面就针对第二种方法展开分析，有如下八种方案可供选择。
①活塞结构油箱是利用活塞的可移动特性改进而来，能随时保持内外压力相同。
活塞可以随着油箱壁左右移动，当海水的压力大于油液压力时活塞就会向右移动，直至油液压力和海水压力相同，活塞才停止，这样就能保证油液压力和海水压力随时相同，从而就使得系统压力平衡。这种结构的不足是对活塞的密封和润滑要求很高，在海水直接接触活塞导轨这种环境下，很难满足密封和润滑的要求，并且还可能有海底的微生物等其他杂质卡在活塞导轨上阻碍活塞的移动。
②海水和活塞导轨直接接触会导致很多问题，为了避免海水和活塞导轨之间的直接接触，可以安装一种材料将活塞与海水隔开，如胶皮就是一个比较好的选择，其结构如图3-2所示。
这种结构使得海水和活塞之间有一胶皮相隔，这样就避免海水与导轨的接触而破坏了导轨的润滑，以及杂质的进入而卡住导轨。该结构利用胶皮的良好伸展性，通过胶皮传递海水的压力，从而保证了油箱内外压力保持平衡。
③外置气囊型结构是在油箱的外面接上一个或数个装了油液的气囊，气囊中的油液和油箱相通，当液压装置还在陆地时，气囊是鼓的，当潜入深海时随
着压力的增大气囊逐渐被压扁，从而保证了油箱内外压力的平衡。
此结构利用气囊的良好伸展性和压缩性，通过对气囊的压缩而使油液也被压缩，进而使得油箱内油液压力升高，系统内外压力也就能平衡了。此种结构必须要通过油箱油液的最大变化率来计算气囊的大小，这样才能保证气囊在被完全压缩前已经能满足其最大体积变化的需求，同时也尽量不要把气囊做得太大，否则会带来一定的不便。在水下作业时还要注意保护气囊，避免被一些较尖锐的物品刺破，同时还要作业气囊和油箱的接口大小，如果太小，有可能出气囊面把油液入口堵住的情况。
④内置气囊型结构与外置气囊型结构位置的气囊位置相反，气囊内部没有油液。整个气囊在油箱内部，当油箱内部到深海工作时，气囊内部会进入海水，
16 致使油箱内部体积减小，油箱受压，压力也就随着海水的压力变化而变化。此种结构原理和外置气囊型结构大同小异，主要区别在于内置型的气囊不易被损坏，但是它的油箱容积没有外置型的大，同时也要注意计算气囊的大小，当使用单个气囊会使气囊体积过大时，可以考虑多个气囊。此种结构也可以看成是将方案②中活塞去掉，这样结构简化很多，所以可以看成是对方案②的改进。但它在油箱外形大小相同的情况下，所装的油箱相对较少。
⑤非金属膜结构与气囊型结构的原理相同的情况下，但各自的适用范围有所不同，当表面积较大时，用油膜结构较为合理，因为它有足够的表面空间；当表面积较小并且内部较宽敞时用气囊型结构较好。
这种结构在钢质圆形油箱的一端加橡胶膜或在方形油箱的5个面上开窗并加橡胶膜，利用橡胶膜的伸缩变形进行压力平衡和克服体积变化，优点是结构简单、易于加工。确定是橡胶膜的边缘易出现疲劳断裂，密封不可靠。
⑥橡胶罩结构中油箱的6个面只有底面是钢制材料，其他各个面都是采用整体的橡胶罩，所以整个油箱的变形能力很强。
这种结构的优点是变形幅度大，可以达到50﹪以上，能克服较大体积变化的情况，缺点是制造复杂，高成本，橡胶罩容易形
⑦波纹管结构利用了波纹管的纵向可收缩性，随时改变管内油液的体积，从而改变内部的压力，但是波纹管的可改变体积相对较小，不能满足某些由于外部系统的原因，而要求油液体积改变较大的情况，并且此结构制作也相对复杂。
⑧蓄能器状气囊结构参照了蓄能器的结构，外形上和蓄能器相似，内部结构原理和前面所提及的方案③、④相似。
蓄能器状气囊结构的气囊比较大，所以一般情况下需要一个气囊就能满足体积变化的要求，而不用像内、外置气囊结构那样安装多个气囊。气囊大了之后容易引起变形，所以就在气囊外面包一个圆桶状金属外壳，来保持气囊的形状，同时也可保护气囊不 被尖锐物品刺破，在圆桶的尾部开了口，使海水与气囊接触。使用单个气囊虽然已经能满足体积变化的要求，但是这是还涉及一个响应
17 的问题，因为气囊外壳尾部的小孔不可能开得太大，在有些情况下，油箱的体积突然发生变化，压力平衡装置不能马上响应，会造成油箱内部压力小于外界压力的情况，当然这也是本课题的一个分支问题，本文就只分析道这里。
从以上分析可知各方案工作原理是相同的，共同点都是一个油箱，包含一个能进行弹性变形的部件，当有压力差存在时，该部件就发生变形，将压力传递到油液中，从而使油液的体积减小，压力增大至于外界环境相等，也就是油箱内部的压力与外界的水压力达到平衡，这样，不论多大深度，油箱内部的压力总与外部水压力相等，油箱壳体所受到的内、外压力相等，压差为零，实现了对不同水深的压力补偿。通过以上各个方案的比较，最后一个方案是比较合理的，蓄能器状气囊结构既能实现油箱较大的体积变化，又便于压力补偿装置的安装，也容易计算所能补偿体积的大小，气囊外包着的金属壳，因而，气囊不会发生太大的变形，金属壳还可有效地防止外界尖锐物品刺破气囊。
所以本设计所选用的压力平衡机构是蓄能器状气囊结构。方形油箱和圆桶形油箱加了压力平衡装置
3.6 总体系统的结构
确定了油箱的端面直径和长度，还要确定油箱的厚度。虽然油箱有了压力平衡装置后，在深海所承受的压差约为零，但还是要承受较大的内压，同时还会打出许多螺纹孔用于其他部件的安装和固定，所以选定油箱壁的厚度为10㎜.油箱的制作方法选取铸造工艺。为了使整个系统便于安装，油箱的右端面是开通的，整个内部结构安装完毕后用一块油箱盖板将油箱盖住，为了整个系统注油方便，还在油箱壁的上方开了个注油口。使用蓄能器状气囊结构作为压力平衡结构，考虑到安装方便，就把其放在油箱的上背面，但是为了系统在初始的状态下气囊内就能装满有油液，气囊结构的最高位置要低于油箱壁的最高位置。
第四章液压技术发展趋势 4.1 国外液压系统的发展
工程机械主要配套件有动力元件、传动元件、液压元件及电气元件等。目前工程机械动力元件基本上都用内燃式柴油发动机(简称柴油机)；传动分机械传动、液力机械传动、静液压传动、电传动等。但目前工程机械用得最多、最普
18 遍的为液力机械传动及静液压传动。整个传动系统还包括传动轴、驱动桥等。静液压传动有多种结构形式，有的有传动轴、驱动桥，有的没有，视情况而定；液压元件主要有缸、泵、阀、密封件及液压附件等。静液压元件的泵(主要是变量泵)、马达(变量与定量)，以及相应的减速机等；电气元件以前对工程机械的影响还并不大，最早的工程机械电气系统，主要是起动电路及照明电路，系统及元件都非常简单，起动可以用拖起动，白天干活不用照明，因此，这两个电路系统出了故障也能勉强维持工作。但工程机械发展到今天，电气系统及电气元件已经成了工程机械一个非常关键的部分，可以说今天的绝大多数工程机械，电气系统出了故障根本就不能工作，有的甚至寸步难行，等于一堆废钢铁。因此电气系统、电器元件目前也是工程机械最关键最主要的配套件之一。主要电器元件除传统的元件外，还有各种传感器，各种控制元件及微处理机等等。下面就国际上这些工程机械主要配套件的基本情况及发展趋势谈谈看法。 国外工程机械主要配套件的基本情况
目前国外工程机械主要配套件大多数都生产历史悠久，技术成熟、供应充足，生产集中度高，品牌效应突出。配套件的发展随主机的发展而发展，同时配套件自身的发展反过来又促进主机的发展。目前国外工程机械配套件的发展形势好过主机的发展形势。目前国外工程机械配套件的发展形势比较好。 近些年来国外工程机械有一种发展趋势，主机制造企业逐步向组装企业方向发展，配套件逐步由供应商来提供。比如世界上实力最强的主机制造企业美国的卡特彼勒(Caterpillar)、凯斯(Case)、日本的小松(Komatsu)、瑞典的沃尔沃(Volvo)等世界上这些大型的工程机械主机制造企业，其配套件的配套能力也是非常强的，它们的配套件外配的数量也是在逐年大幅度地增长，一些中小工程机械企业就更是如此，配套件逐步主要由零部件制造企业来提供。这样做有几大好处，主机企业可集中精力把自己的主机产品作好，减少配套件完全由主机企业自己来承担的风险，而配套件企业作得更强更大，有能力迅速提高配套件的质量、技术水平，同时能为主机企业提供更多的新产品，这样更容易促进主机产品的发展。国外工程机械主机企业从1988年达850亿美元的销售额以来，基本上没有多大变化，而相反这些年来配套件从150亿美元，增长到1000亿美元，增幅是相当大的。因此，国外工程机械配套件这些年来得到了快速发展。国外工程机械配套件生产历史悠久、技术成熟、 品种齐全，完全能满足各种工程机械的配套需求国外许多工程机械主要配套件企业都有50年，甚至100年以上的发展历史，企业的规模都相对较大，技术十分成熟，品种也非常齐全，几乎应有尽有。比如目前世界上生产密封件及减振器最大的企业，德国的弗罗伊登贝克(Freudenberg)公司，成立于1849年，生产密封件及减振器已有100多年
19 历史，其品种应有尽有，从技术上、品种上完全能满足液压行业对密封件及密封技术的要求。同时还不断推出新的密封材料及新的密封结构，推动液压密封技术不断向更高技术水平发展。目前世界上最大的中大型发动机制造企业，美国的康明斯(Cummins)发动机制造公司，成立于1919年，也几乎有近100年的历史。37.3kW(50马力)以上的柴油机可以全方位为各种工程机械，甚至所有需要柴油机动力的各种机械配套，在技术上可以完全满足最苛刻的欧II、欧III排放标准，甚至可以达到欧IV、欧V排放标准。
在流体产品领域内，目前世界上最大的流体产品(主要是液压件、密封件及液压附件等)制造企业，美国的派克(Parket)公司，成立于1918年，也有近100年历史，可以提供品种齐全的、高技术水平的液压件、密封件及所有的液压附件。目前世界上最大的用于静液压系统的变量液压元件制造企业，德国的博士――力士乐公司，已有200多年的历史，从1953年开始全面制造液压元件，也有50年以上历史。其最具特色的产品是用于静液压传动的变量系统液压元件，无论是斜盘式或斜轴式，闭式(泵控)或开式(阀控)系统液压元件品种都非常齐全，能为各种需要静液压系统元件的工程机械整个系统成套配套。还有世界上最大的传动部件制造企业，德国的ZF公司，成立于1915年，也有近100年历史，能为各种工程机械提供品种齐全的传动部件。在电气配套件方面，世界最大的德国西门子电气公司，以及日本的东芝公司、川崎公司、德国的博士(Bose)公司等，都有50年以上，甚至100年以上的悠久历史，能满足工程机械各种高技术水平的电气系统和电气元件的要求。 4.2 远程液压传动系统的发展
在科学技术迅猛发展的今天，计算机技术、网络技术、通信技术等现代化信息技术正对人类 的生产生活产生着前所未有的影响。这些信息技术的进步，为今后制造业的发展，设计方法与制造技术模式的改变指明了方向，为数字化设计资源与制造资源的远程共享，进一步提高产品开发效率奠定了基础。这一点已经引起了学术界的广泛关注，并且有很多科研学者已经投入到了这方面的研究。目前在液压领域中，特别是中小企业在进行液压传动系统的设计时，存在着零部件种类繁多、系统集成复杂、参考资料缺乏等一系列困难，而远程设计服务可以解决这些问题。为减轻液压设计人员的工作负担，实现现代化设计模式的转变以及设计资源、技术资源和产品信息的共享，本文提出了建立基于Web的远程液压传动系统设计的新模式。 （1）系统的体系结构
基于Web的远程液压传动设计系统采用BS(浏览器服务器)模式的体系结构，服务器端上存放了所有与设计计算相关的应用程序，以及用户信息数据库、
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