Compact Hydraulics 紧凑液压

–定义

液压行业没有给出过公认的，关于紧凑液压的明确定义。Compact Hydraulics(CH)一词最早应该是由力士乐提出，用于众多产品的分类和业务的整合。

目前，力士乐CH Business Unit将其五大产品线：螺纹插装阀、集成阀组、负载保持与运动控制阀、模块式换向阀和动力单元，定义为紧凑液压产品。

笔者试图以产品的分类给出“紧凑液压”的定义：相较于传统解决方案，以更小巧、智能的液压元件，通过模块化或定制化的设计，提供狭小空间下性能更为卓越，灵活性、独特性更高的液压系统解决方案。

紧凑液压产品家族（图源：Rexroth）

–说明

1.插装阀 (Cartridge Valves)

插装阀主要有滑入式(Slip-in)和旋入式(Screw-in)两类，在紧凑液压的范畴谈插装阀主要指的是旋入式，即螺纹插装阀。

螺纹插装阀需利用螺纹，拧入加工好阀孔的集成块或者阀块之中进行工作。与传统液压阀相比，螺纹插装阀只是结构不同。阀芯同样采用锥阀或者滑阀形式，阀芯位于一个与之精密配合的阀套之中。阀套为阀芯提供导向作用，且阀套上设有油口通道，每一级油口之间开有密封圈槽，配备O型圈的阀套在插装阀安装到位的情况下，与加工好的标准阀块配合起到密封作用。

螺纹插装阀示意（图源：Hydac）

螺纹插装阀种类包括机械式、电磁开关式以及电比例式等。因其体积小巧且价格便宜，毫无疑问是紧凑液压类产品中的核心元件。最大特点便是在于依托其丰富的型谱，针对各类应用可以产生无限组合，提供独特的、创造性的以及紧凑的定制化解决方案。

2.液压集成块 (Hydraulic Integrated Circuits)

螺纹插装阀紧凑的尺寸允许安装到定制加工的液压集成块中，该集成块一般包含局部或整个液压回路，包括从一个阀到下一个阀的端口和“管道”。此外，多个方向、压力和流量阀可以安装在同一个机械加工的块中，减小了液压回路的尺寸、复杂性和泄漏点。国外主流元件厂商一般对此类液压集成块称为Hydraulic Integrated Circuits或Custom Manifolds。

液压集成块（图源：HydraForce）

3.紧凑运动控制阀 (Compact Motion Control)

紧凑型的负载保持与控制阀，主要涉及液控单向阀、运动控制阀和平衡阀等产品，可用于负载的保持或是控制负负载，特别是重物下降的速度，在机械设备，尤其是工程机械、起重机械、农业机械等液压系统中被广泛应用，也是一个特别重要的阀种。主流的平衡阀从结构形式上可以分为螺纹插装式（CV）和埋入式（PiB – Parts in Body）两类。

各类负载控制阀的名称和功能（图源：《平衡阀应用技术》-张海平）

 插装式与PiB平衡阀（图源：SUN & NEM）

4.紧凑型方向控制阀（Compact Directional Valves）

紧凑型方向控制阀，力士乐将其翻译为模块式换向阀，其实就是小流量的片式或整体式换向阀。和传统的多路阀相比，模块式换向阀体积更为小巧，多采用电磁直推结构，因此流量受限于电磁线圈功率和液动力的影响。得益于其模块化的标准设计与便捷的组合连接，在一些常规应用场合省去了阀块定制化的麻烦，因此在紧凑液压整个产品线中与螺纹插装阀组产品形成了优势互补，最终的目的还是抢占更多的市场份额。

值得一提的是，近几年不同厂商纷纷推出这类电比例多路阀，均企图在电动叉车的液压系统上分一杯羹。     

EDG片式模块化控制阀（图源：Rexroth）

 VPS整体式模块化多路阀（图源：Buchholz）

5.动力单元（Compact Power Modules）

整合了电机、泵、油箱、集成块以及其它辅件的紧凑型液压动力系统，规格定义如下：

紧凑型动力单元技术参数 （图源：rexroth）

    紧凑型液压动力单元（图源：HAWE）

–本质

紧凑液压产品核心为：液压中低流量应用的阀元件与具备一定功能性的集成式阀控解决方案。

–应用

广泛应用于移动液压和工业液压领域，本篇篇幅有限不具体展开讨论。

–前景

紧凑型液压的价值在于高功率密度和其可实现全面的系统功能。这类系统的全球市场一直在不断增长，且符合发展趋势，预计未来紧凑型液压业务仍将超过市场平均增长。

1. 排放规范：“国四”排放规范对主机生产商提出更高的要求。选用规则功率范围内的发动机都需要加装DPF后处理体系来满足排放要求。选用处理体系后，因为后处理本体体积较大，对整机布置也提出了更高的要求，需求选用更紧凑的零部件，特别是液压件。

2.电比例控制：在众多应用领域，电比例阀与遥控器结合操作的控制方式更具精确性、操作性与安全性，对传统手动多路阀的正在进行着如火如荼的改造、升级和替代。紧凑液压类产品在此应用领域，具有天然的适配性与优势性。

3.电动化与数字化：液压系统提供了设备作业者在现场所需的功率密度、可靠性和可控性，在可见未来的移动机械中仍将发挥关键作用。但事实上，电动化、软件和数字化的发展已经在塑造移动液压的未来，液压系统的数字化必然会简化液压系统的硬件，传统复杂的系统与元件必然会被标准化和整合化，用软件取代硬件的能力，最终标准化控制装置和先进的参数化软件会结合液压硬件，以简化的方式实现更为灵活的功能。而紧凑液压产品能否进一步统一纷杂的种类，更加标准化，并与数字化驱动、控制元件、传感器设备进一步整合设计，是其未来发展的关键所在。

原文始发于微信公众号（Compact Hydraulics 紧凑液压）：Compact Hydraulics 紧凑液压