摘要：近年来，我国的工业发展迅速，制造业也面临着转型升级的趋势，液压传动技术将发生变革。本文对比分析了液压传动技术现代过程中的特点，指出现代液压技术无论在理论研究还是工程应用方面都应突破传统发展模式，与现代科技深度融合。从运用智能材料、创新结构设计、引入先进制造技术、拓展新应用领域等方面综述了现时期液压技术在一些典型领域的研究和应用现状。结合新型工业化的特征及现代液压技术目前存在的问题探讨了其未来发展趋势，为工业4.0时代液压技术的转型升级、创新发展提供了思路。
关键词：液压技术;新特点；发展趋势
引言
近几年，我国液压工业进入黄金发展时期，并且取得了较多的成绩。在液压传动技术逐渐发展和完善的过程中，人们将其应用到更多的领域。本文首先进行了液压传动概述，指出现代液压传动技术发展的新特点，随后综述现代液压传动技术的应用，在此基础上展望了未来的发展趋势。
1液压传动概述
液压传动系统通常包含控制元件、执行元件以及动力元件等。其中动力部件则以液压动力元件为主，液压泵为核心部件。液压泵在不断变化的液体容积下产生压力，液压泵中最为常见的是齿轮泵，它能够在齿轮的转动下促进液体活动。另外还包含柱塞泵、叶片泵等液压泵类型，在对液压泵进行选择的过程中，需要综合考虑到液压泵的运行效率以及能量消耗等方面的问题。
2现代液压技术的新特点
2.1智能化
近年来，智能液压元件的概念被提出来，但智能液压或液压传动技术实现智能化尚处在初级阶段。相比之下，电机传动方式却更早地实现了与人工智能的完美结合，大到工业装备，小到日用消费品，其中的智能产品几乎与液压无缘。这既是挑战，同时也为液压传动技术在新时代开辟更加广阔的应用空间提供了机遇。充分发挥自身优势，向高端领域进军，现代液压传动技术仍大有可为。
2.2微型化
一方面，采用现代化的设计和制造手段可以为工业领域提供结构更加紧凑的传动技术解决方案，另一方面，可以将应用对象从传统的大型装备延伸至现代化的低功率、高能量密度设备。早在2006年，NSF即已资助美国7所高校联合50余家企业创建了CenterforCompactandEffi-cientFluidPower以瞄准先进的紧凑高效流体传动技术发展新方向。可见，在中小功率甚至微型设备中液压传动技术仍有巨大的发挥优势的空间。
2.3灵巧性
从工程机械形式和实际情况的角度出发，人们将液压传动设置于部件的不同部位，如工作机构、发动机和驱动轮等。就发动机中液压传动技术的应用工作而言，进入各类调度转速时，牵引力较强，传动系统转速的变化区间较大，即使转速出现变动，液压传动系统也可以稳定、高效地运行。
2.4精密化
对于精密机床的进给运动等精密传动应选择电机驱动。然而，现代液压技术集成了先进的控制方法，使得液压驱动负载的直线运动定位精度和回转运动定位精度分别达到1μm和0.02°。如此高的精度水平足以与电机驱动相媲美、相竞争。同时，现代液压传动技术不仅能服役于恶劣工况更拓展了面向清洁环境的新应用领域，迎合了时代发展的需求。
3液压传动与新设计制造技术的融合
3.1智能材料的应用
智能材料是一种能感知外部刺激，并对外部环境变化作出响应且本身可执行的新型功能材料，它使得液压元器件在微型化、智能化、高可控性和低泄漏方面取得了进步，具有良好的发展前景。其中，压电材料、超磁致伸缩材料、磁流变液等3种材料研究和应用范围最广。
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3.2新设计与新结构
3.2.1新设计
随着应用领域的不断扩展以及应用对象呈现出越来越多的特殊性和差异化，液压元件也不断出现了满足多样化应用需求的新设计。例如，大型水坝闸门提升用液压缸，行程超长且须抗腐蚀，采用传统设计方法难以达到性能要求，因为其表面需采用陶瓷涂层进行处理，而密封也必须采用新结构形式。因此，“量体裁衣”式的个性化设计是解决液压传动技术在新环境和新工况下所面临问题的有效手段。另一方面，阀作为液压家族成员中数量和种类最多的元件，其基本原理为电磁铁驱动阀芯运动从而实现流体控制。随着新材料、电力电子技术的发展，新颖的阀结构和驱动方式也开始呈现。如，采用音圈电机作为驱动器，其工作频率可达300Hz;而将磁流变液作为驱动器运动部件阻尼材料的新设计可使锥阀芯位移在10ms内达到7mm，大行程驱动性能优越。
3.2.2新概念
为了使液压系统采用更环保的介质。为了提高传统螺杆泵的极限工作压力，有研究者发明了新型三轴螺杆泵。传统液压阀主要有滑阀和锥阀两种结构，而近几年出现了多种与传统工作原理不同的阀。其中，最具应用潜力的当属图7所示的2D阀，其流量控制精度高，动态响应性能优。国内2D阀的概念最早由阮健等人提出，经过多年研究已将其应用于高频响精密激振器上，使激振频率提升至了200Hz。此外，转阀由于具有结构简单紧凑、工作频率高、抗油液污染能力强等优点也受到研究者了广泛关注，并探索将其应用于高速换向、高速激振液压系统中。除了泵、阀等主要液压元件之外，作为辅件的油箱也在“与时俱进”。目前移动机械上的液压系统油箱通常由钢材制造而成，随着市场需求的多样化、油箱结构的复杂化以及用户对低成本的不懈追求，采用增强塑料注塑成型的液压油箱将在未来更受用户欢迎。
2.3引入先进制造技术
液压元件内部通常具有复杂的腔道供油液流通，对传统制造方法而言，流道结构越复杂制造难度越大，生产周期越长。当前热门的3D打印技术为此类难题提供了非常好的解决方案，有望对传统液压元件制造技术和生产模式产生巨大冲击。然而，此项技术本身并未发展成熟，在液压领域的应用更未开展。国际上目前公开报道的案例只有Moog公司和Bath大学合作研制双级压电阀时阀体采用了3D打印技术，但并未透露所打印结构的机械性能。国内浙江大学祝毅最早提出3D打印液压元件的概念，其课题组在前期研究中制作了许多复杂结构阀芯和阀体样件，着重研究了不同材料制品的力学性能并提出了有效的改善措施，为该项技术未来的推广应用奠定了基础。
4液压传动技术的发展前景
对液压传动技术进行运用时，往往需要依靠其他系统的协调辅助，在各系统的渗透和配合下进行工作。如液力传动设备、电力传动设备等，上述传动设备均包含了机械传动技术。随着液压传动技术的不断发展和深入研究，新型机械传动设备和液压传动设备中具有液压控制装置和电气控制装置，换言之机械制造部门可以结合具体情况，对复合集成方式进行适当地选取，对各类传动方式的优势作用进行充分复合，达到取长补短的目的，促进工程机械综合效益的提升。在液压传动技术的优化发展过程中，人们需要对液压传动设备布局和调节方面的工作产生更多关注，例如对串联的方式进行使用时，变速器、液压马达依靠串联的方式进行连接，借助变速装置增加信号，达到无级变速的要求。目前，在联合收获机和特种车辆方面，液压传动技术的应用较多，而今后人们可以逐渐将其推广应用到更多的方面，将其直接安设于驱动轮上，为驱动变速比例的提升和传动驱动桥的取代奠定基础，提高布局的合理性，进而促进液压传动技术应用水平的提升。
5结语
总之，机械制造工作中液压传动技术的运用具有较多的作用和价值。一方面能够使传输功率有所提升，运行时保持输出功率的稳定性，简化机械制造布局，提高机械工程的灵活性；另一方面能够延长液压传动系统的使用年限。
参考文献
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［2］王益群，张伟．流体传动及控制技术的评述［J］．机械工程学报，2003，39(10):95－99．
［3］许仰曾．“工业4.0”下的“液压4.0”与智能液压元件技术［J］．流体传动与控制，2016(1):1－10．
论文作者:徐靖峰1,秦燕尼2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
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