终极比较备忘单 – 飞行模拟器运动基础 – 液压运动与电动运动

电动运动系统已经运行了大约 10 到 15 年。在那段时间里，有几个已经被液压系统取代，用于许多自重轴承应用。电动执行器设计中组件的数量和类型是主要关注点。目前的主要设计使用丝杠、滚珠丝杠或滚柱丝杠机构。所有这些都利用大量组件来实现从旋转到线性的运动。多个行星滚子、大量滚珠和耐磨丝杠的组合构成了各种机构的设计特征。所有这些都需要适当且通常大量的润滑。此外，在高速下，滚柱丝杠和滚珠丝杠的设计会导致负载运动部件的数量产生显着的噪音，除非采取重大措施来抑制固有噪音。部件磨损是主要问题。多个小型重载机械部件的组合是金属与金属接触和磨损的原因。这些设计虽然很聪明，但在将旋转运动转换为线性平移的方法上并不“简单”。

安装

电气系统需要为人员空间内的运动平台系统致动器提供高电压。需要采取特殊预防措施以确保此类系统安全并满足国家和法规要求。然而，液压系统只需要将高压服务带到远程 HPU 位置。液压 HPU 通常位于受严格控制的远程位置。因此，直接在运动平台上只需要较低的控制电压。

液压系统需要加压软管连接到伺服阀控制下的每个执行器。通常使用 1000 psig 和 1500 psig 之间的系统压力。这些压力可以通过通常额定压力超过 3000psi 的双线编织软管轻松安全地处理。现代 SAE 的 O 形圈、JIC 和其他管件配置使泄漏几乎成为过去。同样，在需要的情况下，液压油可以用“食品级”矿物油代替。将现代高性能液压系统与商业和工业设备中使用的液压系统相媲美的描述具有误导性。现代液压系统不存在与低成本机具设备相关的泄漏和破裂问题。

简单/复杂

液压系统非常简单：执行器、伺服阀、控制器和计算机。液压执行器旨在吸收系统总能量，以防出现“最坏情况”失控情况。这是通过在执行器行程的两端使用内置缓冲垫来实现的。这种非常简单的气缸设计功能内置于气缸中，以防止所有控制、电气和液压故障。本质上，当发生任何故障情况时，即；电脑、控制器、电器、伺服阀甚至操作失误，导致故障；内置于气缸中的缓冲垫将保护运动平台和有效载荷免受损坏。

另一方面，电气系统通常依靠“开关”和控制逻辑的组合来保护系统。许多电气系统依靠“制动”系统来猛烈停止运动。尽管这些在其实施中可能是有效的，但编程和额外的复杂性会导致更高的安装成本和系统故障的可能性，从而可能导致运动平台或有效负载损坏。应该注意的是，如果所有这些备用电气系统都发生故障，则执行器将简单地猛撞到其中一个硬停止，同时执行器会立即锁定。这通常是需要机械方式解锁的绑定卡纸，除非添加更复杂的系统和设备以将减速限制在合理的范围内。

维护

液压系统通常大约每运行 1000 小时就需要维护一次。这通常包括检查 HPU 过滤器、润滑（取决于制造商）和一般清理以及验证性能响应。这些“低技术”系统检查很容易通过标准维护技术和人员进行维护。这样的系统已经运行多年，几乎没有维护。

另一方面，电气系统通常大约每运行 80 小时就需要润滑一次，同时还要检查电源接线和多个限位开关、控制逻辑验证和编码器/解析器操作检查。它们的可靠性取决于以“串联”方式排列的组件组合的正常运行。任何一个受监控的组件都会导致系统停止，从而增加停机时间和相关费用。

运行噪音

设备空间中使用的液压执行器非常安静，声级低于 50dbA。具有重要意义的是与 HPU 相关的液压系统噪音问题。这通常通过将其定位在远离运动平台的位置来解决。这有两个主要原因：降低噪音，以及控制和减少散热。

电动运动平台系统由于其特殊设计导致执行器中有许多小运动部件，因此可能会产生噪音。有一种明显的“急促”声音，非常明显，可能会也可能不会干扰移动平台上的编程内容。这在“飞行模拟”应用中尤其值得关注。

作者：J.F. Samicola 和 G.P.科卡利斯