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博世力士乐的Mauro Silva分享了对引领当今市场和提高未来设备效率的一些技术趋势的见解。
随着整个机械行业自动化程度的提高,技术进步继续推动全球移动液压市场的增长和创新。这种增长轨迹似乎在不久的将来会继续下去,Allied Market Research 的数据预计,从 2023 年到 2032 年,移动液压设备的市场将以 6.4% 的复合年增长率增长。

在这个不断增长的市场以及自动化和设备电动化等趋势带来的可能性中,原始设备制造商面临着不仅要跟上竞争,还要保持领先地位的挑战。
为了了解移动设备环境中最新的流体动力趋势和解决方案,OEM Off-Highway 采访了博世力士乐负责移动电子和电气的销售技术专家 Mauro Silva。Silva于2004年在巴西爱科公司开始了其职业生涯,并于2009年加入博世力士乐巴西公司的应用工程团队。2022 年,他移居美国,加入博世力士乐美国公司,并负责美国移动电子和电气的销售。
如今,Silva专注于公司的电子和电气产品。当他努力确定目标市场、市场细分和价值主张时,他会深入研究问题以了解其原因并确定解决方案。如下的采访记录是Silva 对塑造当今市场的流体动力趋势以及未来技术引领行业的见解。
首先是自动化——我们看到 OEM 对机器自动化的需求不断增加。非公路机械的这一方面越来越多地用于区分各种原始设备制造商的产品,并为最终用户增加价值,同时提高生产率和操作员舒适度。
其次是能源管理——原始设备制造商对效率不高的机器越来越谨慎,导致客户的投资回报率不佳。机器原始设备制造商要求技术和解决方案能够实现最佳的液压控制。在添加电动化系统时,高效的能源管理变得更加重要,从而降低电池成本并延长机器正常运行时间。
自动化在移动设备行业(主要是建筑、农业和采矿业)有哪些独特的应用?
到目前为止,我们已经在数千台机器上实施了两个示例:紧凑型履带式装载机和挖掘机。紧凑型履带式装载机的主要用途之一是铲斗或附件自调平功能。在当今的系统中,此功能由专用液压回路与主控制阀结合执行。使用电子解决方案,可以消除这种调平电路,并且可以通过使用 MM7 惯性传感器读取机具的运动位置来执行自调平。除了更高的性能、精度和灵活性外,该解决方案还通过消除液压硬件和软管来节省成本。

就挖掘机而言,使用铲斗进行平整具有更高的动态复杂性,因为存在多个末端执行器。此外,铲斗可以以各种角度对斜坡进行平整,无论机器定位如何,都必须产生非常线性和重复的结果。该系统类似于紧凑型履带式装载机,其中 MM7 惯性传感器用作反馈的主要形式,软件会根据复杂性进行调整。这只是两个例子,非公路设备市场的美妙之处在于,这些自动化系统可以应用于如此多的应用,所有这些应用都具有非常有趣的结果。
有几个,其中之一是鲁棒性和可靠性。查看机器关节角度反馈的一种方法是使用直接安装在销钉上的角度传感器。然而,这会导致旋转传感器中的径向或轴向力,从而损坏它。使用惯性传感器完全避免了这种故障模式,因为这些传感器可以连接到末端执行器沿其身体的任何位置。另一个非常重要的优势是生产力。使用这些解决方案,操作员只需对重复性动作发出最少的命令,从而减少疲劳,提高舒适度,更重要的是,获得非常标准化、可重复的结果。
我们听到的一个主要抱怨是操作手的高流动率,以及为进入就业市场的新手操作员提供培训的需要。大多数使用非公路设备的操作都严重依赖工作中的培训和学习,这可能很危险、耗时且效率低下。通过集成半自动或辅助功能,由于软件可以管理任何给定任务的复杂性,因此培训时间大大减少,最终允许新手操作员在某些程序或操作中与经验丰富的操作员一样执行。最后一点可以清楚地看作是整个操作的效率提高。
在流体动力方面,OEM 面临的主要挑战是什么?他们试图克服什么,您能提供什么帮助?
流体动力的每个应用和每个领域都面临着不同的挑战。一些共同点是效率、可控性、安全性和可持续性。
在效率方面,我们最新一代的静液压传动组件比上一代产品提高了8%。此外,在开式系统中,我们的 A10VO eOC 泵能够降低控制压差水平并作为多种控制类型运行,所有这些都通过软件实现,从而进一步提高了效率。

在可控性方面,我们提供的电子硬件可以运行非常复杂的算法,使力士乐能够将我们组件上的许多机械复杂性转移到软件上。这反过来又为非常精确的控制打开了大门,为非公路机械带来了一流的可控性和可操作性。
在安全方面,我们所有的解决方案都通过最严格的功能安全标准进行验证。作为系统和组件的全球供应商,力士乐在开发过程中牢记世界各地的应用专业知识和法规标准。因此,我们确保可以根据OEM需求为所有解决方案提供任何性能水平。
最后,但同样重要的是可持续性。这个话题是我们成为许多行业供应商的一个日益增长的方面。在移动应用中,我们最新一代的静液压组件重量减轻了 33%,这意味着碳足迹更低,再加上上述效率改进,它们在产品生命周期内为降低碳足迹做出了巨大贡献。
我们的最新开发是 A10VG 系列 60,我们优化了设计,以便使用电子设备进行精确控制,最大限度地降低噪音水平,并提高效率。这确实是一个差异化因素,因为我们继续强调我们行业中最重要的挑战。

多年来,对更高效率和更低噪音的基本要求一直是我们产品DNA的一部分。60 系列的不同之处在于,我们完全投入在电子控制。该泵系列将仅提供电子控制版本,这使我们能够充分优化其设计,并导致斜盘上的控制力矩在各种排量尺寸上相同。当泵作为泵运行时,以及当它作为马达运行时,都有其优势的地方。
目前,围绕流体动力的技术趋势是电子控制、自动化、互联和电动化。这与我们的起源相去甚远。我们从带有齿轮泵的开中心系统中脱颖而出,这种开中心系统也随着渐进式改进而发展。然后,我们迁移到负载敏感技术和流量共享技术,这些技术也随着电子流量管理而逐步发展。现在,我们正朝着实现机器电动化的地步迈进,我们正在重新设计整个系统,以最大限度地提高效率。我们越来越多地看到机器中采用了电子控制装置。即使是像割草机这样的简单机器,也正在高度自动化和电动化。
技术是如何发展的?您如何看待移动液压系统在未来设备中的作用,特别是在电动化方面?
在电动化方面,力士乐预计未来十年市场将不断增长。有些应用可能会很快采用它,就像它已经为紧凑型设备所做的那样,而在其他应用中它可能意义不大,或者采用率会更慢。我们还看到液压市场在未来十年趋于稳定。尽管如此,液压系统仍将继续在非公路市场中发挥关键作用,作为电动化的补充部分。我们目前的战略是服务于大功率范围的机器,我们已经围绕这一点开发了完整的产品组合。我们还看到这个市场正在增长,特别是在港口和大型采矿或回收设备中。
我们一如既往地与客户并肩开发解决方案,重点是应用。我们的明确重点是开发日益电动化的硬件元件,并继续突破软件所能实现的极限。更重要的是,我们越来越关注的不仅是元件、系统和机器层面,而且强调需要为以软件为中心的整体运营开发解决方案。这是非公路应用的未来。
原文作者:Kathy Wells from Bosch Rexroth
原文始发于微信公众号(iHydrostatics静液压):【i资讯】自动化在未来的液压设备中扮演着重要的角色 | 博世力士乐谈未来技术趋势
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