工程化解读最前沿的液压技术
2022/1-2 月刊
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柱塞泵吸油侧气穴现象探索
智能动力系统
下一代流体动力系统
我与PTC ASIA 30年的缘分
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恒立铸造与埃地沃兹达成战略合作
液压泵的又一黑科“Shuttle” | 看INNAS如何玩转泵效率
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前沿技术
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液压系统的数字化博世力士乐--eLS
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传统液压元件在向电气的稳步转移
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驱动未来 | 下一代流体动力系统
柱塞泵吸油侧气穴现象探索
5000psi压力等级的液压软管
油液循环过滤系统
智能动力系统
液压阀的测试
怎样判断伺服阀/比例阀的好坏？
车辆与行走机械应用静液压驱动技术的发展历程
我与PTC ASIA 30年的缘分
错综复杂的串联与并联回路
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驱动未来 | 下一代流体动力系统
在过去的半个世纪里，许多高效的新型节能元件脱颖而出。但仍有许多液压系统的比较低。主要有以下两个原因：第一成本因素，因为高效的系统要贵很多；第二糟糕的系统设计，导致节能元件工作在在低效率区域。
为了确保液压传动系统对机电传动的竞争力，不仅
亚琛工大IFAS
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系统概述
图1 液压系统传动效率分布
早在70 年代，IFAS的 Backé就根据供应（流量或外加压力）和控制（阀门或排量控制）引入了众所周知的操作象限，如图 2(a) 所示。象限 I-III 架构的机器已经很普遍了。而在第四象限的系统在当时是不存在的，即在恒压系统中运行的排量控制马达系统。
图2a 液压系统分类定义
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需要开发更节能的架构，而且还要确保这些架构具有成本效益，只有将这两个因素结合起来，才能得到行业和消费者的认可。
能源效率显著提高的关键不在于元件层面的改进，而在于系统层面的改进。一个典型的例子是移动液压领域中，虽然柴油机的峰值效率在 40% 左右，液压系统的峰值效率甚至可以达到 80%，但此类机器
的总系统效率大约为10%，这意味着储存在燃料中的化学能只有10%被转化为了有用的机械能。
如图 1 所示，这部分是由于内燃机的低效工作点(平均效率为 25%)、液压泵的损失和比例阀的节流损失增加(平均液压效率为40%) 。
成本效益的关键是使用简单的液压元件，并将系统的智能化从液压硬件转移到系统软件中。这种布局通常被称为“电液架构”。IFAS 专注于开发智能液压系统，应用领域包括土方机械、可再生能源等新领域。本文首先介绍了一些分类和设计流程，旨在帮助工程师设计更优质的系统，随后讨论了用于风力发电应用的新型移动液压系统和传动系统。
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系统分类及设计
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而在 80 年代，同样在 IFAS 的Murrenhoff 测试和开发了这样的系统，显著提高了效率。这个例子说明了对系统进行分类的重要性，因为这有助于理解并指引新的开发。
在过去的二十年中，出现了许多新的液压元件，包括液压变压器、数字元件、降压转换器和多工作腔油缸，将这些新的可能性融入已建立的四个象限是很困难的。因此，在2014 年，IFAS 又引入了实施条形码的新分类方案，见图 2(b) 。
新条码主要针对移动液压系统，也可用于标准工业液压系统。使用条形码可以对使用数字和模拟信号控制概念的系统进行分类和设计，以及能够定义通过回收或再生的能量回收系统，这将帮助工程师改进现有回路并发现新的可能性。
图2b 液压系统分类条码
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高效的移动设备液压系统
由于其出色的功率密度，以及使用差动缸实现线性运动的成本效益和可靠性，液压系统得以广泛用于移动机械。下一代高效移动机械必须以提高液压系统效率为目标，同时优化内燃机的工作点，这意味着需要一个整体的设计方法。此外，潜在动能回收能力变得越来越重要。这与某些移动机器（例如挖掘机）由于其执行器的运动学布局而执行频繁的循环动作有关，如图3。
这意味着每次举起动臂后，最终都会落下回位，以及每次回转加速后，它最终都必须减速。因此，此类机器在能量回收方面具有巨大潜力。IFAS 通过开发 STEAM 移动液压系统来面对这样的挑战。与其他设计不同，该架构基于整体设计方法，同时考虑了液压回路和发动机。
图3 挖掘机油缸典型运动
STEAM的一个优点是使用了简单的现有元件，并且系统智能化不再依靠液压硬件，而是置于控制软件中，如图 4(a)。
图4a STEAM液压系统原理图
该系统可以被认为是液压混合动力系统。ICE 和泵仅用于提供平均功率需求，液压蓄能器用于满足峰值功率需求。通过将固定排量泵与恒压系统结合，发动机始终承受恒定负载，从而使其高效运行。除了由泵提供的高压系统 (HP) 之外，还引入了中压系统 (MP)来减少阀的节流损失。
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为了让业界相信该系统的潜在优势，目前正在将其安装到一台 18 吨轮式挖掘机中，如图 4(b) 所示。
配置STEAM系统的18 吨轮式挖掘机和传统的LS系统工作效率测试对比视频：
图4b 18t挖机测试样机
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可再生能源传动系统
与机电系统相比，液压系统的低刚度一直被认为是一个缺点，这会导致较低的控制精度和干扰抑制。因此，现代机床中的大多数驱动器不是液压驱动的。而在风电领域，低负载刚度实际上是可以利用的，这使得动
力传动系统能够吸收由于强风或突然的电网负载产生的能量，这些能量不被吸收的话可能导致变速箱部件的机械损坏。这一特性加上其固有的无级变速传动比，使得静液压传动 (HST) 成为风力发电的理想选择且无需变频器。这种系统的基本布局如下图5 所示。
图5 风电系统的液压传动布局
基本上，HST 将转子功率传输到发电机，同时将恒定的发电机速度转换为所需的转子速度。使用马达的排量设置调节转子速度。因为转子产生的流量较少，低风速需要低排量设置，而较高的风速会产生更多的流量并需要更大的马达排量。由于这种可变的功率输入，系统的效率将根据风速而变化。而低于额定速度的所有组件都将在部分负载条件下运行，会导致效率降低。
为确保在整个风速范围内具有良好的效率，IFAS 开发了用于 1 MW 涡轮机的可切换排量HST，见图 6(a)。
图6a HST系统原理图
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新架构允许根据当前工作点打开和关闭单个泵和马达。两个固定排量泵将风力转化为加压流体形式的液压动力。然后使用两组马达驱动两台发电机。每个组件，除了最小的泵，都可以切换到空闲模式，允许不同的泵-马达组合用于不同的工作点。通过允许根据当前工作点打开和关闭单个泵和马达，新架构可以提高整个工作范围内的系统效率，见图 6(b)。
图6b HST系统总效率
图 7 描述了 IFAS 用于系统验证的设置。测试台分为两侧：右侧 (RHS) 上的实际变速箱和左侧 (LHS) 上的附加传动系统。为了避免必须将系统直接连接到电网，使用了循环设置。RHS 产生的电能循环回 LHS。两台电动机为系统提供额外的动力，以弥补运行过程中的损失。
为了显著提高能源效率，有必要开发新的液压系统架构，使组件能够在高效区域运行。为了帮助设计过程，IFAS 开发了一个系统分类条形码，其中包括标准模拟和新的数字液压元件。此外，还介绍了表征下一代流体动力系统的两个关键研究项目。第一个是用于挖掘机的移动液压系统，称为 STEAM，它基于整体设计方法。第二个系统，用于风力涡轮机的开关排量静液压传动系统，是一个新应用领域的例子，其中特定的系统属性，在这种情况下，负载刚度以前被认为是一个缺点，现在变成了一个优点。
图7 IFAS 1MW风力涡轮机试验台
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柱塞泵吸油侧气穴现象探索
图1 泵后盖上增加半环形蓄油池
现代的冶金设备中，都离不开一项关键技术- 液压传动，本世纪早期国内引进的世界高端液压成套液压设备，在当时是先进的，但与今天的液压技术相比，到目前已是技术十分落后的，尤其是当时所设计制造的液压系统的动力源头-液压柱塞泵吸油侧，存在着明显的流体流动阻力错误，造成设计使用寿命2万小时的柱塞泵，上线使用后，在很短的时间内失效进入维修状态。
在液压系统中，人们对泵的压力侧流体的工况考虑的较多，因为这是系统中所有功能动作直观表现的场所，然而、柱塞泵的吸油侧也是系统的一个至关重要部分，由于液压设计人员缺乏流体动力学基础理论，没有自己主观的管路流体损失知识，没有鉴别能力、鹦鹉学舌的照搬前人的错误，一味的追求柱塞泵动态响应速度，但又忽视柱塞泵的吸入性能，其结果就是过早的结束泵的寿命。
本文探索防止直轴斜盘式柱塞泵（本文后续都称为“泵”）吸油侧气穴的解决方案，通过提高泵吸油侧水头压力来避免气穴，从而提高泵使用寿命。
泵总成粉碎性损坏原因是：泵变量斜盘在变量阶跃的瞬间，泵吸油侧入口流体流动不足 当柱塞从缸孔中瞬间被拉出，缸孔容腔空隙体积瞬间增大，如果没有足够的进口流量及时跟进填充，高速形成真空腔而导致回程盘与滑靴之间产生瞬变载荷分离力，当这个变载荷铮开力周期性循环反复的作用在回程盘与滑靴间，其后果是对滑靴、回程盘、定间隙压板螺栓这三种零件金属材料产生疲劳破坏力，间接的造成滑靴脱靴、回程盘疲劳断裂、压板螺栓拉伸断裂。无论是出现哪一种零件的损坏，泵的使用寿命戛然而止。气穴现象还会导致液压系统动态响应变慢，出现振动和噪声及气蚀损伤。
德国力士乐公司对自吸型柱塞泵吸油口有二项技术要求：一，吸油口绝对压力>0.8bar。二，S管道液体流速﹤0.5m/S。但力士乐公司对于这二项没有给予更多的解译，笔者对这二项有着特别指导意义的要求有特别的理解，这是建立在十多年来对无数套的液压系统中的柱塞泵吸油口测试，对无数因吸油侧液阻影响而下线柱塞泵拆解，对内部损伤零件表面痕迹理性分析，渐渐
图2 加大后盖吸油孔径及腔室
马明东 液压维修专家
专著液压柱塞泵马达零件技术修正与制造
明白为什么力士乐对泵吸油侧所提出的这二项技术要求，即是泵斜盘在最大角度时（排口输出最大流量时），一，泵吸油孔径内真空度不可大于0.2bar绝对压力，二，S管道内液体流速小于0.5M/S。这二顶的技术要求的最终目的是为防止与避免泵吸油侧气穴，泵吸油侧达到了这二项技术要求才能保障泵的使用寿命。违背这二项，对泵有损坏的风险。
防止泵变量阶跃期间内出现的瞬态气穴现象，是现代世界各国泵制造商设计改进目标，力士乐成功改进一款泵，在泵后盖上增加半环形蓄油池，优化流动通道，提高壁面光洁度，来减轻阶跃瞬间真空度（见图1）。派克公司则是加大后盖吸油孔径及腔室（见图2），优化渐变非圆月牙形吸入通道，加速流体运动。
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图3 泵斜盘摆角越大，扰动的幅度越大
在冶金设备液压系统中所使用的执行原件都是高速响应，这也就对应泵变量阶跃速度约在100ms以内，甚至高达25ms，对于自吸泵，无论采用什么方法，泵斜盘阶跃的瞬间所产生的吸油侧是气穴可避免的，只能是在泵入口处施加动力油源来提升供油压力，才能满足力士乐公司对泵吸油口的二项技术要求。近期国内引进的成套液压设备中，多泵共用一根S管道的液压泵站，都是有螺杆泵向S管道内提供压力油源，这即是：开式泵闭式供油方法。
泵有很弱的自吸能力，并不是像国外泵制造商样本上所讲泵有强大的自吸能力，用几个洋文的溢美之词来迷惑国人，不能惯性思维的盲目的崇拜，要有自己的独立见解，力士乐泵样本所示“吸油口S（入口）处压力最低吸油压力Ps最小——0.8bar(绝对)“即是最有力的证明。如果是靠回程盘强劲的拉拔柱塞像医用的注射针管一样的抽吸油液，滑靴的背面与回程盘摩擦、回程盘与压板的摩擦，产生这样的摩擦磨损，摩擦副会很快的失效。泵在待命状态时，斜盘摆角在0°停泊，当泵接受变量指令时，控制油瞬间推动变量活塞带动斜盘改变摆角，斜盘强劲的拉拔回程盘再带动滑靴把柱塞从缸孔中快速拖出，变量斜盘瞬态阶跃及柱塞瞬间从缸孔中出程，造成三到四个柱塞孔容腔的瞬态空化，空化所产生的真空虹吸力倒拖柱塞与滑靴，一侧是斜盘拉拔回程盘、另一侧的虹吸力倒拖滑靴，这使二者间产生瞬态的分离铮开力，这个周而复始的铮开力，对回程盘、对滑靴、对压板螺栓产生金属材料的疲劳。
怎样保证泵在最大排量时的吸油孔径真空度不可大于0.2bar压力与S管道内液体流速小于0.5M/S，针对这二顶的技术要求，对于自吸泵的开式液压系统中的油箱，要务是：最大限度的地提高“水头压力”。提高水头压力有四个要述，1.油箱底板与泵中心线高度差，2.大气压无阻挡的施加到油箱液面，3.粗大的供油管径，油箱中的液体以灌入形式进入到S管道中。4.与泵吸油口对接的管径是泵体口直径的1.5倍。
油箱内的油液，要经过油箱壁面管道流出进入S管道，90°弯管，泵吸入口，泵体渐变非圆流道再到达配流盘月牙形窗口，流体要克服上述这些管道沿程摩擦损失，逐渐消耗掉全部水头压力。配流盘窗口内的油液被高速旋转的缸孔中的柱塞抽吸进入缸孔口时，配流盘供油窗口内的油液被缸体腰形槽隔挡，孔口内的流体出现剪断、相通、再剪断，再相通，周而复始的炽烈的波动，造成泵吸油口内的油液扰动，而且泵斜盘摆角越大，扰动的幅度越大，
这一波动现象幅度值，取决于柱塞虹吸力，如果有微小的水头压力能够到达配流盘供油窗口内，基本上就没有波动现象（见图3）。
实际案例
国内某钢厂连轧生产线上的7台套液压站是国内一家外资液压公司设计制造的，在试生产时就发生损坏，外资公司给的答案是液压油质不达标造成的，可是在后续的生产过程中，7台套中的液压站均发生柱塞泵在线损坏，每次泵的损坏都要集中全厂的维修人员，停产8小时左右清理油箱，更换液压油，因为泵损坏后，油箱内有大量的铜、铁碎屑，坏泵事故一次次的发生，困惑的是找不出原因，不胜其烦，经济上造成巨大的损失。
该厂对此现象邀请多位国内液压界知名学者及专家对液压站进行诊断，要想找出问题所在，但疑云也困惑专家学者。
下面是液压站布置图4：
图4 液压站布置图
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7台A4VSO250LR2D/30R-PPB1300共用一根吸油管道，共用同一根壳体泄油管道，主吸油管道内径为250mm，共用泵壳体泄油管道内内径：50mm.每台泵的电机为：132KW，1489r/min。
单台柱塞泵吸油口与共用吸油管道布置图5：
图5 单台柱塞泵吸油口与共用吸油管道布置图
现场拆解损坏的柱塞泵，从泵损坏的零件痕迹定性为吸空所致，判定的依据是泵定间隙保护压板的m6高强度螺栓是从中间位拉断的。
A4VSO250排量的泵斜盘上共有二个定间隙压板及四个压板固定螺栓（见图6），这四个压板螺栓二个布置在斜盘压油侧，二个布置在吸油侧，拆解损坏的泵，在吸油侧的两个螺栓从螺孔边缘处断裂，吸油侧压板弯曲， 压油侧的两个螺栓没有损伤。
图6 A4VSO250排量柱塞泵
这种多泵共用一根吸油管道设计的错误有如下二种原因，其一是：吸油管道内径太小，7台柱塞泵在最大吸油时，需要每秒43.75L的油量。要满足7台泵的最大流量时，Ф250的管道内的油液流速要高达0.89米才能满足7台泵所需要的油液，力士乐对于泵吸油管道内的油液流速规定为﹤0.5米，为了达到力士乐的对泵吸油管道内的油液流速要求，再加上油液粘度摩擦指数影响，7台泵共用吸油管道内径则需要的吸油管道内径则需要达到Ф350mm才能满足力士乐所规定。
我在对此液压泵吸油口测试时，因为是在生产期，没有条件能达到泵的最大吸油量的，斜盘角度的变化是从摆到9°左右再摆回到0°，泵斜盘在0°待命时，泵吸油口则上安装的压力传感器为绝对压力1.03bar，当泵接受指令斜盘变量到9°时，泵吸油口侧压力变化到0.68bar绝对压力，油液进入到泵吸油腔的时，压力是波动的，在0.68bar至1.06bar间波动，这油液的波动说明是油液一涌一涌（咕咚咕咚）的湍流进入到泵吸油腔内，油液的湍流波动造成吸油腔内的压力上、下波动（说明：泵斜盘摆角在0°时，斜盘与缸孔平行，柱塞没有往复行程，因此，泵吸油腔的油液没有流动） 。
其二是：7台泵共用一根吸油管道，主管道头端插入油箱靠近底端中，端头呈45°斜面，在7台泵共同变量吸油时，因为需求输送的油量大、管道细、流速高（Ф200mm管径内的油液流速高达：1390mm/S 超出力士乐的标准三倍，），造成主管道头端周围的油液与周围边上的油液流动差，形成了从管道吸油端头到周围边缘的差速流动，在吸油管道端口形成一种旋涡流，这个底小而上面渐变扩大的旋涡流直达到油箱液面，则液面形成中空漏斗状的旋涡，大量的空气从中空漏斗状的旋涡中被吸入泵体吸油腔内。
柱塞泵在线损坏原因分析：7台泵LR2D功率恒定压力控制变量柱塞泵，在达到功率控制恒定点时，泵的斜盘摆角在0°停止时，柱塞没有往复行程，柱塞也就不吸、排油，所以，泵吸油侧的油液没有流动，呈现静止状态，S管道内的油液压力是1.03bar绝对压力，当7台泵同时接受变量指令，强劲的液动力作用在变量活塞的一端促使变量活塞在极短的瞬间向另一端直线摆动，摆动中的变量活塞猛然带动斜盘瞬间从最小摆角阶跃到最大摆角，泵的斜盘已瞬间阶跃到最大摆角的同时，斜盘上的定间隙压板强力迫使回程盘拉动滑靴带动柱塞向缸孔外侧进行直线运动，促使柱塞运动到最大行程位置，但泵吸油侧内的油液并没有及时产生跟进流动，在缸孔容腔内形成具有真空
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度的空化腔，从而是油液从静止状态变化到流动状态过渡中，就是这个瞬间微妙液体力学的变化，从泵后盖吸油腔到壳体渐变流道再到配流盘吸油窗口这一系列流道内原储存的油液呈现波动负压、导致缸体四到五个吸油柱塞孔容腔中高速形成真空的空化容腔，缸体柱塞孔真空空化容腔所产生的极强的虹吸力拉拔柱塞回程，而斜盘上的定间隙保护压板强力拉拔回程盘带动滑靴向外行程，使滑靴与柱塞球头间产生拉脱性的分离力， 无数次斜盘的瞬间阶跃，无数次的柱塞从缸体中真空空化拉出，无数次的定间隙保护压板强力拉拔回程盘带动滑靴向外行程，最终导致压板变形，压板螺栓拉断，回程盘断裂，滑靴拉脱，最终造成液压站中某一台泵的寿命戛然而止。
当泵损坏后，没能立即观察到故障停机，固电机还在转动，造成泵壳体内的旋转体粉碎的后果。
多泵共用同一根壳体泄漏回油管道的危害，见图7：
图7 多泵共用同一根壳体泄漏回油管道的危害
能共用一根S主管道，每台泵都采用独立的吸油管路（见图8）。
力士乐公司的柱塞泵样本上对柱塞泵壳体泄漏油管道技术要求是：1，泵壳体泄漏回油管上不准安装单向阀，2，不准与另外的泵、马达、阀等其它液压原件共用一根泄漏回油管。
多泵共用一根壳体泄漏回油管时，回油阻力增高造成壳体压力会增高，一旦某一台泵旋转体零件损坏，已损坏的这台泵壳内的金属碎渣会从壳体泄油管道窜入到共用回油主管内，再道窜入周边泵壳中，共用一根壳体回油管道上所接驳的泵都会造成连锁反应的损坏。
笔者见意开式液压系统中的多泵液压站，最佳的方法是采用外供压力油，保证每一台泵的吸油口处压力在6~10bar。不能采用外供压力油源，多泵则不
图8 每台泵都采用独立的吸油管路
结束语
柱塞泵使用的寿命，取决于泵吸油侧水头压力，水头压力越高，到达泵吸油侧的流体动力仍有剩余，柱塞抽吸油液力充畅，减轻滑靴拉拔柱塞的拉力。开式泵采用闭式泵的供油方法，泵的柱塞的出程是吸油口内的压力把柱塞顶出，回程盘减省拉动力， 则极大的延长泵的寿命，这是实践已证明的。需要维修的泵，最普遍的现象滑靴松动，90%以上的泵的损坏，都是从滑靴松动启始发展到脱落，如果完全满足泵的使用的条件，则泵的使用寿命可超越设计寿命。
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日前，恒立铸造与埃地沃兹成功举行了战略合作签约仪式及FMS柔性自动化生产线开机仪式。恒立液压董事长汪立平、埃地沃兹总经理Terry Hong及双方相关负责人等出席并见证了本次签约。
方传输到另一个地方。流体动力在航空航天、农业机械、汽车、工程机械、风电设备等领域得到广泛运用。美国数十个行业依靠流体动力技术来保持其运营和产品竞争力。
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恒立铸造与埃地沃兹达成战略合作
工业软件是指专用于工业领域里的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式等。工业软件大体上分为两个类型：嵌入式和非嵌入式软件。
2021美国流体动力工业数据报告
2021年各类工程机械设备累计工作量同比增长20.12%
1月24日上午，燕山大学与德国博世力士乐集团举办了客座教授线上聘任仪式。博世力士乐执行董事会成员、首席技术执行官斯蒂芬-哈克(Steffen Haack)博士受聘成为燕山大学客座教授。
近日，著名的Agritechnica Systems & Components Trophy 2022大奖的颁奖结果公布，丹佛斯DDP096数字排量泵被评为的此次奖项的获奖产品。该奖项旨在激励零部件提供商的创新精神，彰显创新
在农业科技中的重要性。
此次签约开启了恒立铸造与埃地沃兹聚力前行、合作共赢的新征程。双方将巩固和扩大各自领域中的战略优势，形成强强联合的共赢局面，为双方创造更大的品牌价值。
流体动力包括液压和气动技术，它们都使用压力流体将动力从一个地
美国许多行业依靠流体动力技术来保持其产品竞争力。NFPA 和多家流体动力公司合作编制了 NFPA 的技术路线图，流体动力行业使用该路线图确定关键的研发挑战以确保其满足其多样化客户群的需求。
挖掘机是基础设施建设的“标配”，是反映基础设施建设、观察固定资产投资等经济变化的风向标。近日，央视财经与三一重工、树根互联联合打造的“央视财经挖掘机指数”发布了2021年度数据。从工程机械排名来看，2021年，累计平均工作量同比增幅位列前三的工程机械，依次为汽车起重机、搅拌车、正面吊。
燕山大学与博世力士乐举办客座教授聘任仪式
丹佛斯DDP096数字排量泵获德国农协颁发的产品大奖
丹佛斯数字化排量泵具有高效率和可控性，使用电磁阀按轴转对每个气缸进行主动控制，输出高效可控的液压动力。与传统泵相比，该技术的响应速率更快，总效率大大提高，全排量平均效率可达 90%，小排量下也有极高的效率。此外，气缸组可放到端盖板上，单独控制 ，成为紧凑型的多功能泵。一个泵体可有三个单独的可控输出。
世界八大最顶尖的工业软件强国
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2月18日，三一高空机械装备有限公司成立。经营范围包含：建筑工程用机械制造；农业机械制造；机械零件、零部件加工等。
随着经济发展和工业化水平的提高，我国高空作业平台销量连年增长，从2017年的4.58万台增至2021年的16.01万台。
根据中国工程机械工业协会行业统计数据，2022年1月对26家主机制造企业统计，共计销售挖掘机械产品15,607台，同比下降20.4%。
世界主要的八大软件强国有美国、德国、日本、法国、加拿大、英国、爱尔兰、印度。
三一重工投资成立高空机械装备公司
我国高空作业平台保有量及租赁市场保有量逐年增长，据统计，2020年中国高空作业平台保有量为26.8万台，租赁市场保有量为22万台，租赁市场占比为82.09%。
随着人口红利减退和人力成本上升，高空作业中费时费力的传统脚手架模式呈现出被高空作业平台替代的趋势，高空作业平台的价值迅速得到市场认可。
2022年1月挖掘机国内市场销量8282台，同比下降48.3%
表1：中国挖掘机械市场概况
表2：国内挖掘机械市场概况
2022年1月装载机国内市场销量4117台，同比下降38%
据中国工程机械工业协会对22家装载机制造企业统计，2022年1月销售各类装载机7598台，同比下降14.8%。
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KLCO的油液循环过滤系统是一种静态的、离线的油液调节系统，用于去除固体颗粒和游离的水分。KLCO的特点是采用了Schroeder中压RLD系列双工式过滤器。使用这种类型的过滤器，KLCO允许用户通过改变油液流过两个过滤器其中之一的流动方向，以更换过滤器滤芯，而不需要关闭整个系统。在需要连续运行且对污染控制有严格要求的使用工况中，这是特别有益的。
KLCO具有高容量、高效率过滤特殊流体的功能。可以分别处理3、7、10、14 gpm的流量。
液压软管采用盖茨专利的Xpiral编织螺旋技术，其结构超越了所有行业标准，在压力和脉冲寿命方面都极具竞争力。在整个开发过程中，MXG 5K在实验室和实际应用中进行了广泛的测试，包括在隧道掘进、顶驱、挖掘机和轮式装载机等应用中进行的现场测试。
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Bondioli＆Pavesi 引入了 HUB 概念，即一系列智能组件，这些组件已集成到电源控制和传输系统中，并具有许多特殊的独有功能。
在当前市场中，动力机械日益复杂，人们对可与电子控制设备集成且易于安装的可靠组件的需求不断增长，而 HUB 系统可满足当前市场的需求。
电子零件使组件可以充分兼容远程连接。可以使用 IoT 技术为移动设备控制系统发送和接收数据。
集成 HUB 组件增强了机器性能，使其生产率更高且更易于使用。通过将 HUB 系统与云中数据管理一起实施，HUB 系统可以与 工业 4.0 进行交互，从而为未来的发展开启了众多可能性。
下一代机器必须比之前更安全、更安静、更易于使用。 消耗能源更少并具有与其他机器对话能力的机器。
一直以来，Bondioli & Pavesi 都致力于并投资发明创造，使其成为设计和生产智能、集成输电系统的理想合作伙伴。
液压泵的又一黑科技“Shuttle”
| 看INNAS如何玩转泵效率
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从柱塞泵被发明之日起到现在的百年时间里，提升泵的效率自始至终是液界工程师不断突破的目标。各种各样的创新结构不断涌现，让柱塞式液压泵的效率远远优于其他类型的液压泵，从而使得柱塞泵也成为行业应用最为广泛的动力元件。看似效率水平已经达到天花板的柱塞泵，有无可能再次刷新自我？来自INNAS的“Shuttle”技术，看如何突破天花板…
对于柱塞泵来说，”机械效率“和”容积效率“是评价柱塞泵性能的重要参数。研究机构的大量工作也是在围绕”效率”做文章，如何提升“效率”成为液界的共识和不断追求的目标。既然要提升，就要清楚得明白是什么因素影响着效率。由摩擦带来的机械效率损失和泄漏带来的容积效率损失，是大家最为熟悉的两种模式。除此之外，INNAS的Robin Mommers为大家揭示了另外一种效率损失模式——”commutation loss” ，即换向损失。这里所说的“commutation loss” ，即柱塞腔在经历高低压过渡区过程中，所产生的效率损失。业内时常提到的”流量倒灌”，就是其中一种表现形式。
引言
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先谈谈“Commutation”
因此，有了高低压切换区间的过渡槽或孔等结构，来改善过渡过程带来的效率损失。然而这种过渡槽的设计只能是在某一种工况下设计的最佳结构，难以满足液压泵在多种工况下达到最佳性能。
针对当前柱塞泵设计结构的“固有”缺陷，INNAS公司提出了一种创新结构——“Shuttle”技术。所谓的“Shuttle”技术，也就是大家所熟悉的梭阀结构。那么INNAS是如何做到在柱塞泵的紧凑结构中引入梭阀结构呢？这种梭阀结构又是如何解决了当前的结构缺陷呢？
在开聊“Shuttle”技术之前，我们有必要深入理解一下“commutation”是什么。这段来自Robin Mommers的视频，为大家详细解读了什么是”commutation“，以及在这个过程中是如何带来了效率的损失。
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视频中，对比了理想的高低压切换过程和当前典型的过渡槽结构的切换过程，同时指出了对于变量泵，当前过渡槽结构的设计所带来的固有问题。
以大家熟悉的单向阀结构模拟理想高低压切换过程。在这个理想过程中，高低压通道的单向阀可以自动跟随柱塞的位置，在正确的时间点打开通道，完成柱塞腔和高低压区的连通，并且无容积效率的损失。不过在实际应用中，单向阀结构无法高频响应高转速的工况需求，所以实际应用的结构采用了带过渡槽的配流盘结构形式。
然而对于带过渡槽结构的换向结构，本身由于过渡槽的节流作用，又引入了节流功率损失。其效率的损失也受到排量、转速以及压力等工作参数的影响。
再聊聊“Shuttle”
准确定位问题本质是解决问题的关键一步。通过上面的分析可以明确，当前的“commutation”结构，还是留存了很多”妥协“。针对这些“妥协”，INNAS提出的“Shuttle”技术。顾名思义，简单来说就是梭阀结构，通过此梭阀在缸体内连通各个柱塞腔，实现类似“Ideal Commutation”的目的。下图中的A~I小球以及所在的通道即构成了“Shuttle”的概念结构。
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INNAS也非常巧妙的在当前传统的缸体物理结构上实现了“Shuttle”的概念，而不用对缸体或配流盘进行颠覆性设计，这也就意味着这项技术可以无缝应用到当前的容积式泵马达产品中。
对于当前过渡槽结构的“Commutation”方案，主要存在如下几个主要问题点：
- 在液压泵和马达中，压力在低压和高压之间不断变化。例如，在轴向柱塞泵中，每个柱塞腔中的压力水平每转变化两次，一次在上死点，一次在下死点。如果泵有九个柱塞，转速为 3000 rpm，压力每秒变化 900 次。
- 过渡槽是为了缓和切换过程中的压力变化，但这些槽是一个相当差的折衷方案，因为槽的尺寸不能随着运行速度和压力而改变。情况变得更糟，现在电液应用的新趋势要求泵在更宽的速度范围内运行。
- 过渡槽就像一个节流阀，在柱塞腔和高低压区之间建立连接， 本质上是一个节流回路。压缩和膨胀非常快，压力变化率非常高，几乎就像锤击一样。这种持续的撞击，在上述示例中，每秒 900 次 @3000 rpm，不仅会导致高噪音水平，而且还是气蚀和能量损失的来源。
INNAS的Peter Achten在下面的这段视频中，为大家详细的介绍了“Shuttle”技术的前因后果。通过总结当前“Commutation”结构的问题，讲解了“Shuttle”技术的工作原理、结构实现方式以及技术优势。
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对比传统方案，“Shuttle”式结构工作方式为：
- 不同于传统的节流槽结构，每个柱塞腔中的油液可以通过柱塞运动本身进行压缩或膨胀。例如，如果需要在下死点压缩油液，则可以在柱塞经过下死点后立即开始压缩。在那之后，柱塞腔不再与配流盘的高低压区连通，至少只要柱塞运动需要将油液压缩到所需的下一个压力水平。采用这种设计，压力上升将比节流槽缓和得多，并且可以避免因切换引起的气蚀和能量损失。
- 一旦达到柱塞腔中所需的压力水平，梭阀就会打开柱塞腔和下一个配流盘的压力区之间的连接。它们允许泵马达进行几乎理想的换向，而没有任何换向损耗。使用Shuttle结构，换向由柱塞运动控制，从而产生更柔和的压缩和膨胀。
- Shuttle是一个小圆柱体，里面有一个球。在这个圆柱体的两端都有一个开口，油可以通过该开口流入和流出。球可以在这两端之间移动。在末端位置，该球关闭，从而防止任何油液流出。Shuttle小巧轻便。尺寸的直径和长度通常为几毫米。只有在换向开始时球处于正确位置（在梭阀右侧）时，梭阀能以正确的方式工作。出于这个原因，梭阀的一侧连接到泵柱塞腔，另一侧连接到腰型区。运行时，梭阀两端会产生压力差，该压力差由梭阀“感应”，并在每次上止点和下止点都将小球推到所需位置。
- Shuttle是一个小圆柱体，里面有一个球。在这个圆柱体的两端都有一个开口，油可以通过该开口流入和流出。球可以在这两端之间移动。在末端位置，该球关闭，从而防止任何油液流出。Shuttle小巧轻便。尺寸的直径和长度通常为几毫米。只有在换向开始时球处于正确位置（在梭阀右侧）时，梭阀能以正确的方式工作。出于这个原因，梭阀的一侧连接到泵柱塞腔，另一侧连接到腰型区。运行时，梭阀两端会产生压力差，该压力差由梭阀“感应”，并在每次上止点和下止点都将小球推到所需位置。
了解了基本的工作原理，实现结构和基本特征后，我们再深入一步，看看“Shuttle”在高低压过渡区运行过程中，是如何具体工作的。
- 首先我们看一下在下死点（BDC）过渡位置时，从低压区过渡到高压区的切换过程。
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此时柱塞越过下死点位置，开始向内运动压缩油液。这个时候柱塞腔腰型槽还未与高压区接通，从而柱塞腔内的压力逐渐升高，直到达到高压区的200bar压力水平后，绿色的“Shuttle”打开，柱塞腔内的油液开始和高压区连通，完成从低压到高压的切换。
我们再看一下在上死点（TDC）过渡位置时，从高压区过渡到低压区的切换过程。
此时柱塞越过上死点位置，开始向外运动吸入油液。这个时候柱塞腔腰型槽还未与低压区接通，从而柱塞腔内的压力逐渐降低，直到达到低压区的1bar压力水平后，绿色的“Shuttle”打开，柱塞腔内的油液开始和低压区连通，完成从高压到低压的切换。
如此往复，通过“Shuttle”结构实现了柱塞腔在高低压切换过程中的平滑过渡，避免了在连通前由于压力未达到平衡而造成的压力冲击、流量倒灌以及气蚀等问题的发生。我们来看一下这两个阶段的完整工作过程。
在视频最后，Peter也为大家总结了“Shuttle”技术的特征和优势：
- 同时适用于泵以及马达，变量和定量形式，在重载450bar以及高转速5000rpm场合
- 总效率提升达3.5%，特别是机械损失降低50%以上
- 8dB噪音水平的降低
- 从制造角度，Shuttle技术只需要小范围设计变更，无明显成本增加，但是可以带来较大的性能改善
写在最后
INNAS一直也是i小编关注的对象，在液压传动领域，这家公司绝对是当之无愧的创新先锋。从最早i小编和大家介绍过的Floating Cup，到这里的Shuttle，都是出自INNAS掌门人Peter Achten之手。不仅如此，他们还有Free Piston Engines，Hydraulic Transformer和应用于on-highway设备的HYDRID技术等。能在液压这么传统的领域内持续推出创新的技术，着实不易。
INNAS也只是无数热爱这项技术并投身其中的液压人的一个缩影。打破传统框架，突破固有边界，深度挖掘液压技术潜能，推动行业再升级！
参考资料：
a. INNAS网站. www.innas.com/shuttles.html
b. Peter Achten. “SHUTTLE” TECHNOLOGY FOR NOISE REDUCTION AND EFFICIENCY IMPROVEMENT OF HYDROSTATIC MACHINES -PART 2
c. Robin Mommers. COMMUTATION LOSS IN HYDROSTATIC PUMPS AND MOTORS.
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传统液压元件在向电气的稳步转移！
Parker Hannifin 的业务开发经理 Mitch Eicher 虽是一名机械工程师，但他热衷于将液压阀的应用商业化， 他认为传统液压元件对于需要控制流量、压力的系统仍然十分重要。直接使用电气解决方案来驱动所有执行器无论是在尺寸或者是成本上都会很繁重。
建立相互依赖关系
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液压传动与控制
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Eichler 说，在派克汉尼汾的运动系统集团内，各个部门在一起工作。“不再区分液压、气动或机电”他解释说。“我们将它们视为一种系统解决方案。原先制造部门的重心是液压阀，但随着电气化的到来，这些阀需要变得越来越智能。在某些应用中，它们确实需要向电气化方向发展。”
派克新一代 DFplus 控制阀是一个典型案例。作为派克动态响应最高的阀门，它已经存在 20 年，专为要求苛刻的应用而设计，例如通用压力机、机床和注塑成型。
下一代 FP 阀将具有多种通信协议，尤其是 IO-Link。功能范围包括实际值（阀芯位置）、温度、运行时间和各种错误信息。
在这里我们要说的重点不是开发全新的液压阀，而是将通信能力尽可能的带入现有的液压系统，包括通过 NFC与您的手机、平板或计算机对阀进行编程，以及以无线方式或通过不同的总线协议这样做。
管理复杂性
新技术的引入是简化还是复杂化了设计特征？Eichler 解释说：“我通常把它比作瑞士手表，所有的传感和逻辑都是由阀芯、不同的弹簧和孔口以及许多完成工作的机械装置完成的。但现在我们看到系统变得越来越先进，它们也变得越来越简单。您完全可以使用带有先进电子设备的阀门来更简单地实现您所需达到的流量、压力。
面向工业4.0
阀门的设计随着电子设备的加入而不断发展，对机器性能的要求也在不断提高。Eichler 指出，整个行业希望变得更智能、更高效并降低成本，同时还希望它们能够进行相关预测性维护的工作。
数字化和机电一体化技术的集成意味着工业阀门能够更好地监控系统并执行在线诊断，进而提供更有效的控制。这也适用于非公路/公路类型的设备。 以自动侧载垃圾处理车为例，驾驶员主要是从卡车侧面控制机械臂，以前比较老旧的卡车依赖于杠杆操作的方向控制阀驱动。相比之下，较新的车则使用了顺序阀，或者可能在液压系统中集成了板载电子设备和高级的传感器，只需按一下按钮即可完成操作。
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液压阀的测试
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阀控系统
如果说控制是液压的灵魂，那测试至少算得上触碰灵魂的途径之一。
液压应用于工程实际就需要控制压力、速度、位置乃至方向方能满足工程实际的要求。要了解所选用的液压元件是否确实可以满足系统对元件的要求，就必须进行测试。
一、性能方面
- 性能测试
- 加工质量测试
- 寿命耐久试验，用以确认多久时间还能保证性能指标仍处于范围内。
二、质量管理方面
- 型式试验 对产品的质量全面检查，一般应用于新产品大批量生产之前或生产规定时限之后的老产品，因而又称为鉴定试验。
- 出厂试验 是有选择的做一些项目以说明加工质量是稳定合格的，故而性能就会符合设计要求。
- 质量稳定性测试 作为型式试验和出厂试验的补充，是一种替代长时间的寿命试验，只作规定时间的考核，检查性能变动情况，以预测产品的耐久性能的权宜之法。当然前提是型式试验合格之后方可。
因而，摆在面前的第一个问题是为什么测？即解决好通过测试达到什么样的目的或预期。然后才是测什么和怎么测。
对试验台测试软件而言，你的关注点（性能）决定了测试方法和判断指标。
然而达到同样的目的可能有多种路径可选，同理不同的测试方法或项目亦可能可以取得相同的某一目/指标。因此，若反过来说明更合适一些，比如，比例阀的流量回线所可以反映的性能和指标；显然具体到某一性能或指标取得途径并不唯一。
请认真思考个问题：如果只能选择一个性能指标测试来评估比例阀的控制性能，该选哪个？
怎样判断伺服阀/比例阀的好坏？
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伺服阀及电液伺服系统
伺服阀/比例阀本身就是一个小的伺服系统，作为电液伺服系统的一个重要环节，伺服阀本身的特性会在很大程度上影响整个系统的性能。
既然伺服阀本身作为一个小的伺服系统，其好坏也可以通过控制系统的三要素来加以评判：快速性、准确性、稳定性。
这些指标都可以从时域和频域两个方面进行考量。由于频域没有时域那么直观，许多人感到晦涩难懂，今天就从时域对伺服阀的三个要素进行分析。
时域特性，简单来说，就是从时间轴对阀的性能进行评判。大家最为熟知的就是阶跃响应：曲线的横轴是时间，纵轴是阀的输出（阀芯位移）。下面来通过两张实例加以说明：
曲线1
曲线2
快速性
快速性主要看上升时间。曲线1和曲线2都是阀芯达到90%行程时的响应时间（红色和蓝色）。曲线1的上升时间约为7-8ms，曲线2的上升时间约为30ms。从快速性看，曲线1要明显优于曲线2。
准确性
准确性主要看稳态误差，也就是输出和期望（或者指令）的差值。
曲线1和曲线2的期望输出都是达到行程90%，从曲线1看，有些毛刺，说明阀芯有微小的波动。可以通过示波器放大后观察。准确性和稳定性通常是紧密关联的。如果控制不稳定，那肯定没有准确性可言。从准确性看，曲线2要由于曲线1。
稳定性
稳定性就是阀芯达到稳态时是否稳得住。稳态时曲线1有许多的小毛刺，曲线2就非常光滑。从稳定性看，曲线2要略胜一筹。
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快速性,准确性和稳定性是一对矛盾的指标，三个指标往往很难同时达到最优。如何选择伺服阀，要看具体的使用工况。
比如在高响应工况，如测试仿真，那肯定选择曲线1，曲线1的响应要明显优于曲线2。除此之外，在高响应系统，曲线1稳态时的微小毛刺可以忽略不计。
如果在低频或者静态系统，那可以选择曲线2。比如试验台的压力控制，此时曲线2要明显由于曲线1。这种差异主要在高精度压力控制时会凸显出来，可能控制在0.1bar时，两个都差不多，控制在0.01bar时，曲线1的微小波动就会引起压力波动。此时压力曲线就会有许多微小的毛刺。
上面是通过控制的三要素来对阀进行评判。实际上，阀的优劣还可以通过其他的静态指标加以区别，比如滞环，分辨率，压力增益等。这些指标究竟会对控制造成什么影响，下一期我们再慢慢分析。
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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。
第四集 · 车辆与行走机械应用静液压驱动技术的发展历程
液压挖掘机产品上静液压驱动技术的应用与发展
静液压驱动技术最早应用于军用武器系统，在20世纪的二次世界大战中有了迅速的发展。真正用于驱动地面车辆的行走装置，已是20世纪50年代的事情。二战后军用技术转民用，工程机械也是受益主体之一。
广义的工程机械的称谓实际上与建筑机械、筑路机械、矿山机械和前述起重运输机械以及诸多工业车辆等等都有交集，此处论及的工程机械主要是以与土石方打交道的铲土运土机械。
其中挖掘机的行走装置基本上只供自行移位和偶尔推土清场使用，很少参与挖掘以外的作业；其他的如装载机、推土机、铲运机和平地机等机械，则多多少少与农业拖拉机相类似，都是要靠发挥行走装置的推进力或牵引力来完成作业。但它们各自的载荷谱又有所不同。
装载机作业中行走装置需要频繁进退，在低速铲入掘起时需要很大的推进力，在带载移位时需要迅疾增速和制动，在转场时又需要达到35-40km/h的较高的平均行驶速度，但在后两种工况中其行走装置所需推进力却显著减小。
相比之下，农业拖拉机犁耕时的推进力负荷谱接近于持续满载，只有在地头换向折返时短时间的间歇。推土机及铲运机的负荷为渐进地增长后，具有较长的轻负荷运行时间，属于大间歇周期性交替变化负荷。
平地机械则有需要长时间持续承受波动阻力负荷的特点，但平均负荷强度不如拖拉机犁耕时那样高，波动幅值没有装载机那么大。这几种机械在行走装置和工作部件之间的功率分配方面也有较大差异。
推土机、铲运机和平地机的工作部件液压系统通常仅在调整推土板、铲斗和铲刀高低位置时才有动作，所需功率用于克服被提升工作部件的自重加上其中的物料重量，以及提升过程中工作部件与所接触物料之间的摩擦力，升降速度和动作幅度都不大，所需功率量值占发动机总功率的比例相当小。
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而装载机则不同，它们的铲斗和提升臂在剥离、掘起物料和快速提升的过程中需要很大的功率。选用动力传动装置时，需要考虑到不同机械的负荷状况的差异，同时也应关注它们的整体形态和动力传动装置布局的特点。
挖掘机堪称是当今应用液压传动和控制技术最为广泛和最为成功的行走机械。当今除了最大规格的巨型矿用正铲挖掘机采用电力传动以外，全世界百分之九十五以上的挖掘机都是液压传动的。
当然，由于挖掘机的主要功率用于驱动铲斗等工作部件中的多组液压缸，使用开式回路对于这样的多用户系统更为适合。
其系统中除了某些机型为考虑能量回收而在上车回转机构中采用了闭式液压回路外，行走机构的驱动装置一般没有使用单独的闭式回路系统，而是将其集成于公共的开式液压系统之中。
但开式和闭式回路两者在行走液压领域内的高压柱塞泵、柱塞马达等主要元件的核心技术方面却是相通或者相近的。静液压驱动技术的发展，对于普及和推广液压挖掘机同样起到了巨大的支撑和促进作用。
而液压挖掘机的广泛应用，特别是在各项重大工程和抢险救灾的场面中频繁出镜，无疑又为广大公众了解和体会行走液压传动和控制技术的意义和风采树立了良好的实物形像（图1）。
图1 液压挖掘机奋战地震灾害引起的 山体塌方和堰塞湖的震撼场景
液压挖掘机多为履带式的。以其液压驱动的履带行走装置和液压操纵的工作部件相配合，还能使其具备优异的越障性能。
很多熟练的驾驶员利用铲斗、升降臂、回转盘和履带的相互协调动作操纵小型挖掘机攀上、爬下卡车车厢，一个人独立完成驾驶卡车转运和操作挖掘机作业的全过程已是家常便饭。
如果挖掘机配有推土板，上下卡车还更为方便快捷。这种一车加一机的“随行”挖掘机配置方式在国内建筑机械租赁市场已很普遍，比起需要专门研制的随行叉车来说要方便许多。
液压挖掘机上所派生出来的这种“特异功能”，应该对于步行机构等非轮式行走装置的研究有所启迪。
轮式液压挖掘机多为中小型的，特点是具有较高的转场行驶速度（图2）并因之适合用于市政工程、应急抢险作业和军事目的，近年来的发展势头似乎已与履带式液压挖掘机不相上下。
图2 贵州詹阳动力制造的的轮式液压挖掘机的最高速度超过了50km/h，除了市政工程和军事用途外，还是应对突发事件和抢险救灾的重要装备
上海建筑机械厂早期曾批量制造过以国产径向柱塞泵和内曲线液压马达为核心动力传输元件的履带式液压挖掘机，并以此带动了国内内曲线液压马达的研制和生产。
不过后来在挖掘机上应用的却主要是高速柱塞液压马达和行星齿轮减速器构成的驱动单元体。
目前，我国是世界上生产液压挖掘机数量最多的国家，大概也是液压挖掘机最大的市场。
中国挖掘机行业在整机设计、系统集成和制造技术方面都有了长足的进步。
但和其他许多产品一样，当前我国还只是这一领域的“大国”，而非“强国”。尤其遗憾的是，其中的核心液压元件和电液控制装置大部分仍然依靠进口，这种状况同样也困扰着其他领域国产静液压驱动的车辆与行走机械的制造厂家。
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PTC ASIA 2021
液压展区的亮点
教授、博导，享受国务院特殊津贴专家
上海液压气动行业协会专家委员会专家
液压气动数智化企业论坛、液压数智产业化联盟、液压数智化推广促进小组创始人
曾任中国机械工程学会流体传动与控制分会委员、液压专业委员会副主任、高级顾问
曾任中国液压气动密封工业协会理事、专家委员会委员与高级顾问
曾任《流体传动与控制》、《液压气动与密封》杂志编委会委员
曾任Vickers、Eaton、Sauer-Danfoss的中国培训总监、CTO、丹佛斯行走液压 (上海) 有限公司高级顾问等
曾任上海液气总公司副总工、上海豪高机电科技有限公司董事长兼总经理
专著“液压工业4.0--数字化网络化智能化”、“液压螺纹插装阀技术与应用”编著者
我与PTC ASIA 30年的缘分
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PTC亚洲动力传动展
许仰曾
太阳能光热大型定日镜数字液压驱动控制系统及其电液驱动器（上海电气液压气动有限公司）
定日镜是塔式太阳能热发电的关键部件，随着装机功率和定日镜面的加大，其驱动部件有从传统电机机械的形式，日渐被电液驱动形式取代的趋势。具有数字液压驱动控制的定日镜系统。装机功率小，实现无缆化；驱动精度分辨率可达到很高。
PTC ASIA是我的液压市场认知的指导者，是我从事研发产品与技术的风向标。例如在国内首次展出液压螺纹插装阀全套元件是在1993年PTC展会的Eaton公司展位上，至今印象深刻。所以我是PTC忠实的粉丝，几乎每一届都会去观摩、探讨、询问、学习、寻求合作、寻求上下游的伙伴、开展业务与会友。
高空作业车液压系统解决方案与电动缸
（江苏恒立液压股份有限公司）
恒立的电动缸产品也是打破了液压行业只有液压元件被认可的局限，而是进入液压元件是功率传动与其控制的一部分，可以被用来达到传动与控制的目的而被采纳，成为液压传动与控制的一种辅助执行机构。
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二维（2D）液压泵/电液数字伺服阀 （浙江工业大学）
在PTC高校展区的浙工大展台上看到了获得2020年度中国机械工业科学技术一等奖的“二维（2D）电液流量伺服阀”。作为高校不仅有此完全原创性技术所生产的产品达到国际先进水平，更已经在工业领域的市场中获得极好的经济效益值得进一步推广。此数智液压元件技术所派生的产品已经涉及独特的2D液压泵等各种液压以至气动元件，将会在中国液压产品市场上发挥进一步的“颠覆性”效果。
水液压泵
（无锡市华科力士水液压有限公司）
水液压泵的出现也是PTC展会上的比较新的产品，并有系列。这是绿色产品今后必将逐渐会部分或更多的取代油液压元件产品。
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串联与并联回路
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学习目标
首先来看看今天的学习目标
1、了解串联和并联回路的概念
2、了解什么是最小阻力原则
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并联液压回路
我们知道，大型液压系统中的回路是非常复杂的，有串联的，有并联的。就像人体内的动脉血管一样，错综复杂。今天我们就来理一下这些繁杂的串并联回路。
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1.1、什么是并联回路？
即使是最简单的液压系统，也通常会有多条回路。比如图中所示的液压系统，就有两条回路；
回路1——流体流经液压泵、液压马达，最后返回油箱；
回路2——流体流经液压泵、溢流阀，再返回油箱；
回路1和回路2是并联连接的。
1.2、应用举例
就比如下面这台液压劈柴机，其液压系统就有两条并联的回路：
回路1：泵从油箱中吸油，增压后的高压油会经过换向阀、液压缸，最后返回油箱；
回路2：泵从油箱中吸油，增压后的高压油直接从溢流阀溢流回油箱。
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串联液压回路
2.1、什么是串联回路？
流体流经一个液压元件后，紧接着流入到下一个液压元件，我们则认为这两个液压元件是通过油管串联在一起的。
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界
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液压基础
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液压基础
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什么是压降？
每个液压元件对于液压系统而言都是一个液阻，而每一个液阻串联起来，必然会对液压系统的压力产生累积效应。即液压系统的压力等于所有液阻与负载之和。
2.2、应用举例
还是以劈柴机为例，该回路1中，换向阀和液压缸就是两个串联在一起的液压元件。
对比液压马达的进油管路和出油管路，很明显可以看出，前者与后者的压力差值为450psi，而这450psi就是压降，或者称为压差。
流体经过液压马达产生的压降近似等于负载对液体反向施加的压力。
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什么是最小阻力原则?
所谓最小阻力原则就是说，液压油也很会偷懒，哪条回路的阻力小，它就从哪条回路溜走。
最小阻力?
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液压基础
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液压基础
如图所示是一个拥有3条并行回路的液压系统。
每条回路都设置了1个单向阀，而且每个单向阀所设定的开启压力各不相同，也就是说每条回路上的阻力不同。
4.1、初始零压状态
在电机尚未启动时，通过压力表的读数可知，此时系统压力为零。
接下来我们具体分析一下该并联回路的4个工作状态，看一看液压油是如何偷懒的？
4.2、电机启动，所有球阀都打开的状态
当电机启动后，泵开始运转，泵出口的油液会自动选择走阻力最小的回路返回油箱。也就是走开启压力为100psi的单向阀所在的回路。
通过压力表的读数可知，此时系统压力也确实是100psi。
4.3、关闭球阀A的状态
如果我们关闭手动球阀A，系统压力又会发生什么变化呢？此时单向阀1所在回路的阻力可看作无限大，因此液压油会退而求其次，走开启压力为200psi的单向阀所在的回路。通过压力表的读数可知，此时系统压力上升到200psi。
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4.4、关闭球阀A和B的状态
接下来，如果我们把手动球阀A和B都关掉，系统压力又会发生什么变化呢？
没错，此时单向阀1和2所在回路的阻力都可以看作是无限大的， 此时液压油会再一次偷懒，走开启压力为300psi的单向阀所在的回路。
通过压力表的读数可知，此时系统压力上升到300psi。
最小阻力原則在故障診斷中的應用？
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