是什麼卡住中國裝備製造業的咽喉？
是什麼卡了我們的脖子——
「我國液壓工業的規模在2017年已經成為世界第二，但產業大而不強，尤其是額定壓力35MPa以上高壓柱塞泵，90%以上依賴進口。可以說，高壓柱塞泵是鯁在我國裝備製造業咽喉要道的一根『刺』。」近日，在太重集團榆次液壓工業有限公司，該公司副總、高級工程師陳群立對科技日報記者說，「高性能的柱塞泵，美德日等國外4家龍頭企業佔據中國市場70%以上份額，在技術方面卻對中國嚴密封鎖。」
小部件，大威力
高壓柱塞泵是高端液壓裝備的核心元件，被稱作液壓系統的「心臟」。液壓系統是裝備製造業的關鍵部件之一，被廣泛應用於農林機械、化工、輕紡機械、能源工業機械、冶金工業機械、建材工業機械、工具機行業，以及軍工、航空航天、船舶等等。據相關數據統計，發達國家生產的95%的工程機械、90%的數控加工中心、95%以上的自動線都採用了液壓傳動技術。可以說，一切工程領域，凡是有機械設備的場合，都離不開液壓系統。
一個完整的液壓系統由5個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能，它向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺杆泵。
高壓柱塞泵屬於動力元件。我國國產大飛機C919試飛成功的重要功臣之一，中國二重生產的國際最大的8萬噸級模鍛液壓機，其高壓柱塞泵就是進口美國的產品，幾十臺柱塞泵靠電動機帶動把液壓油加壓後推動油缸產生8萬噸的鍛打壓力。再比如坦克的履帶行走，就是依靠內燃機帶動液壓泵，讓油液經由閥門控制通過油管輸出去，驅動馬達變成旋轉運動，然後帶動履帶行走。我國的坦克、裝甲車等軍工機械，絕大多數使用的是進口高壓柱塞泵。這些進口的液壓泵，每臺價格都在20萬元以上。而這些液壓泵的更換和維修，都會受到外國公司供貨周期和提供服務的牽制。
「形似」易，「神似」難
陳群立說：「要實現高壓柱塞泵產品的技術突破，首先就要實現高端鑄件的突破。」
他介紹，高壓柱塞泵的各個零件都被整體「包裹」在鑄造殼體裡面，如果說高壓柱塞泵是液壓設備的心臟，那麼，柱塞滑靴副可視作這個心房內的心瓣膜。與柱塞、滑靴配對運動的缸孔及止推板都相當於「心房」「心室」的動力部件，他們都在輸出動力的時候各司其職，受衝擊和交變應力最為頻繁，受壓最大，運動速度和加速度最高，這些部件除了本身應該具有高硬度和耐磨的特性外，他們還共同依靠鑄件殼體的高精度支撐。
「高壓柱塞泵在工作過程中，會受到10—30兆帕的高頻率衝擊，高壓柱塞泵在高頻率的衝擊下，鑄件外殼就要承受巨大的機械力和液壓力，不合格的鑄件外殼在受力（熱）後會變形變大，殼體輕則會出現『冒汗』現象，重則洩漏，甚至有的柱塞—滑靴還會出現脫開的現象。」陳群立介紹。另外，由於壁厚不均，存在許多孤立的熱節，高壓柱塞泵鑄件內部容易出現縮松縮孔等缺陷，所以高壓柱塞泵的鑄件對技術、工藝和後續處理等方面的要求很高。
國內生產的液壓柱塞泵與外國品牌相比，在技術先進性、工作可靠性、使用壽命、變量機構控制功能和動靜態性能指標上都有較大差距，基本相當於國外上世紀90年代初水平。差距主要表現在產品品種、性能和可靠性等方面。液壓產品品種只有國外的1/3，壽命為國外的1/2。我國生產的高壓柱塞泵與國外先進水平的差距在於：故障率高，我們的產品有的只用一兩個月就出現故障，國外的可以用一兩年；平均無故障運行時間，我國的在2000小時以下，國外的可以達到8000小時以上；泵的容積效率低下，我國的柱塞泵長時間運行狀況下極易發生過度發熱、內損，從而功效急速下降。
目前，國內生產液壓柱塞泵規模較大的有太重榆液、中航力源、北京華德等企業。
由於鑄件工藝的薄弱，國內大多企業只能做到「形似」，還沒能做到「神似」。
國產化提速，推廣應用還需假以時日
山西是我國重要的液壓基礎件生產製造基地，也是重型裝備的製造和使用大省。太重集團榆次液壓工業有限公司，是國內規模最大的高端液壓產品製造企業之一。產品用戶遍布全國，出口東南亞、中東、歐美等國家和地區。近年來，太重榆液引進國際先進工藝技術，引進世界頂級的液壓鑄造專家、質量控制專家和軟體設施等，初步實現了引進吸收再創新。目前，材料研究、柱塞泵、高壓閥、多路閥等多項關鍵技術已經取得突破，產品已經實現了裝機。
陳群立說：「我們的自主產品還需要市場檢驗，需要更多的用戶檢驗。在初始階段，推廣應用是一道艱難的門檻。呼籲有關部門給予政策支持，幫助我們的自主產品走向市場，替代進口，反過來再促進我們的產品不斷提高質量。」
發達國家的高壓柱塞泵研究和應用，比我國早100多年，在二戰期間，他們的產品已經廣泛應用於軍艦、坦克等大量軍工裝備。從基礎理論研究到產品推廣應用，都經歷了長期的積累。而我國則從上世紀80年代末90年代初才有科研機構與生產廠家開始研究開發這種產品，有關高壓柱塞泵的基礎理論研究薄弱，設計理念和水平落後，特別是三大摩擦副的材料和工藝，都沒有取得實質性進展。
太原理工大學機械工程學院院長權龍教授說：「並不是我國製造不了高壓柱塞泵，只不過我國液壓工業較發達國家起步晚，製造的柱塞泵在性能上、使用壽命和可靠性方面較國外先進產品尚有一定差距。近年來我們與國外的差距正在不斷縮小，隨著行業和企業的重視，這個差距會越來越小。」（記者王海濱 王玉芳）