■ 郭新燕 金教智
日前，以中国兵器集团首席科学家雷丙旺为首的特种液压泵阀研发团队，联合国内泵阀行业产学研优势单位，突破了多自由度变间隙摩擦副高压密封、高压轴向柱塞泵振动抑制、关键摩擦副高光滑耐磨表面制造、液压阀内部油道优化设计、多路阀负载匹配、关键零件高精度制造工艺、关键零件耦合等关键技术，完成了13种液压元件样机研制，各项性能指标国内领先、达到了进口对标件同等水平，解决了13种高性能液压元件“卡脖子”隐患，填补了国内空白。
把装备特种液压泵阀的饭碗
端在自己手里
“央企攻坚工程”是中央企业的科技创新战略工程。“央企攻坚工程”二期——装备特种液压泵阀等液压元件研发项目主要是解决7型武器装备用13种液压元件严重依赖进口、成本高、订货周期长、易受国际环境影响等问题。
装备特种液压泵阀作为“大国重器”中的“精器”，广泛应用于装甲突击系列、压制火炮系列、舰炮系列、多管火箭炮系列、防空反导系列、军用特种车辆系列等诸多产品领域，由于具有耐高低温、耐高压、耐腐蚀、高精度、长寿命及高可靠性等特殊性能要求，大部分产品国内厂家不能生产，国内数百项装备特种液压泵阀长期依赖进口，我国武器装备研制生产供应链存在极大安全隐患。
作为我国特种液压泵阀研发生产的摇篮，早些年，北重集团引进消化国外尖端技术，初步构建了从液压系统开发到产品设计、制造、装配调试的全流程生产能力体系。北重集团成功改进多项稳定器技术，完善装备液压泵阀的全配套研产能力，形成完善的产品体系。
基于前期的成功经验，北重集团为此次解决装备特种液压泵阀等液压元件研发增添了砝码。
北重集团整合国内优势资源，依托“兵器工业装备特种液压泵阀国产化攻关生产联合体”，联合国内泵阀行业产学研优势单位，实现基础机电产品液压泵阀完全自主可控目标，把装备特种液压泵阀的饭碗端在自己手里。
目前，北重集团拥有5座液压泵阀现代化生产厂房，配备30余台先进的检测设备和50余台高精度机械加工设备，每年高效生产泵阀零部件超过30万件， 建成了“兵器装备特种液压泵阀试验验证中心”，具备液压泵阀性能、环境适应性、耐久性等三大类试验验证能力，是国内唯一满足多品种、宽温域、多介质、高指标的液压泵阀试验验证中心。
做研究就像开车
走错了就得重来
一张正向设计流程图表、三维图设计场景、一堆计算公式，每周五晚上六点半，特种液压泵阀团队成员准时聚集在会议室里，交流近期的工作进展，运动仿真动画、加工制造工艺规程、液压阀高温试验装置、智能柱塞泵及内外泄露实时监测方法……这些听上去晦涩生僻的术语，在他们眼中闪闪发光。
团队成员们讨论得如火如荼。如何使产品性能指标不低于对标进口件，提高产品寿命，这些问题一直困扰着他们。
阳光照射进来，大家笔记本上记得密密麻麻，各式各样的专业术语、数学符号在头脑间跳跃，仿佛一串进入奇妙世界的代码。
面对项目研制产品种类多、研制周期紧、技术难度大等一系列问题，一群不服输的北重人接续奋斗。
为使产品性能指标不低于、环境适应性高于对标进口样机，项目团队在方案阶段就将各技术指标分解细化，落实到具体零部件，明确关键尺寸。
团队通过系统仿真、静力学仿真、热力学仿真、模态仿真、冲击振动仿真、流场仿真等不断优化产品结构，再经过原理样机、试验样机、工程样机三轮试验才最终完成产品研制。
“这是厚积薄发的过程。”特种液压泵阀国产化办公室主任柏朝辉说，“我们通过仿真计算校核了13种产品各元件的强度，模拟了极限工况下各产品的工作性能，核算了各产品的压力、转速、流量、压损等关键技术指标。再通过性能、环境适应性、耐久性等三大类试验对产品进行全方位考核验证，对不满足性能指标的产品进行设计优化与迭代仿真，最终提高了产品的质量和可靠性。”
在项目的研制过程中，多自由度变间隙摩擦副高压密封技术也是困扰团队多日、让人头疼“难缠”的问题。
团队设计了自适应能力强的柱塞密封环，实现了高压变形自动补偿，并提高了摩擦副密封的可靠性，使密封环具备更好的强度、耐磨性、弹性。最终这一难题取得了突破，液压泵马达产品在10号航空液压油条件下测试容积效率大于92%。
该团队用一次次的计算、试验、优化，完成了追赶和超越，硬是在这条难度极大、门槛极高的赛道上跑出了北重人自己的路。攻克了多自由度变间隙摩擦副高压密封、多路阀负载匹配技术——后置负载敏感及抗流量饱和等技术，13种液压产品达到国内领先水平，部分技术指标优于国外同类型产品。
“做研究就像开车，走错了就得重来。”柏朝辉和笔者开玩笑地说，“我们不知道重来了多少回，记不清了，但我清楚地记得当A2FM12马达通过8800r/min超速试验时，大家释然的表情；清楚地记得当100泵马达通过400小时耐久性试验时，大家激动的心情。”
不断突破
“卡脖子”技术的制胜三招
“从0到1”，总是伴随着“在希望与失望中煎熬”的经历。
3年来，公司把增强企业创新能力作为事关长远发展的战略性重大任务，下大力气汇聚推动科技自立自强的力量。
“研发装备特种液压泵阀等液压元件任务的难度是客观存在的，我们的动力和底气何在？我认为在于公司高强度研发投入、高端技术人才引进、高难度关键技术攻关，这是我们不断突破‘卡脖子’技术的制胜三招。”泵阀办公室相关负责人说。
一串数字见证了公司3年来液压泵阀创新驱动为公司高质量发展注入的强劲动力：研发投入5811.97万元，引进人才22人，攻克30余项关键技术，申报专利22项，发表论文20篇，发布标准6项。
研发投入就是最好的产出。该项目团队从去年4月份到8月份特种液压泵马达、阀辅件两个技术室9名员工到联合研制单位开展产品设计、生产装配和试验验证。公司加大研发投入，及时解决资金问题，实时跟踪进展进程，不定期在员工中开展“头脑风暴”，助力员工在创新中打破技术壁垒，让技术出新。
解决“卡脖子”难题关键核心技术的突破离不开技术领军人才。为搭建泵阀产品规范化、流程化的仿真系统，通过“海外高层次人才引进计划”，公司引进博士杜扣从事液压系统的仿真体系搭建，他带领两名研究生，通过本项目实施已初步建立具有试验对照性的泵阀元件仿真系统。杜博士介绍道：“不尝试，再好的点子也是纸上谈兵。我认为，领先的技术突破绝非一蹴而就，也不是三五天就能解决的，不能抱着评奖、发论文的心态，必须坐得住冷板凳，刻苦钻研。”
2023年8月，杜博士带领仿真团队进入该领域，争分夺秒对BQ-M7多路阀阀体内部流道及主阀芯节流槽结构进行优化设计，建立仿真模型，设定压力边界，对阀体流道流场进行压力损失和能量耗散仿真计算；对主阀芯节流槽过流面积进行精确计算，通过节流槽流量计算程序拟合出阀芯位移与过流面积的关系曲线，准确计算出阀芯位移和流量的关系，根据计算结果对阀芯节流槽不断进行修正。
他们整日穿梭在实验室和办公室，时而神情专注，时而步履匆匆。同事们说，杜博士每天精力充沛、不仅密切关注领域内的前沿进展，还总能另辟蹊径提出新思路，关键试验环节和大家一起干。经过几十次反复测算，最终设计出结构合理、参数准确的阀芯节流槽。通过试验验证该阀的最大流量达到国际领先。
在特种液压泵阀国产化的发展道路上，中国不再是跟随者，通过苦练内功，部分产品已实现领先。
