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液压技术的新突破

@液压技术的新突破——数字液压

杨世祥杨涛

（北京亿美博科技有限公司，北京100054，电

摘要：简要介绍了液压技术的基本组成，我国液压的发展历程和现状;中国液压落后世界，已经制约了中国的发展。介绍了我国研发数字液压的历程，数字液压的工作原理以及在各个领域进行了试用和取得的进展，最后展望了数字液压的应用前景和未来。

关键词：液压、自动化、数字液压、计算机、数字信号、脉冲信号。

一.液压 制造业的基础器件

液压是利用液体不可压缩的特性，利用巴斯卡定律和能量守恒的原理建立起来的一门科学。因为高压液体携带了巨大的能量，所以在工业中获得十分广泛的应用。

液压件是制造业的核心部件，它具有重量轻、输出力量大、使用方便、运行平稳、便于控制等众多优点，广泛应用于冶金、机械、石油、航空、航天、航海、军事等各个领域，已经形成了极为庞大的液压产业。液压元件的规格和种类繁多，产品有成百上千种。

液压的基础元件为液压泵。它是将电动机、发动机的能量转换为液压能，分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等。

液压的执行元件为液压缸和液压马达。液压缸完成直线运动，分为柱塞缸、活塞缸、单作用缸、多级缸等。液压马达完成旋转运动，分为齿轮马达、叶片马达、柱塞马达等。

液压的功能元件是各种液压阀。它主要是控制油流的方向和大小，用来控制油缸或油马达的方向、速度和位置，分为方向阀、压力阀、单向阀、节流阀、调速阀、比例阀、伺服阀、插装阀等。

液压技术已经有近200年的历史，它是随着社会和技术的进步逐渐发展和完善起来的，尤其是高端军事领域和高端装备制造以及各种自动化设备的需要，促进了高端伺服液压的快速发展。

二我国瞄工业的现状

液压技术是国家的基础技术，广泛应用于国民经济的各个领域，直接影响到装备制造业的强弱，是衡量一个国家工业化水平的重要标志之一。世界上所有制造强国都是液压强国，如美国、德国、日本、法国等。我国的液压产业现状却不容乐观。

上世纪60年代初，我国开始引进液压技术，首先引进日本系列的液压产品，在山西榆次建立了第一个液压产业基地，随着液压在中国获得应用的领域不断扩展，大量的民营企业开始仿制国外的低端产品，目前已形成1000多家液压件厂的庞大产业，大量生产低端液压元件。

改革开放后，我国80年代引进了德国系列的产品，建立了北京华德液压，但产品还是属于中低端技术水平。德国液压产品随着德国成套设备大规模引进，开始占领中国的主要市场，这就是目前德国〃博士一力士乐”系列。在德国大规模占领中国市场后，美国技术逐渐进入中国市场，这就是美国的”依顿一威格士”系列。后期还有意大利的〃阿托斯系列”等进入中国市场。

目前，中国的高端液压市场都是国外卜产品占据主导地位，比如冶金、军事、石油、电力、海洋、重型机械等领域，尤其是工程机械领域，中国20吨以上挖掘机所用的液压件基本控制在日本川崎和德国力士乐手中。中国工程机械受制于国外卜液压企业，近5000亿元产值的大部分利润被外企拿走，成了中国的〃锁喉之痛”。其原因在于，我国的制造业发展战略长期以来重主机、轻配件，对液压产业的重视程度不足，缺乏基础研发投入。加上高端液压产品研发投入巨大（几千万到数亿元），涉及的领域又多（机、电、液、传感技术、控制技术、加工技术、热处理技术、表面处理技术、基础材料、基础工艺等），致使许多企业没有勇气和能力去研发高端液压产品。

随着国民经济各领域都获得了巨大发展。中国已成为世界制造大国，但液压技术落后世界（据行业协会估计落后10-15年），已经严重制约了中国制造业的发展，更制约了中国从制造大国向制造强国的转变。在行业协会和许多有识之士的积极推动下，国家已经将液压产业纳入〃十二五”发展规划，明确提出发展目标，制定了多项攻关计划，并

第一次将〃数字液压”也列入其中。

从2009年起，全国各地，如辽宁阜新、山西榆次、四川泸州、山东常林、江苏常州等地，以及徐工、三一等企业，争相投入数十亿到上百亿元资金发展液压产业，总投入超过300亿元。与此同时，各大主机厂也掀起了并购世界液压公司的高潮，如三一重工收购德国大象、普茨迈斯特山东潍柴收购德国林德;徐州重工收购德国FT(Fluitronics)公司、荷兰AMCA公司等，资金总数也超过百亿，目的都是希望快速缩短液压产业与国外的差距。

2012年，行业协会集中全国的液压专家，编制了国家液压传动与控制20年发展路线图，希望按照跟踪、仿制、创新、超越四步走的路线，到2030年达到世界先进水平。2013年1月，工信部牵头，三个行业协会联手，42个主机厂和液压企业、全国的资深专家等参与，在天津工程机械研究院成立了工程机械的攻关平台，希望用3-5年的时间，以举国之力