液压技术创新及发展趋势研究
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张弛?李越?韩磊
摘 要：随着应用电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、新材料等的发展，液压系统和元件在技术水平上有很大提高。本文从液压现场总线技术、自动化控制软件技术、水压元件及系统、液压节能技术等方面，介绍液压技术创新及发展趋势。
关键词：液压技术；创新；节能；发展趋势
1.液压现场总线技术
1.1现场总线技术的定义
现场总线是连接智能化仪表和自动化系统的全数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线控制系统简化为工作站和现场设备两层结构，它可以看作是一个由数字通讯设备和监控设备组成的分布式系统，从计算机角度看，现场总线是一种工业网络平台；从通信角度看，它是一种新的全数字、串行、双向、多路设备的通信方式；从jI程角度看，它是一种工厂结构化布线。
1.2现场总线技术的特点
（1）经济性。这是应用单位使用总线产品和供应商提供产品的第一前提，即以降低总线系统的使用成本为目的。
（2）按IEC61131-3标准的柔性化程序，易学、易懂，可操作性强。
（3）可靠性、可维护性。现场总线技术采用总线代替一对一的I/O连线。对于大规模I/O系统来说，减少了由接线点造成的不可靠因素，同时系统具有在线故障诊断，报警记录功能；可完成现场液压系统的远程参数设定、修改等参数化工作，增强了系统的可维护性。
（4）友好的人机对话界面，方便进行液压系统的参数修改和故障监控。
（5）满足人身安全、电磁兼容、抗冲击及抗震动的重要标准。
（6）相对于传统的液压比例控制系统更具有其价格竞争优势。
2.自动化控制软件技术
在多轴运动控制中，采用SPS编程控制技术。在这种情况下，以PC机为基础的现代控制技术有着自己的用武之地。自动化控制软件将SPS的工作原则、操作控制两项任务集于一身。操作监控技术在伺服驱动中已经发展得比较成熟，并且具有强大的功能和功率。大量的应用实践已经证明，以微机软件为基础的控制方案在不同类型的液压控制中也是非常有效的。将液压控制回路（控制阀、变量泵）和执行机构（液压缸、液压马达）进行不同的变型与组合配置，可以提供多种不同特性的控制方案。因此，这样的液压运动控制也可以当作坐标轴的电气运动控制来对待和处理。各种液压控制方案可在基于PC机的自动化控制系统下接受控制。自动化控制系统的适时性已经达到了毫秒级，一个图像跳动的传输控制时问可短到10ms。这样的速度完全可以做到与常用的液压控制系统同步，可以完成对液压系统的功能控制。在液压轴控制的运算中，现代化的PC微处理器运算速度很快，完全可以与伺服控制技术中的伺服运算器相媲美。
3.水压元件及系统
3.1水压传动技术概述
用水作介质的液压元件古而有之。当今洗车店里都装备的带容积式泵的高压清洗机就是水液压设备。后来在所谓＂水压机＂的介质中添加了以满足各方面性能要求的乳化液添加物。在某种意义上，液压技术的发展是一个元件与工作介质互相适应和协调发展的历史。液压介质性能水平的提高对于现代液压技术的发展功不可没。现在所谓的水液压元件企图用普通水或天然海水作为介质，所有技术难点就都集中到了元件本身。液压元件的发展越来越依赖于材料科学和制造技术的进步，这在水液压元件中体现得尤为突出。在现代技术条件下，造出能在密封、白润滑、抗蚀等性能方面适应纯水甚至海水介质的液压元件是可能的，当然，由于无法同时改进介质的相关特性，水液压装置的性能，特别是性价比较高之元件和介质都经过多年＂磨合＂和优化的传统液压装置会大打折扣，一般也只能在水的冰点以上才能运行。水上和水下作业的船只和装置上，以及用高压水工作的设备中（如高压水清洗、切割设备、消防设备和艺术喷泉等），使用直接从外界吸水和向外排水的开式循环的水液压系统有其必要性和合理性。
3.2水压传动技术特点
（1）资源丰富，来源广泛，再利用率高。
（2）水是一种无毒无污染资源，对人体和环境无害。有利于提高工作环境的舒适性和安全性，可以从根本上消除油压传动系统泄漏和排放而造成的环境污染。
（3）阻燃性好，安全性高。特别适合高温、核辐射和明火等场合下的应用，有效地解决油压传动所带来的易燃、易爆、油蒸汽对人体的危害问题以及核辐射造成的液油变质和放射性污染等问题。
（4）处理技术与工艺简单，系统的运行与维修费用低。
3.3水压传动技术的应用及展望
随着科学技术的进步，水压产品及技术取得了较大的进展，目前，不仅水压泵形式增多了，符合ISO/CETOP连接尺等各标准规格的各种阀已经形成了产品系列，配套用的液压缸、油箱、接头零件、密封件等也一应俱有，而且在专家的指导下，用户可以根据自己的需求进行系统配组。正式推出了多种工作压力为l6～21MPa的作为成套机械和设备用的独立产品（动力站和控制阀）。在欧、美水压传动开始广泛进入食品工业、医药、化学、造纸木材加工、海上作业、核能工业、消防工程、地质钻探、环境工程等一些对安全、清洁、环境无害要求较高的行业。
4.液压节能技术
液压传动系统能量损失包括各元件中运动件的机械摩擦损失、泄漏损失、溢流损失、节流损失、输入和输出功率不匹配的无功损失几方面。机械摩擦损失、泄漏损失所占比例与所选元件本身的机械效率、容积效率、介质粘度、回路密封性以及系统组成的复杂程度有关；溢流损失、节流损失所占比例与回路和控制形式有关；而输入和输出功率不匹配的无功损失所占比例与控制策略有关。因此节能是液压技术的重要课题之一，随着节能和环保要求的日益高涨，有效活用能源和降低噪声已成为液压行业的重要目标。综观国内外液压技术发展历程，无时无刻不伴随节能的需要及创新。
5.结语
目前，除了产品和技术不断创新之外，还有一点是让用户能很方便选用创新技术和产品。从而使他们自身的设备或产品得到更新换代或创造更高的附加值和效率。因此，为客户提供优化的技术方案十分重要。