液压传动行业专题研究：液压传动，机械大力士

（报告出品：华泰证券）

液压系统：机械大力士，千亿市场大而不强

液压系统概览：机械大力士

液压系统为动力传递与控制装置，用于实现机械能-液压能-机械能的转换。机械设备一般由 原动机、传动装置、控制系统和工作机构等构成，其中传动装置的作用是把原动机输出的 能量和动力经过各种形式的转换后传送给工作机构，实现机器对外做功。根据工作介质（传 动件）区分，机械设备主要包括三种传动方式：机械传动、电气传动、流体传动。液压传 动属流体传动范畴，以具有连续流动性的油液为工作介质，利用压力能进行动力的传递、 转换与控制。除液压传动外，流体传动也包括气压传动。液压系统基本原理为液体的静压传动：利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能， 经过各种控制阀与管路的传递，借助于液压执行元件（缸或马达）把液体压力能转为机械 能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动或回转运动。液压系统工作机构推力的大小， 取决于油液的压力高低和液压缸活塞面积的大小，而工作机构运动速度的快慢取决于在一 定时间内进入液压缸流量的多少。

液压系统具多种分类方式。液压系统分类形式较多，如可根据油液循环方式分为开式、闭 式；可根据用途分位固定机械用与行走机械用；可根据工作特点分为液压传动、液压控制、 混合液压等。

液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质五大基本部分组成。液 压系统一般由液压元件（即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件）与工作介质两大 部分组成，能够实现某种功能的液压元件组合在一起称为液压回路（按用途可进一步划分 为压力控制、速度控制、方向控制和多缸动作控制等多种回路），多个液压回路按一定方式 连接即组成液压系统。

液压泵阀技术难度相对较高。根据恒立液压公告，各类液压元件中，泵阀相较于油缸而言 成本占比、技术及价值含量更高；以挖掘机应用为例，高压油缸仅占液压系统成本的 15%-18%，液压泵阀在液压系统的价值则占比高达 60%。此外，从各类产品国产化率情况 来看，液压阀国产化率仅为 4%，且贸易逆差最大，国产替代空间广阔。

大功率与自动化控制优势突出，液压传动广泛应用于工业机械

液压传动拖动负载及操纵控制优势显著，广泛应用于工业机械。相较于其他传动方式，液 压传动主要优点包括：①相同功率下，液压传动装置的重量轻、体积小、结构紧凑，液压 马达体积和重量只有同等功率电动机的 12%左右；②可在大范围内实现无级变速（调速范 围可达 1：2000），也可在液压装置运行过程中进行调速；③运动件的惯性小，能够频繁迅 速换向，往复回转运动可达 500 次/分，往复直线运动可达 1000 次/分；且传动工作平稳， 系统容易实现缓冲吸振，并能自动防止过载；④与电气配合，较容易实现自动化。其缺点 主要在于：①液压传动效率较低，经过两次能量转换后，存在一定机械能与液压能的损失；②液压传动系统工作压力较高，控制元件制造精度高，系统成本较高；③系统工作过程中 发生故障不易诊断，容易产生泄露；④因有泄露与弹性变形大，不易做到精确定比传动；⑤液压油液的性能及使用寿命受温度影响较大，适用的环境温度比机械传动小。液压传动 突出优点在于其可输出较大的推力或转矩，可实现低速大吨位运动，基本所有工程领域均 有应用液压传动，且在大功率、自动化控制时，液压传动优势显著。

液压传动为最常见流体传动方式。虽同属流体传动，但液压传动相较气压传动在功率与质 量比、转矩与转动惯量比、响应速度、可控性、负载刚度、调速范围等方面均具优势，应 用更为广泛，在流体传动中占比超 70%，故讨论流体传动一般重点讨论液压传动。

国内液压千亿市场大而不强，高端液压件仍待进口替代

全球液压工业已进入成熟发展阶段，我国为第一大液压市场。根据国际流体动力统计委员 会，2021 年全球液压市场规模已达 304 亿欧元（约合人民币 2000 亿）。我国液压市场规模 全球占比持续提升，由 2010 年的 27%，提升至 2021 年的 35%，我国已成为全球第一大 液压市场。

我国液压传动渗透率有待提升，液压市场规模有望进一步增长。根据 World Bank 与国际流 体动力统计委员会 2020 年数据，美国制造业增加值仅约我国的 60%，但液压市场规模几 乎与我国持平，对比中、美液压产品销售额与制造业增加值比，美国约为 0.52%，我国仅 为 0.32%，表明我国液压传动制造业渗透率略低于美国。从应用场景来看，我国下游应用 集中度较美国更高，第一大应用领域-工程机械占比超 40%（2019），而美国则仅为 26%， 进一步验证我国下游应用场景犹待开发。整体来看，我国液压应用渗透率仍有提升空间， 液压传动市场规模有望进一步增长。

我国液压工业起步较晚，大而不强，高端产品仍待进口替代。海外视角，17 世纪中叶，帕 斯卡提出静压传递原理，为液压传动发展奠定理论基础；20 世纪 30 年代，受益于工艺制 造水平提升，液压元件开始生产，并首先应用于机床；20 世纪 50-70 年代，液压传动技术 进入高速发展期，快速渗透进入下游应用领域。相较于海外，我国液压工业起步较晚，20 世纪 50 年代才开始生产仿苏设备应用于机床，20 世纪 60 年代才逐步产生独立的液压行业。尽管近年来我国液压行业发展迅速、市场规模持续扩大，但由于起步晚，我国液压产业持 续落后于德国、美国、日本的液压产业体系，整体大而不强，下游主机厂商持续依赖进口， 并形成恶性循环。

主要液压元件贸易逆差逐步收窄，但进出口价差仍高。根据海关总署数据，我国液压油缸 2016 年起即实现贸易顺差，液压马达 2019 年以来贸易逆差逐步收窄，液压泵 2020 年以来 贸易逆差逐步收窄，液压阀 2022 年贸易逆差显著收窄。但从进出口价差上来看，2022 年 液压油缸、液压马达、液压泵进口单价分别约为出口单价的 2.0 倍、5.9 倍、5.5 倍，进出 口价差仍大，表明高端液压件仍部分依赖进口，液压阀进出口单价差异虽小，但贸易逆差 最大，仍待国产替代。结合海关总署与国际流体动力统计委员会数据估算，2021 年我国液 压缸、液压马达、液压泵、液压阀国产化率分别约为 89%、70%、60%、4%，但考虑到部 分海外企业国内建厂、国内销售金额不统计于进口额中，实际国产化率或更低，结合进出 口价差情况，实际的高端液压件国产化率也或处于较低水平。

钢材为主要原材料，工程机械为主要应用领域

液压件材料成本占比最高，钢材为主要原材料。液压系统上游包括原材料、配件、工作介 质等配套。根据艾迪精密，2022 公司液压件成本结构中，直接材料成本占比达 65%。液压 元件中液压缸、液压泵、液压阀、液压马达产品附加值高、价值量占比较大，分析邵阳液 压、万通液压的液压泵、液压油缸原材料采购情况，钢材均为主要原材料。

液压产品应用广泛，工程机械为最主要应用领域。液压传动可输出较大的推力，基本所有 工程领域均有应用，根据中国液压气动密封件工业协会对 2022 年国内液压行业重点联系企 业销售情况的统计，工程机械为液压产品最主要应用领域，应用占比达 60%。对比工程机 械龙头、液压龙头销售情况，二者同比增速变动趋势亦基本一致；但液压件具备更高的市 场与产品品类开拓弹性，液压企业上轮工程机械周期底部及本轮工程机械周期上行阶段表 现均好于工程机械企业。

国内恒立液压一枝独秀，龙头规模仍具提升空间

全球液压行业整体集中度较高，美日欧企业垄断高端市场。全球液压行业 CR3 约 34%，集 中度较高，龙头公司集中于美、日、欧国家，主要为德国博世力士乐、美国派克汉尼汾、 丹麦丹佛斯（2021 收购美国伊顿液压业务）、日本川崎重工、日本 KYB。海外龙头发展历 程长、产品品类丰富、营收规模大，全球高端液压件市场亦基本被海外龙头垄断。国内恒立液压一枝独秀，营收规模已逐步赶超海外。国内液压件企业规模普遍较小，上市 公司中，目前仅恒立液压营收规模超 50 亿，市占率超 10%。2022 年恒立液压液压件相关 业务收入 82 亿元，已超过日本川崎重工、日本 KYB 液压件相关营收。国内液压企业产品品类、应用领域、销售市场仍待拓展，规模仍具提升空间。对比国内、 海外龙头，国内龙头产品品类与应用领域相对单一，液压件主要应用于工程机械领域；此 外，国内企业全球化布局能力偏弱，市场主要集中于国内。国内液压企业产品品类仍待拓 展、国际市场有待开拓，规模仍具提升空间。

液压系统拆分：五大部分各司其职、相辅相成

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