液壓傳動的重要發(fā)展方向摘要：液壓傳動采用何種液體關系到驅動系統(tǒng)傳動的運行效率和經(jīng)濟效益，純水以其無可比擬的綠色環(huán)保、經(jīng)濟便捷性，受到行業(yè)內(nèi)的廣泛關注。本文首先論述了純水液壓傳動的優(yōu)勢和不足，接著分析了發(fā)展的關鍵技術和重要方向，以期能夠為相關的實踐提供些許理論參考?，F(xiàn)代液壓技術的發(fā)展是建立在傳統(tǒng)的水壓傳動技術基礎之上的，運作的原理液靜壓力傳動理論。最早的液壓傳動介質是水，自十九世紀后期采用純水為介質，因純水液壓存在的潤滑性能差、元件易腐蝕以及密封性等問題沒有得到有效解決，以及礦物油液壓傳動、電氣傳動技術的發(fā)展，使得純水液壓傳動技術曾一度停滯不前，現(xiàn)如今，人們越來越重視純水液壓技術的清潔性和阻燃性，這也促進了該項技術的新發(fā)展。純水液壓傳動的特點工程機械運行中，行走驅動系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，它不僅是工程機械的構成要素，也決定著工程機械運轉的效率。行走驅動系統(tǒng)在機械的使用過程中，首先需要具有足夠大的傳輸功率，還要求具有良好的調(diào)速、變速能力，同時還要求系統(tǒng)擁有非常高的使用效率，軸旋轉能力和反方向傳輸能力標準也比較高。基于以上標準，選用最為合適的傳動方式則尤為關鍵。液壓傳動方式是利用液體來作為運轉的能量，可使用石油等礦物油液體，也可以使用水作為介質，而純水液壓的傳動介質是純水，包括海水與淡水，是天然水，不含有任何的添加劑。純水的密度為1000kg/cII13，壓縮系數(shù)為5.2X10—4MPa，黏度為0.5?O.1mm2/s，傳統(tǒng)液壓傳動技術通常使用液壓油，密度為850’900kg/cm3，壓縮系數(shù)為7X10—4MPa，黏度為20?50mm?/s，通過對二者的比較可知，純水液壓具有的使用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是純水液壓傳動造價比較低，取材容易便捷，不需要長途運輸和長時間貯存，且資源總量比較大，而使用液壓油必須經(jīng)過冶煉提純的過程，還需要對廢液進行妥善的處理，并且要確保液壓油的運輸與倉儲環(huán)節(jié)的安全性，使用純水就省去了這些步驟，降低了液壓傳動系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，尤其在大型液壓系統(tǒng)使用中，經(jīng)濟效益非常可觀。二是具有高度的環(huán)保性，因此多用于食品加工、制藥、木材加工等行業(yè)中。礦物油的應用給環(huán)境帶來的污染問題非常嚴重，通常情況下，一升的礦物油，可以造成100萬升的水污染，一旦油液在運輸、儲存或者使用中產(chǎn)生泄漏問題，直接導致周圍環(huán)境中動植物的死亡，并且空氣中也將充滿異味，作業(yè)環(huán)境變得更加惡劣。純水液壓傳動則不會出現(xiàn)上述問題，并且和水基液具有非常高的環(huán)境相容性，同時水的阻燃性也比較高，這就可以充分保證驅動系統(tǒng)作業(yè)過程中的安全性，并且能夠在高溫的環(huán)境下連續(xù)作業(yè)。三是純水的壓縮系數(shù)較小，剛度則比較大，可以顯著增強行走驅動系統(tǒng)的動態(tài)性能。在運行過程中，使用純水液壓傳動能夠有效補償因水資源泄漏而損失的容積，這樣就可以提高控制系統(tǒng)執(zhí)行器的精度和運作效率。純水的黏度非常低，由于水的比熱容較大，因而對溫度的變化也并不敏感，所以在運行的過程中能量消耗較少，傳遞的效率比較高。四是當進行水下運轉的時候，不用設置回水管道以及水箱等，傳動系統(tǒng)的內(nèi)部結構變得比較簡單，系統(tǒng)的響應速度加快，工作的效率大為提高，且具有很強的穩(wěn)定性。在傳動系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)上，使用純水液壓清潔度很高，因此維護保養(yǎng)的成本也比較低，運行過程中產(chǎn)生的雜物也很容易清理干凈。純水液壓傳動關鍵技術和發(fā)展方向根據(jù)行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景可知，未來的液壓傳動技術，與微電子技術、傳感技術和計算機控制技術的聯(lián)系會更加緊密，高新技術的綜合應用將促進液壓傳動技術的發(fā)展與更新，為工程機械行走驅動系統(tǒng)奠定堅實的技術基礎，而使用純水液壓傳動不僅具有經(jīng)濟效益，更為重要的是非常環(huán)保，置于應用中的瓶頸問題，也可以通過科學技術加以處理。純水液壓主要的攻關難點主要體現(xiàn)在以下幾點：一是密封性和潤滑性比較差，水的黏度為O.5?0.1mln2/s，液壓油的黏度為20?50mm2/s，二者相差幾十倍，所以純水液壓傳動的泄漏量比較大，容積的效率會因此而大幅度減少。黏度低直接導致潤滑的效果差，在傳動系統(tǒng)摩擦副對偶面上，形成潤滑膜的幾率較低，同時也難以形成具有良好性能的邊界膜，因此，系統(tǒng)運作過程會發(fā)生干摩擦，易導致水壓元件卡死的問題。二是材料很容易受到腐蝕，一般情況下，水的導電性要遠遠高于礦物型液壓油的導電性，并且可以導致很多金屬材料發(fā)生電化學腐蝕的問題，也可以導致一些高分子材料的迅速老化，從而也會使液壓元件出現(xiàn)腐蝕問題，進一步影響到液壓元件的使用質量。三是在系統(tǒng)運行過程中，比較容易出現(xiàn)氣蝕問題，這是由于水的汽化壓力比較高，水中還存在體積比為2%的空氣，并且還有許多微生物，這些都是導致純水產(chǎn)生氣蝕的原因。四是傳動系統(tǒng)的設計方面還存在很多理論問題，根據(jù)水的理化特征來設計液壓元件和系統(tǒng)較為適宜，當前的液壓元件和系統(tǒng)主要是根據(jù)液壓油的特征來設計的，不適用于純水液壓傳動，因此在設計上還需要進一步研究與探討。雖然純水液壓在未來的發(fā)展中還有諸多亟待解決的問題，但純水液壓的應用優(yōu)勢也是毋庸置疑的，該種液壓傳動形式已經(jīng)成為液壓領域發(fā)展的新方向，也是促進行業(yè)健康發(fā)展的重要組成部分。自上世紀80年代，將純水當作傳動介質重現(xiàn)得到人們的普遍重視，業(yè)內(nèi)也對純水液壓傳動技術理論進行了深入的研究，在原有理論的基礎上進行了補充與完善，促使純水液壓傳動技術逐步地成為現(xiàn)代液壓傳動技術的熱點技術，也為傳動技術開拓了新的方向。美國某公司嘗試在道路清掃車行走驅動系統(tǒng)、垃圾車的傾卸和箱門關閉系統(tǒng)中使用純水液壓傳動技術，實踐證明效果良好，不僅降低了系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，且不會給環(huán)境帶來絲毫污染，清潔方便。上世紀80年代伊始，美國、日本以及北歐各國都對純水液壓傳動系統(tǒng)進行了廣泛研究，并投入了大量的人力資源、物力資源以及財力資源，對該領域的發(fā)展作出了突出貢獻。液壓傳動技術的傳遞效率比較高，可以進行恒功率輸出控制，因此能夠更加充分地利用功率，并且系統(tǒng)的結構也非常簡單，可以輸出轉速無級調(diào)速，可正向運轉，也可以反向運轉，速度剛性比較大，還具有作業(yè)動作比較容易實現(xiàn)的優(yōu)勢。液壓傳動在工程機械中得到了廣泛的應用，在很多工程機械驅動系統(tǒng)中都可以使用液壓傳動技術，而純水液壓傳動的適用范圍就更加廣泛，尤其是西方一些經(jīng)濟較為發(fā)達的國家，將純水液壓傳動系統(tǒng)應用在食品加工業(yè)、機器人的組裝與焊接、軋鋼生產(chǎn)作業(yè)車間、工程機械等方面。液壓傳動的主要優(yōu)勢是調(diào)節(jié)過程的便捷性，布局結構上也較為靈活，依據(jù)工程機械的具體形態(tài)以及作業(yè)條件的具體要求，在使用過程中，將發(fā)動機、驅動輪、工作機構等各部件分別布置在合理的部位，發(fā)動機在任何一種調(diào)度轉速下，傳動系統(tǒng)都可以發(fā)揮出比較大的牽引力，并且傳動系統(tǒng)可以在比較寬的輸出轉速范圍內(nèi)可以保持比較高的效率，各種性能也可以達到比較良好的作業(yè)狀態(tài)。現(xiàn)階段，我國使用的純水液壓傳動元件的壓力等級為14?21MPa，處于中高壓水準，傳動的流量也從最初的幾十升發(fā)展為上千升，并且使用了純水方向閥。我國最早對水壓傳動進行研究的是華南理工大學，并在1996年完成了對海水液壓泵相關實驗研究，取得了階段性進展。近幾年，浙江大學也投入了大量的人力資源、物力資源以及財力資源，對該領域進行了深入研究。純水液壓傳動技術的研究和運用，不僅可以推動行業(yè)的發(fā)展，還可以帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而有效提高社會經(jīng)濟發(fā)展水平。根據(jù)純水液壓傳功技術的使用特點可以預知，在水下工作裝置、潛水艇浮力調(diào)節(jié)問題、石油機械液壓傳動、海水淡化處理、冶金玻璃等工業(yè)中可以發(fā)揮更大的社會功效，并且在食品、醫(yī)療衛(wèi)生、造紙等對污染度有很高要求的部門起到舉足輕重的調(diào)節(jié)作用?？偨Y綜上所述，純水液壓傳動具有很多無可替代的優(yōu)勢，取材方面極為便利，對環(huán)境不會造成污染，成本較低，不具有燃燒性，且壓縮系數(shù)比較小，應用的領域非常廣泛，可以替代礦物油并發(fā)揮出更好的功效。即便純水液壓傳動在實際應用中也有著諸多難題尚未解決，然而隨著科學技術水平的不斷提高，相信這些關鍵難題都能得到有效解決，從而促進純水液壓傳動技術的深入發(fā)展。參考文獻[1]董俊寶，姜立勇.液壓發(fā)展的一種新方向一一純水液壓傳動[J].液壓氣動與密封，2012，03(15)⑵衡楊，袁銳波，等.純水液壓傳動的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[c].智能“數(shù)控一代”機械產(chǎn)品創(chuàng)新應用高端論壇論文集，2013,05(21)郭澤琳.液壓發(fā)展的新方向一一純水液壓傳動[J].科技風，2013,07(25)陳品田，李長義.