液压传动是以液体为工作介质，利用压力能来驱动执行机构的传动方式。液压技术是机电行业中发展最快速的技术之一，尤其是随着机电一体化技术的发展，以及微电子、计算机技术的结合，使液压技术开始向更广阔的领域渗透。一个液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和介质等组成。

1液压元件常见类型

液压元件类别多样，一般包括动力元件、执行元件、控制元件等，动力元件中，液压泵是核心结构，目前常见的液压泵包括齿轮类液压泵、斜盘式轴向柱塞泵、斜轴式轴向柱塞泵等。齿轮类液压泵在三类液压泵中出现最早，应用范围也最广，该泵在构造上较为简单，其体积和重量分别相当于斜盘式轴向柱塞泵的60％、50％左右，从稳定性上看，齿轮类液压泵也较为理想。该泵的主要弊端使工作噪音和机械动能大，轴承必须承受大部分的重量和压力，设备自身也无法进行参数调节，制约了该泵的进一步使用。斜盘式轴向柱塞泵可以调整自身工作参数，因此工作效率较高，在现有基础上，研究人员尝试将其他技术嵌入到斜盘式轴向柱塞泵中，目前已经能够简化发动机的构造。斜轴式轴向柱塞泵的重量和体积更小，同时具有相对较小的倾覆力，当和配流盘进行联合的时候，生成的摩擦力明显降低，能量的损耗也有效降低，进而实现液压泵运作效率的提升。

2液压元件研究现状

全球来看，2003年全球液压行业市场规模为176亿欧元，到2016年上升为282亿欧元，市场规模快速扩大。中国液压行业从无到有，在经过60多年发展后，已成为全球主要液压市场。我国液压系统总产值由2009年的269亿元上升到2016年的510亿元，且2017年工程机械行业回暖信号明显，再加之中国制造2025、智能制造“十三五”规划以及一带一路等利好政策拉动，中国液压件市场将逐渐恢复增长，至2021年市场容量有望提升至759亿元。液压行业的市场规模与国家经济总量和工业化水平高度相关。作为全球第二大经济体和第一大制造业国家，2016年我国液压行业市场规模占全球的28%，仅略低于美国的34%，远高于日本和德国等发达国家。液压产品广泛应用于国民经济的各个领域，其直接下游需求包括工程机械、航空航天和冶金机械等装备制造领域。工程机械是液压产品最大的需求领域。2014年中国工程机械市场消耗了国内35.4%的液压产品，而同年日本的比例高达43.3%，由此可见工程机械对液压行业的带动作用可见一斑。除工程机械外，航空航天、冶金机械等领域也对液压件有较大需求。2017年我国工程机械市场销量约13万台，较2016年的7.2万台增长约80%，目前，我国挖掘机市场规模已占世界总规模的20%左右，其中中挖（20～30t）约2.6万台，大挖约1.5万台；2017年我国挖掘机销量预计14万台，出口约7500台，同比增长27.5%。预计未来几年，我国挖掘机市场保持平稳增长，总需求量13万台左右，保有量150万台左右。

3液压元件发展趋势

3.1液压元件节能

液压元件的能量损失主要有溢流、泄漏、高压冲击震荡、节流等。主要从以下几个方面改进。

（1）液压泵。随着数字化、集成化技术的发展，液压泵的控制方式有了很大的改进，其中负载敏感变量泵因技术相对成熟，节能效果明显，能够对负载按需分配，已经广泛应用于各行各业。

（2）液压缸和液压马达的节能。液压缸的结构和工况相对简单，考虑更多的是液压缸在急停时的能量回收。液压马达的集成化技术得到了很大的发展，尤其在防止液压冲击方面做了很多研究。

（3）阀的节能。阀的集成度越来越高，减少了管路连接，有效减少了压力损失。

3.1.2液压回路节能

3.1.3加收能量回收装置

溢流损失、节流损失、制动时造成的能量损失可以加装蓄能器回路进行能量回收，不仅可以节约能量，还可以有效缓解液压冲击。

3.1.4液压系统控制方式的改进

把先进的计算机技术应用于液压系统，改善了液压系统的控制方式，例如现在很多工程机械液压系统中可以设置不同的工作模式，满足不同工况下对流量、压力的需求，最大限度减少不必要的浪费，提高系统效率。随着自动化控制技术、软件技术与液压系统的融合，液压节能技术向着智能、高效的方向发展。

3.2智能诊断技术

3.2.1专家系统诊断

液压系统故障的诊断和排除，需要应用大量的专家实践经验和诊断策略，将专家系统应用于液压系统故障诊断是非常有效的措施。目前把模糊控制理论、神经网络理论与专家系统相结合的液压系统故障诊断模型是研究的热门方向。

3.2.2网络化远程故障诊断技术

随着信息网络技术的发展，可以把监测的故障现场和诊断中心联系起来，利用诊断中心储存的故障知识库和经验，满足不同监测现场用户的使用要求。

3.2.3多媒体技术应用

多媒体技术应用在液压系统故障诊断中，可以更好地满足人与系统的实时性交互，操作更加便捷。

3.3液压系统仿真技术

随着流体力学、现代控制理论、算法理论等相关技术的发展，液压仿真技术逐渐成熟起来，在产品开发阶段所起的作用也逐渐被业界认可。目前典型的液压仿真软件有法国的AMEsim，美国的MATLAB/Simulink，EASY5，德国的DSHplus等，这些软件在工程实际中得到了广泛应用。随着液压仿真技术的发展，以下几个方向正受到越来越多的关注。

3.3.1完善液压元件模型库

模型是仿真的基础，对于一些复杂元件，建立仿真模型需要花费大量时间，并且对于元件内部结构特征了解不够清楚时，还容易造成建模不够准确，直接影响到仿真结果的可靠性。因此把经常用到的液压元件加到仿真模型库，可以让设计者将更多精力放到整机系统设计上。

3.3.2仿真模型与物理真实模型的联合仿真

当一些元件在建模困难的情况下，可以把真实的物理模型与仿真模型结合起来，增加仿真结果的可信度。目前主要困难在于如何处理仿真模型和物理部分的接口。

3.3.3专家优化系统

根据现代计算机最新技术的发展，结合液压领域专家的实际经验，建立人工智能专家系统，为用户推荐元件或系统最优参数，提高仿真可信度，缩短设计周期。

3.3.4多领域仿真技术的融合

仿真软件之间建立通用接口，用户可以结合不同仿真软件的特点，发挥其优势，快速准确建立仿真模型，进行参数优化设计，同时结合多媒体及实时仿真技术，动态实时直观地刻画出液压传动内容。

结语

工程机械的广泛应用对国内各行各业的发展、壮大有着重大促进作用，但是工程机械也将对能源造成很大的损耗，这点和现代节能减排理念是不符合的，因此我们必须充分重视工程机械节能工作的开展。而节能液压系统的研发正好有效解决了上述问题，它的出现使工程机械的资源耗用量大大减少，从而有利于国家的可持续发展。然而我国的节能液压系统仍存在较大的提升空间，需要技术人员加大研究力度，以充分完善系统的发展，从而有效推动社会经济的稳定发展。

参考文献

[1]姜晓峰.解析工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J].山东工业技术,2016,(01).

[2]孟志明，贺元成，康帅帅，等.液压节能技术的现状与发展[J].机械工程师，2014（1）：114-117.