Warum wurden hydraulische Systeme nicht vollständig durch elektrische Systeme ersetzt?

Jan 20, 2024

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Um es mit den Worten von Dr. Zhang Haiping aus der chinesischen Hydraulikindustrie zu sagen:

„Die beiden Grundlagen, auf denen die Hydrauliktechnik basiert – höhere Energiedichte als elektrische Antriebe und mehr Flexibilität als mechanische Antriebe – sind nicht so einfach zu durchbrechen.“

 

Eigenschaften der hydraulischen Übertragung


Eigenschaften des hydraulischen Getriebes: Das hydraulische Getriebe weist viele Eigenschaften auf, wie z. B. geringe Größe, aber hohe Leistung, hohe Geschwindigkeit und hohe Leistungsdichte, starke und feste Stoßfestigkeit, starke Umweltbeständigkeit und lange Lebensdauer. Beim Vergleich von Hydraulikmotoren mit Elektromotoren und anderen transformierenden elektromagnetischen Getriebeaktuatoren ist die Leistungsdichte etwa zehnmal höher und das Leistungsverhältnis mehr als 20-mal höher als der Reaktionsstandard.

 

In dieser Hinsicht können piezoelektrische oder supermagnetostriktive Aktoren zwar einen größeren Schub erzielen, aber den Hub und die hydraulischen Zylinder bewegen, der Hub ist sehr kurz und nicht vergleichbar. Daher ist der Einsatz technischer Maschinen wie Hydraulikzylinder und anderer linearer Getriebe und der Einsatz elektromagnetischer Substitution unvorstellbar.

Darüber hinaus besteht der Vorteil der hydraulischen Kraftübertragung darin, dass sie hinsichtlich der Konfiguration der realisierten Komponenten flexibler ist als die mechanische Kraftübertragung wie Zahnräder oder Pleuel. Da die Konfiguration der Verbindung zwischen einer Energiequelle wie einer Pumpe und einem Betätigungselement wie einem Steuerventil, einem Hydraulikzylinder, einem Motor usw. durch Rohrleitungen realisiert wird, stellt die Konfiguration zwischen ihnen kein Problem dar, selbst wenn dies der Fall wäre weit voneinander entfernt, und es besteht ein größerer Freiheitsgrad bei der Form oder räumlichen Gestaltung des Übertragungssystems. Darüber hinaus ist es möglich, durch die Verwendung der hydraulischen Basisteile in Verbindung mit den hydraulischen Basisteilen ein leistungsstarkes und hochfestes einstellbares Kraftübertragungssystem zu realisieren, ohne durch mechanische und strukturelle Einschränkungen der Struktur eingeschränkt zu sein.

Die Hydraulik fester Geräte wird inzwischen teilweise durch elektrische Antriebe – Servomotoren usw. – verdrängt, da elektrische Energie im Allgemeinen direkt gewonnen werden kann und der Einsatz von Hydraulik auch eine weitere Energieumwandlung, einen weiteren Energieverlust bedeuten kann. Aber das passiert nur bei stationären Geräten mit geringer Leistung, bei diesen Tausenden bis Zehntausenden Tonnen hydraulischer Pressen. In weiteren zwanzig Jahren wird die Hydraulik keine Konkurrenz mehr haben mit einer Batterie auf der Rückseite) verwenden immer noch viele hydraulische Antriebe. Der wesentliche Grund dafür ist die hohe Kraftdichte hydraulischer Antriebe. Um eine lineare Bewegung zu erreichen, haben Hydraulikzylinder einen einfachen Aufbau und können Schubkräfte erreichen, die elektrische Antriebe nicht erreichen können. Kleiner Schub, Dutzende Hunderte Kilogramm Kraft, elektrischer Antrieb kann sein. Aber der große Schub, ganz zu schweigen von den Zehntausenden von Tonnen oder Tausenden von Tonnen, ist mit einem elektrischen Antrieb sehr schwierig zu bewerkstelligen, da die elektromagnetische Kraft durch den Strom begrenzt wird. Alle derzeit verfügbaren Materialien haben einen Widerstand: Je höher der Strom, desto schlechter die Erwärmung.“ Natürlich wird der hydraulische Antrieb in Zukunft vielleicht bis zu einem gewissen Grad ersetzt, wenn Brennstoffzellen, Supraleitungstechnologie usw. Durchbrüche bei der Industrialisierung erzielen, aber Im Hinblick auf die aktuelle industrielle Entwicklung ist die Hydraulik in vielen Bereichen immer noch sehr wichtig.

Soweit ich weiß, hat das Hydrauliksystem in den letzten Jahren die Intelligenz erweitert und mehr digitale, intelligente Steuerung sowie Datenerfassung und -analyse hinzugefügt. Die zukünftigen Entwicklungsaussichten sind immer noch sehr breit.

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