| 单词 | 气动系统的节能 |
| 释义 | 【气动系统的节能】 拼译：energy saving in pneurnatic systems 气动技术是实现生产过程自动化最重要的技术之一，已广泛应用于各工业部门。然而，气动系统的能源利用效率不高，在用电动机驱动空压机生产压缩空气的过程中，约有80%的能量变成热能，只有约20%的能量为压缩空气所吸收。压缩空气净化处理和输送过程中还要损失一部分能量。致使压缩空气的生产成本相当高。而在气压传动中，气缸的负载率一般只有0．4～0．5，高速运动的气缸有时不到0．3。可见气动系统在工作中实际能有效利用的能量相当低，因而节能的潜力很大。 过去，在气动技术领域里，人们关心的是如何实现工艺目的，认为空气是无限的自然资源，对能源消耗问题很少予以考虑。1973年石油输出国组织(OPEC)的石油禁运和1976～1977年严冬的能源减缩，已经引起美国和全世界的关注。这次能源危机，使人们懂得．现在的能源消耗已迅速地超过能源来源，要进一步发展生产，就不得不节约能源。20世纪70年代，小埃利斯(W．E．EUis，Jr．)提出工业气动系统中节省压缩空气就是节能，值得注意的有3方面内容：(1)正确应用流体动力设备及合理选择其参数，不要选择比实际需要更大的气缸。(2)使设备在最佳条件下运行，不要使用比实际需要更大的工作压力。(3)维护保养好设备，防止泄漏以减少不必要的耗气量。莱斯纳(J．Lessner)研究了气动系统实现高效率生产的必要条件，影响各种气动元件工作的各种因素，提出合理选择各个元件尺寸和正确维护保养的重要性。盖尔茨(Е．В．Гcрц)和克列依宁(Г．В．Kрenнин)也指出需要研究制定一套正确可靠的气压传动系统动力学综合计算方法．以便合理选择传动系统的参数，否则，选用了过大气缸和管道系统(包括换向阀在内)的尺寸．不但会提高成本，增大机器和系统的尺寸和重量，而且会显著地增加耗气量，浪费能源。70年代后期，日本SMC公司推出一套多功能控制阀。将其中的PFC阀置于气压传动系统中，使空载回程使用低的工作压力(0．1～0．2MPa)．节能可达25%～35%。进入80年代，各国的学者都对气动系统的节能进行了广泛的研究。欧美和日本学者，如小根山尚武的长篇报告，奥维特(M．D．Oviatt)等和塔尔伯特(E．M．Talbott)的两本著作，都从气动系统的组成，空气压缩机的原理到选择、安装、使用和控制，压缩空气的处理、输送和分配，工作压力的选择和调节，系统的设计和维护保养与防止泄漏，放气噪声等各个方面，详细论述了各种节能措施，分析了节能措施所带来的经济效益。奥维特还指出由于空气压缩机在压缩空气过程中，约有80%的电能变成了热，因此，空气压缩机可作为一种热源，应将其热能回收利用，并举出若干回收利用的实例。前田正夫也从空气的热膨胀、合适的负载率，气动元件的小型化、减小无用空间、低压驱动活塞回程和防止泄漏等方面，研究了气动系统节能的可能性，举出了节能实例。细川荣一也从节能角度出发指出气动阀的开发动向是开发无给油元件，减少元件的泄漏和降低元件的功耗。法国的鲍特尔(D．Bouteille)研究了压缩空气的成本估算和气缸的效率，提出一种装在换向阀出口的，可节能近50%的节能元件。法国《Energe Fluide》1984年刊登了一种节能元件，利用此元件组成的单缸节能气动系统，可重复利用活塞杆伸出后无杆腔中的有压空气驱使活塞退回，变常规系统的双程耗气为节能系统的单程耗气，可节能近50%，郑乃时曾提出类似原理的单缸节能系统。李建藩等人也提出了同样原理的单缸节能气动系统，其组成比以上二者更为简单。同时还首次提出同样原理的多缸节能气动系统，将其分为直接能量转换和间接能量转换两类。并深入研究了单缸和多缸节能气动系统的组成机理、工作条件，进行了系统的计算机仿真研究，分析了各参数对系统工作各个阶段动态特性的影响，制定了单缸系统的动力学综合计算方法和多缸系统控制线路的逻辑设计方法。内格巴尔(W．Nenge bauer)研究了确定用最少耗气量完成直线运动驱动的外部参数的计算方法，指出在工业气动系统中，只要已知各元件特性，准确地进行系统的仿真是可能的。拉盖(S．Nagai)等研究了按有效利用能源进行气动元件和系统优化设计的计算机辅助仿真系统。贝尔福尔(G．Belforle)用程序控制器(PC)或微型计算机对机器人及传感线路等固定程序按相位程序实行人工智能控制以及杰西克(L．Jacic)用PC对多个气缸的控制系统进行优化控制，使系统在最佳状态下工作，均获得了好的节能效果。当前的气动系统节能领域的研究热点：(1)开发各种节能元件，如空载回程用的各种降压元件，无给油、防泄漏、耐磨、功耗小的电磁阀等；(2)进一步研究气动系统动力学，优化气动系统的设计，减少耗气量。或按能耗最少进行整个气动系统的优化设计；(3)研究新型节能气动系统，并使之完善和转入实际使用；(4)用微型计算机或PC对气动系统实行优化控制，以获得低功耗高输出的气电一体化系统。【参考文献】：1 Oviatt M P，et，lndustril Pneumatic Systems，noise control and energy conservation，The Fairmont Press．lnc，19812 Un syste’me Permettant 50%de’conomic d’air sur un cycle dsvlein，Energie Fluide，1984，(7)：17～213 Talbott E M Compressed Air Systems．a guidebook on energy and cost savings．The Fairmont Press．Inc，19864 李建藩．气压传动系统动力学，广州：华南理工大学出版社，1991(华南理工大学李建藩教授撰) |
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