純水液壓傳動趨勢展望

1. 我國液壓技術的現狀及發展趨勢

我國液壓市場規模佔全球市場比重達30.2%，僅低於美國、遠超日本及北歐等發達國家，是近幾年成長較快的地區。2019年我國液壓工業總產值達到641億元，同比增長7.4%，其中以油缸、泵、閥為代表的關鍵零部件比重較高，2019年合計佔比達62.9%。

液壓行業下游應用市場以工程機械、汽車、重型機械、機床工具為主，工程機械行業佔比40%以上，隨著基建投資不斷增加，工程機械景氣度向好，液壓件需求將進一步提升。

液壓傳動工作原理介紹

由於原動機一般很難直接滿足執行機構在速度、力、轉矩或運動方式等方面的要求，因此幾乎所有的機械或機器都需要通過中間環節——傳動機構進行調節控制。液壓傳動就是這種調節控制方式中的一種，液壓傳動是以液體為工作介質，通過驅動裝置將原動機的機械能轉換為液體的液壓能，然後通過管道、液壓控制及調節裝置等，藉助執行裝置，將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載實現直線或回轉運動。點擊輸入圖片描述

—— 以上數據來源於前瞻產業研究院《中國液壓、氣壓動力機械及元件製造行業產銷需求與投資預測報告》

2. 液壓技術的發展趨勢

液壓技術發展趨勢
現代液壓技術與微電子技術、計算機控制技術、感測技術等為代表的新技術緊密 結合，形成並發展成為一種包括傳動、控制、檢測在內的自動化技術。當前，液壓技術在實現高壓、高速、大功率、經久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展；在完善發展比例控制、伺服控制、開發控制技術上也有許多新的成績。同時，液壓元件和液壓系統的計算機輔助設計（CAD）和測試（CAT）、微機控制、機電液一體化（Hydromechatronics）、液電一體化（Fluitronics）、可靠性、污染控制、能耗控制等方面也是液壓技術發展和研究的方向。

1. 計算機輔助設計（CAD）和測試（CAT） 充分利用現有的液壓CAD設計軟體，進行二次開發，建立知識庫信息系統，它將構成設計-製造-銷售-使用-設計的閉環系統。將計算機模擬及適時控制結合起來，在試制樣機前，便可用軟體修改其特性參數，以達到最佳設計效果。並把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及現代管理系統集成在一起建立集成計算機製造系統（CIMS），使液壓設計與製造技術有一個突破性的進展。 開展液壓系統的故障預測，實現主動維護技術。必須使液壓系統故障診斷現代化，加強專家系統的開發研究，建立完整的、具有學習功能的專家知識庫，並利用計算機和知識庫中的知識，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預防措施。要進一步開發液壓系統故障診斷專家系統通用工具軟體，開發液壓系統自補償系統，包括自調整、自校正，在故障發生之前進行補償，這是液壓行業努力的方向。

2.機電一體化 機電一體化可實現液壓系統柔性化、智能化，充分發揮液壓傳動出力大、慣性小、響應快等優點，其主要發展動向是：液壓系統將由過去的電液開發系統和開環比例控制系統轉向閉環比例伺服控制系統，同時對壓力、溫度、速度等感測器實現標准化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更能適應機電一體化需要，發展與計算機直接介面的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統的流量、壓力、溫度、油污染度等數值將實現自動控制測量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛的採用，如電控液壓泵，可實現液壓泵的各種調節方式，實現軟啟動、合理分配功率、自動保護等；藉助現場匯流排，實現高水平信息系統，簡化液壓系統的調節、爭端和維護。

3. 可靠性和性能穩定性逐漸提高 可靠性和性能穩定性是涉及面最廣的綜合指標，它包括元、 器、 輔、附件的可靠性，系統的可靠性設計、製造以及可靠性維護三大方面。隨著諸如工程塑料、復合材料、高強度輕合金等新材料的應用，新工藝新結構的出現，元、器件性能的可靠性得以大大增加。系統可靠性設計理論的成熟與普及，使合理地進行元器件的選配有了理論依據。此外，過濾技術的完善和精度的提高（過濾器精度可達1一3 μm ，而典型現代液壓元件的動態間隙為0 ,5一5 μm ) ，除了能徹底清除固體雜質外，還能分離油中的氣體和水分。在線實時油污檢測器和電子報警邏輯系統的應用，使得液壓系統的維護從過去的簡單拆修發展到主動維護，對可預見的諸因素進行全面分析，最大限度地提前消除誘發故障的潛在因素。

4. 污染控制 污染控制過去，液壓界主要致力於控制固體顆粒的污染，而對水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今後應重視解決：嚴格控制產品生產過程中的污染，發展封閉式系統，防止外部污染物侵入系統；應改進元件和系統設計，使之具有更大的耐污染能力。同時開發耐污染能力強的高效濾材和過濾器。研究對污染的在線測量；開發油水分離凈化裝置和排濕元件，以及開發能清除油中的氣體、水分、化學物質和微生物的過濾元江及檢測裝置。

5. 減少損耗，充分利用能量 液壓技術在將機械能轉換成壓力能及反轉換過程中，總存在能量損耗。為減少能量的損失，必須解決下面幾個問題：減少元件和系統的內部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統的節流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；採用靜壓技術和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統性能，採用負荷感測系統、二次調節系統和採用蓄能器迴路。 泄漏控制泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環境污染和外部環境對系統的侵害兩個方面。今後，將發展無泄漏元件和系統，如發展集成化和復合化的元件和系統，實現無管連接，研製新型密封和無泄漏管接頭，電機油泵組合裝置等。無泄漏將是世界液壓界今後努力的重要方向之一。

6．增強對環境的適應性、拓寬應用范圍 液壓傳動雖然具有很多優點，但由於存在著發熱、雜訊、工作介質污染等不盡人意的地方，使其應用受到某種程度上的制約。面對環保意識越來越強的未來，應採取相應措施逐步解決和改善以上問題

3. 液壓傳動技術的歷史進展與趨勢是怎樣的

~以下內容搬運自網路~

【液壓傳動技術】

液壓傳動是指以液體為工作介質進行能量傳遞和控制的一種傳動方式。在液體傳動中，根據其能量傳遞形式不同，又分為液力傳動和液壓傳動。液力傳動主要是利用液體動能進行能量轉換的傳動方式，如液力耦合器和液力變矩器。液壓傳動是利用液體壓力能進行能量轉換的傳動方式。在機械上採用液壓傳動技術，可以簡化機器的結構，減輕機器質量，減少材料消耗，降低製造成本，減輕勞動強度，提高工作效率和工作的可靠性。

【發展簡介】

自18世紀末英國製成世界上第一台水壓機起，液壓傳動技術已有二三百年的歷史。然而，直到20世紀30年代它才真正地推廣使用。

1650年帕斯卡提出靜壓傳遞原理，1850年英國將帕斯卡原理先後應用於液壓起重機、壓力機，1795年英國約瑟夫·布拉曼在倫敦用水作為工作介質，以水壓機的形式將其應用於工業上，誕生了世界上第一台水壓機；1905年工作介質由水改為油，使液壓傳動效果進一步得到改善。第二次世界大戰期間，在一些兵器上用上了功率大、反應快、動作準的液壓傳動和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術的發展。戰後，液壓技術迅速轉向民用，並隨著各種標準的不斷制定和完善，各類元件的標准化、規格化、系列化，在機械製造、工程機械、農業機械、汽車製造等行業中推廣開來。20世紀60年代後，原子能技術、空間技術、計算機技術、微電子技術等的發展再次將液壓技術向前推進，使它在國民經濟的各方面都得到了應用，已成為實現生產過程自動化、提高勞動生產率等必不可少的重要手段之一。

我國的液壓工業開始於20世紀50年代，其產品最初只用於機床和鍛壓設備，後來才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進一些液壓元件生產技術，並自行設計液壓產品以來，我國的液壓件已在各種機械設備上得到了廣泛的使用。20世紀80年代起更加速了對先進液壓產品和技術的有計劃引進、消化、吸收和國產化工作，以確保我國的液壓技術能在產品質量、經濟效益、研究開發等各個方面全方位地趕上世界水平。

當前，液壓技術在實現高壓、高速、大功率、高效率、低雜訊、經久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善比例控制、伺服控制、數字控制等技術上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統的計算機輔助設計、計算機模擬和優化以及微機控制等開發性工作方面，日益顯示出顯著的優勢。

4. 液壓技術的發展趨勢

液壓技術發展趨勢
液壓技術是實現現代化傳動與控制的關鍵技術之一，世界各國對液壓工業的發展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為350億美元。
據統計，世界各主要國家液壓工業銷售額占機械工業產值的2%~3.5%，而我國只佔1%左右，這充分說明我國液壓技術使用率較低，
努力擴大其應用領域，將有廣闊的發展前景。液壓氣動技術具有獨特的優點，如:液壓技術具有功率重量比大，
體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現直線運動等優點；氣動傳動具有節能、無污
染、低成本、安全可靠、結構簡單等優點，並易與微電子、電氣技術相結合，形成自動控制系統。因此，液壓
氣動技術廣泛用於國民經濟各部門。但是近年來，液壓氣動技術面臨與機械傳動和電氣傳動的競爭，如：數控
機床、中小型塑機已採用電控伺服系統取代或部分取代液壓傳動。其主要原因是液壓技術存在滲漏、維護性差
等缺點。為此，必須努力發揮液壓氣動技術的優點，克服缺點，注意和電子技術相結合，不斷擴大應用領域，
同時降低能耗，提高效率，適應環保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動技術繼續努力的永恆目標，也是液
壓氣動產品參與市場競爭是否取勝的關鍵。

液壓產品技術發展趨勢
由於液壓技術廣泛應用了高科技成果，如：自控技術、計算機技術、微電子技術、可靠性及新工藝新材料等，
使傳統技術有了新的發展，也使產品的質量、水平有一定的提高。盡管如此，走向21世紀的液壓技術不可能有
驚人的技術突破，應當主要靠現有技術的改進和擴展，不斷擴大其應用領域以滿足未來的要求。其主要的發展
趨勢將集中在以下幾個方面。

減少損耗，充分利用能量
液壓技術在將機械能轉換成壓力能及反轉換過程中，總存在能量損耗。為減少能量的損失，必須解決下面幾個
問題：減少元件和系統的內部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統的節流損失，盡量減少非安全需要
的溢流量；採用靜壓技術和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統性能，採用負荷感測系統、二次調節
系統和採用蓄能器迴路。

泄漏控制
泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環境污染和外部環境對系統的侵害兩個方面。
今後，將發展無泄漏元件和系統，如發展集成化和復合化的元件和系統，實現無管連接，研製新型密封和無泄
漏管接頭，電機油泵組合裝置等。無泄漏將是世界液壓界今後努力 的重要方向之一。


污染控制
過去，液壓界主要致力於控制固體顆粒的污染，而對水、空氣等的污染控制往往不夠重視。今後應重視解決：
嚴格控制產品生產過程中的污染，發展封閉式系統，防止外部污染物侵入系統；應改進元件和系統設計，使之
具有更大的耐污染能力。同時開發耐污染能力強的高效濾材和過濾器。研究對污染的在線測量；開發油水分離
凈化裝置和排濕元件，以及開發能清除油中的氣體、水分、化學物質和微生物的過濾元江及檢測裝置。

主動維護
開展液壓系統的故障預測，實現主動維護技術。必須使液壓系統故障診斷現代化，加強專家系統的開發研究，
建立完整的、具有學習功能的專家知識庫，並利用計算機和知識庫中的知識，推算出引起故障的原因，提出維
修方案和預防措施。要進一步開發液壓系統故障診斷專家系統通用工具軟體，開發液壓系統自補償系統，包括
自調整、自校正，在故障發生之前進行補償，這是液壓行業努力的方向。

機電一體化
機電一體化可實現液壓系統柔性化、智能化，充分發揮液壓傳動出力大、慣性小、響應快等優點，其主要發展
動向如下：液壓系統將有過去的電液開發系統和開環比例控制系統轉向閉環比例伺服系統，同時對壓力、流量、
位置、溫度、速度等感測器實現標准化；提高液壓元件性能，在性能、可靠性、智能化等方面更適應機電一體
化需求，發展與計算機直接介面的高頻，低功耗的電磁電控元件；液壓系統的流量、壓力、溫度、油污染度等
數值將實現自動測量和診斷；電子直接控制元件將得到廣泛採用，如電控液壓泵，可實現液壓泵的各種調節方
式，實現軟啟動、合理分配功率、自動保護等；藉助現場匯流排，實現高水平信息系統，簡化液壓系統的調節、
爭端和維護。

液壓CAD技術
充分利用現有的液壓CAD設計軟體，進行二次開發，建立知識庫信息系統，它將構成設計-製造-銷售-使用-設
計的閉環系統。將計算機防真及適時控制結合起來，在試制樣機前，便可用軟體修改其特性參數，以達到最佳
設計效果。下一個目標是，利用CAD技術支持液壓產品到零不見設計的全過程，並把CAD/CAM/CAPP/CAT，以及現
代管理系統集成在一起建立集成計算機製造系統（CIMS），使液壓設計與製造技術有一個突破性的發展。

新材料、新工藝的應用
新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或塗敷料，可使液壓的發展引起新的飛躍。為了保護環境，研究採用生物降
解迅速的壓力流體，如採用菜油基和合成脂基或者水及海水等介質替代礦物液壓油。鑄造工藝的發展，將促進
液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優化元件內部流動，減少壓力損失和降低
雜訊，實現元件小型化。
網路文庫

5. 液壓系統的發展趨勢

----由於液壓技術廣泛應用了高技術成果，如自動控制技術、計算機技術、微電子技術、磨擦磨損技術、可靠性技術及新工藝和新材料，使傳統技術有了新的發展，也使液壓系統和元件的質量、水平有一定的提高。盡管如此，走向二十一世紀的液壓技術不可能有驚人的技術突破，應當主要靠現有技術的改進和擴展，不斷擴大其應用領域以滿足未來的要求。綜合國內外專家的意見，其主要的發展趨勢將集中在以下幾個方面：
1．減少能耗,充分利用能量
----液壓技術在將機械能轉換成壓力能及反轉換方面，已取得很大進展，但一直存在能量損耗，主要反映在系統的容積損失和機械損失上。如果全部壓力能都能得到充分利用，則將使能量轉換過程的效率得到顯著提高。為減少壓力能的損失，必須解決下面幾個問題：
①減少元件和系統的內部壓力損失，以減少功率損失。主要表現在改進元件內部流道的壓力損失,採用集成化迴路和鑄造流道,可減少管道損失,同時還可減少漏油損失。
②減少或消除系統的節流損失，盡量減少非安全需要的溢流量，避免採用節流系統來調節流量和壓力。
③採用靜壓技術，新型密封材料，減少磨擦損失。
④發展小型化、輕量化、復合化、廣泛發展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。
⑤改善液壓系統性能，採用負荷感測系統，二次調節系統和採用蓄能器迴路。
⑥為及時維護液壓系統，防止污染對系統壽命和可靠性造成影響，必須發展新的污染檢測方法，對污染進行在線測量，要及時調整，不允許滯後，以免由於處理不及時而造成損失。
2．主動維護
----液壓系統維護已從過去簡單的故障拆修，發展到故障預測，即發現故障苗頭時，預先進行維修，清除故障隱患，避免設備惡性事故的發展。
---- 要實現主動維護技術必須要加強液壓系統故障診斷方法的研究，當前，憑有經驗的維修技術人員的感宮和經驗，通過看、聽、觸、測等判斷找故障已不適於現代工業向大型化、連續化和現代化方向發展，必須使液壓系統故障診斷現代化，加強專家系統的研究，要總結專家的知識,建立完整的、具有學習功能的專家知識庫，並利用計算機根據輸入的現象和知識庫中知識，用推理機中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高維修方案和預防措施。要進一步引發液壓系統故障診斷專家系統通用工具軟體，對於不同的液壓系統只需修改和增減少量的規則。
----另外，還應開發液壓系統自補償系統，包括自調整、自潤滑、自校正，在故障發生之前，進市補償，這是液壓行業努力的方向。
3．機電一體化
---- 電子技術和液壓傳動技術相結合，使傳統的液壓傳協與控制技術增加了活力，擴大了應用領域。實現機電一體化可以提高工作可靠性，實現液壓系統柔性化、智能化，改變液壓系統效率低，漏油、維修性差等缺點，充分發揮液壓傳動出力大、貫性小、響應快等優點,其主要發展動向如下：
(1)電液伺服比例技術的應用將不斷擴大。液壓系統將由過去的電氣液壓on-oE系統和開環比例控制系統轉向閉環比例伺服系統,為適應上述發展,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等感測器應實現標准化。計算機介面也應實現統一和兼容。
(2)發展和計算機直接介面的功耗為5mA以下電磁閥，以及用於脈寬調制系統的高頻電磁閥(小於3mS)等。
(3)液壓系統的流量、壓力、溫度、油的污染等數值將實現自動測量和診斷,由於計算機的價格降低,監控系統,包括集中監控和自動調節系統將得到發展。
(4)計算機模擬標准化，特別對高精度、「高級」系統更有此要求。
(5)由電子直接控制元件將得到廣泛採用，如電子直接控制液壓泵，採用通用化控制機構也是今後需要探討的問題，液壓產品機電一體化現狀及發展。
液壓行業：
----液壓元件將向高性能、高質量、高可靠性、系統成套方向發展；向低能耗、低雜訊、振動、無泄漏以及污染控制、應用水基介質等適應環保要求方向發展；開發高集成化高功率密度、智能化、機電一體化以及輕小型微型液壓元件；積極採用新工藝、新材料和電子、感測等高新技術。
---- 液力偶合器向高速大功率和集成化的液力傳動裝置發展，開發水介質調速型液力偶合器和向汽車應用領域發展，開發液力減速器，提高產品可靠性和平均無故障工作時間；液力變矩器要開發大功率的產品，提高零部件的製造工藝技術，提高可靠性，推廣計算機輔助技術，開發液力變矩器與動力換檔變速箱配套使用技術；液粘調速離合器應提高產品質量，形成批量，向大功率和高轉速方向發展。
氣動行業：
----產品向體積小、重量輕、功耗低、組合集成化方向發展，執行元件向種類多、結構緊湊、定位精度高方向發展；氣動元件與電子技術相結合，向智能化方向發展；元件性能向高速、高頻、高響應、高壽命、耐高溫、耐高壓方向發展，普遍採用無油潤滑，應用新工藝、新技術、新材料。
（1）採用的液壓元件高壓化，連續工作壓力達到40Mpa，瞬間最高壓力達到48Mpa；
（2）調節和控制方式多樣化；
（3）進一步改善調節性能，提高動力傳動系統的效率；
（4）發展與機械、液力、電力傳動組合的復合式調節傳動裝置；
（5）發展具有節能、儲能功能的高效系統；
（6）進一步降低雜訊；
（7）應用液壓螺紋插裝閥技術，緊湊結構、減少漏油。

6. 液壓傳動技術的發展趨勢

液壓傳動和控制由於應用了電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術及新工藝、新材料等後取得了新的發展,使液壓系統和元件在技術水平上有很大提高.本文從液壓現場匯流排技術、自動化控制軟體技術、水壓元件及系統、液壓節能技術等方面介紹液壓技術創新及發展趨勢.指出液壓傳動向自動化、高精度、高效率、高速化、高功率、小型化、輕量化方向發展,是不斷提高它與電傳動、機械傳動競爭能力的關鍵.

7. 液壓傳動技術的歷史和發展前景

從公元前200多年前到17世紀初，包括希臘人發明的螺旋提水工具和中國出現的水槍等，可以說是液壓技術最古老的應用。

第二次世界大戰期間，由於軍事上的需要，出現了以電液伺服系統為代表的響應快、精度高的液壓元件和控制系統，從而使液壓技術得到了迅猛發展。

20世紀50年代，隨著世界各國經濟的恢復和發展，生產過程自動化的不斷增長，使液壓技術很快轉入民用工業，在機械製造、起重運輸機械及各類施工機械、船舶、航空等領域得到了廣泛的發展和應用。

20世紀60年代以來，隨著原子能、航空航天技術、微電子技術的發展，液壓技術在更深、更廣闊的領域得到了發展，60年代出現了板式、疊加式液壓閥系列，發展了以比例電磁鐵為電氣-機械轉換器的電液比例控制閥並被廣泛用於工業控制中，提高了電液控制系統的抗污染能力和性能價格比。隨著科學技術的進步和人類環保、能源危機意識的提高，近20年來，人們重新認識和研究歷史上以純水作為工作介質的純水液壓傳動技術，並在理論上和應用研究上，都得到了持續穩定的復甦與發展，正在逐漸成為現代液壓傳動技術中的熱點技術和新的發展方向之一。

21世紀將是信息化、網路化、知識化和全球化的世紀，信息技術、生命科學、生物技術和納米技術等新科技的日益進展將對液壓傳動與控制技術的研究、設計研究及方法、對包括液壓閥在內的各類液壓產品的結構與工藝、對其以其應用領域以及企業的經營管理模式產生深刻的影響並帶來革命性變化。

在社會和工程需求的強力推動及機械與電氣傳動及控制的挑戰下，液壓傳動與控制技術將依託科學，不斷發揮自身優勢，滿足客觀需求，變得更為綠色化、機械電子一體化、模塊化、智能化和網路化，將自身推進到新的水平。