液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一，其水平直接影響工程機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。為此，世界各國(guó)對(duì)液壓技術(shù)的發(fā)展都給予極大重視。當(dāng)前，液壓技術(shù)廣泛結(jié)合高技術(shù)成果，如自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、摩擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)以及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。目前，就工程機(jī)械行業(yè)而言，靜液壓技術(shù)呈現(xiàn)出越來(lái)越廣的應(yīng)用趨勢(shì)。
靜液壓傳動(dòng)技術(shù)
在“液壓”一詞前面冠以“靜”字，在開(kāi)始時(shí)其實(shí)并非為了在液壓技術(shù)，而僅僅是為了與更為廣義的流體傳動(dòng)領(lǐng)域中的曾經(jīng)譯稱“動(dòng)液傳動(dòng)”(hydrodynamictransmission)相對(duì)應(yīng)。但國(guó)內(nèi)現(xiàn)在都把后一個(gè)術(shù)語(yǔ)改稱為“液力傳動(dòng)”了。沒(méi)有了“動(dòng)液”的對(duì)照，“靜液傳動(dòng)”就只是液壓技術(shù)中采用閉式回路系統(tǒng)的一個(gè)特類的名稱。實(shí)際上，就物理概念來(lái)說(shuō)，用“靜液”和“動(dòng)液”來(lái)表征這兩種分別以勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化為主的流體動(dòng)力傳動(dòng)方式似乎更為貼切一些。
閉式回路系統(tǒng)示例
以閉式油路系統(tǒng)構(gòu)成的靜液壓驅(qū)動(dòng)裝置在保留了各種液壓傳動(dòng)所共有的控制方式靈活、布局方便、過(guò)載保護(hù)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，又具備了在由液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速矢量及輸出轉(zhuǎn)矩矢量為座標(biāo)軸組成的所有4個(gè)象限中無(wú)級(jí)調(diào)速和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。它在許多方面比純機(jī)械傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和電力傳動(dòng)都更適合對(duì)調(diào)速性能要求高、傳動(dòng)路線布局較持殊的中低速行走機(jī)械使用。但也由于靜液壓驅(qū)動(dòng)裝置相對(duì)于純機(jī)械傳動(dòng)的穩(wěn)態(tài)效率較低和目前成本較高，所用元器件的高速性能和可達(dá)到的功率級(jí)別尚不如液力和電力傳動(dòng)等原因，使它在大功率高速特種車輛與行走機(jī)械上的應(yīng)用成果并不多。不過(guò)這種情況正在發(fā)生變化。人們正通過(guò)多種傳動(dòng)技術(shù)的契合，為靜液壓驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)注入新的活力，并將促使它的應(yīng)用向更大的深度和廣度發(fā)展。
迎接液壓技術(shù)新的發(fā)展機(jī)遇期
液壓控制系統(tǒng)向數(shù)字化電子控制轉(zhuǎn)化的發(fā)展方向無(wú)疑是正確的。目前和今后的趨勢(shì)都是將液壓裝置的控制功能剝離出來(lái)由電子電路處理，形成電子神經(jīng)、液壓肌肉的格局。
液壓控制中復(fù)雜的液阻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正逐漸為電子控制系統(tǒng)所取代。但如同在其他領(lǐng)域中的情況一樣，所應(yīng)用的電子技術(shù)也經(jīng)歷了從模擬計(jì)算機(jī)到數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程?，F(xiàn)在講的液壓裝置的“數(shù)字化”，主要還是指的元件的控制接口的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外研發(fā)的大多數(shù)字化的液壓元件在傳力和傳輸功率等方面的基本功能原理并沒(méi)有變化，變化的是輸入的控制指令由機(jī)械方式的(位移和力值等)和液壓方式(先導(dǎo)控制壓力)轉(zhuǎn)化成為了電信號(hào)。同樣，液壓元件中被控制的量也在由模擬型向數(shù)字型發(fā)展，如伺服閥和比例閥都是把電量轉(zhuǎn)化為液阻的變化以控制流量的大小。例如多液壓缸同步系統(tǒng)原來(lái)要用很復(fù)雜的液阻網(wǎng)絡(luò)加上昂貴的位移傳感器來(lái)控制，現(xiàn)在只需向通過(guò)數(shù)字閥各缸輸入等量的液壓微元即可；在6自由度仿真裝置這樣的多用戶液壓系統(tǒng)中，以液壓微元進(jìn)行定量控制也能有效地隔離各液壓缸之間的干擾，這些都是很大的進(jìn)步。
將數(shù)字化原理融入除閥類元件以外的功率傳輸液壓元件本身的結(jié)構(gòu)的，目前有日本三菱旗下的英國(guó)Artemis公司研制的帶有數(shù)控配流裝置的徑向柱塞變量泵和變量馬達(dá)，采用的是以脈寬控制方式改變柱塞的有效行程。以這種元件構(gòu)成的靜液壓傳動(dòng)裝置已用于三菱重工研制的世界上現(xiàn)今功率最大的7MW海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)，2013年初已投入試運(yùn)轉(zhuǎn)。
而談到靜液壓技術(shù)，其實(shí)業(yè)內(nèi)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些爭(zhēng)論。
20世紀(jì)七八十年代，在機(jī)床行業(yè)中數(shù)字步進(jìn)電機(jī)全面取代了電液伺服液壓馬達(dá)以后，這一風(fēng)潮又蔓延至膏端的塑料注塑機(jī)等其他原本是液壓裝置唱主角的其他領(lǐng)域，緊接著人們看到了以電動(dòng)和油電混合動(dòng)力汽車為代表的電能和電力傳動(dòng)車輛的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展，聽(tīng)到了在一些領(lǐng)域中對(duì)于“全電”型產(chǎn)品的高調(diào)宣傳。一些人士開(kāi)始把靜液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)視為將被電力傳動(dòng)全面取代的“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”。
然而，今天我們看到的是，行走液壓技術(shù)，特別是靜液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)在非公路車輛與行走機(jī)械領(lǐng)域的地位不僅沒(méi)有被消弱，反而得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。
除了材料和工藝的進(jìn)步之外，近年來(lái)液壓技術(shù)領(lǐng)域取得的3項(xiàng)重大的突破，是使其走向強(qiáng)勢(shì)的重要原因。
第一，靜液壓機(jī)械功率分流無(wú)級(jí)變速器的大批制造，使它在非公路型車輛和行走機(jī)械領(lǐng)域的傳動(dòng)技術(shù)中占據(jù)了制高點(diǎn)。
第二，串聯(lián)型油液混合動(dòng)力技術(shù)的成熟，為它打開(kāi)了進(jìn)入技術(shù)經(jīng)濟(jì)壁壘森嚴(yán)的汽車產(chǎn)業(yè)的大門。
第三，電控配流的高效率液壓泵和液壓馬達(dá)的研制成功，將靜液壓元件技術(shù)推到了機(jī)電液一體化和信息化裝備的前沿。
這3個(gè)突破的共性在于它們都得益于多種技術(shù)的契合。當(dāng)今世界的一個(gè)重要發(fā)展課題是低碳和節(jié)能，這需要“開(kāi)源”和“節(jié)流”兩手準(zhǔn)備。而基于氣體壓縮吸能和液壓傳輸動(dòng)力原理的液壓蓄能系統(tǒng)，屬于目前綜合效能較好而且最為實(shí)用的回收和再生能量的方式之一。在車輛與行走機(jī)械領(lǐng)域里，靜液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在這兩手上都有很“硬”的潛質(zhì)。
我們正站在一個(gè)靜液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)繼往開(kāi)來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇期的門檻上。包括靜液壓驅(qū)動(dòng)在內(nèi)的流體傳動(dòng)與控制技術(shù)在未來(lái)無(wú)疑都將具有可持續(xù)發(fā)展的廣闊空間，并不斷地從必然王國(guó)走向自由王國(guó)。我們應(yīng)以包容的理念為之繼續(xù)有所發(fā)現(xiàn)，有所發(fā)明，有所創(chuàng)造，有所前進(jìn)。
