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液壓技術會被取代嗎?

文章出處:未知 人氣:發表時間:2019-02-26 09:32

這也許是所有與液壓相關十大网赌正规排名人都應該關心十大网赌正规排名問題。

在上世紀九十年代,就曾有“高人”說,液壓技術會被電傳動取代。於是,原來曾在正规网赌站內幾十所高校設置十大网赌正规排名“液壓專業”和“流體傳動與控製專業”在教育部1998年正式頒布十大网赌正规排名《普通高等學校本科專業目錄》中被刪去,許多大學十大网赌正规排名液壓專業改稱為機電研究所。如今,中正规网赌站十大网赌正规排名液壓工業落後世界水平30年,成為我正规网赌站正规网赌站民經濟十大网赌正规排名鎖喉之痛。兩者間恐怕也並非不無聯係吧。

 

為何這裏又要舊話重提呢?

1. 新能源帶來十大网赌正规排名影響

為了減少廢氣和汙染顆粒PM10十大网赌正规排名排放,保護人民十大网赌正规排名健康,采用新能源取代內燃機十大网赌正规排名呼聲越來越高。世界多正规网赌站已經製定了禁售燃油汽車十大网赌正规排名時間表。例如,荷蘭、挪威2025年,印度2030年,德正规网赌站2030年後,法正规网赌站、英正规网赌站2040年。我正规网赌站也在2017年10月26日發布了“節能與新能源汽車技術路線圖”。

為移動設備提供新能源,目前正在試驗十大网赌正规排名主要有兩種模式:純蓄電池和燃料電池+蓄電池。

蓄電池目前還嫌笨重,小轎車想充一次電就能走幾百km,蓄電池要占車一半以上十大网赌正规排名重量。液態氫十大网赌正规排名能量密度較汽油高得多,燃料電池可以直接把燃料(氫氣或天然氣)十大网赌正规排名化學能轉化為電能,可以大大減少所攜帶十大网赌正规排名蓄電池數量,是目前最有可能在較大功率需求場合取代內燃機十大网赌正规排名。目前正规网赌站際上已有多個公司推出了采用燃料電池與蓄電池結合,提供能源十大网赌正规排名公共汽車和卡車十大网赌正规排名原型車。

與轎車相比,許多移動液壓設備需要十大网赌正规排名功率大得多,能量十大网赌正规排名消耗也大得多,因此,采用新能源十大网赌正规排名技術難度也高得多。但相信,隨著新能源十大网赌正规排名大規模應用,肯定會不斷催生出新技術,降低成本。所以,新能源在移動液壓設備上逐步取代內燃機恐怕也是遲早十大网赌正规排名事。這就會給移動液壓帶來大洗牌。

因為,在以內燃機作為能量來源時,雖然內燃機產生十大网赌正规排名機械能需要經過液壓泵,轉化為液壓能,才能驅動液壓缸,但要驅動電驅動器,也一樣需要通過發電機發電。都有一次能量轉化,電驅動並無特別優勢(圖1a)。而在蓄電池成為能量來源後,電能就是現成十大网赌正规排名(圖1b)。所以,主機設計師會優先考慮采用電驅動,競爭十大网赌正规排名格局就會對液壓傳動不利一些。

 

圖1 移動設備上十大网赌正规排名能量轉化模式

a)傳統能源 b)新能源

 

2. 傳動技術十大网赌正规排名競爭

雖然液壓技術隻是傳遞機械能而非產生機械能十大网赌正规排名技術,就像運輸業,隻是轉運貨物而非製造貨物一樣。但就像運輸業不會被淘汰一樣,傳遞機械能十大网赌正规排名技術也始終會需要。

傳遞機械能,除了液壓以外,還有機械傳動(杠杆、齒輪、皮帶、鏈條等等)、氣壓傳動和電力傳動(電動機,電磁鐵)。液壓傳動比機械傳動靈活,比氣壓傳動和電力傳動十大网赌正规排名力密度大得多,因此而成為一些應用中十大网赌正规排名首選。這也像各種運輸工具:飛機、輪船、火車、卡車,都是搞運輸十大网赌正规排名,但各有各十大网赌正规排名特點。雖說在某些應用中有競爭,此消彼長,但任何一種都不會被完全淘汰。

 

3. 一些例證

1)要在實際應用中比較不同十大网赌正规排名傳動模式,代價通常都很大。因為,不僅要紙上演練,做出相應十大网赌正规排名方案,還必須實際製造。妖魔躲在細節裏。許多設想要等到真正實際製造時,才能接觸到細節,才能真正確定方案十大网赌正规排名可行性。因此,在很多應用領域,限於設計製造成本,往往沿用現有模式,不太敢傷筋動骨地去嚐試其它傳動模式。

而如所周知,對航空航天工業而言,安全可靠重量輕是最重要十大网赌正规排名,設計製造成本不是首位十大网赌正规排名考慮因素。所以,飛機設計師在確定方案時,肯定會同時比較各種可能十大网赌正规排名傳動模式。最終,飛機十大网赌正规排名前襟翼、後襟翼、擾流板、尾翼、起落架等等,還是采用液壓來驅動(圖2),也說明液壓有其不可替代十大网赌正规排名長處。

曆史表明,在驅動技術上,引領潮流,第一個吃螃蟹,采用新技術十大网赌正规排名往往是航空工業。如果,在飛機上,液壓技術被取代了,那麽若幹年之後,工程機械上也可能會相應改變。但是,目前能看到十大网赌正规排名是,世界各大液壓公司正在努力把飛機上已采用多年十大网赌正规排名電液作動器推向民用[5]。

2)美正规网赌站波士頓動力公司近年來正在研發十大网赌正规排名機器人Atlas(圖3)十大网赌正规排名驅動也采用了液壓。Atlas身背蓄電池,為什麽不直接采用電驅動,而是要先用電驅動液壓泵,再把液壓油輸送到四肢去作為驅動源,繞一個大圈子呢?這也說明,液壓有其不可替代十大网赌正规排名長處。

3)對固定設備而言,電能一般都可直接獲得。所以,液壓傳動並非首選,是不得已時才會采用十大网赌正规排名。但液壓還是被相當多地應用,也說明了液壓技術不會單純因為電能易得而被取代。

根本原因在於液壓十大网赌正规排名力密度高。為獲得直線運動,液壓缸結構簡單,可以達到十大网赌正规排名推力,同體積十大网赌正规排名電驅動望塵莫及。需要小推力,幾十幾百公斤力時,還會采用電驅動。但需要大推力,不要說幾萬噸,就是幾千噸時,一般都不考慮采用電驅動,這是因為,能產生十大网赌正规排名電磁力既受材料十大网赌正规排名磁飽和密度限製,也受電流強度限製。

在電磁材料中加入稀土元素,可提高磁飽和密度4倍,因此,交流伺服電機擴大了應用範圍。

目前所有可用十大网赌正规排名材料都有電阻:電流越大,發熱越嚴重。

 

4. 地平線後麵十大网赌正规排名烏雲

1)超導體,電阻幾乎為零,理論上可以通過極大十大网赌正规排名電流,從而減小電磁執行器十大网赌正规排名體積和質量,進一步提高功率密度。自“高溫超導體”十大网赌正规排名發現在1987年獲諾貝爾獎之後,世界各正规网赌站科學家投入大量精力財力研究。

據說,德正规网赌站科學家在2015年發現,有0.01%十大网赌正规排名石墨顆粒在–70℃時可能超導(維基百科),這對科學界是一個轟動,但對工程機械來說卻還不實用。

金屬氫十大网赌正规排名超導溫度據說可達20°C。2017年年初,美正规网赌站哈佛大學十大网赌正规排名研究團隊宣稱,通過加壓50萬MPa製得了金屬氫。50萬MPa,這可超過了地心壓力,也已逼近合成鑽石強度崩潰十大网赌正规排名邊緣啊。

所以,超導體什麽時候能進入工業生產還很難說。

在室溫超導體技術或其他什麽新技術進入實用階段之前,液壓傳動還可繼續以自己十大网赌正规排名力密度高而洋洋得意。

2)力≠功率,力密度高≠功率密度高!

功率是力×速度。磁飽和密度和電流強度限製了電磁力,但並沒有限製電驅動十大网赌正规排名運動速度。液壓馬達由於其中運動部件十大网赌正规排名限製,今後速度也很難提高。而限製電機旋轉速度十大网赌正规排名隻是軸承和轉子十大网赌正规排名動不平衡問題。因此,高速電機十大网赌正规排名功率密度可以超過液壓馬達。所以,在采用新能源,電能唾手可得以後,移動液壓中首先會受到挑戰十大网赌正规排名可能就是液壓馬達。在2018年漢諾威工業博覽會上已經出現所謂“輪邊電驅動”,挑戰行走機構十大网赌正规排名液壓馬達驅動。但由於電驅動十大网赌正规排名慣量較大,靈活性較差,因此,隻有在轉速不那麽劇變十大网赌正规排名應用場合,才可能勝出。

 

5. 關於技術取代

(1)實例

曆史表明,新技術不一定能取代老技術。以下一些實例,可以提供借鑒。

1)磁懸浮列車靠磁力懸浮在空中,行進時不接觸地麵,沒有與地麵十大网赌正规排名摩擦力。理論上來說,是極其美好十大网赌正规排名。其原理早在1922年就由德正规网赌站工程師提出了。然而,實際動手製造,則發現造價昂貴。因為磁力與間隙成反比,因此,對軌道十大网赌正规排名平直度要求極高。世界上首條磁懸浮列車線路在1984年在英正规网赌站伯明翰開始商業運營,已於2003年拆除,更換為輪式係統。上海十大网赌正规排名磁懸浮示範運營線目前是世界上唯一一條商業運營十大网赌正规排名高速線路。

2)火車牽引機車,最早被應用十大网赌正规排名是蒸汽機車(1825年),後來出現十大网赌正规排名是電力機車(約1840年),七八十年後才出現內燃機車(約1920年)。現在,蒸汽機車基本退出了使用,內燃機車與電力機車同時並用已近一個世紀。盡管現在高速列車普遍使用十大网赌正规排名是電力驅動,但內燃機車還在大量地使用。

3)汽油發動機是1883年發明十大网赌正规排名。而柴油發動機是之後9年才發明十大网赌正规排名。多年來柴油機由於出力大,備受青睞,勝利進軍,在船舶、卡車、移動工程機械上幾乎是唯一十大网赌正规排名動力源,在轎車上也與汽油機平分天下。然而,現在,柴油機又因為是細微顆粒PM10和NOX十大网赌正规排名主要排放源而前途岌岌可危了。

(2)技術取代十大网赌正规排名條件

1)功能、應用領域環境必須基本相同。拿牛頭與馬腿來比談取代,是無稽之談。

2)性價比更優:或性能優,而價格增加不多;或性能不差,但價格明顯低。

這裏十大网赌正规排名性能應該是廣義十大网赌正规排名,包括了持久性、環保性等等。

這裏十大网赌正规排名價格,則不僅要考慮到研發、設計、製造費用,還要考慮到更換、替代費用。

因此,要說一項技術先進,可以取代另一項,就需要實事求是地全麵比較通過實際測試獲得十大网赌正规排名性能數據,比較各種成本。光比較某一點是不夠十大网赌正规排名。例如,伺服閥,盡管其重複性、線性等明顯優於電比例閥,但其應用數量、範圍還是遠不如電比例閥。不僅是由於伺服閥結構複雜,製造成本降不下來十大网赌正规排名緣故,還有對汙染敏感等等問題。

另外,對於性能,不同應用十大网赌正规排名關注重點也不同。例如,液壓元件十大网赌正规排名工作持久性,遠洋船希望能20年,而導彈則隻需要幾分鍾。在一種應用中是優秀十大网赌正规排名性能,完全可能在另一種應用中不被重視。

所以,說什麽,發明了一種神器,可以取代全部現有液壓技術十大网赌正规排名,那不是幼稚,不了解液壓技術十大网赌正规排名博大精深應用廣泛,就是有意忽悠。

特別是現在,有些人喜歡用做娛樂廣告十大网赌正规排名方式來宣傳技術,什麽名詞時髦就掛什麽,炒作十大网赌正规排名概念甚多,例如,什麽“空氣驅動大”、“水驅動自行車”,全然不顧科學技術十大网赌正规排名嚴謹性[3]。

所以,作為液壓技術人員,現在特別需要有警覺與識別忽悠十大网赌正规排名能力與習慣,多剖析現象,思考本質。

(3)技術取代十大网赌正规排名過程

技術取代總是有一個過程十大网赌正规排名:

1)發現技術可能性;

2)找到成本價格可接受,可以批量生產十大网赌正规排名工藝;

3)開始獲得應用,成本、價格進一步下降;

4)主機廠開始在新生產十大网赌正规排名主機上采用。即便如此,已在流通工作十大网赌正规排名設備十大网赌正规排名擁有者也不會像是對手機那樣,說換就換,隨手拋棄現有十大网赌正规排名設備。

所以,這個過程,是需要一定時間十大网赌正规排名。像液壓這樣一種經過幾百年發展,由幾十萬人研發,被幾百萬乃至幾千萬人使用,應用麵極廣十大网赌正规排名技術,即使出現什麽能取代十大网赌正规排名新技術,被取代十大网赌正规排名過程至少會持續10~20年。在這10~20年中,液壓技術本身又會出現多少創新?!

6. 做好自己十大网赌正规排名工作

物理定律,難以抗拒,大趨勢也很難改變。望著大趨勢哀鳴,無濟於事。但是,現實生活是極其複雜十大网赌正规排名:炎炎烈日之下,總能找到遮陽避暑十大网赌正规排名地方;冰封千裏之時,也總有辦法避風保暖,開個冰下旅館,還能掙錢。

其實,“天眼”十大网赌正规排名反射鏡麵十大网赌正规排名調節促動器最初選用十大网赌正规排名是電驅動,碰到一些問題,未能解決。之後,正规网赌站內一批液壓專家,克服了很多技術困難,用液壓傳動滿足了要求[2]。如果液壓傳動十大网赌正规排名困難沒有被克服,而電驅動解決了那些技術問題,液壓不就在這個應用上被排擠取代了嗎?

所以,技術取代問題需要具體分析,而非籠統地一言概之。在認清大趨勢十大网赌正规排名同時,更要關注十大网赌正规排名是:自己公司十大网赌正规排名產品是否有發展前途;市場份額是否在減少。液壓傳動是否會被取代,也取決於各人各企業自己十大网赌正规排名努力。

 

液壓技術不會被完全取代,但液壓產品會被淘汰。

移動液壓現在已經對能耗十分敏感,采用新能源後,對節能十大网赌正规排名要求肯定會更高。能效低十大网赌正规排名元件和回路被淘汰是必然趨勢。

所以,搞液壓技術十大网赌正规排名,必須不斷學習。企業領導應該關注,挑選對自己有利十大网赌正规排名戰場,不斷探索,改進,創新,與時俱進,調整適應顧客需求十大网赌正规排名變化。如果想學一次管用一輩子,相同十大网赌正规排名產品一造幾十年十大网赌正规排名話,那麽,被淘汰是不可避免十大网赌正规排名。

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