是什么卡住中国装备制造业的咽喉？

王海滨 王玉芳

我国液压工业的规模在2017年已经成为世界第二，但产业大而不强，尤其是额定压力35MPa以上高压柱塞泵，90%以上依赖进口。可以说，高压柱塞泵是鲠在我国装备制造业咽喉要道的一根‘刺。”太重集团榆次液压工业有限公司副总、高级工程师陈群立对记者说，“高性能的柱塞泵，美德日等国外4家龙头企业占据中国市场70%以上份额，在技术方面却对中国严密封锁。”

小部件，大威力

高压柱塞泵是高端液压装备的核心元件，被称作液压系统的“心脏”。液压系统是装备制造业的关键部件之一，被广泛应用于农林机械、化工、轻纺机械、能源工业机械、冶金工业机械、建材工业机械、机床行业，以及军工、航空航天、船舶等。据相关数据统计，发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动技术。可以说，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，都离不开液压系统。

一个完整的液压系统由5个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齒轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。

高压柱塞泵属于动力元件。我国国产大飞机C919试飞成功的重要功臣之一，中国二重生产的国际最大的8万吨级模锻液压机，其高压柱塞泵就是进口美国的产品，几十台柱塞泵靠电动机带动把液压油加压后推动油缸产生8万吨的锻打压力。再比如，坦克的履带行走就是依靠内燃机带动液压泵，让油液经由阀门控制通过油管输出去，驱动马达变成旋转运动，然后带动履带行走。我国的坦克、装甲车等军工机械，绝大多数使用的是进口高压柱塞泵。这些进口的液压泵，每台价格都在20万元以上。而这些液压泵的更换和维修，都会受到外国公司供货周期和提供服务的牵制。

“形似”易，“神似”难

陈群立说：“要实现高压柱塞泵产品的技术突破，首先就要实现高端铸件的突破。”

他介绍，高压柱塞泵的各个零件都被整体“包裹”在铸造壳体里面，如果说高压柱塞泵是液压设备的心脏，那么，柱塞滑靴副可视作这个心房内的心瓣膜。与柱塞、滑靴配对运动的缸孔及止推板都相当于“心房”“心室”的动力部件，它们都在输出动力的时候各司其职，受冲击和交变应力最为频繁，受压最大，运动速度和加速度最高，这些部件除了本身应该具有高硬度和耐磨的特性外，它们还共同依靠铸件壳体的高精度支撑。

“高压柱塞泵在工作过程中，会受到10～30兆帕的高频率冲击，高压柱塞泵在高频率的冲击下，铸件外壳就要承受巨大的机械力和液压力，不合格的铸件外壳在受力（热）后会变形变大，壳体轻则会出现‘冒汗现象，重则泄漏，甚至有的柱塞—滑靴还会出现脱开的现象。”陈群立介绍。另外，由于壁厚不均，存在许多孤立的热节，高压柱塞泵铸件内部容易出现缩松缩孔等缺陷，所以高压柱塞泵的铸件对技术、工艺和后续处理等方面的要求很高。

国内生产的液压柱塞泵与外国品牌相比，在技术先进性、工作可靠性、使用寿命、变量机构控制功能和动静态性能指标上都有较大差距，基本相当于国外上世纪90年代初水平。差距主要表现在产品品种、性能和可靠性等方面。液压产品品种只有国外的1/3，寿命为国外的1/2。我国生产的高压柱塞泵与国外先进水平的差距在于：故障率高，我们的产品有的只用一两个月就出现故障，国外的可以用一两年；平均无故障运行时间，我国的在2000小时以下，国外的可以达到8000小时以上；泵的容积效率低下，我国的柱塞泵在长时间运行状况下极易过度发热、内损，从而功效急速下降。

目前，国内生产液压柱塞泵规模较大的有太重榆液、中航力源、北京华德等企业。

由于铸件工艺的薄弱，国内大多数企业只能做到“形似”，还没能做到“神似”。

国产化提速，推广应用还需假以时日

山西是我国重要的液压基础件生产制造基地，也是重型装备的制造和使用大省。太重集团榆次液压工业有限公司是国内规模最大的高端液压产品制造企业之一，其产品用户遍布全国，产品出口东南亚、中东、欧美等国家和地区。近年来，太重榆液引进国际先进工艺技术，引进世界顶级的液压铸造专家、质量控制专家和软件设施等，初步实现了引进吸收再创新。目前，材料研究、柱塞泵、高压阀、多路阀等多项关键技术已经取得突破，产品已经实现了装机。

陈群立说：“我们的自主产品还需要市场检验，需要更多的用户检验。在初始阶段，推广应用是一道艰难的门槛。呼吁有关部门给予政策支持，帮助我们的自主产品走向市场，替代进口，反过来再促进我们的产品不断提高质量。”

发达国家的高压柱塞泵研究和应用，比我国早100多年，在二战期间，他们的产品已经广泛应用于军舰、坦克等大量军工装备，从基础理论研究到产品推广应用，都经历了长期的积累。而我国则从20世纪80年代末90年代初才有科研机构与生产厂家开始研究开发这种产品，有关高压柱塞泵的基础理论研究薄弱，设计理念和水平落后，特别是三大摩擦副的材料和工艺，都没有取得实质性进展。

太原理工大学机械工程学院院长权龙教授说：“并不是我国制造不了高压柱塞泵，只不过我国液压工业较发达国家起步晚，制造的柱塞泵在性能、使用寿命和可靠性方面较国外先进产品尚有一定差距。近年来我们与国外的差距正在不断缩小，随着行业和企业的重视，这个差距会越来越小。”

（本文转自《科技日报》）