“对更低重量，更小尺寸和更低成本的需求，意味着移动机械为提高流体动力的功率密度设定了标准。”

人们会认为，所有液压机械的范围和设计都应该相似。毕竟，流体动力的重点是传递力。例如，为什么给定的移动机器的执行方式与给定的工业机器的执行方式会有很大不同？如果我们仅传递力，那么不能用相同的泵，相同的阀和相同的执行器来实现吗？

当然，我的问题是天真的。机械设备的不同有多种原因，其中最重要的是设计工程师的偏好。移动机械在宽泛的环境条件下工作并具有特定的设计限制，但这两者都不是工业机械的障碍，而工业机械则更像是“本身”。

移动设备要求更低的成本

工业液压环境享有移动设备无法获得的先天优势。其中最明显的是空间和预算。尽管不一定是无限的，但液压动力装置是定制设计，自然需要为每个结构单独关注，因此我们知道成本通常很高。可用的空间也是如此；动力单元和执行器通常在地板或安装空间上都没有尺寸限制。当然，质量与工业液压机械完全无关，如果您曾经看过汽车冲压机就可以证明这一点。

移动液压机械行业是一项利润微薄的竞争性业务，具有严格的成本控制，即使某些单独的机器的成本可能超过整个工业制造工厂的成本。大批量的机械，例如挖掘机，装载机和高空作业车等，成千上万种。因为有数十家公司批量生产这些机器，所以从六角螺母到闭式泵的每个组件的成本都处于其最底端。

并不是说制造商会全盘选择最便宜的液压组件，因为某些应用绝对需要高度设计，坚固且可靠的泵，阀和执行器。这种应用的供应商的悲哀就是他们只能以微薄的利润维持生存。如果一台滑移装载机OEM每季度使用相同的旋装式过滤器组件装运一千台，我们可以打赌说，他们所支付的零售价只是最终用户的一小部分。

但是，工业液压系统并非在没有成本的环境中运行，但与移动领域相比，工业客户更看重可靠性，噪音和效率。因此，即使前端装载机上的闭环驱动器使用了地球上最先进的液压系统，也不意味着您的劈木机制造商会受到相同的要求。劈木机是一个移动式液压系统示例，只要零件能够正常工作，成本绝对是决定购买决策的最关键因素。

重量尺寸限制

重量是大多数移动机械的头等大事，并且通常与成本一起考虑。可能和你的直觉印象恰恰相反，减少质量会使得设备更昂贵，而不是更少。机器设计的简单解决方案是将厚钢板用到任何地方，以确保机器足够坚固以可靠地实现其功能目的。与替代方案相比，钢材便宜。

替代方案很昂贵：先进的计算机设计，模型和仿真，奇特而轻巧的材料以及带电的机械或液压组件。可以将机器组件减轻的重量增加到最大负载能力，特别是如果总车重规定是其中的一部分。

考虑功率密度及其与液压机的关系。这就是将移动液压装置与工业同类产品区分开来的主要区别因素。功率密度是液压与移动机械保持联系的原因。功率密度定义为功率输出容量，以执行器尺寸的比例表示。没有什么可以触及液压执行器的功率密度的，而且有可能一无所获。

例如，推土机上的车轮驱动马达的工作压力超过6,000 psi，是工业液压标准的两倍。想象一下，一个300 hp（220 kW）的驱动马达仅重260 lb（120 kg）。如果您认为260磅看起来很重，请考虑一台300 hp，1,800 rpm的工业马达的重量为…3,000 lbs（1,360 kg）。请注意，该液压马达也适用于工业液压应用，例如注塑机上的螺杆马达。但是，该螺杆马达不太可能在6,000 psi以上的压力下运行。

如果您认为上面的径向柱塞马达案例令人印象深刻，那么让我向您介绍弯轴定量马达。在许多应用中，该马达具有独特的固定斜盘角度和重型轴承组合，可在接近6,000 psi的压力下实现高速运行。微型博世力士乐A2F5马达（排量仅5 cc）的功率可以达到35 hp（26 kW），重量仅为5.5 lb（2.5 kg），可放入您的金色浓缩咖啡杯中。

因此，液压的功率密度释放了移动机械中的质量，无论该质量是否代替了承载能力。在这个时代，减轻质量可能有助于机器达到严格的排放标准并减小动力单元的尺寸，有时这是机器最昂贵的单笔采购。当较早的机器需要200 hp或更高功率时，如果功率不足175 hp（130 Kw），则意味着柴油发动机及其所有与排放相关的繁琐组件都将小型化。

对控制的不同需求

在控制方面，移动液压和工业液压几乎完全不同。两者均使用完全不同的组件，电路和逻辑进行调节。它从与固定排量泵一起使用的基本的贯穿中心方向控制阀开始。直通中心类似于串联中心工业阀门，当阀门在中立位置未移动时，压力可从入口流向油箱。

工业级串联中心阀的流量受到限制，因为流体在高压降的情况下以中立的方式流经阀芯本身。中心通阀除了动力芯和油箱芯外，还有一个完全独立的芯，称为中心通芯。单个滑阀的中心通孔直接通向油箱。但是，如果您在适配器之外加了电源，则中心通芯与油箱芯会分离，并且当阀处于中位时，所有流体都会流向下游。这允许辅助的下游功能。大型，多阀芯分段阀和整体阀也使用这种结构，但在其结构内共享通道，从而无需适配器以外的动力。

工业应用大多使用堆叠式阀或定制集成歧管回路。但是，尽管移动应用程序也通常使用集成回路，但是具有自定义功能的高级分段阀是重型机械的标准做法。它们是固定排量泵或可变排量泵的选件，并配有用于附件阀的钻孔和端口。经常需要增加端口泄压阀或平衡阀，如果不使用，则用型腔塞封闭通道。

负载敏感是一种仅在移动设备上使用的控制概念。该示意图显示了在柱塞泵模拟中的负载敏感控制。图片提供者：LunchBoxSessions.com

我在工业市场上从未见过的移动液压中常见的控制策略是负载敏感。负载敏感是一种控制方式，可测量靠近执行器的下游压力，以比较负载压力和流量引起的压降。该负载敏感信号反馈到泵，泵感知该信号并仅提供足够的流量和压力来满足任何当前运行的阀的需求。负载敏感压降通常仅为几百psi，从而为使用多种执行器的应用提供了有效的运行。

我相信，随着技术的进步，移动和工业液压设计趋势将继续保持不同的特点但平行地发展。移动应用中的功率密度不断提高，效率放在首位将确保减少排放并提高生产率。

来源：原文作者：Josh Cosford 翻译整理： iHydrostatics静液压