行走機(jī)械液壓電子化時(shí)代-美國拉斯維加斯國際流體動力(IFPE 2017)展看中國液壓發(fā)展...

只有快樂

文章轉(zhuǎn)自《液壓氣動與密封》雜志。非常有內(nèi)容值得每一個(gè)搞液壓的認(rèn)真讀一下,。
    編者按：2017年10月31日～11月2日，“PTC ASIA 2017 高新技術(shù)展區(qū)國際技術(shù)交流報(bào)告會”成功在上海新國際展覽中心舉辦。此次報(bào)告得到國際同業(yè)組織VDMA,、國內(nèi)外知名企業(yè)、業(yè)內(nèi)專家和世界同仁的大力支持,，我們深表榮幸并衷心感謝,。
報(bào)告會現(xiàn)場觀眾踴躍參加、積極互動,，讓我們倍感欣慰,，這一切都激勵(lì)著我們繼續(xù)努力，為流體傳動與控制技術(shù)進(jìn)步添磚加瓦,，為世界流體動力產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)新的力量,！
; O' S, S# t: r  ~+ V為了讓更多的同仁了解本屆技術(shù)報(bào)告會實(shí)況,，我們應(yīng)大家訴求對專家的精彩報(bào)告進(jìn)行編輯整理，陸續(xù)發(fā)表在2018年《液壓氣動與密封》雜志和微信平臺上,，供學(xué)習(xí)分享,。 敬請關(guān)注！


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PTC ASIA 2017高新技術(shù)展區(qū)現(xiàn)場技術(shù)報(bào)告 之四

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行走機(jī)械液壓電子化時(shí)代-美國拉斯

維加斯國際流體動力(IFPE 2017)

展看中國液壓發(fā)展

——據(jù)中國液壓氣動密封件工業(yè)協(xié)會專家委員會副主任王長江報(bào)告整理
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    我這題目的英文名字叫Electronification,，這是什么含義呢,？比如我們以前都說Electronic，叫電子,，電子就是3.0,，現(xiàn)在提法叫Electronification，這就叫電子化了,，這就是工業(yè)4.0的概念,。協(xié)會領(lǐng)導(dǎo)讓我到拉斯維加斯去看看，我確實(shí)看到了一些東西,，給大家匯報(bào)一下,，分四個(gè)問題。

我國已成為液壓大國

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. x2 y2 P( f9 I中國已經(jīng)是液壓大國了,。大家看圖1最底下那個(gè)紅線,，我們中國液壓氣動密封工業(yè)的發(fā)展和我們國家的GDP是相符的，和第二產(chǎn)業(yè)比呢,，第二產(chǎn)業(yè)幾乎是平的,，但是我們卻是上升的，所以在機(jī)械行業(yè)當(dāng)中看出它的重要性了,。我國目前液壓規(guī)模大約是513億,。全世界的流體動力市場是按照歐元匯率計(jì)算的,，歐洲大約占31%,，美國占34%，中國的占了27%,。但是,，目前我們的行走機(jī)械關(guān)鍵液壓零部件依賴國外的狀況沒有根本的改變,，幾乎70%～80%的利潤基本都給了國外的制造商。工信部產(chǎn)業(yè)政策司副司長辛仁周也說了：“有些行業(yè)看來很熱鬧,，其實(shí)大部分的利潤都給了外國的廠家,。”我國液壓行業(yè)在行走機(jī)械市場上除油缸外,，絕大部分產(chǎn)品為仿制,，僅用于備品備件市場。我們是世界最大的后市場供應(yīng)商！

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圖1 中國流體動力行業(yè)的發(fā)展

應(yīng)該說中國的液壓發(fā)展的是很快的,，從這個(gè)展覽會看中國的液壓企業(yè),，已經(jīng)跟國外的液壓企業(yè)沒有什么差別了，他們在展示他的理念而不僅僅是展示產(chǎn)品了,。但當(dāng)我們談到中國液壓工業(yè)發(fā)展的時(shí)候,，我希望大家思考一個(gè)問題：共享單車大家都知道，那么在共享單車的情況下,，中國的自行車行業(yè)發(fā)生了什么問題,？有多少企業(yè)發(fā)了財(cái)，有多少企業(yè)倒閉了,？共享單車絕非簡單的自行車+互聯(lián)網(wǎng),，能用于共享的自行車在傳統(tǒng)的自行車基礎(chǔ)上做了許多的創(chuàng)新。那么看到他們,，我們中國液壓工業(yè)該不該到思考的時(shí)候了,。習(xí)主席說中國進(jìn)入新時(shí)代，那么中國液壓的新時(shí)代是什么,？怎么進(jìn)入這個(gè)新時(shí)代,？在新時(shí)代能干些什么？
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國際行走機(jī)械已邁進(jìn)工業(yè)4.0

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9 B) M' R; l/ s: b* b2 ]3 P      我們所說的行走機(jī)械包括這樣幾大類：工程機(jī)械,、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)械,、大型運(yùn)輸車輛、軍事機(jī)械,、高鐵機(jī)械,，這樣的車輛的產(chǎn)量在中國大概是每年200萬臺,，這200萬臺怎么能夠進(jìn)入到工業(yè)4.0,，這是需要我們來考慮的問題。應(yīng)該說世界行走機(jī)械液壓已經(jīng)全面進(jìn)入電子化時(shí)代,，而我國行走機(jī)械液壓剛起步液壓電子控制（目前80%以上液壓元件還沒用電控）也就在剛從2.0進(jìn)3.0狀態(tài),，我們這個(gè)彎道怎么超車？怎么從2.0蹦到4.0,？這是大家都要思考的問題,。

8 S0 e  h1 f, W當(dāng)我們談到機(jī)械智能、談到工業(yè)4.0的時(shí)候,，在行走機(jī)械當(dāng)中主要指兩個(gè)智能化,，一個(gè)叫做運(yùn)動控制智能化，一個(gè)叫機(jī)器信息智能化,。即工信部要求的兩化融合,。

7 e4 ?" v- t6 u9 V6 U( M◆運(yùn)動控制智能化
0 c+ n- P# \  e* a" \運(yùn)動控制的智能化主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：動力流技術(shù)和運(yùn)動解耦伺服控制。

9 q3 c2 u2 J& V動力流的控制，即怎樣把柴油機(jī)功率有效地分配在各個(gè)驅(qū)動軸上,，以及如何進(jìn)行功率回收再利用,，也就是大家說的混合動力。對此,，我們需要思考的問題包括：①如何以最高的效率來傳遞和轉(zhuǎn)換動力,？②如何以最優(yōu)的匹配來管理和分配動力？③如何以最佳的協(xié)調(diào)來控制機(jī)構(gòu)運(yùn)動的動力,？④如何回收制動能量,？各大企業(yè)都在做這方面的工作，比如力士樂VBOII虛擬放油系統(tǒng),，它的核心是叫壓力耦合,，這是一個(gè)很大的改變。動力回收需要全面的考慮,，你把挖掘機(jī)“掘”的力量拿走了,，去節(jié)能是沒有意義的。而卡特在我們目前水平上又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能33%,，這個(gè)比例是非常大的,。

運(yùn)動解耦伺服控制。行走機(jī)械未來會越來越多地從開環(huán)控制進(jìn)入到閉環(huán)控制,、進(jìn)入到伺服控制,。今年北京展覽會上，卡特展覽了一個(gè)2D,，提出了一個(gè)電子圍欄,。2D技術(shù)在美國已經(jīng)用了十年了，3D技術(shù)也在美國用十年了,，卡特為什么只介紹2D,，不介紹3D，這是值得我們思考的,。挖掘機(jī)只要有了互聯(lián)網(wǎng)+以后,，完全可以在電子圍欄下自動挖掘，該挖的地方保證挖好,，不該挖的地方一定不挖,。國際上已經(jīng)將挖掘機(jī)鏟斗的軌跡控制和推土機(jī)推土鏟的姿態(tài)控制，按六個(gè)自由度（6DOF）的控制模式實(shí)現(xiàn),，并已成功地進(jìn)入了工業(yè)化和商品化的階段,。所以不管是挖掘機(jī)還是推土機(jī)，未來就會有多種機(jī)構(gòu)解耦控制,，而各機(jī)構(gòu)都將有三環(huán)控制：速度環(huán),、位置環(huán)和加速度環(huán)。

' G! L7 t. V% V4 f- J國外的挖掘機(jī)早已不只是2D了，而是可以3D,，那么3D和2D的挖掘機(jī)有什么差別呢,？其實(shí)挖掘機(jī)制造廠并不需要做什麼工作，大家看這個(gè)挖掘機(jī)上的鏟斗,，上面劃了一個(gè)白框（見圖2）,，卡特挖機(jī)都做了這么一個(gè)槽，你只要把一個(gè)塊擱在上面以后,，它就可以智能化了,。所以對挖掘機(jī)廠來講，他并不需要做額外的工作,，但是如果拿這樣一個(gè)東西擱在我們的挖掘機(jī)上就不行,，因?yàn)榭ㄌ赝诰驒C(jī)的液壓系統(tǒng)，是可以支持3D運(yùn)行,，可以支持伺服解耦控制的,。挖掘機(jī)用衛(wèi)星定位，鏟斗可以進(jìn)行無線信號的定位,，這樣操作以后,，作業(yè)誤差小了，作業(yè)效率提高了,。另外一個(gè)大家都知道挖掘機(jī)經(jīng)常出事故,，有了無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以后，一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)就會鎖死機(jī)器,，減少損失,。
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圖2  精準(zhǔn)挖掘-即插即用的定位裝置

      有時(shí)行走機(jī)械需要進(jìn)行精確操作，推土機(jī)有六個(gè)自由度,，一鏟推過去就完事了,，不用人工再修補(bǔ)了，這樣可以節(jié)省大量的人力,、時(shí)間,。要想讓農(nóng)業(yè)機(jī)械精確化,，提高效率,，很大程度在于行走機(jī)械要解決巡航速度的問題，如果機(jī)器不能做恒速運(yùn)行的話,，精準(zhǔn)就談不上了,，所以精準(zhǔn)的前提一定是機(jī)器的行走是恒速的。因此現(xiàn)在國外IVT的變速箱發(fā)展非�,？�,，在展會上我們看到了大量的公司都生產(chǎn)IVT變速箱，IVT變速箱對于中國的液壓行業(yè)來講目前是個(gè)空白，現(xiàn)在還沒有做,。
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2 i3 z9 E) p+ A新時(shí)代行走機(jī)械運(yùn)動解耦伺服控制要考慮：第一,，每個(gè)液壓軸將從開環(huán)控制進(jìn)入伺服閉環(huán)控制；第二,，各軸從獨(dú)立控制進(jìn)入多軸統(tǒng)籌解耦控制,。所以行走機(jī)械的多路閥將發(fā)生很大的變化，很多閥芯都帶一個(gè)LVDT位移傳感器,，就是為了提高精度,，為了解決閉環(huán)控制。新的多路閥小于125ms全開啟時(shí)間是它響應(yīng)時(shí)間的最低要求,。而現(xiàn)在大多數(shù)多路閥的開啟時(shí)間1s,，1s去做解耦控制、閉環(huán)控制是很困難的,，所以如何提高液壓閥的水平是當(dāng)前需要解決的問題,。當(dāng)有了這樣一個(gè)伺服控制以后，它既可以做功率匹配,，也可以做壓力控制,，又可以做流量分配，還可以做解耦控制和精度控制,。有了這個(gè)系統(tǒng)以后,，將來的挖掘機(jī)不分正流量、負(fù)流量,、流量共享,，其實(shí)都是一回事兒了。所以下一階段行走機(jī)械要有很多的變化,，比如流量共享系統(tǒng),，我告訴大家其實(shí)流量共享系統(tǒng)不節(jié)能，這是世界上正在想辦法解決的問題,。因?yàn)榱髁抗蚕硐到y(tǒng)有一個(gè)最低壓差,，力士樂最低的壓差14bar，A11V是18bar,，林德22bar,，大家想想22bar乘以200L流量，在閥孔里面功率損失有多大,，所以未來肯定不是僅靠液壓來節(jié)能的,，而是電子-液壓聯(lián)合實(shí)現(xiàn)。
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智能化要用很多新的技術(shù),，比說模糊控制,，這個(gè)概念大家有,。比如說怎樣解決功率分配的優(yōu)先權(quán)，是用等比的,、還是等值的,、還是其他優(yōu)先權(quán)的？這些顯然要通過模糊控制來完成,。比如棉花收割機(jī)里面大量地使用了伺服系統(tǒng),，怎樣保證收割機(jī)不落掉棉團(tuán)？怎么保證吸進(jìn)的是棉團(tuán)而不是梗,，如果有了梗,，一等棉花就變成三等了，所以有諸多的系統(tǒng)都需要用液壓伺服控制,，要用解耦控制來完成,。
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◆機(jī)器信息智能化
1 p0 F: g$ d0 [( a7 |機(jī)器的信息智能化，有很多企業(yè)像卡特,、小松,、三一、徐工都有自己的平臺,，但這樣的平臺只能是信息智能化,、機(jī)器什么狀況你能知道了，但對操作者來講意義不大,，為什么,？因?yàn)椴僮髡咴谝粋�(gè)工地上絕對不會只使用一家的機(jī)器，可能有卡特的挖掘機(jī),、徐工的推土機(jī),，他們兩個(gè)之間怎樣協(xié)調(diào)？每一家的控制器,、每一家的平臺不可能展現(xiàn)競爭對手的狀況,。信息智能化需要給出更多的信息，信息智能化就要加上一個(gè)智能電控,，這是新的概念,。時(shí)間關(guān)系不跟大家講信息智能化的具體內(nèi)容，但我給大家舉一個(gè)健康控制的例子,。液壓系統(tǒng)健康主要跟油有關(guān),，像我們?nèi)艘粯樱��?yàn)血就知道是否健康,，液壓系統(tǒng)也要檢驗(yàn)液壓油的主要參數(shù)�,，F(xiàn)在已經(jīng)有在線的微型傳感器，國內(nèi)的廠家也做了軟件,。未來的健康將不只是紅燈和綠燈,，一定加一個(gè)黃燈，假如油的污染度超了,，是不是就不能工作了,？不一定，專家給你算出來還可以工作多少個(gè)小時(shí),，你可以把這個(gè)機(jī)器開回去修理,。所以未來都是三燈控制的。上海一家電控公司已經(jīng)把這樣的軟件做出來了,，手機(jī)APP可以監(jiān)控,，對于一個(gè)企業(yè)來講非常重要，因?yàn)樗�知道哪臺設(shè)備什么狀況,，哪些油該換了,。

. V. a& B: R2 T* C另一個(gè)信息智能化是針對于電子控制，未來的的網(wǎng)絡(luò)平臺很重要,，為什么呢,？因?yàn)橥ㄟ^網(wǎng)絡(luò)平臺可以幫助你來編程、做初始化,、做調(diào)試,，這都是云可以幫著你干的。現(xiàn)在的信息控制是各自搞各自的,，未來我們要把這所有的信息都連在一起,，形成一個(gè)新的平臺。
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電子化液壓產(chǎn)品將有極大的需求

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# ?6 g% h& E% G' z, Q+ i我們液壓協(xié)會曾經(jīng)在2015年的時(shí)候就提出了要發(fā)展十六項(xiàng)產(chǎn)品,，此次在美國拉斯維加斯的展覽會中我們看到別人給實(shí)現(xiàn)了,，這對我們來講是一個(gè)很大的壓力。那么這是些什么產(chǎn)品呢,？其實(shí)主要是七大類產(chǎn)品,。

◆電子泵
% D9 u! o7 c  ]第一類產(chǎn)品是電子泵，油泵做成電子控制的時(shí)候,，首先要保證泵能控制壓力,，這就必須要有很高的頻響，現(xiàn)在一般行走機(jī)械的變量泵,，其變量時(shí)間是500ms,，開環(huán)的開式系統(tǒng)大約1s，很多主機(jī)廠嫌它太快,，因?yàn)榭赡軙�有壓力沖擊,，泵容易壞。但是未來做成電子控制的話,，變量時(shí)間大概在120ms以內(nèi),，這樣就帶來了很多問題,。電子控制變量泵不僅僅是液控改為電比例閥控，本身就是個(gè)復(fù)雜的自動控制系統(tǒng),，電子泵有若干的技術(shù)問題要解決,，怎樣調(diào)節(jié)流量、壓力,，圖3的曲線是泵實(shí)現(xiàn)壓力,、排量控制的過渡過程的特性要求，這個(gè)曲線完成靠什么呢,？要靠軟件,，要靠模糊控制的計(jì)算。
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圖3  電子泵的特性曲線

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& `7 `& O% I6 Y) o9 n& W( x8 @圖4是卡特挖掘機(jī)用的電子泵,，卡特20噸挖掘機(jī)已經(jīng)全部用自己的系統(tǒng),，不再用外面供應(yīng)的油泵了。讓我們驚訝的是：一般電比例泵是有一個(gè)先導(dǎo)壓力控制的,，而卡特是用自己的壓力來當(dāng)先導(dǎo)壓力,。油源的壓力是不斷變化的，可是要進(jìn)行精確的控制,，做出的特性曲線必須達(dá)到圖4的水平才行,，沒有復(fù)雜的軟件、沒有復(fù)雜的模糊控制概念是實(shí)現(xiàn)不了的,。
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圖4  卡特挖掘機(jī)用電子油泵

1 z2 M( @/ ]$ C! K- p) q      上面說到流量共享不節(jié)能,，那么怎樣讓流量共享節(jié)能呢？為什么流量共享要18bar,，是因?yàn)橐�保證液壓壓力有足夠的分辨率,，A11V最少18bar，但如果我們在泵上裝上傳感器以后,，1.8bar都分辨的出來,，所以未來的流量共享系統(tǒng)一定是可變壓差的流量共享系統(tǒng)。主泵需要實(shí)現(xiàn)電子壓差控制,，目前有兩種辦法實(shí)現(xiàn)：一是使用壓差傳感器,，目前價(jià)格已進(jìn)入普通壓力傳感器范圍；二是LS口加裝壓力傳感器,，使用高性能控制器,，用壓力數(shù)值計(jì)算實(shí)現(xiàn)。所以未來流量共享恐怕是行走機(jī)器的主要油泵方式,，或者主要的系統(tǒng)工作模式,，但是必須是加電子控制的。

◆電子馬達(dá),、IVT變速箱
* p. B# ^! o. |! G& n% n8 [$ i我們的液壓馬達(dá)最大的問題是斜軸馬達(dá)很少,，幾年前幾乎是空白,，這次展覽會很多公司告訴我們：可以做斜軸馬達(dá)了。為什么一定要用斜軸馬達(dá)呢,？因?yàn)樾陛S馬達(dá)具有遠(yuǎn)高于斜盤馬達(dá)的啟動效率,，剛度大,，頻響高,。在行走機(jī)械進(jìn)入智能化時(shí)代是不可或缺的。在美國拉斯維加斯液壓展上看到大部分生產(chǎn)柱塞元件的廠家都生產(chǎn)斜軸馬達(dá),。國內(nèi)只有少數(shù)的廠家小批量地生產(chǎn)斜軸馬達(dá),，而且多數(shù)為定量馬達(dá)、只有少數(shù)液控變量馬達(dá),。
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: h0 x' \( r7 u再一個(gè)車輪馬達(dá),。車輪馬達(dá)世界上就兩家生產(chǎn)，近年來由于靜液壓系統(tǒng)電子化發(fā)展,，在農(nóng)業(yè)機(jī)械上得到了較多的應(yīng)用,。靜壓傳動系統(tǒng)里的馬達(dá)有若干個(gè)事情要解決：怎么跟柴油機(jī)匹配，怎么做差速差力,，怎樣做制動,，怎樣做轉(zhuǎn)向，怎樣做巡航速度,，怎樣做自由輪,。所以有些低速大扭矩馬達(dá)也是需要變量的，特別農(nóng)業(yè)機(jī)械,，在我們國家,，這種輪式馬達(dá)現(xiàn)在是空白。我國生產(chǎn)的自行式噴灑車要撒化肥,、撒農(nóng)藥,，車輛必須恒速。這個(gè)系統(tǒng)采用了車輪馬達(dá)驅(qū)動,，具有良好的作物通過能力,，并可設(shè)定巡航控制實(shí)現(xiàn)恒速運(yùn)行，噴灑均勻,。

IVT變速箱系統(tǒng),。100馬力的拖拉機(jī)都有IVT了，IVT叫無極變速,。對行走機(jī)械來講,，我們希望從零就開始就能做調(diào)速。而現(xiàn)在小汽車不是,，小汽車用的是CVT,，它是從低怠速以后才能做無級調(diào)速,，做巡航速度控制。除了IVT變速箱以外,，還出現(xiàn)了簡易IVT變速箱（見圖5）,。它通過一個(gè)泵和馬達(dá)帶一級行星減速齒輪就可以解決速比不是很大的控制需求。我國IVT變速箱還處于前期研制階段,。
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圖5  簡易IVT

◆智能油缸
( e5 F5 G8 W8 D, C# R$ D中國是油缸產(chǎn)能大國,，行走機(jī)械的油缸主要由中國制造，恒立應(yīng)該說是全世界最大的油缸供應(yīng)商,。油缸面臨哪些問題呢,？有兩個(gè)問題必須要攻破：①電鍍不能用了，我們用什么來解決表面防腐的問題,？美國PARKER公司在拉斯維加斯展會上就推出一種叫亞微米結(jié)構(gòu)整體鍍層油缸,，這個(gè)鍍層價(jià)格便宜，而且防腐能力非常好,，已經(jīng)通過了相關(guān)的一些考核,。圖6是把鍍層放大以后的比較，說明他的質(zhì)量有極大的提高,。②怎樣在油缸上加傳感器,？油缸加傳感器有兩個(gè)辦法：一個(gè)是在活塞桿車削刀紋上面鍍一層陶瓷材料，現(xiàn)在這個(gè)辦法以力士樂為主,，精度只能達(dá)到0.1mm,；第二個(gè)是傳感器的方法來解決，PARKER公司做了個(gè)0.05毫米的系統(tǒng),，是光學(xué)傳感器,，這個(gè)傳感器完全可以用在工程機(jī)械，價(jià)格和可靠性都已經(jīng)可以市場化了,。
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圖6  電鍍和整體鍍層放大比較

7 y+ i9 U6 X7 F& t6 P& c◆挖掘機(jī)多路閥
3 \7 Q* d3 a0 P4 o! s7 o多路閥將會發(fā)生巨大的變化,，我們現(xiàn)在還在圍繞負(fù)流量、正流量來討論,，其實(shí)全世界先進(jìn)的挖掘機(jī)早已經(jīng)不存在這個(gè)問題了,。對于產(chǎn)量最大的中挖，多路閥采用閉芯結(jié)構(gòu),，配合電子可變恒壓電子泵,，采用進(jìn)油側(cè)單獨(dú)的高精度、高頻響插裝式比例流量閥是發(fā)展趨勢,，力士樂稱為VBOII型多路閥,。卡特公司早在2013年德國寶馬工程機(jī)械展推出了新一代的多路閥PPPC，在2017年美國拉斯維加斯工程機(jī)械展推出更新一代的多路閥ACS,。新的閥采用電-液結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制,，按動作需求，確定閥的開啟速度：小流量時(shí)閥開啟的速度慢,，大流量時(shí)閥可以迅速開啟以實(shí)現(xiàn)自動控制的要求,。美國EATON開發(fā)的容腔控制原理的多路閥也已經(jīng)商品化了。

6 Y$ n0 w4 I5 u& W2 l◆伺服控制流量共享多路閥
8 i1 L7 z1 z6 G# g精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中拖拉機(jī)的犁深系統(tǒng)非常重要,，目前中國在拖拉機(jī)犁深系統(tǒng)方面基本上是空白,，要用犁深系統(tǒng)就要解決三個(gè)問題：第一位置控制精度，因?yàn)槔缟钌疃鹊恼`差決定產(chǎn)量,，如果犁深深度不能控制的話,，產(chǎn)量就會下降5%~13%,；第二個(gè)要保持拖拉機(jī)的恒速運(yùn)行,，克服特殊地面阻力以保護(hù)裝置安全；第三要解決減震問題,，轉(zhuǎn)場高速行駛時(shí)所需的主動減震控制,。而這就要用到伺服控制流量共享多路閥。
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伺服控制流量共享多路閥是行走機(jī)械,、包括小型挖掘機(jī)未來發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)品,！該閥主要有兩種，一種閥芯開度控制是開環(huán)的,，現(xiàn)在哈威,、力士樂、parker都在做,。另一種是閥芯位置閉環(huán)帶反饋,，閥芯帶位移傳感器克服閥芯滯環(huán)帶來的誤差，提高油缸大閉環(huán)的控制精度,。丹佛斯大部分閥是閉環(huán)的,，這是我們未來的發(fā)展方向。因?yàn)殚y不能閉環(huán)的話,，就有很大的誤差,，這個(gè)誤差怎樣去消除是有很頭疼的事情。所以丹佛斯說：用了我的流量共享多路閥可以提高生產(chǎn)率22%,。

◆電子轉(zhuǎn)向控制
電子轉(zhuǎn)向是非常重要,。轉(zhuǎn)向控制是精準(zhǔn)軌跡控制的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向不能勝任,、存在諸多的問題,，最重要的問題是：轉(zhuǎn)向器是擺線馬達(dá)結(jié)構(gòu)的，容積效率非常低，造成系統(tǒng)剛度差,，沒有辦法完成精準(zhǔn)轉(zhuǎn)向,，所以未來的轉(zhuǎn)向一定要改變。圖7是丹佛斯做的試驗(yàn),，當(dāng)緊急踩剎車時(shí),，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向和電子轉(zhuǎn)向的比較。

圖7  傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向和電子轉(zhuǎn)向控制的比較

, V1 a- Z6 e" U0 B未來的轉(zhuǎn)向器將使用類似于4WRE型閉環(huán)控制的電比例閥做主控閥,，控制液壓放大器實(shí)現(xiàn)大閉環(huán)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)向,。

◆電子制動控制
行走機(jī)械向高速度、高精度發(fā)展,，車輛的制動就不僅僅是個(gè)安全問題,，電子控制的智能制動需要快速發(fā)展。制動調(diào)節(jié)主要有幾方面的研究：①制動力調(diào)節(jié),；②靜液壓制動與剎車鼓制動協(xié)調(diào),；③配合精準(zhǔn)軌跡控制；④配合行走驅(qū)動實(shí)現(xiàn)防抱死（ABS）,；⑤電子圍墻控制,。
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中國液壓如何創(chuàng)新發(fā)展電子化液壓產(chǎn)品

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中國液壓怎么樣做電子化的產(chǎn)品呢？有四件事要解決（見圖8）,，都在強(qiáng)基工程項(xiàng)目范圍里：第一液壓,；第二電子；第三定位,；第四網(wǎng)絡(luò),。


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圖8  液壓電子化要解決的四件事

◆液壓
傳統(tǒng)的液壓不帶電、不能夠做伺服控制,，所以我們必須解決這個(gè)問題,。那么液壓行業(yè)的液壓件將來要向圖8這幾個(gè)方向去發(fā)展。特別要APP化,，今年P(guān)TC上北理工的展臺專門給大家講APP化的概念,，我們也曾經(jīng)講過當(dāng)前主要要解決的問題是提高泵閥的動態(tài)特性，現(xiàn)在泵閥的動態(tài)特性根本沒有辦法電子化,。另外開發(fā)油泵斜盤擺角傳感器,、壓差傳感器也是當(dāng)務(wù)之急。
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◆電子
液壓電子化的發(fā)展將終止液壓元件仿制的路,！你只能做液壓元件而沒有電子化的軟件和硬件將會被市場淘汰,！世界所有液壓公司全部都要用自己的電子控制產(chǎn)品。為什么呢,？因?yàn)椋孩僖簤涸�件電子化��,，其電子控制的關(guān)鍵是元件里的運(yùn)動智能控制,，它與自身的物理結(jié)構(gòu)密切相關(guān)市場上的電子控制公司要想實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的控制，必須獲得元件的結(jié)構(gòu)參數(shù),，沒有誰愿意提供這些帶有Know-how的資料,。②液壓元件電子化后，將進(jìn)入云計(jì)算和大數(shù)據(jù)時(shí)代,，而其數(shù)據(jù)的來源是電子控制器,，如果是別人的電控系統(tǒng)，如何獲得,？而不進(jìn)入大數(shù)據(jù),，你就不知道你的產(chǎn)品在實(shí)際使用中會出現(xiàn)什么問題。③你沒有辦法給主機(jī)廠提供一個(gè)完整的解決方案,。

; k: Y, g6 Z1 B% C# r3 _行走機(jī)械液壓電子化比工業(yè)伺服控制難得多,，其主要的難點(diǎn)有：①所控制的對象，絕大部分是差動缸,，即非對稱系統(tǒng),；②控制系統(tǒng)的最后一級，液壓閥固有頻率低響應(yīng)慢,，特別是多路閥從零位到最大開口一般是秒級或更慢,，不能滿足電子化閉環(huán)控制要求；③控制動力（油源）同時(shí)用于機(jī)器的多個(gè)“軸”的控制,，是個(gè)復(fù)雜的時(shí)變系統(tǒng)，可能出現(xiàn)動力不足,；④目前電子控制先導(dǎo)元件是不帶位移反饋的4通徑比例減壓閥,，流量小，可能難于滿足閉環(huán)系統(tǒng)起碼的增益要求,。

所以未來我們要想辦法幫助大家開發(fā)出行走機(jī)械專用的軟件模塊,，將來它會變成一種韌件，現(xiàn)在我們的機(jī)器基本上是一臺機(jī)器一個(gè)控制器,，現(xiàn)在的軟件程序都是以IEC6113-1的標(biāo)準(zhǔn)寫的,，未來我們將用以太網(wǎng)、用C語言作為標(biāo)準(zhǔn),，所以電子化時(shí)代再想仿制,，仿制不了，現(xiàn)在必須要開始去發(fā)展自己的東西,。

8 T5 X% e  v2 r8 p- Z* t: h未來行走機(jī)械電子化,，不再使用IEC6113-1的PLC語言，要用C語言,，可能就不是一個(gè)控制器為主,，而要做成大型的DCS控制系統(tǒng)為主，不可能把所有的控制器都擱在機(jī)器上，怎么辦呢,？擱在云里頭,，所以行走機(jī)械要用云，這是不可缺少,、不可逆轉(zhuǎn)的,，必須要加緊時(shí)間來做。我們未來的控制器不再是僅僅用CAN總線了,，一定要用ETHERNET,，而且要增加三維定位，要增加死區(qū)PWM調(diào)節(jié)輸出,，詳見圖9深藍(lán)色部分,。
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◆定位
厘米級定位我們國家已經(jīng)有了。千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司由中國兵器工業(yè)集團(tuán)和阿里巴巴集團(tuán)合資成立,，以“互聯(lián)網(wǎng)+位置（北斗）”為理念,，通過北斗地基增強(qiáng)全國一張網(wǎng)的整合與建設(shè)，基于衛(wèi)星定位,、輔助定位技術(shù),、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建位置服務(wù)開放平臺,，提供實(shí)時(shí)米級至厘米級,、后處理靜態(tài)毫米級的高精準(zhǔn)位置服務(wù)。
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◆互聯(lián)網(wǎng)
7 E( i% b, ], \9 `% I5 H  w; n所以有了這么幾條以后,，行走機(jī)械的互聯(lián)網(wǎng)+,、行走機(jī)械的智能化就不成問題了，現(xiàn)在國外已經(jīng)開發(fā)出新的控制器了,，而且有了網(wǎng)關(guān)裝置gataway,，所以實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)控制是沒有問題的，并可以搜集大量的數(shù)據(jù),。因此下一步,，我們要考慮云平臺的問題（見圖9），深藍(lán)色是需要液壓廠家開發(fā)的,，淺藍(lán)色的就是個(gè)平臺,，誰來做這平臺，這是我們需要解決的,。大家都知道行走機(jī)械要想智能化,，關(guān)鍵是位置控制系統(tǒng)，3D定位,，北斗已經(jīng)解決這個(gè)問題了,，北斗的動態(tài)精度可以做到7mm,，北理工的教授已經(jīng)做過試驗(yàn)了是可以達(dá)到的。問題是怎樣把這些內(nèi)容擱在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里呢,？需要建立新的網(wǎng)絡(luò)平臺,，這個(gè)平臺可以控制各種機(jī)器，把各種需要的東西都擱在平臺上,。這個(gè)平臺并不是現(xiàn)在的主機(jī)廠搞的平臺,，為什么呢？因?yàn)橐粋�(gè)施工工地,，不可能機(jī)器都是來自一家的,，可能有三一的、有徐工的,，因此這個(gè)平臺一定是第三方的,。
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圖9  云平臺圖

國外已經(jīng)有這樣的平臺了，比如美國的AEF農(nóng)業(yè)機(jī)械平臺,，拖拉機(jī),、收割機(jī)都在這個(gè)平臺上，數(shù)據(jù)都能進(jìn)行交換了,，專門做農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng),，衛(wèi)星定位。歐洲農(nóng)業(yè)機(jī)械也有這樣的平臺了,，據(jù)它的宣傳,，作業(yè)效率從30%提高到80%，現(xiàn)在能做到100%了,。
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我們中國的企業(yè)一定要在意識上發(fā)生變化,，要想把這幾個(gè)事情聯(lián)系在一起，就要有平臺,，這是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。好在我們已經(jīng)開始起步了,，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司已經(jīng)愿意把我們的電子控制,、動力流、還有大數(shù)據(jù)都擱在他的平臺上,，為行走機(jī)械建立起一個(gè)新的平臺,。億陽信通公司、北方股份,、北京理工大學(xué)共同建設(shè)的“大礦車自動駕駛及露天煤礦智能機(jī)群控制平臺”項(xiàng)目已全面啟動,。
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行走機(jī)械，特別是農(nóng)業(yè)機(jī)械和軍事機(jī)械智能化,、網(wǎng)絡(luò)化是國家發(fā)展急需,！中國高新技術(shù)發(fā)展已處世界領(lǐng)先行列,，我們沒有理由搞不好這個(gè)項(xiàng)目！

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未來第一站

行業(yè)分析的好文。
““有些行業(yè)看來很熱鬧,，其實(shí)大部分的利潤都給了外國的廠家,。”我國液壓行業(yè)在行走機(jī)械市場上除油缸外,，絕大部分產(chǎn)品為仿制,，僅用于備品備件市場。我們是世界最大的后市場供應(yīng)商,！”這段話很誠懇,。

集成機(jī)甲

很快就不需要司機(jī)了 ，小二 去挖溝 小三 去把小二挖的溝填上,。
將來全自動化,，需要很少的工人，生產(chǎn)產(chǎn)品有快又好有多,，工人下崗沒錢買東西,，誒 想想就可怕 將來會是什么樣。都干銷售吧,。

xiaobing86203

液壓剎車系統(tǒng)，還是需要很高得穩(wěn)定性

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好文章學(xué)習(xí)一下

  K1 ]& O" o! z3 P

游龍gyp

學(xué)習(xí)

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解耦控制是有發(fā)展前途的

mikeclx32

王大爺講的都是杠杠的

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好多都是天書,，好好學(xué)習(xí)吧

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學(xué)習(xí)