早期的液压系统使用水作为传动介质，只是由于其润滑和腐蚀问题，以及工作温度的限制，在20世纪20年代被矿物油取代之后，矿物油一直是大多数液压系统的工作介质。近年来，由于对液压系统的安全性、环保性、节能性以及可持续发展的要求不断增加，用水代替矿物油作为液压系统的工作介质又引起人们的极大的关注。
美国、日本等西方发达国家自20世纪70年代中期开始研究开发水液压技术，部分产品已经在工业中得到应用。如美国的R．Howard Strasbaugh公司生产的用于半导体集成电路的加工设备，就采用纯水液压技术代替伺服电机及一套机械传动装置。日本的通产省工业学院及法国的Bmnzavia Vir—equipment公司于20世纪80年代研究开发出用于海洋作业的海水液压系统。我国20世纪90年代开始进行这方面的研究工作。华中理工大学从20世纪80年代初承担“六五”，“七五”高水基液液压传动重点科技攻关项目的研究，20世纪90年代以来在此基础上展开海水液压传动技术的研究，于1992年底研制出一台单柱塞式海水液压泵样机。浙江大学主要开展自来水为介质的相关技术。由此可见，纯水液压技术的研究已成为国际液压界的一大前沿研究课题。
2 纯水传动的优缺点
(1)无污染危害 纯水作为一种无昧、无毒的绿色液压介质，其泄漏与排放不会污染环境。
(2)阻燃性与安全性好、温升小 水不会燃烧，故消除了火灾危险，安全性好；另外水的比热与热导率分别为液压油的约2倍到4倍，故纯水液压系统的温升较低，一般不需要设热交换器，简化了系统结构。
(3)介质经济性好水资源丰富且提取储运使用便利，价格低廉，故以纯水作为液压介质成本低经济性好。
(4)可避免和减少产品污染 产品污染是许多生产行业格外关注的事情。泄漏的油液和水基液会使纺织制品、木制胶合板受到玷污，也会使纸张变色、药品变质和食品变昧、污染，还会使某些产品根本不能出售。但是纯水渗进产品中，危害要相对小的多。
(5)利于提高绿色意识 应用纯水作为液压介质可帮助培养全民良好的环境保护意识。纯水液压元件和系统的生产厂家和用户可以认识到他们的行为是对新型的绿色液压技术的支持，即使付出了一定的代价，也是对人类环境和健康安全做出了积极的贡献。
但纯水也存在着如下明显的缺陷，这也是我们要研究和克服的问题：
(1)纯水黏度低 加大了密封间隙中的流体流速，对较软的金属容易产生拉丝腐蚀，从而使泄漏加剧，对于水压泵来说，容积效率会降低。
(2)具有较强的腐蚀性 容易使材料表面脆化，受损的表面组织脱落，加速表面磨损，而且水的PH值、硬度及水中寄存的微生物也会对系统和元件产生不良影响。
(3)润滑性差纯水产生的润滑薄膜只有矿物基液压油产生的1／3～1／20，液压元件无法实现润滑，高压时很容易造成相对运动表面的直接接触，使磨损加剧，液压元件的寿命缩短。
(4)气蚀性 纯水饱和气化压力比矿物基液压油高出很多倍。汽化压力随着温度的升高上升很快。而且，随着压力的升高，水中的杂质会使材料表面产生物理和化学反应，极易产生气蚀现象；
(5)噪声大 容易产生水击，从而引起系统的振动和噪声等。
虽然纯水液压传动存在一些缺点，但是从总体考虑，其优点大于缺点。而且，随着现代技术的飞速发展，这些不足逐渐得到很好的解决和补偿。
3 主要研究的课题
纯水有着与矿物油不同的特点，现有的液压元件和系统不能直接用于水压传动。应该针对水压传动的特点重新研制和设计新的液压元件，认真分析水压传动所面临的关键技术问题，抓住主要课题进行重点研究，目前水压研究的主要课题大致如下：
(1)水压元件中摩擦学问题研究 由于纯水中润滑困难，摩擦副的固体表面处于直接接触状态，很快便会受到磨损。材料的磨损主要表现有4种形式：粘着磨损、磨粒磨损、表面疲劳磨损、和磨蚀磨损。在边界润滑和混合润滑状态下，粘着磨损和磨粒磨损占主要地位。表面疲劳磨损在滚动接触中明显可见。纯水的腐蚀作用可在较低的接触应力下去除腐蚀表面，而新鲜表面更容易受到腐蚀，这两个过程的相互作用就形成了腐蚀磨损。对于绝大多数材料而言，上述4种形式的磨损在水中都比在油中大。由于黏度低，水压元件中的间隙流速会很高，高速水流会对过流表面产生严重的冲刷作用，引起过流表面材料破坏，即冲蚀磨损，当介质中含有固体污染颗粒时，冲蚀磨损将更严重。因此，深入研究水压中的摩擦学问题，掌握其摩擦机理，合理利用水的有限润滑作用，切实有效地解决水压元件面临的严重粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、疲劳磨损及冲蚀磨损等摩擦学问题，是能否研制出高性能水压元件和系统的关键。
(2)水压元件及系统的计算机仿真创新 液压仿真技术为我们预测液压系统的性能提供了一个有力的工具，不仅大大地缩短了液压系统和元件的设计周期，避免了因为重复实验及加工所带来的昂贵费用，而且有利于及早的发现所研究的系统在动静态特性方面的薄弱环节并加以消除。还可以通过仿真对所设计的系统有一个深入的了解，从而达到优化系统，优化元件，优化参数的目的。目前有许多成熟的仿真软件包广泛应用于液压领域的设计过程中，其中德国亚琛工业大学的DSH软件和英国Bath大学的Bath／fp是推出的最早软件，在行业中影响也最大。随着科学的发展，又有数十款液压仿真软件和通用的系统仿真软件应运而生。但是现有的大多数软件，包括一些通用仿真软件，存在以下几个问题：a．面向原理图建模的图形界面，仅仅是一个工具而已；b．实际上只能对简单的液压系统进行仿真，或者说只能是对简化了的系统进行仿真；c．仿真系统不利于创新思维的运用；d．仿真与优化脱节，事实上仿真无法直接指导系统的设计优化；e．仿真软件得不到强大的液压元件参数库的支持；f．软参数的确定带有很大的盲目性；g．实验与仿真的对比分析功能不强；h．仿真结果的再利用没有得到深入发掘。随着产品设计中强调源头创新，对仿真技术的研究与软件系统的开发也提出了新的要求。从国外的相关软件来看，液压仿真技术发展一直受到重视，不断地在进行开拓和完善。并且仿真技术在液压元件与系统的创新设计中，发挥了重大的作用。与其他各项技术一样，随着科学技术的进步，液压仿真技术也将与时俱进，发展趋势可以归纳为这样几个方面：基于网络的仿真技术、协同仿真技术、基于仿真的工况监测与故障诊断技术、实时仿真技术和面向复杂系统的分布式建模与仿真技术等。液压元件及系统的仿真软件的研究与开发必将推动纯水液压技术的发展，所以液压仿真软件的研究对纯水液压的发展具有重大的意义。
(3)各类水压元件及系统的开发与应用研究 水介质与矿物油介质物理化学性能的巨大差别决定着不能将现有的液压元件用于纯水液压传动。通过研究纯水液压元件和系统对纯水液压传动进行更深刻的认识与分析，对元件尺寸、静动态性能进行研究，总结其规律及原理对纯水液压传动的发展起着重要的作用，所以对纯水液压元件和系统的研究也是纯水液压传动研究的一个重要课题。
(4)水压元件及系统气蚀，水击发生的机理、危害及控制政策研究气蚀，水击问题是液压阀中经常发生的一个严重问题，随着液压系统向高速、高压及微型化发展，特别是纯水液压的发展，气蚀，水击问题显的更为突出。水的汽化压力是油的千万倍，且水中的溶解气体的提前析出又会诱发水在高于其汽化压力时产生气穴现象，从而导致气蚀破坏。相对于油压元件而言，纯水液压元件的气蚀机制发生了更本性的改变，元件内部流场的气穴特性与对材料的侵蚀程度产生了显_著差异。因此深入研究水压元件及系统中气蚀、水击发生的机理，充分认识其危害性，并采取合理有效的控制策略，避免气蚀、水击现象发生，是迅速推动纯水液压传动系统发展的一个重要基础。
(5)新型工程材料在水压元件中的应用研究 无论海水或者纯水作为液压介质都具有强烈的腐蚀性，所以如何选用耐腐蚀材料是纯水液压元件研究的关键问题之一。目前采用的新型材料如工程陶瓷，工程塑料及复合材料不仅具有优异的耐腐蚀性能，而且具有优异的耐摩擦性能，是理想的耐腐蚀材料。但是陶瓷的化学键主要是离子键和共价键，这种化学键方向性强结合能高，因此陶瓷在高温下很难发生塑性变形，积聚的能量不能被及时吸收，在外载荷的重复作用下，疏松区陶瓷颗粒的边界等各处缺陷成为裂纹源，裂纹逐渐扩展，导致材料脱落，最后产生疲劳断裂剥落坑。工程塑料热变形温度较低，不易获得较高的表面质量，而
且吸水，尺寸稳定性差。因此结合纯水液压传动的实际情况研制新型的耐腐蚀材料也是纯水液压传动研究的一个重要课题。
(6)水压传动系统的综合特性的评估策略与方法研究如何从生命周期的角度来评定水压传动系统的技术性能、费用、对环境的影响程度、劳动保护、能源消耗、资源消耗、应用领域等综合特性，并与传统的液压系统比较，对于客观认识水压传动的突出优越性，为企业决策者及工程师提供切实可行的技术解决方案，推动水压传动技术迅速发展有着非常重要的作用。
(7)水压传动实验装置的设计与研究 由于矿物油和水的物理化学性质不同。因此，对液压元件的要求和性能影响也就不同。而获得液压元件性能参数的最佳、最可靠的途径就是通过实验测试。油压传动实验装置和实验技术已经比较成熟，由于油压传动与水压传动具有明显的差异，所以我们不能只是对油压实验装置进行简单修改而进行水压传动实验，必须结合
水的物理化学性质进行纯水液压元件实验系统的设计，纯水液压实验系统的设计对纯水液压元件的设计起着举足轻重的作用，但是我国水压传动实验技术还正处于起步探索阶段，所以研究纯水液压传动实验系统也是纯水液压传动技术研究的一个重要课题。纯水液压传动是一个多学科交叉的技术、必须重视基础研究，综合运用材料学、流体力学、理论力学、摩擦学、控制理论、计算机技术、精密加工及精密测量技术等相关学科的最新研究成果。从合理选材、结构设计、设计理论和方法、加工手段和制造工艺等人手，有效克服水压传动所面临的腐蚀、泄漏、摩擦磨损、气蚀、水击和污染问题，才能研发出高性能的水压元件和系统。
4 纯水液压技术的应用
地球上水资源十分丰富，若用水做工作介质，不仅费用低廉、使用方便，而且介质的泄漏和排放不会对环境造成污染，是一种优良的工作介质，由于纯水液压传动所具有的独特优越性，已成为液压技术的一个重要方向，并可以在很多工业领域推广使用。目前，纯水液压传动技术应用的领域主要有：
(1)消防，冶金，采矿，原子能动力厂，化工生产等安全性较高的环境；
(2)食品。医疗，电子，纺织，造纸，包装等行业；
(3)海洋工业和航天航空工业；
(4)内河船}白和河道工程；
(5)大型民族游乐设施；
(6)水下作业工具及机械手的驱动。
目前我国相对于西方国家研究和应用纯水液压传动的部门还比较少，技术水平与西方国家还有很大的差距，我国应该积极参与纯水液压传动技术的研究和应用工作，以缩小我国在此领域与西方国家的差距，为国家创造巨大的经济效益。
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