液壓系統為什麼沒有徹底被電氣系統替代？

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現在飛機汽車上都有一套或者多套的液壓系統來控制或者驅動機械設備。為什麼不用電氣設備替代呢？電纜不是比油管更容易安裝便於設計嗎？而且感覺電路傳遞信號和能量都比油路方便啊？

這個問題在GIS身上表現的尤為突出。

GIS指的是高壓組合開關，它的工作電壓在110kV以上，是高壓輸配電的主力軍。由於電壓等級高，所以GIS內部所有導電部件都要SF6來隔絕。同時，GIS的主操作機構是液壓的。

這是GIS中開關的操動器，它由四個碟狀彈簧和操作機構構成。碟狀彈簧產生合閘力可達數噸力。而讓系統儲能就要依靠液壓系統。
看起來GIS系統完美無缺，但安裝到青藏鐵路4000多米的現場，情況馬上就不一樣了，所有的液壓部件和管道密封件都漏油。
工程師們調試了好久才解決這個問題。據說，解決思路是按太空梭中液壓系統作為參照，來實現的。
在此條件下，電氣也會出現問題，例如繼電器線圈因為散熱不暢而燒毀、繼電器觸頭滅弧能力不足而熔斷等等。但這些都比較容易解決。相對之下，液壓的漏油解決起來十分麻煩。
液壓系統的工作質量比很大，比電氣要高得多。但在某些方面，卻又不如電氣系統靈活方便。
只有兩者的完美組合才是最可靠的。因此，不應當是誰替代誰，而應當是誰好用就用誰。

你猜一下為什麼

順便，上面這個電推桿速度30mm/s，推力100KG
氣缸的話，空載輕鬆500mm/s，1.0mpa推力101KG

而且無論液壓缸還是氣缸，閥門一關就能保持作用力
通用的氣缸可以加節流閥減速，過載最多爆泄壓閥幾塊錢的事情。
直線電機的話，你要保證作用力怎麼辦？
慢速運行怎麼辦？蝸桿的話快速運行怎麼辦？
蝸桿的話過載整個推桿就報廢成本你開玩笑？

我混跡於中低端設備製造行業，沒接觸過航空航天這種高大上的東西，對於我而言，液壓氣動都是不可替代的，並不是絕對找不到替代品，而是絕對找不價格讓人滿意的替代品。

我接觸到的工作環境中，液壓元件最不可替代的優點是能很好地持續提供壓力，在這一點上，力矩電機的性價比慘不忍睹。

因為液壓功率密度大，做同樣的功液壓元件體積小，而且擺放方便，像飛機上上哪弄地方擺電機。
同時，液壓可以執行直線運動和迴轉運動，電機只能做迴轉，至於電纜比較的話，還是液壓管更好鋪一些。

1、電機由於磁感應強度的限制，功率密度沒法做到液壓那麼大
2、液壓系統容易實現過載保護
3、液壓系統液壓油可以將系統熱量帶出，容易散熱
4、液壓管路、液壓油站、液壓馬達可以有效利用場地空間

1功率密度大，這個不需要提了，而且電機的功率密度也在加大。
2可靠性高，液壓實現平動用平動副就行，電機實現平動需要轉動副加平動副，
3另外，有人說液壓元件加工水平要求高，其實好的電機，絲杠，減速機加工難度也不小。
4液壓元件和功能迴路非常成熟，元件標準化模塊化，產業鏈完善。
5液壓系統自潤滑自散熱自加熱。
6伺服控制上，液壓動態特性更好。

雖然有很多問題，但優點突出：一，功率密度大，對於飛機工程機械等要求布局緊湊的地方有天然的優勢。二，相對電機加機械傳動，液壓布置靈活性好，效率高。現在電液控制技術不斷進步，傳動介質也會有突破，應用會越來越多

好問題，首先電力傳動並不比液壓傳動能省多少空間，一般情況下電能必須通過電機才能轉換成機械能，而電機又必須配合減速箱、滾珠絲杠等傳動部件才能實現具體動作。
而電力傳動的能量密度很小，在提供短距高數值的量方面，液壓具有無可比擬的優勢，液壓機構能在極端的時間內產生數噸的壓力，並且能通過換向閥瞬間將這個作用力反轉，具體到應用上，既然你提到了汽車飛機，那就先說汽車，比如ABS系統，該系統用來防止你驚慌失措時把剎車踩死時導致汽車漂移，怎麼做？通過力矩反饋，一旦檢測到輪胎打滑，系統就自動鬆開剎車，一旦檢測到不再打滑又複位剎車，所以當你急剎車踩死剎車時，剎車塊其實一直處於鬆了緊緊了松的狀態，動作極快，這是電力傳動難以實現的。
再看飛機飛機的襟翼或方向舵在飛行時需要頻繁調整，對殲10這種不穩定型高性能戰鬥力更是如此，殲10飛行過程中的姿態微調動作全部又計算機自動控制，這些襟翼調整所需的力量也都非常大，而且與汽車的ABS類似，動作也很頻繁，電力傳動幾乎無法取代，試想再飛機機翼上加一坨齒輪或絲杠對設計師來說將多麼困難？而液壓系統，幾根細細的管線加上幾個小小的閥門就能搞定，你說哪個更簡潔？
由於沒有圖可能不夠直觀，以後再來仔細作答

能用電氣系統的，就盡量用電。
確實，液壓系統的油臟和漏油是兩大頑疾。可是，給碟形彈簧儲能的液壓機構，是電氣元件替代不了的。因為液壓系統的兩個液控單向閥，是液壓系統最簡單的液壓鎖。停泵以後，依然能把能量牢牢地鎖住。通過電磁機構儲能，斷電情況下，你能鎖住能量嗎？
所以，對反應速度、控制精度要求不高的，比如液壓傳動系統部分，能用電盡量用電。如果系統要求到伺服系統級，或高頻響，比如200hz以上，那就非液壓不可了。再好的電氣傳動，也要靠機械負來完成。機械負的效率比，遠遠比不上流體傳動。這正是民用看電動，航空航天國防看液壓。

（這些機器人，非得用液壓不可）

這個問題涉及的細節很多，泛泛的針對這個題目本身，可以簡單的從系統設計角度分析。
題目表述的飛機或汽車系統需要很高的穩定性，安全係數，以及錯誤情況下的繼續工作能力。液壓或氣壓系統的特點是自帶儲能單元(energy storage unit)，可以保證即使在故障情況下仍然進行運動，並且可以做到fail-safe，不破壞系統整體的安全值。
另外，飛機或汽車所提供的安裝空間有限，如果大規模使用電氣設備驅動，要達到液壓或氣壓系統同樣水平的上述特性，需要佔據更多的空間，需要更好的系統冗餘設計，更複雜的單件，會導致成本過高。往往一個fail-safe的要求就可以排除很多電驅動單元的應用。
總體來說，選擇什麼樣的驅動系統，是一個在需求(功能要求)，實現(環境因素，性價比，可實施性)，以及安全之間的一個平衡。

電氣傳動是通過電來進行傳動和控制的，利用交流電機來傳動，簡單而且價廉，因此應用最廣，也是各種傳動的組成部分。但交流電機一般難於進行無級變速，而直流電機雖可以實現無級變速，但直流電源價格較昂貴。目前晶閘管技術使交流電機無級變速大為簡化，但在大功率及低速大扭矩等場合的應用尚有待於進一步完善。電氣控制，特別是電子計算機控制，具有信號變化及傳遞方便，遠距離操縱容易等獨特優點，因此在自動化程度要求高的場合是必不可少的。
液壓傳動是用液體作為介質來傳遞能量的，液壓傳動與其他傳動來比較有以下一些優點：
（1）易於獲得較大的力或力矩
液壓傳動是利用液體的壓力來傳遞力或力矩的。液壓泵可以獲得較高的壓力，目前液壓泵可達35MPa的壓力，因此液壓缸可獲得很大的力或力矩。例如一個30cm直徑的液壓缸，當壓力為21MPa時，可獲得1.48×10^6N的推力，因此被廣泛應用於需要很大力或力矩的重型機械上。
(2)功率重量比大
功率重量比是指其輸出功率與其重量的比值。功率重量比大的設備即重量和體積較小而能輸出較大的功率。例如飛機上的液壓泵，每kW功率的重量只有0.209kg，而電動機每kW的重量將達1.5-2kg。所以在要求傳遞大功率而又不允許有較大體積的情況下應採用液壓傳動。
(3)易於實現往複運動
液壓面對實現往複運動是最方便的，而電動機則須通過齒輪齒條等機構把旋轉運動變成直線往複運動。
(4)易於實現較大範圍的無級變速
液壓傳動通過調節液體的流量就可以方便地實現無級變速，而且速比範圍大。例如用節流閥調節流量時，其流量變化可從0.02L/min變到10OL/min調速比可達5000，其他傳動形式的速比是無法比擬的。
(5)傳遞運動平穩
由於液壓流體的控制可以在非常小的流量時仍然很均勻，所以設備的運動速度可以很平穩，例如機床中可以實現1mm/min以下的無爬行穩定進給。
(6)可實現快速而且無衝擊的變速和換向
這是由於液壓機構的功率重量比大，所以液壓設備的慣性小，因此反應速度就快。例如液壓馬達的旋轉慣量不超過同功率電動機的10 %，故起動中等功率電動機要1～2s，而同功率的液動機械的起動時間不超過O.ls。故在高速換向頻繁的機床上（如平面磨床、龍門刨床）採用液壓傳動可使換向衝擊大大減少。
(7)與機械傳動相比易於布局和操縱
液壓傳動部件由管道相連，故在安裝位置上有很大的自由度，各部件可以安放在我們希望的位置上。例如把泵源放到不影響機器布局的地方，把操縱機構放在最方便的地方，例如輪船上的操縱機構放在船艙前部的駕駛台上，而其舵機則在船尾，這用機械傳動是難於實現的，而液壓傳動則沒有困難。
(8) 易於防止過載事故
在液壓傳動中可以方便地用壓力閥來控制系統的壓力，從而防止過載，避免事故的發生，而且可以通過裝在系統中的壓力計來了解各處的工作情況和負載大小，而在機械傳動中各處的負載大小就不易觀察。
(9)．自動潤滑、元件壽命較長
液壓傳動中使用的介質大都為礦物油，它對液壓部件產生潤滑作用，因此液壓元件有自潤滑作用，其壽命就較長。
(10)易於實現標準化、系列化
各種液壓系統都是由液壓元件構成，因此對液壓元件實現標準化、系列化，可大大提高生產效率，降低成本，提高產品質量。
與其他傳動形式比較，液壓傳動有以下缺點：
(1)易出現泄漏
由於液壓系統的油壓較高，因此液壓油容易通過密封或間隙產生泄漏，內泄漏則降低容積效率，外泄漏則引起液壓介質的消耗，同時又引起環境污染。
(2)油的粘度隨溫度變化，引起工作機構運動不穩定
油液粘度變化則引起阻力變化，故通過的流量或泄漏量也隨溫度而變化，這就會引起工作機構運動速度不穩定。
（3）空氣滲人液壓油後會引起爬行、振動、雜訊
空氣進入液壓系統後，由於氣體壓縮性大，所以從高壓到低壓或從低壓到高壓時，就產生較大的體積變化而引起振動、雜訊和爬行等。
(4)用礦物油作液壓介質時，有燃燒危險應注意防火。
(5)礦物油與空氣接觸會發生氧化，使油變質必須定期換油。
(6)液壓件的零件加工質量（幾何精度、表面粗糙度等）要求較高
為了減少泄漏，減少摩擦，所以必須使零件配合間隙要小，因此零件加工的質量要求就較高，成本也就提高了。

至少目前來講，液壓系統仍然用處廣泛，有電氣傳動不可比擬的優勢，比如伺服系統的反應速度，以及功率-質量比。當然電氣傳動的領域也正逐漸擴大，不過你提這種問題，可能也不是搞電氣的吧。

一台挖掘機用發動機連接液壓泵產生壓力驅動各個工作油缸實現各個動作
但是用電的話需要很大的電壓而且需要安裝多個大功率電動機然後挖掘機工作環境很差你不能確保電動機能長期使用

液壓系統功重比大，這是一個很大的優點，可以節省安裝空間。

易燃易爆的地方，用液壓最好了

再補充一點，液壓系統對溫度有要求，部分低溫高寒地區不適合。會冷凝。需要加裝輔助的加熱元件。

什麼時候超導材料便宜了，什麼時候電驅動就能替代液壓了

一、功率質量比大；二、電動作動器結構固定，安裝空間固定，液壓可以調整，特別是油管，可以能較好的適應一些比較苛刻的安裝環境；三、無電磁干擾。但是電動伺服近來發展迅速，只要能再突破幾項關鍵技術，液壓基本就沒太多用武之地啦

未來會被電取代，這是必然的

最大的原因是液壓系統在同等功率輸出要求下的動態響應速度比電氣系統高，至少能夠更容易地達到更高的動態性能。