В современной промышленности гидравлические системы подобны “кровеносным сосудам” и “мышцам” машиностроительных изделий, выполняя ключевые задачи передачи энергии и точного управления. В последние годы, с постоянным прогрессом технологий, гидравлические системы находят все более широкое применение в различных отраслях, а их технологические инновации и развитие приносят множество перемен в промышленную сферу.
Недавно в крупнейшем в Юго-Восточной Азии контейнерном транзитном порту — Сингапуреанском порту — 50 роботов-автономных грузовиков (AGV) с нагрузкой 65 т, покрытых “золотым доспехом”, завершили развертывание работ, а их интеллектуальные гидравлические системы поворота произведены китайской компанией太重集团榆次液压工业有限公司 (Тайчун Юйе). Это уже второе событие после доставки в конце 2024 года первого в мире робота для стопки пустых контейнеров в Сингапуреанский порт, когда Тайчун Юйе снова сопровождает серийное экспортирование китайских роботов-AGV, реализуя “противоточное прорывное наступление” интеллектуальных гидравлики и интеллектуального оборудования на международном рынке.
Противостоя двойному вызову торговых барьеров международной торговли и жестких технических стандартов, Филиал Тайчун Юйе в Цзинане продолжает считать интеллектуализацию и цифровизацию ядром драйвера трансформации предприятия. Данная серийная продукция является результатом очередного тесного сотрудничества с ведущим китайским предприятием по разработке и производству роботов. Она не только обеспечала динамические характеристики гидравлической системы, но и смогла сбалансировать контроль затрат, успешно преодолев ключевые проблемы отрасли, а также способствовала повышению технических стандартов в области высокотехнологичного портового оборудования.
Техническая команда инновационно применила модульное проектирование, в сочетании с технологией гидравлического сервопривода с замкнутым контуром регулировки, оптимизировав динамические характеристики и ударостойкость гидравлической системы. Система адаптирована для тяжелых роботов-AGV класса 65 т и может стабильно работать в тяжелых условиях, таких как высокая температура и солевой туман. С 2022 года Филиал Тайчун Юйе в Цзинане точно уловил тенденцию к интеллектуальному модернизации портов, установил стратегическое сотрудничество с известными предприятиями по производству портовых роботов и совместно продвинул процесс импортозамещения китайских гидравлических компонентов в области высокотехнологичного портового оборудования. К апрелю 2025 года Тайчун Юйе уже поставила более 100 гидравлических систем для портовых AGV, обеспечив массовое применение китайских гидравлических компонентов в области высококлассового портового оборудования.
А в проекте первого в мире робота для стопки пустых контейнеров, доставленного в Сингапуреанский порт в конце 2024 года, гидравлическая часть управления стала ключевым элементом. Робот работает на новоэнергетических батарейках, оснащен быстрым автоматическим заряжением, управляется электродвигателем и обладает преимуществами низкого выброса углекислого газа, высокой энергоэффективности, быстрого отклика и низкого уровня шума. Его гидравлическая система оснащена 15 гидравлическими управляющими контурами, которые соответственно управляют поворотом, торможением робота и рядом операций по пространственному перемещению контейнеров. Гидравлические цилиндры дополнены высокоточными датчиками перемещения, которые в сочетании с передовыми технологиями распознавания образов могут интеллектуально определять физическое положение контейнера. Система управления всей машиной затем, на основе обратной связи от датчиков о текущем положении захвата, управляет всей гидравлической системой для позиционирования захвата в целевом положении. Кроме того, применение “пропорциональных вставляемых клапанов” максимально повысило скорость отклика системы и безопасность, а гидравлическое управление функцией поворота захвата, с точностью позиционирования до ±0.2 мм, стало своего рода “мастерством” и ключевым этапом для высокоточного совмещения контейнеров.
В лаборатории немецкой компании Bosch Rexroth набор гидравлических клапанов, оснащенных чипами ИИ, регулирует расход с скоростью отклика 0.25 мс, что в 800 раз быстрее, чем моргание человека. Это техническое прорывное решение, известное как “гидравлический нейрон”, знаменует собой正式ный вход гидравлических технологий с 200-летней историей в цифровую эпоху. В 2024 году глобальный рынок интеллектуальной гидравлики превысил 28 миллиардов долларов, а его основные изменения проявляются в таких аспектах, как точность регулировки, энергопотребление и прогнозирование неисправностей.
С точки зрения точности регулировки, погрешность регулировки традиционных сервоклапанов составляет ±2%, тогда как новая цифровая гидравлическая система компании Sany Heavy Industry с помощью алгоритмов ИИ добавила компенсацию, повышая точность до ±0.05%. В применении к выдвижным цилиндрам туннеллеров этот прогресс позволил сократить смещение оси туннеля с 10 см до 3 мм. По энергопотреблению цифровой насосный агрегат Bosch Rexroth CytroPac за счет реального прогнозирования нагрузки делает кривую энергопотребления идеально совпадающей с потребностями оборудования. Применение на автомобильной производственной линии показало, что годовая экономия электроэнергии достигла 370 тыс. кВт·ч, что эквивалентно годовому электропотреблению 400 семей. В плане прогнозирования неисправностей встроенный алгоритм извлечения 128-мерных признаков в интеллектуальной гидравлической системе компании XCMG способен отправлять предупреждение при износе подшипников до 0.01 мм, что на 600 рабочих часов раньше, чем традиционный вибрационный контроль.
В проекте судна для установки ветряных электростанций компании Taiyuan Heavy Industry гидравлическая система демонстрирует удивительную “коллективную интеллектуальность”. 32 интеллектуальных гидравлических цилиндра образуют сеть Mesh, каждый исполнительный орган является узлом вычислительной мощности. При подъемке лопасти ветряной турбины весом 120 т система может автономно вычислить оптимальный план распределения давления, ограничивая колебания структурных напряжений в пределах ±5%. Также система может имитировать различные режимы работы в виртуальном пространстве со скоростью 1000 раз в секунду, а ИИ сравнивает исторические данные для формирования оптимальной управляющей стратегии. Применение на платформе для глубоководной бурения показало, что такое предварительное моделирование сокращает время простоя из-за гидравлических неисправностей на 82%. Кроме того, гидравлический контур интеллектуального экскаватора Zoomlion обладает возможностью “микрохирургии”: при обнаружении микроутечки шланга ИИ автономно регулирует расход в соседних клапанных блоках, поддерживая стабильность давления в системе и обеспечивая 48-часовой буфер для ремонта.
Кроссоверное сочетание цифровой гидравлики и ИИ также дало прорывные результаты в ряде областей. Ручной экскаватор山河智能 с 5G-удаленным управлением за счет цифровой гидравлики и крайнего вычисления обеспечивает субмиллиметровую синхронизацию 16 суставов, и на строительстве в районе Сионган оператор может управлять оборудованием, расположенным в 700 км, с такой же точностью, как своим собственным рукой. Гидравлическая система управления крылом китайского самолета COMAC C929 использует усиленное обучение ИИ, автономно оптимизировав 127 方案扰流 в аэродинамических испытаниях и повысив критическую скорость вибрации на 15%. Гидравлический мотор интеллектуального комбайна John Deere может чувствовать изменения плотности культуры, в реальном времени регулируя скорость движения, и на ферме в провинции Хэйлунцзян потеря при уборке сои сократилась с 3.2% до 0.9%. Цифровая гидравлическая система подводного аппарата “Фэндузэ” (Борец) в глубинах до 10 тыс. метров автономно компенсирует колебания давления, поддерживая погрешность силы захвата манипулятора не более ±2 Н. Усовершенствованный робот-хирург达芬奇 с магнитно-реологической цифровой гидравликой позволяет хирургу через обратную связь силы ощущать сопротивление тканей в 0.02 Н, что в 20 раз чувствительнее, чем пальцы человека.
Как лидер в области гидравлической передачи, управления и системной интеграции, компания恒立液压 продвигается вперед, преодолевая вызовы и непрерывно внося новые силы в металлургическую отрасль. Прошлого месяца恒立液压 поставила 3 комплекты гидравлических систем для проекта непрерывного литья алюминия известному предприятию по производству интеллектуального оборудования. Предоставленные гидравлические системы имеют низкое давление 35 бар и высокое давление 170 бар, расход达 300 л/мин, обеспечивая энергию и управление для различных рабочих механизмов непрерывного литья алюминия и гарантируя бесперебойное течение процесса.
Для обеспечения надежности и долговечности恒立液压 использовала самопроизведенные высокопроизводительные гидравлические компоненты, такие как переменный плунжерный насос серии HP6V и пропорциональный направляющий клапан 4WREE. Насос HP6V отличается меньшим объемом и большей устойчивостью к загрязнению, обеспечивая непрерывную и стабильную энергию для оборудования для непрерывного литья алюминия. Прямодействующий пропорциональный направляющий клапан 4WREE с датчиком положения золотника обеспечивает более точное управление, а в сочетании с пропорциональным регулирующим клапаном гарантирует стабильную скорость спуска гидравлической системы, повышая качество и гладкость поверхности алюминиевых брусов.
Кроме того, 恒立液压 поставила полные гидравлические системы для международного проекта по производству высокочастотно-сварных труб. С учетом потребностей клиента и фактических условий эксплуатации оборудования компания разработала индивидуальные гидравлические системы, использовав продукты вроде высокого давления плунжерного насоса серии HP6V, что обеспечило отличную совместимость и синергию системы. Для этапа подачи и формирования с высокими требованиями к гидравлической точности комбинация пропорционального направляющего клапана 4WREE6E и гидравлического мотора HSD250 гарантирует производство высококачественных труб. Кроме того, гидравлические системы проекта применяют передовые энергосберегающие технологии, внедряя накопители энергии в качестве вспомогательного источника энергии для снижения пикового мощности системы, в результате чего установленная мощность всей линии снизилась до 920 кВт, что на 30% меньше, чем у аналогичных производственных линий, обеспечивая высокую эффективность и низкое энергопотребление.
Однако в сельскохозяйственной машиностроении гидравлические системы сталкиваются с рядом проблем. Как “нервы и мышцы” тракторов, гидравлические системы напрямую определяют тяговую силу, рабочую эффективность и надежность всей машины. Но у китайских высокопроизводительных тракторов большой мощности (свыше 200 л.с.) гидравлические системы все еще испытывают недостатки в ключевых технологиях, недостаточную надежность и отставание в интеллектуализации, что становится “пятном Ахиллеса”, ограничивающим их выход на глобальный высококлассовый рынок.
Ключевые гидравлические компоненты китайских высокопроизводительных тракторов большой мощности, такие как высокое давление плунжерные насосы, электрогидравлические пропорциональные клапаны и замкнутые гидравлические моторы, все еще зависят от импорта, что приводит к высоким затратам. Также китайские гидравлические системы обычно используют открытую схему контура, с потерями энергии до 20-30%, и при длительной работе под тяжелой нагрузкой часто возникают проблемы с перегревом масла и внутренними утечками, при этом частота остановок из-за неисправностей выше, чем у импортных моделей, в 3 раза. В плане интеллектуализации международные бренды уже широко применяют электрогидравлическое интегрированное управление, тогда как китайские гидравлические системы все еще основаны на механическом управлении с сильным давлением, что снижает точность работы.
На рынке модели тракторов стоимостью выше 200 тыс. долларов занимают 90% иностранные бренды, а при закупке высококлассовых тракторов крупные китайские фермы обычно требуют установки импортных гидравлических систем. Кроме того, международные стандарты, такие как сертификация CE Евросоюза, предъявляют жесткие требования к чистоте гидравлических систем, а китайские системы из-за ограничений технологического уровня сложно соответствуют этим стандартам, что приводит к частым застревам золотников и другим проблемам, сталкиваясь с барьерами международной сертификации и стандартов.
Но есть и предприятия, борющиеся за прорыв. Например, совместно разработанное патентное решение “главный клапан, постоянная и переменная гидравлическая система и погрузчик” компанией Guangxi Zhongyuan Machinery и Guangxi LiuGong Machinery выиграло премию за лучший патент Гуанси. Это решение инновационно предложило новую технологическую линию замкнутого гидравлического systému с постоянной и переменной мощностью и проектировку его ключевых гидравлических клапанов и систем, успешно устранив лишние потери при перепускании в гидравлической системе и значительно снизив расход топлива всей машины. К мая 2025 года патентные продукты массово применяются в погрузчиках весом 5-9 т, с общим объемом производства и продаж более 4000 единиц, принесшим предприятиям дополнительные продажи свыше 875 млн юаней и дополнительные экспортные доходы более 60 млн юаней.
Гидравлические системы как ключевой элемент промышленности демонстрируют разные тенденции развития в разных отраслях: есть инновационные достижения и расширение применения, обусловленные технологическими прорывами, и проблемы, подлежащие решению при столкновении с вызовами. С постоянным прогрессом технологий и упорством предприятий гидравлические системы, вероятно, достигнут больших прорывов в еще больших количестве областей, обеспечивая более мощную поддержку для глобального промышленного развития.
