现在飞机汽车上都有一套或者多套的液压系统来控制或者驱动机械设备。为什么不用电气设备替代呢?电缆不是比油管更容易安装便于设计吗?
“液压技术赖以生存的两个基本点——比电气传动能量密度高,比机械传动灵活——是不那么容易被突破的。”
液压传动具有多种显著特点,包括:
高功率密度:液压系统能够在相对较小的体积和重量下提供巨大的输出力和扭矩,特别适用于需要高功率输出的重型机械和工程设备。
精确控制:通过调节液压油的压力和流量,液压系统可以实现精确的力和速度控制,满足制造和建筑等对精度要求极高的应用场合。
润滑与散热:液压油不仅传递力,还能润滑运动部件,减少磨损,延长部件寿命。此外,液压油有助于散热,防止系统过热。
灵活布局:液压系统通过管路连接各部件,安装位置灵活,便于设计和布置,特别适用于空间受限的场合。
尽管在小功率固定设备中,液压系统开始受到伺服电机等电气传动方式的挑战,因为电气系统不需要进行能量转换,因此更加高效,但在高功率、大吨位设备中,液压系统的优势仍然不可替代。正如某些专家所指出的,“在几千到几万吨的液压机上,液压传动仍然无可匹敌。”
在航空航天和机器人技术中,液压驱动的应用依然广泛。以波士顿动力公司的Atlas机器人为例,尽管其背负蓄电池,但仍大量采用液压驱动系统。液压的高力密度使其能够在小巧的空间中产生巨大的推力,尤其是在大推力要求的场合,电驱动无法比拟。例如,液压驱动可以实现几千吨甚至几万吨的推力,而电驱动的限制则是电磁力受到电流的限制,且电流越大,发热问题越严重。
尽管未来技术如燃料电池和超导技术可能会对液压驱动造成一定冲击,但就目前的技术趋势来看,液压系统在许多领域依然是至关重要的。而且,液压系统正与时俱进,不断吸纳更多数字化、智能化的控制和数据分析技术,前景依然广阔。
然而,目前我国的高端液压元件仍然依赖进口,主要来自力士乐、川崎等国际厂商。这也引发了行业内的担忧,有学者曾指出,如果该领域的技术突破受限,我们可能会面临“卡脖子”的困境。因此,未来液压技术的自主研发和突破仍然是我国工业发展的关键任务之一。