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流体动力供应商跨越行业障碍

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15 五月 2025

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在本系列的第二部分中,我们探讨了移动流体动力技术面临的挑战和机遇。

在2025年4月刊的《动力进展》杂志中,我们探讨了影响移动设备流体动力应用的趋势。在本系列的第二部分中,我们将着重探讨流体动力行业目前面临的挑战,以及供应商如何转型升级以确保能够持续满足OEM客户当前及未来的需求。

我们邀请了以下每位行业专家就三个关键问题分享他们的看法:

  • 丹佛斯动力解决方案公司总裁丹尼尔·温特
  • 胡斯科公司工程副总裁科里·奎内尔
  • Russ Schneidewind,HydraForce公司业务发展总监
问:贵公司以及其他公司在满足OEM需求方面目前面临的最大障碍有哪些?公司正在如何发展以满足这些需求?

Corey Quinnell,Husco:多样化的电气化战略——每个 OEM 都有其独特的电气化方法,需要灵活且可扩展的解决方案,以与各种动力系统和控制架构集成。

系统验证策略——向电液和智能控制系统的转变给软件集成、性能调优和系统验证带来了新的挑战。

Husco 的 MX 系列压力补偿式负载感应阀 Husco 的 MX 系列压力补偿负载感应 (PCLS/LUDV) 阀专为电液控制集成而设计,可在紧凑的空间内提供更高的灵活性和生产效率。(图片:Becky Schultz)

供应链和交货期压力——全球供应链中断和材料供应波动影响按时大规模交付零部件的能力。

更严格的效率和可持续性要求——OEM厂商面临着越来越大的压力,需要遵守更严格的排放法规和能源效率标准,这促使供应商开发高效、低能耗的解决方案——可持续性考虑贯穿整个供应链,从原材料采购到最终生产。

向电液和混合动力系统的过渡带来了新的工程挑战,需要将液压系统与电子控制系统和软件无缝集成。我们遇到的一个常见挑战是,新技术往往具有不同的响应特性,需要精细的调校策略来维持最终用户期望的稳定性。

Hydraforce公司的Russ Schneidewind表示:我的经验是,OEM厂商希望拥有一定程度的控制权,因为他们希望能够让自己的机器与竞争对手区分开来。与此同时,他们也不想被单一供应商束缚或受制于单一供应商……例如,如果他们从单一供应商处购买整套电液系统,他们有时会认为这风险很大,尤其是在我们最近遇到的供应链问题之后……

子系统在一定程度上会依赖于某些供应商。例如,对于机器的某些功能,他们可能会集成来自某个供应商的电液系统;而对于其他功能,他们可能会说:“嗯,这个供应商更擅长这个功能,所以我将集成该供应商的功能”,这样他们就不会过度依赖单一供应商。

在这个电液子系统中,包含一个控制器,并且会与机器上的主控制器进行通信。他们已经在机器上配备了CAN网络和以太网,可以用来与这些子系统通信,这正是他们机器的真正区别所在。他们仍然会控制所有部件,但控制的精细程度可能不如现在。

我认为这实际上对原始设备制造商 (OEM) 有利。他们这样或许能获得更好的最终产品,因为这能让专家控制他们擅长的子系统功能,然后 OEM 可以控制他们擅长控制的部分,也就是整台机器。他们还可以根据客户的需求,为客户提供相应的利益……

最大的障碍在于如何接受液压系统和电液系统这种不同的架构。有时这与成本有关,因为增加传感器、集成更多电子元件都会增加成本。但归根结底,流体动力行业必须从整体系统的角度出发进行调整,既要从组件层面降低成本增长,又要向原始设备制造商 (OEM) 客户证明更高的回报,才能真正实现转型……这确实需要更多的合作。

丹佛斯电动轮装载机在一些低功率和旋转应用中,电动装置已经取代了液压装置,但在短期内,高功率应用中的线性驱动仍将主要采用液压装置,例如这款轮式装载机。(图片:丹佛斯动力解决方案)

丹佛斯公司的丹尼尔·温特表示: OEM厂商越来越倾向于寻求优化的系统解决方案,而不仅仅是零部件,这种转变正在改变我们与合作伙伴的合作方式。虽然一些OEM厂商倾向于采购单个零部件并自行集成,但另一些厂商则正在采用能够带来更高效率和生产力的完全集成解决方案。

在丹佛斯,我们顺应这一趋势不断发展,采取更加协作的方式,以确保我们的客户获得最佳的系统级解决方案。

此外,我们也认识到,为新技术定价可能是一个挑战,但我们相信,通过适当的支持——通过法规和经济加速器——我们可以将真正颠覆性的技术推向市场。

问:贵公司的产品组合是如何演变以适应不断变化的客户应用和需求的?

丹佛斯的温特表示:液压元件几十年来一直是丹佛斯产品组合的一部分。2021年收购伊顿液压后,我们新增了流体输送和工业产品,打造了市场上最全面的产品组合。不过,我们的大部分液压产品研发工作都是由我们公司内部1600名才华横溢的工程师团队完成的。

我们的电气化事业部 Editron 是通过一系列收购发展起来的,包括 2017 年收购 Visedo、2018 年收购 AXCO-Motors 以及 2019 年收购 UQM Technology。通过这些收购,我们拓展了产品组合,涵盖了电机、转换器、逆变器和子系统,从而将电气解决方案打造成为一项核心竞争力。如今,我们已成为非公路、公路和船舶市场混合动力和纯电动动力总成领域的领先制造商,而 Editron 事业部是我们增长最快的业务部门。

我们的产品组合中同时包含液压和电动解决方案,这使我们能够满足客户在发展历程中所处的不同阶段的需求,并为他们的每个平台提供最合适的解决方案。

丹佛斯另一项具有战略意义的领域是我们的自动驾驶业务,该业务由我们自主研发并通过战略合作建立。这项业务整合了硬件、软件和工程服务,旨在帮助原始设备制造商 (OEM) 开发自动驾驶机械。我们与 OEM 合作,从概念设计到量产,为整车开发提供支持。

奎内尔,Husco: Husco在智能流体控制技术的开发方面处于领先地位,这些技术能够提高效率和精度,并与电气化平台集成。我们有机会将更多组件,特别是电气组件,集成到我们传统的液压机械控制阀中。这不仅丰富了我们的产品组合,也为我们开拓了新的市场机遇。

电子阀的集成不仅提高了产品性能,还提高了制造效率,实现了更快的测试、简化的子组件验证和增强的质量控制。

Husco 不断创新,将液压技术的优势与新兴的电气化趋势相结合,确保我们的解决方案能够满足 OEM 不断变化的需求,同时保持液压技术所提供的动力、耐用性和可靠性。

Husco始终强调我们阀门平台的灵活性,无论是手动、先导式还是电液(EH)控制。这种适应性使我们能够满足OEM厂商的各种需求。

近期,我们发现市场需求发生了转变,许多新型阀门配置采用电液控制,而非传统的先导控制或手动控制组合。这反映出行业日益重视自动化、效率和智能系统集成。

Husco 在研发、先进的仿真工具和快速原型制作方面投入巨资,以开发符合不断变化的 OEM 要求的下一代液压和机电一体化解决方案。

HydraForce EHBL 数字臂架控制系统,配备 HF-Impulse 2.0。(照片:Becky Schultz)

我们与领先的设备制造商紧密合作,开发可无缝集成到其独特应用中的定制化解决方案。我们常说,我们是客户工程团队的延伸。

我们先进的制造能力能够快速适应变化,包括灵活的生产线、自动化测试和先进的子组件验证,尤其适用于我们不断增长的电子控制阀产品组合。

我们与战略供应商紧密合作,以确保材料供应、灵活的生产规模化以及对不断变化的 OEM 需求的快速响应,从而使我们能够继续致力于提供可定制的高性能解决方案。

Schneidewind、Hydraforce:我们推出了一款新产品——它是一种系统架构,真正解决了机器正常运行时间或可用性方面的问题。

传统上,挖掘机在进行任何类型的起重作业或高空吊装作业时,都需要安装一种叫做动臂锁定阀或软管爆裂阀的装置。如果安装了传统的液压动臂锁定阀,挖掘机的功能就基本局限于起重作业或高空吊装作业。当尝试用这台挖掘机进行挖掘作业时,操作起来就不那么方便,不够平稳,效率也远不如以前。因此,他们不得不增加机器数量,灵活性降低,某些机器的可用性和正常运行时间也受到影响。这对经销商或租赁公司来说都是一种效率损失。

Hydraforce公司研发的是一种名为EHBL的电液动臂锁定阀。该阀门与液压动臂锁定阀类似,但它由一个小型控制器、一些压力传感器和一个电比例阀控制。这些部件与控制器协同工作,以判断动臂何时需要锁定。它的功能与传统的液压动臂锁定阀相同,但也可以完全从系统中移除,从而使机器能够执行传统的挖掘作业。

我们与一家名为HKX的公司建立了合作关系。HKX是一家售后市场公司,专门提供各种解决方案和套件,即使在挖掘机已经投入使用后,他们也能为挖掘机进行安装。他们发现,客户可以将这台机器用于多种用途,无论是起重作业还是传统挖掘,从而提高了机器的正常运行时间。而且,他们也看到客户对此非常满意。

所以,这就是一个例子,我们采取了非传统的方式来引入一项新技术,这项技术对于这些原始设备制造商(OEM)来说,未来确实非常必要。你必须考虑到,当他们开始看到客户享受这种新型架构、这种新型系统时,他们就会开始考虑是否应该将其作为我们未来机器的可选配置或标准配置。

问:您预计贵公司以及整个移动流体动力行业在未来三到五年内会有哪些发展?

奎内尔(Husco):未来三到五年,在电气化、自动化、效率提升和可持续发展需求的驱动下,移动流体动力行业将继续发展。Husco凭借其在电液技术方面的进步、扩大制造能力以及持续加强与原始设备制造商(OEM)的合作关系,已做好充分准备引领这一变革。

施耐德风能、海德拉福斯:我们正专注于集成更多符合我们细分市场需求的电子元件,即紧凑型解决方案……我们正在研究一些体积更小、易于使用的控制器。我们推出了一款名为 HF-Impulse 2.0 的全新图形用户界面,客户可以轻松配置特定功能模块,或设计和开发自己的程序。

我们使其能够应用于这个子系统概念……我们还将更多的电子元件集成到液压元件中,例如插装阀和紧凑型方向阀中的位置传感器,试图能够监控阀芯的位置,例如,将该信息反馈给控制系统,以便他们更好地控制该功能。

博世力士乐 HF-Impulse 2.0 HF-Impulse 2.0 配置和编程软件允许客户配置特定功能块,或设计和开发自己的程序。(图片:Becky Schultz)

作为博世力士乐集团的一员,当客户提出特定需求时,我们现在能够满足或解决这些需求,而这些需求以前作为独立品牌时可能无法实现。现在我们有能力进行定制设计,并提供合适的解决方案,无论是混合解决方案还是更传统的方案,例如立式阀门。

我们的目标是尽可能地提升解决方案的性能——使其能够在我们产品系列和细分市场范围内处理高压和高流量——同时尽可能缩小体积。混合动力技术恰好能满足这一需求。在紧凑型动力单元中,这项技术在某些情况下可能比较老旧。但如果考虑以不同的方式利用它,例如,在提升功能中用于驱动油缸伸出,然后在下降功能中回收能量,这为我们未来的发展提供了新的机遇。而过去,在HydraForce尚未并入博世力士乐集团时,我们主要专注于插装阀和液压集成控制器(HIC)。

我们擅长的另一件事是将液压回路集成到这些紧凑型动力单元中,这样我们就可以制造出一个真正紧凑的完整解决方案,其中包含多种功能,而不仅仅是一两种功能。

我们还在研究其他功能,例如远程信息处理和无线更新,因为我们认为这将是一项重要的特性,尤其对于这些子系统而言。如果我们能够远程进行必要的更新,就能为客户创造无需操心的价值。或者,我们可以提供一个功能已集成到机器上的选项,客户只需添加一个应用程序即可完成机器升级。

来自行业外部的威胁之一是机电旋转驱动技术。从紧凑的动力输出角度来看,机电液压仍然具有优势,但从效率角度来看,我们需要迎头赶上……为了提高效率,集成更多电子元件、传感器并熟练掌握应用软件至关重要。

丹佛斯公司的温特表示:我们相信,持续关注效率将推动更多系统解决方案的开发。要达到最高的效率水平,需要在系统层面进行优化。

作为供应商,我们深知产品在哪些工况下运行效率最高,并能设计出相应的控制算法,使产品在这些最佳工况下高效运行。丹佛斯致力于开发经过验证的成套系统解决方案,旨在提升效率和生产力。我们的客户已经注意到这一点,我们预计未来几年内,此类解决方案将获得更多关注,并推动其进一步开发和商业化。

丹佛斯 eHydraulic 动力模块像丹佛斯这款电动液压动力模块这样的电动液压解决方案,是未来几年发展的重点。这类组件专为电动汽车设计。(图片:丹佛斯动力解决方案)

我们还预计,电动液压解决方案及其替代系统架构将取得显著进展并得到广泛应用。电动液压,即电机驱动液压系统,是专为电动汽车设计的组件和系统。我们的工程师几乎每天都会收到咨询,并与客户紧密合作,共同进行电机液压系统的设计和优化,目前我们正在开展多个令人振奋的项目。

新兴法规将持续推动原始设备制造商 (OEM) 和供应商开发更高效、更可回收的解决方案。目前尚处于起步阶段,但未来发展势头将更加迅猛。我们预计,未来几年,可持续发展将推动液压系统朝着更高的效率和循环利用方向发展,这与我们的业务高度契合……我们将继续与客户携手合作,引领脱碳和循环利用解决方案的发展。

为了更有效地支持全球客户,我们意识到需要提升运营的韧性。这意味着我们需要拓展并优化全球布局,以确保能够满足全球日益增长的移动流体动力解决方案需求。通过加强在各个地区的业务布局并强化供应链,我们可以提供更加本地化、及时和定制化的支持,确保客户无论身处何地都能信赖我们。

随着数字化格局的不断演变,我们深知投资数字化客户互动的重要性。通过持续改进我们的系统、流程和工具,我们正在提升通过数字化渠道提供无缝支持的能力。

这项投资将使我们能够更好地解答客户疑问,更高效地解决问题,并简化交易流程,确保客户随时随地都能轻松获取所需信息和解决方案。这一转变不仅提升了客户满意度,也顺应了各行业数字化转型的趋势。

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