说怎么根据不同的工况去选择适合我们的一个预防性维护的方案呢？
于是我们再引进一个新的概念，叫预测性维护（见图4）。预测性维护跟预防性维护不同的是，预防性维护是我们根据厂家提供的信息去计划元件维护维修的方案和时间；预测性维护是我们根据自己实际的状况，通过对液压元件持续长期的监控和数据记录，得到液压元件准确的生命周期，以确保系统运行的正常。
什么叫预测性维护？
图3 寿命估计不足和高估寿命
图4 衡量一段时间内的性能水平与临时衡量
图5只是举例说明，一个简单的液压系统可以做的测试有哪些、使用的传感器有哪一些，至于具体使用哪些传感器、测试哪个点肯定要根据我们自身的应用来决定。如果在做这个系统的时候，我们还没有想好预防性维护的方案，或者还不确定要在哪个点对相应的液压数据做测量和记录的话，我们也可以采取在管道或者是油温进出口预埋测试点的做法，然后等方案出来的时候，我们再去适度地增加相应的传感器，去测量流量、压力、温度以及油液清洁度等。比如在油箱之前，加装流量传感器来测量最后进入油箱的流量，或者在泵的周围加装温度传感器去检测泵的工作温度等。
图5 液压系统常用的测试点
典型便携式测试方案
关于预测性维护，我们今天就给大家带来一个实际的案例（见图6）。这个客户是一个位于英国的、做数控水射流切割机的工厂，他们现在做的一个推广方案就是跟他们的代理合作，代理除了负责仪器的销售之外，还要负责仪器的维修和保养。那么代理是怎么做维修保养的呢？代理为终端客户定期地去做一些关键数据的采集，然后针对每一台他们销售出去的仪器建立一个数据库，然后通过数据对比来观测整个机器运行的情况，从而帮助客户在出现故障之前，就可以清楚地知道他们的液压系统现在运行的情况，对故障做出预判，避免了意外停机，这等于延长了系统跟仪器的使用时间，他们通过后市场的服务达到了这样的目的。
图6 CNC水射流切割机的故障预测性保养
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图7是我们根据从数据采集仪上采集的实际数据做出的图表，将这三个案例拿出来给大家分享。左上角是一个泵测试出来的图表，液压工程师会根据这个图表显示的压力曲线来判断泵的容积效率以及它在一定工况下的使用情况；左下角是我们在测试旋挖钻机钻头时出来的一个图表，这个测试的主要目的是为了测试更换的元件与之前使用的元件，在相同的工况下面有什么不一样的表现；右边的图是在相同工况下面，针对2台机器去测试，然后去做2台机器工作效率的对比。
那如果我们在机器出厂之前，就把原始数据采集起来，或者是第一次开机的时候就把原始数据采集起来，开始建立数据库，然后我们就可以通过有计划的、定期的数据采集追踪整台机器，或者针对一定的液压元件，做液压元件生命周期的预判。
我们线下的产品，可以用来做数据采集、数据分析的就是大家看到的3个产品（见图8）。左边是便携式的数据液压万用表，它可以做12组流量压力温度的数据采集，现在使用的用户大部分是做属具附件的用户比较多，因为它们在加装属具的时候，需要对主机做泵的工作效率的测试。中间这台是是一个便携式的数据采集仪，入门款的，可以同时连接3个随意搭配的传感器（比如用2个压力传感器去测压差，再加一路流量传感器），测量6个通道的数据，搭配软件使用，来做曲线分析。最右手边的这一款，它可以同时连接28个流量压力温度的传感器，同时它可以在仪器自身的屏幕上做曲线的实时显示，用这款机器的大多是做研发的工程师，用来做复杂液压系统的测试。
图9是我们帮几个欧洲客户做的测试套组定制化的方案我们根据客户不同的要求做的流量计、数量压力传感器，数量的搭配。左边是德国卡赫公司的；中间是我们为凯斯欧洲分公司做的一个售后服务方案；右边是我们跟德国久保田合作的，给久保田在欧洲的售后团队定制的一个工具。
图7 采集出来的数据转化为图表
图8 液压数据采集工具
图9 定制方案
图10是我们对以后未来故障诊断方面的一个预测，我们会跟云结合，然后把所有的数据采集起来，建档做对比，在故障发生前做出预测。以后后市场服务的成本可能要整合到主机销售的成本上面，现在欧洲一些厂家已经这样做了，就是主机厂能够给客户提供一个承诺：我这个机器在今后5年、10年、甚至15年的使用时间里面不会出现问题。
图10 未来的方案 – 实时状态监控
http://www.nbxhyy.com/
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液压传动与控制——腾益登
我们将介绍一种新型的两级航空航天伺服阀，该阀采用3D打印的钛合金阀体，以及一个小的压电驱动阀芯作为其先导级，并具有电气主级位置反馈。该设计方法有望提供重量轻，泄漏少和更精确的阀芯定位。此外，它还可以提高制造自动化程度，从而降低成本，提高重复性并减少废料的产生。
阀先导级是一个小阀芯，由压电环形弯曲器直接驱动（图1）。环形弯曲器是扁平的环形盘，其根据所施加的电压的极性以凹入或凸出的方式变形。在图2中可以看到执行器弯曲效果的一个例子。之所以选择这种执行器配置，是因为与相同质量的叠堆执行器相比，环形弯曲器执行器显示出更大的位移，与同类尺寸的矩形弯曲器相比刚度更高。
典型的单通道（窄体式客机）客机上约有40个伺服阀，是电液驱动和燃油控制系统中的关键控制组件。减轻重量，降低制造成本并通过减少泄漏来提高效率是新伺服阀设计的关键驱动力。如果可以获得可接受的材料性能，则使用增材制造（AM）生产伺服阀体可在重量和制造人工成本方面提供显着的好处，并提供额外的设计自由度。使用传统制造方法制造复杂的内部流道被证明非常困难单。 AM还为在阀内集成新颖的传感和执行单元提供了新的机会。
阀先导级是指力矩马达以及喷嘴挡板，喷射管或偏转射流放大器，并提供致动以移动主阀芯（第二级）。力矩马达的安装非常耗时且昂贵，需要大量的人工干预。如果没有非常精确地调整，则先导级放大器可能无法提供稳定的操作，并且会通过喷嘴或射流持续产生流量损失（和功率损失）。基于此，有必要寻找一种替代方法，以提供一种适合自动化制造的更具成本效益，可靠，低泄漏的替代方法。本文的重点是采用AM制造的新型两阶段伺服阀设计，该设计结合了压电致动和电气阀芯位置反馈。为了减少泄漏，先导级使用了一个小的阀芯，而不是传统的喷嘴挡板，喷射管或偏转喷射放大器。
阀中使用了Noliac CMBR08多层环形弯曲机。它的直径为40mm，厚度为1.2mm，自由位移为±115μm，阻挡力为±39N。弯曲机在其外缘周围被夹紧在一个柔性安装架中，并通过轮毂和轴连接到先导级阀芯。如图3的横截面图所示，该阀已合并到两级阀中。完整的阀如图4所示。浸在液压油中的弯曲机连接到LVDT，以便在运行期间监控位置。主阀芯位置通过第二个LVDT进行闭环控制；使用比例积分位置控制器补偿压电滞后等非线性因素。
轻量化、低泄漏的压电晶体伺服阀
图1 先导级示意图
图2 压电环形弯曲器：左-变形，右-电气连接
阀体包含复杂的流体通道。它们需要具有足够强度和刚度以承受较高的液压压力（例如350bar），并且即使压力变化和温度变化较大（典型条件为-54°C至+ 150°C）也要保持出色的尺寸精度。阀芯周围的间隙或节流边的公差约为几微米。节流边与高速流体（通常大于100m / s）接触，并且易于腐蚀。当前，阀体通常由铝或钛制成，并带有非常耐磨的马氏体不锈钢（440C）衬套，以形成节流边。
增材制造为制造复杂的阀体提供了机会，该阀体的重量要低得多，仅在必要时添加材料，并且具有成本效益，重复
图3 阀断面示意图
性高且材料浪费少的优点。可以优化几何形状以满足上面列出的严格要求，而无需常规的减材制造约束。
该阀原型是在Renishaw AM250机器上使用钛合金（Ti6Al4V）制造的，该机器使用粉末床熔融激光熔化工艺。尽管仍需要进行研究以确保其特性和质量适合于航空航天应用，但是众所周知，使用这种材料可以成功实现激光熔化。尤其是，疲劳寿命受表面光洁度和微观结构的影响，并且仍在研究构建过程参数和热处理的影响。飞行执行器出现认证问题，使用增材制造制造安全关键零件需要开发新标准。
对于伺服阀和其他复杂的液压执行元件，AM的应用有望缩短开发周期，减少材料的库存成本，提高液压效率，减轻重量并提供新的维修机会。图5更详细地显示了AM阀体。仍需要使用坚固的不锈钢衬套来实现所需的节流边磨损性能。图6说明了如何使用CT扫描对AM零件进行内部检查。
图4 产品样机
图5 AM阀体原型
图6 阀体CT扫描3轴视图
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概述
背景
阀的设计
增材制造
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静态和动态阀性能均经过测试。静态的，在210 bar的供油压力和连接的油缸端口的情况下，最大流量刚好高于70 L / min，零位的泄漏流量约为0.1 L / min。
控制信号的低频满量程循环表明，环面弯曲机的磁滞约为20％，这是压电执行器的典型值。但是，对于主阀芯整个运动范围的类似测试显示出线性关系，因为闭环控制器成功补偿了压力执行器的滞后现象。
阀芯运动对环面弯曲机控制信号的动态响应取决于：功率放大器带宽及其电流极限；与先导级运动相关的阻尼，惯性和流动力；先导级和主级之间的可压缩性和流量限制；作用在主阀芯上的阻尼力和流动力及其惯性，以及先导级作用在主阀芯端部区域的压力差。
图7是从样品阀测得的频率响应，表明动态响应与相同尺寸的常规阀相似。
一种新型的航空伺服阀已被样品制造，其主体是通过激光熔化钛粉（Ti6Al4V）制造的，并具有低泄漏的压电致动先导级。商业化之前需要进一步开发，但是该方法有望提供：
由于优化的AM结构，重量轻且尺寸减小，通过消除力矩马达的电磁特性，提高了可重复性和可靠性，与传统的机械反馈阀相比，阀芯位置控制更好：更精确，更快，对环境变化（例如温度）更不敏感，一个阀与另一个阀之间的可变性更小，并提供“智能”健康监控，提高制造自动化程度，提高可重复性并降低成本，通过减少材料浪费来提高制造资源效率，减少了先导级泄漏，减少了功率损耗。
功能要求已满足。耐久性要求也已通过液压和材料疲劳测试得到了验证，但是在获得认证之前还需要进行其他研究。电反馈的使用也是主要飞行控制的新突破，安全情况需要得到证明。
关于在液压流体中工作的压电致动器的保护和耐用性的进一步研究正在进行中。减小压电放大器的尺寸也将需要解决。减材制造作为AM零件的精加工工序是必要的，因而加材和减材工艺的更好集成是另一个研究重点。
图7 频率响应 (210bar供油压力)
宁波赛福汽车制动有限公司
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联系人：88387020-8009（张先生）
邮箱：sales.cn@china-sfb.com
地址：宁波东钱湖旅游度假区上阳工业区中阳路8号
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结论
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DF4B型机车静液压油泵失效故障分析与预防措施
陈予，张厚维，余超，范涛，陈涛，张帆，朱骏伟
中国铁路武汉局集团有限公司
DF46555机车中修启机，低温静液压油泵发生异音振动，转速提升，泵体振动升温异音加剧。拆检，油缸体与柱塞转轴连接法兰座发生顶撞，多个部件故障失效。
活塞顶端面与活塞孔之间所形成的容积A也随之变化。活塞在上死点时容积A最大，活塞在下死点时容积A最小。由此产生静静液压油泵吸、排油功能过程。配流盘上腰子形孔B、C经后盖上的腔道分别与液压系统吸排油管道相通。当油缸体每转一周时，七个活塞孔依次与B、C腰子形孔各接通一次，即各活塞均完成一次吸排油过程。见局部放大原理图8。
油缸体每旋转一转，就有七次使盲孔i分别与高压油腔和低
压油腔瞬间相通，即每一转中向油缸体和配流盘的辅助配合镜面作七次短暂的压力喷油和七次压力卸荷，从而在辅助配合镜面之间形成脉动油液垫，同时油膜不断更新，带走摩擦副中产生的热量。 静液压泵结构原理如图9。
静液压油泵，油缸体后座与转轴连接法兰发生顶挤撞击，配流盘高压工作面磨损。油缸体向花键轴方向移动，与连接法兰撞击，如图1。
由于发生轴向移动，缸体与配流盘高压工作面区摩擦，痕迹明显，撞击损伤，如图2。
油缸体轴向移动，芯轴弹簧受压冲击变形断裂。如图3。
油缸体内腔及多个柱塞明显过热，局部变色发蓝如图4中圆圈所示。
静液压油泵系统中，7315轴承发生轴向移动旷动失效。
7315轴承轴向移动达（3～5mm）如图5箭头标示。
轴承与芯轴座间隙超限如图6、图7局部箭头、圆圈所示。
故障主要现象：
（1）油缸体轴向移动，轴承轴向止推失效。
（2）油缸体柱塞过热。
（3）油缸体轴向移动撞顶配流盘法兰座，与配流盘互磨。
静液压泵工作时主轴被带动旋转迫使连杆锥面推压活塞，活塞带动油缸体回转。油缸体与主轴轴线成25°倾斜角，因而柱塞在其回转圆上位置处在变化中，
3.1轴承失效
观察7315轴承状态，轴向止推失效，滚道磨损，外侧7315轴承内圈与轴发生相对转动，内侧两个7315轴承轴向松旷，旷动量达12～15（mm）。
3.2轴承轴向移动分析
3.2.1运动件受力分析
（1）柱塞往复轴向直线运动推拉油缸体往复运动，每转一圈中向油缸体和配流盘的辅助配合镜面作七次压力喷油和七次压力卸荷，油缸体柱塞活塞部件存在轴向力。
（2）液压油进出油缸体也推动油缸体轴向往复运动，产生脉冲轴向力
（3）柱塞活塞被轴带动旋转，带动油缸体圆周方向旋转，同时轴向移动，始终受轴向力作用。
图1 油缸体后座损坏情况
图2 油缸体与配流盘相互磨损失效
图3 芯轴弹簧断裂
图4 柱塞过热拉伤
图5 轴承轴向移动
图6 轴承与芯轴法兰间隙
图7 间隙局部放大
图8 局部放大原理图
图9 静液压泵结构原理图
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引言
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问题的提出
2
工作原理描述
3
轴向移动主要原因
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3.2.2轴承推力分析
3个7315止推轴承约束柱塞活塞及系统工作时，作用油缸体径向力、侧压力，主要抵制油缸体柱塞往复运动的轴向力。柱塞排吸油过程中对轴承产生轴向作用力及少量径向力和振动。
静液压泵工作中，产生液体压力，是活塞柱塞往复运动做功每个过程都将轴向力传递到7315轴承，吸排油过程中受到作用力反推柱塞活塞油缸体，对主轴产生轴向力，每圈七次作用于止推轴承上。
3.2.3油缸体观察分析
油缸体与活塞柱塞配流盘，形成油腔产生液体压力，油液高速进出，流通路径必须通坦光滑顺畅。
油缸体液体进出口区域，存在明显环带状圆圈，手感强烈，将在系统中油液流通产生诸多不良后果，引发主要部件失效。如图10箭头所示。
图10 油缸体内通道上环带状形貌
（1）液压油进出关键路径上对液体流动形成液阻。
（2）柱塞往复运动增大阻力，增大轴向力产生振动。
（3）油缸体轴向力增大。
（4）液体摩擦力增大，局部过热升温。机车升速瞬间形成高密度压力波，系统出现中高频振动。
（5）转速升降，液压油在此产生液阻过热出现振动异音，油质粘度下降，系统运转出现“滑行”。
（6）过热使柱塞膨胀与缸体间隙变小，发生局部摩擦，静液压油与系统部件升温。配流盘镜面与油缸体间每七次压力喷油卸载被破坏，脉冲顺序打乱，油液垫减薄。
（7）油路路径液阻增大，柱塞缸体间间隙变小，柱塞运动时，对油缸体径向力侧压力增大，油缸体承受附加轴向力。冲击7315轴承，轴承因轴向载荷过大，加快失效。
及时对油缸体部件普查，跟踪调查5台份油缸体，吸排油口没有环状凸带形貌，接触面光滑圆润。每个孔进出油工作面H6以上，符合图纸设计要求。如图11中箭头所示。
图11 液压油进出通道光滑
4.1故障主要项点
（1）油缸体轴向移动。
（2）7315轴承失效，组装轴承精度等级低于E级。
4.2轴向力来源
（1）油缸体进出口关键路径凸凹不平形貌，油液流行受阻。工作中油缸体内部液阻剧增，导致油缸体、柱塞活塞轴向力增加。
（2）受附加轴向力作用7315轴承失效。
4.3故障主要原因
（1）油缸体进出口关键路径表面凸凹不平，环带状印痕明显，油液流行受阻。.
（2）7315轴承失效。
（1）对油缸体新品全面普查确认，符合规定技术要求。
（2）7315轴承质量确认精度E级，静态精度，相关游隙符合规定技术要求。
通过对油缸体质量认证把关光洁度≥H6，7315轴承各项技术要求符合达到工艺要求。8台份液压泵组装机车全部通过校验。
东风4B型内燃机车（DF4B）是中国铁路使用的一种干线客、货运用内燃机车，也是中国铁路第二代电传动内燃机车的代表车型。东风4B型内燃机车的发展历程始于1965年开始设计、1974年投入批量生产的东风4型内燃机车和240/275系列中速柴油机，但由于柴油机本身设计和制造工艺存在许多问题，导致早期出厂的东风4型机车投入运用后故障频生，在历经大量设计改进和试验研究之后发展出16V240ZJB型柴油机，使其可靠性和耐久性得到大幅提高。1982年，作为东风4型机车升级产品的首台东风4B型机车问世，经过全面的性能试验和运用考核后，证明其可靠性和经济性比东风4型机车有明显提升。1984年，大连机车车辆厂开始批量生产东风4B型内燃机车，资阳内燃机车厂和大同机车厂也于1986年加入生产行列，至今已生产了超过4500台东风4B型内燃机车，成为中国铁路史上产量最大、运用最广泛、技术最成熟的内燃机车车型之一。
拓展阅读
东风4B型内燃机车
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故障过程梳理及故障推定
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防止故障针对性措施
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结语
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作为近年来崛起的民族液压企业，面对竞争日益恶劣的国内、国际环境，江苏国瑞液压不畏强手，敢于较量，在剑走偏锋中，独辟蹊径，在外资品牌独霸的高端液压市场中，为中国民族品牌争得了一席之地。多年来，国瑞液压在液压阀、齿轮泵、摆线马达等方面连续获得多项重大发明专利，填补了国内空白，产品远销欧美，百分之六十出口到海外，其中百分之五十的产品出口到美国市场。尽管我们属于第一批被加征25%关税的产品，但是我们仍然保持了对美国市场的持续稳定的增长。今年由于疫情的影响，不降反增，连续几个月创历史新高，在强手如林的液压市场闯出了一条国瑞液压特色的新路子来。
坚持科技强企战略。近年来，国瑞液压通过聘请国际顶尖的研发人才，工艺人才，以及品质管理人才等，提高研发水平，提升科技实力。通过引进国际尖端制造设备，检测设备，引进智能智造技术， 提高产品高品质的保障能力，成功的向市场推出了中国第一款民族品牌的、具有自主知识产权的负载敏感电液控制比例阀，成功的应用到盾构机，徐工以及国防军工领域。 连年来，国瑞液压，作为一家高新技术企业，成立了江苏省工程技术研究中心，江苏博士后创新实践基地，江苏省外国专家工作室，先后荣获中国机械工业科学技术奖，中国液气密行业技术进步二等奖，农机零部件创新奖和金奖，工信部工业强基工程一条龙应用计划示范企业等。
坚持高端路线发展战略。从十一年前我们去西雅图和美国技术中心交流，到现在，坚持了十一年的合作，国瑞液压以优质的产品，以极具竞争力的价格，以优良的服务，成为美国特雷克斯唯一家
来自于亚洲的供应商，拿到了该客户的 绝大部分的供应份额，动力单元也因此成为他们唯一一家指定的供应商。从和英国杰西博，意大利的凯斯纽荷兰合作超过十余年，到如今成为约翰迪尔来自于中国的唯一家来自于中国的液压件全球供应商，在工程机械领域，江苏国瑞液压和中国徐工集团广泛、多领域的合作，成为徐工集团多个产品的供应商。
在农业机械领域，成为中国一拖战略供应商，连续五年成为一拖的优秀供应商。在分销市场，我们和多个国际知名的液压元件制造商，在竞争中求合作，求同存异，扩大行业影响，GRH已经成为液压件行业国际知名品牌。我们已经成功的成为世界上最大的飞机牵引车设备公司的供应商，世界上最大的收割机公司的公司商，最大的马铃薯收割机公司的供应商，最大的高空作业车公司的供应商……
坚持在高空作业车领域深耕十余年。高空作业车市场是一个庞大的市场，但是也是一个门槛极高的市场，它对产品的安全性、可靠性极高。和高空作业车的霸主美国吉尼GENIE集团合作十余年，从零开始，到如今成为他们最大的供应商 ，顺利和他们的美国工厂，意大利工厂以及中国工厂合作。在高空作业车领域，通过性能测试，考核评审，国瑞液压相继成为高空作业车的发明者美国杰尔捷的供应商。成为临工，星邦，徐工，中联，柳工等国内一线品牌的供应商，拿下了这个市场的大半壁江山。由于高空作业车对液压件的要求极高，对齿轮泵的效率要求极高，对动力单元的综合性能，耗电量要求极高，所以，通过不断的攻坚克难，不断提高技术设计水平、工艺水平和制造装配水平，国瑞
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面对复杂多变的国际环境
国瑞液压迎风而长 不退则进
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液压也因此成为在低转速状态下，能够把齿轮泵的容积效率做到极致的国际上少有的几家高端品牌之一。
坚持高端品牌发展战略。近几年来，国瑞液压在国际上的品牌影响力日渐增强，我们顺利通过了几十家国际顶级品牌制造商的评审，产品遍及挖机，装载机，拖拉机，各类收割机械以及特种车辆等，成为了他们第一家来自于中国的液压件供应商，我们的比例阀、齿轮泵等产品通过了他们的各种性能测试，包括零下四十度的超低温测试、超高压爆
破测试等。在国内市场，由于疫情的影响，由于某些西方发达国家对我们的技术封锁，我们得以有机会赢得了更多的国产化项目，我们的齿轮泵，齿轮马达，同步分流马达，摆线马达，以及动力单元等产品，在多个领域和国内工程机械，农业机械企业合作，和冶金、船舶等企业合作，成为中船集团，大船集团的供应商，同时和国防军工企业合作，成功的替代了进口品牌，我们的产品从走出国门，再从国门外回来，享受到了墙外开花、墙内结果的红利。
坚持“傍大腕”战略。国瑞液压董事长阮瑞勇先生认为，我们需要傍科技大腕。近年来，我们坚持和清华大学，和浙江大学，航天研究院等科研院所合作，依托科研院所的强大的研发力量和科技实力，以项目为载体，大力推进国瑞液压和科研院所的合作。近期，浙江大学徐兵教授带领他的科研团队，亲临国瑞液压考察指导。徐兵教授的团队对我们国瑞液压一直以来坚持科技创新寄予了厚望。阮瑞勇先生认为，高校和科研院所是我们企业创新的主渠道，希望我们国瑞液压的团队加强和高校科研院所的战略合作，在当今特殊时期，更加要自立自强，所有部门都要激发自主创新的骨气和志气，积极利用浙江大学的研发优势，加强关键核心技术集中攻关，尽快实现重大突破，为国争光。
内容简介
本手册不但全面、系统地介绍了液压缸设计常用标准、公式和资料，还根据相关标准及作者实践经验的总结，给出了液压缸及缸零件的技术要求、液压缸的设计与制造禁忌、液压缸的试验方法，以及经过实机检验（或实证性试验）的大量液压缸产品图样，而且进一步通过研究及工程试验（含部分验证与复检），筛选出了具有实用价值或工程应用前景的液压缸设计与（再）制造新技术等。
本手册具有内容新颖、信息量大、取材广泛、规格齐全、实用性强、数据可靠、使用方便等特点。
本手册可供从事液压缸及液压机械、设备或装置的选型、设计、工艺、加工、装配、试验、验收、现场维护及保养、再制造及产品营销的人员使用，也可供高等院校相关专业的师生参考。
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《液压缸手册》成书过程记述
今天上午，出版社的样书快递到了，唐总高兴的像个孩子，反复摩挲，爱不释手。《液压缸手册》成书太不容易了！用唐老师的话讲，这一系列的著作是他用生命在创作。看着唐老师的满头银发以及和他年龄不相称的略显苍老的面容，我体会到了他创作过程中的异常艰辛。
与唐颖达老师结缘始于他的另一本著作《液压缸密封技术及应用》。因为工作需要，读过一些液压密封方面的书籍，大部分读了一半也就放一边去了，但是读到唐老师这本液压密封书的时候，觉得这是一本难得的理论和实践结合的非常好，用心创作的好书，于是对书的作者产生了浓厚的兴趣，遗憾的是书上没有作者的任何联系方式。爱液压论坛上发帖子找、百度上搜索、电话打到辽宁丹东的114查找，都未能如愿，最后电话打到机械工业出版社找到崔滋恩编辑，终于要到唐老师的一个QQ号，于是有了后来请唐老师出山担任美福瑞的顾问、总工，在一起朝夕相处的故事。唐老师一直到今年年初才用上智能手机，第一次有了微信号，所以不熟悉的人确实也找不到他。问唐老师原因，他解释，在《液压缸手册》成书之前不能被打搅。创作的时候，都是把手机放在另一个屋，每天抽时间集中处理一下未接来电。
创作《液压缸手册》，需要翻阅大量的资料，几乎堆满了一个客厅加一个卧室。唐老师写作过程中，经常不知觉的就会进入恍惚状态，尤其是夜深的时候，得靠大量的香烟、茶叶来提神，后半夜还失眠严重，这都严重的摧残他的健康。唐老师的夫人得每天定时硬逼他出去走走、休息一下大脑。一起散步的时候，夫人还得紧拉着他的手，不然一不小心就出神走到马路中间去了。
专业书籍的创作需要付出大量的心血，斟字酌句、反复推敲；但是毕竟太专业了，读者有限，发行量最多几千册，论稿费收入都比不上网红作家畅销书收入的一个零头。问唐老师这么辛苦图什么，他说，财富、地位都是过眼烟云，学了、教了、干了大半辈子的液压，得给后人留下点真正有价值的东西。
最后引用一下机械工业出版社对这本书的评价：内容实用、可靠；坚持创新、追求先进；标准全、新、准。
原文始发于微信公众号（新液压）
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漫话液压马达
学习目标
1、了解液压马达的功能
2、了解液压马达的应用
3、了解如何维护马达
一、什么是液压执行机构？
液压执行机构是指将流体的压力能转化为机械能的液压元件。它是整个液压系统中实际对外传递动作的部件。液压执行机构有两种，分别是液压缸和液压马达。
液压缸被称为线性执行器，因为它是沿着直线方向运动的。
液压马达被称为旋转执行器，因为它是绕着轴线做旋转运动的。
二、液压马达的功能概述
2.1、液压马达在装载机中的应用
让我们先来看看一个带有液压马达的系统是什么样的。
图中装载机依靠柴油发动机驱动液压泵，而液压泵输出的高压流体通过控制装置流入液压马达，液压马达旋转从而驱动装载机前进或后退。
2.2、能量转换过程
在装载机前进和后退的过程中，能量转换过程如下：
1、柴油发动机将柴油的化学能转化为发动机轴的旋转动能；
2、液压泵把旋转动能转化为流体的压力能；
3、液压马达将流体的压力能转换为输出轴的旋转动能；
综上，能量都是从发动机开始，经过多次转换，最后才到达液压马达的输出轴上。
实际上，液压系统都是从原动机的旋转动能开始，经过几轮能量转换之后，转换的过程中还伴随着能量损失，最后又回到旋转或直线方向的动能。
2.3、液压马达的优点
你有没有想过，为什么不是用电机或者是内燃机的转动能直接驱动负载呢，这样不是效率更高吗？
对于电机而言，电机输出轴上的负载越大，那么电机的转速也会明显下降。也就是电机转速受负载大小的影响，我们无法控制。
对于内燃机而言，最低转速至少要500~600r/min以上，也就是说低转速范围不能使用。
液压贼船—王鑫
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而液压马达就不同了，它的转速，仅取决于压入介质的流量大小，想要快一点儿就增加输入流量，想要慢一点就减小输入流量。这样转速就是受控的。
而它的进出口压差，才取决于作用在马达输出轴上负载转矩的大小。
所以，在农田、沼泽、草原、森林、沙漠等工况变化很大的地区，马达驱动比发动机直接驱动更为灵活，效果更好。
因此，几乎所有的履带车、坦克车、拖拉机、挖掘机等都会采用液压马达驱动。
三、液压马达的工作原理
3.1、液压马达的图形符号
左边是液压马达的基本图形符号，圆圈代表马达的壳体，三角箭头指向圆圈内部，代表高压油是从外部流进马达内部的。
右边是液压泵的基本图形符号，圆圈代表泵的壳体，三角箭头指向圆圈外部，代表高压油是由液压泵向外输出的。
3.2、液压马达内部的动作过程
这是一台齿轮马达，红色区域是高压区，蓝色区域是低压区。
高压油迫使齿轮转动，转动的齿轮又带动跟他相连的输出轴旋转，从而将液压油的压力能转化为齿轮输出轴的旋转动能。
在基本图形符号上，添加一些其它的符号，就表示马达还具有额外的功能。
比如左边表示双向液压马达，右边表示双向变量液压马达。
3.3、应用实例
这是一台由液压马达驱动的绞车。当液压系统工作时，绞车可以向上或向下运送重物。
不仅如此，我们还可以通过改变液压泵的排量来改变马达的转速。
只要左右滑动这个按钮，就可以改变进入液压马达的流量大小和进出口方向。
四、液压马达的维护和保养
不管什么类型的液压马达，在使用过程中都是需要定期维护和保养的。
在维保的过程中，我们需要着重注意以下几点内容：
4.1、轴线的对中性
为了使液压马达的工作性能最优，以及延长使用寿命，需要特别注意液压马达输出轴与负载连接时的轴线是否对中。
因此，维护人员需要定期检查和维护连接部位的对中性。
记住，在没有解决对中性问题之前，千万不要强行启动设备。
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4.2、额定工况
注意保证液压马达工作在额定压力下，避免其受到频繁的压力冲击。否则输出轴很容易折断。
5.1、什么情况下液压马达会成为液压泵？
液压马达不仅仅长得像液压泵，在实际工作中，它也经常会突然变成泵的使用工况。
比如下面这个由液压马达驱动的大型风机，如果马达突然停止运动，但是由于风机叶轮的惯性力，会带动马达继续运转，这样马达就会转变为泵的工况，这是我们所不希望看到的。
五、系统设计的合理性
在液压系统的设计阶段，我们就要考虑防止液压马达在工作过程中突然转变成液压泵的运行工况。
4.3、轴承及密封件
如果马达输出轴与负载对中性失效，那么轴封处可能会漏油。
此时，作为维护人员，你要做的不仅仅是更换密封件，而且还要找出导致密封失效的原因。
4.4、内部泄漏
齿轮马达在长时间工作以后，壳体内表面与轮齿之间的磨损非常严重，导致越来越多的高压油可以不驱动齿轮转动，而直接从间隙处流回油箱，并没有对外做功。这会导致系统的效率非常低下。
4.5、泄油口堵塞
对于柱塞马达而言，除了进油口、出油口之外，还有一类油口被称为壳体泄油口。
如果发现轴封处出现漏油现象，则需要同时检查一下泄油通道是否发生堵塞。
5.2、如何防止液压马达成为液压泵？
为了防止液压马达出现失速而转变为液压泵的工况，我们需要在系统中配置制动阀和防止气蚀的装置。如下图所示，详细的内容我们会在下一期讲解。
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流
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对
物
体
的
阻
力
我所理解的流体力学——王洪伟老师
流动阻力是一个涉及很广的问题。汽车高速行驶的油耗主要来源于空气阻力而不是地面的摩擦阻力，雾霾之所以可以“悬浮”在空中也是由于流动阻力，枪弹和炮弹的飞行距离远小于根据平抛或者斜抛计算的距离，这些都说明了空气阻力的重要性。
从受力角度分析，物体受到的阻力是流体直接作用在其表面上的。垂直于物体表面的是流体的压力，其产生的阻力称为压差阻力；平行于物体表面的是流体的黏性剪切力，其产生的阻力称为摩擦阻力。除了这两种力之外，再没有其它的力了。所以物体的总阻力就是压差阻力和摩擦阻力的合力，压差阻力与物体的形状密切相关，摩擦阻力则主要与物体的表面积相关。
有些地方说除了压差阻力和摩擦阻力之外还存在诱导阻力，以及激波阻力等，是属于一种误解。实际上诱导阻力和激波阻力都可以归结为压差阻力和摩擦阻力（主要是压差阻力）。
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导读
压差阻力和摩擦阻力
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自古以来人们就知道在流体中运动的物体会受到阻力作用，且阻力与物体形状密切相关。但最初的流体力学理论却得出了相反的结论。基于欧拉和伯努利的流体运动定律，如果忽略流体的黏性，则流体对在其中运动的任何形状的物体都不产生阻力作用。
看来阻力完全是黏性产生的了，但空气的黏性非常小，其产生的摩擦阻力比实际测量得到的气动阻力要小很多。这个矛盾在历史上称为“达朗贝尔佯谬”，因为是由法国数学家达朗贝尔提出的。
直到普朗特提出了边界层理论，人们才真正认识到了流动阻力的实质。压差阻力才是气动阻力的主要组成部分，而对于一般的物体，压差阻力则主要是由于边界层分离产生的。
早期的人们（可能现在很多人也这样认为）基于某种“常识”，认为物体前部的形状决定了阻力的大小，前部尖一些阻力就会小。有了边界层理论后，发现物体后部的形状才是更重要的。因为物体后部的形状决定了边界层分离的位置，从而决定了物体表面的压力分布。
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形状阻力之后部阻力
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常见的鱼和鸟都是较为完美的流线体，是圆头尖尾巴的。
虽然说物体后部的形状对阻力大小是决定性的，但前部形状也是很重要的。例如，物体前部如果是方头的，流体就会在尖角处早早地分离，后部精心设计的形状就失去意义了。目前在高速公路上跑的卡车，已经实现的形状优化主要集中在前部，后部受集装箱形状的限制，所做的工作较少。对于跨声速运动的物体，激波会产生额外的阻力，所以前部都设计成很尖的形状，使激波的锥角更小，以减小阻力。
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形状阻力之后部阻力
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当来流速度接近或超过声速时，会产生激波，带来额外的激波阻力。本质上说，激波阻力也是一种压差阻力，是由于激波的存在，使物体后半部的压力恢复不够而造成的。
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激波阻力
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忽略黏性损失，当没有激波时，气流在物体后半部减速对应一个压升Δp1 ；当存在激波时，气流经过激波时部分损失了部分机械能，同样的减速对应的压升Δp2 就会比Δp1 要小。因此，有激波时物体后半部的压力要低一点，这就是激波阻力的来源。把物体前缘做成尖的可以减小激波锥角，从而减小激波带来的损失，也就减小了激波阻力。船在水面行进时会产生水面波，也会有波阻力，所以要做成尖头的，而在水下行进的潜艇则是圆头的。
用能量损失来解释激波阻力不够直接，毕竟物体表面的压力和黏性力才是直接决定阻力大小的因素。下面用物体表面压力变化来解释激波阻力。
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什么是Amesim？
Amesim系统仿真——徐鹏
Amesim（全称Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems）最早是由法国的Imagine公司开发的，Imagine公司成立于1987年，由法国里昂第一大学的Michel Lebrun博士创建，旨在控制复杂的动态系统，将液压伺服执行机构与有限单元机械结构耦合起来。1989年完成核心的建模方法与算法的开发。20世纪90年代初，与英国巴斯大学的C. W. Richards教授合作，并于1995年推出了Amesim的第一个商业版本，当时该产品致力于流体控制系统。2007年，Imagine公司被比利时LMS国际公司全资收购，2012年，LMS公司被西门子收购。目前Amesim的最新版本为Simcenter Amesim 2019.2。
Amesim作为一种工程系统高级建模和仿真平台，其建模方法是基于功率键合图，与键合图相比，它具有直观图形的界面，可实现面向原理图建模，在整个仿真过程中，仿真系统都是通过直观的图形界面展现出来的。
Amesim软件中的元件都可以双向传递数据，并且变量都具有物理意义。它用图形的方式来描述系统中各设备间的联系，能够反映元件间的负载效应和系统中能量、功率的流动情况。该软件中元件的一个接口可以传递多个变量，使得不同领域的模块可以连接在一起，这样
Amesim（全称Advanced Modeling Environment for performing Simulation of engineering systems）最早是由法国的Imagine公司开发的，Imagine公司成立于1987年，由法国里昂第一大学的Michel Lebrun博士创建，旨在控制复杂的动态系统，将液压伺服执行机构与有限单元机械结构耦合起来。1989年完成核心的建模方法与算法的开发。20世纪90年代初，与英国巴斯大学的C. W. Richards教授合作，并于1995年推出了Amesim的第一个商业版本，当时该产品致力于流体控制系统。2007年，Imagine公司被比利时LMS国际公司全资收购，2012年，LMS公司被西门子收购。目前Amesim的最新版本为Simcenter Amesim 2019.2。
Amesim作为一种工程系统高级建模和仿真平台，其建模方法是基于功率键合图，与键合图相比，它具有直观图形的界面，可实现面向原理图建模，在整个仿真过程中，仿真系统都是通过直观的图形界面展现出来的。
大大简化了模型的规模；另外，该软件还具有多种仿真方式，如稳态仿真、动态仿真、批处理仿真、间断连续仿真等，这可以提高系统的稳定性和保证仿真结果的精度。
Amesim采用标准的ISO图标和简单直观的多端口框图，具有丰富的模型库，涵盖了液压、液压管路、液压元件设计、液压阻力、机械、热流体、电气、控制等领域，能使这些领域在统一的开发平台上实现系统工程的建模与仿真，而成为多学科、多领域系统分析的标准环境，为用户建立复杂的系统提供了极大的便利。
Amesim仿真模型的建立、扩充或改变都是通过图形界面（GUI）来进行的，用户只专注于工程项目中物理系统本身设计，不需要专门学习编程语言就可以直接进行建模和仿真分析；Amesim还
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提供了标准、规范的二次开发平台，用户还可自己编写C或Fortran代码进行自定义建模，并将自定义模型融入Amesim模型库。
Amesim有4种建模方式，分别为：基于整体性能的功能模型、基于几何结构的动态模型、基于方程的框图模型和自定义代码模型。
Amesim具有多种仿真运行模式，可进行动态仿真、稳态仿真、间断连续仿真以及批处理仿真。用户可实现动态分析、参数优化和稳态分析。Amesim提供了齐全的工具，为用户分析和系统优化提供了极大的便利，主要包括：线性化分析工具（系统特征值的求解；Bode图， Nichols图， Nyquist图；根轨迹分析），模态分析工具，频谱分析工具（快速傅里叶转换FFT；阶次分析；频谱图）以及模型简化工具。用户可以在AMESim平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能。
Amesim带有关于算法的智能求解器，能够根据用户所建模型的数学特性在21种可选算法中自动选择最佳积分算法，并根据在不同的仿真时刻的系统的特点动态地切换积分算法和调整积分步长以缩短仿真时间和提高仿真精度。
Amesim为控制、实时仿真、多体仿真、过程集成和设计优化等第三方软件提供了广泛的的接口，同时提供一个通
用共仿真接口以连接多领域系统仿真和任何一种三维动态模型，例如计算流体动力仿真或有限元分析，这使得Amesim可以无缝地集成到数字开发过程中。
主要接口包括：
- 脚本语言：Matlab、Python、Microsoft Visual Basic、Scilab
- 控制：Simulink、NI System Build
- 实时目标：dSPACE, xPC Target, RT-LAB
- 多体仿真：Simcenter3D、LMS Virtual.Lab Motion、MSC.Adams
- 三维建模CAD：标准CAD模型STEP（step、stp）和Parasolid（x_b、x_t）
- 计算流体力学CFD：Ansys Fluent、Ansys CFX、Star-CCM+
- 有限元分析FEA：FEM Configuration Tool、Nastran、Abaqus、Ansys、Flux
- 过程综合与设计优化：HEEDS、NOESIS Optimus、iSIGHT
- 通用共仿真接口：Generic co-simulation interface
- Modelica输入：Modelica Platform
对于系统建模仿真而言，Amesim从基础元件设计出发，考虑了摩擦、介质的本身特性、环境温度等非常难以建模的部分，直到组成部件和系统功能进行性能仿真和优化，并能联合其他优秀软件进行联合仿真和优化，同时还可以考虑控制器在环构成闭环系统进行仿真，使得设计出的产品完全满足实际应用环境的要求。Amesim用于多学科系统建模仿真，已得到了世界各国用户的一致认可。
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