工业4.0下液压技术及数智液压的发展方向

液压技术是机械传动与控制不可或缺的技术，其在各行各业的重要性日益受到重视。在大功率、体积限制严、特殊场合（如重型机械、风能、海洋能、太阳能、工程机械、海洋装备、航空航天、机器人等）无可替代。

液压技术的特性适合各种机械和设备的自动化、高性能、大容量、体积小、重量轻等方面的要求。所以虽然它是一门比较新的技术分支，但是在主动力的传递机构、辅机的操作机构或作业自动化控制机构等方面广泛应用。

液压技术发展的未来简要概括为“三能一水”，即“制能、节能、智能与水液压”。

（1）从“流体传动与控制”学科的维度去分析液压技术，可以从流体介质、传动领域、控制领域与元件产品领域四个方面来加以区分。

（2）从社会需求与市场推动力维度去预测液压技术。液压发展的根本推动力在于：碳中和、无人化、多电化、数字孪生与绿色生态这五个方面。

（3）从应用需求维度去体现液压技术发展，与工业4.0时代的技术发展相结合，使这种发展方向具体化。

与“电气传动与控制”以及“机械传动与控制”相比，液压技术有三大优势：功重比高、动态响应高、介质柔性。功重比高是液压最大特点，加上直线型执行机构，构成液压的主要强势。动态响应高是功重比高优点派生的，在运动型液压控制系统特别在大功率下的优势，液压动态响应可在数～数十ms，高于其他传动至少一个数量级。介质柔性是应机器人应用的崛起成为其他技术莫属的特点。这些优势有时使某些电气化回归液压化。

液压的三个弱点是被取代的动因：一是效率低，随着电传动功重比的提升与效率高，成为液压行业今后必须面对的最大挑战。二是介质非绿色，介质的污染会影响人类生存的环境。第三个弱点是而管路线路长，不方便不安全易产生故障成为被电气取代的动因，例如飞机多电化就是明显的例子。特别近年来，由于特斯拉永磁同步电机的普及与国内电动工程机械的发展十分速猛，这种挑战已经表现在市场应用上并引起行业普遍的焦虑感。

只有通过创新发挥技术的根本优势，液压与电气化融合就是一个可及的出路。液压介质柔性在运动型领域是优势，波士顿DOG从电传动回到液压传动。液压功重比优势使舵机多年的电气化后又在回到液压化。我国液压球形泵的发展领域在元宇宙、机械手指、碳中和急需的冷却压缩机都可以派生出新的产业。对中国而言，高端液压是一个“新兴产业”，因为“卡脖子”问题使我们认识到我们国家的重大工程与装备需要液压技术的支撑，从航天、深海、矿山、工程装备、塑机，液压应用的开拓还有很大空间。