气动发动机能量转移系统分析

描述了一台单缸二冲程气动发动机的能量转移系统，利用火用分析法对该系统各个环节的能量使用效率进行了分析。分析结果表明：制备效率和气动发动机的指示效率是造成总能量效率偏低的主要原因；在气动发动机能量转移系统中，应该选择合适的压缩机并采用多级压缩、中间冷却的方式制备压缩空气；采用串联气缸等温膨胀方式多级利用压缩空气，可以提高气动发动机的指示效率；在能量转移系统中，应该采用容积膨胀减压方式减少减压环节的可用能损失；合理利用低温排气的冷量火用可以提高气动发动机能量转移系统的总能量效率。     

压缩空气动力应用的发展现状及展望

提出压缩空气不仅可以作为工作介质，而且可以储存能量作为一种动力源。阐述了常规气动伺服控制系统研究的现状，认为以PWM和PCM调制方式为主的开关伺服控制技术仍然是研究的热点。说明了气动系统节能必须重视压缩空气生产、处理、储存、分配与控制等各个环节，并需根据具体情况采取合适的节能技术和方法。综述了高压气动系统和元件的研究概况，指出高压化是气动系统发展的一个方向。提出绿色气动动力系统，并展望其良好的发展前景。     

气动系统节能方法研究进展综述

针对影响气动系统效率的主要因素,从提高压缩空气制气效率、余热利用、分压供气、减少泄漏和残余能量回收再利用等节能手段,介绍了当前国内外气动系统节能的主要技术进展和新的研究成果,并进一步分析了各种节能方法的特点,提出了未来气动系统节能技术的研究重心和发展方向。有助于为探索新的节能理论和方法提供启发,推动行业技术进步。     

气缸的选择

气动技术是以压缩空气为动力源来驱动和控制各种机械设备,以实现生产过程机械化和自动化的一种技术。它与液压技术是同一学科中的一个分支。在我国,气动技术作为一个行业进行组织、管理和生产起步比较晚,但随着国民经济     

气动锚杆钻机供气流量检测系统

运用LabVIEW7.0开发用于压缩空气的流量测量系统,阐明了该系统的硬件结构、软件设计思想和具体实现.系统成功地应用于气动锚杆转机的检测实验系统,显著地提高了锚杆钻机的检测精度和检测效率.     

气动锚杆钻机供气流量检测系统

运用LabVIEW7.0开发用于压缩空气的流量测量系统,阐明了该系统的硬件结构、软件设计思想和具体实现.系统成功地应用于气动锚杆转机的检测实验系统,显著地提高了锚杆钻机的检测精度和检测效率.     

基于气动伺服控制的虚拟现实运动模拟研究

提出了气动3-RPS并联平台应用于虚拟现实环境下运动模拟的解决方案。压缩空气和气动执行器作为一种廉价的驱动方式，但气动系统的强非线性、负载敏感、未知参数和死区等特性限制了运动模拟的精确度和逼真程度。从并联气动平台运动学动力学着手，基于光流图像处理技术生成关节空间的目标运动曲线，采用自适应鲁棒控制方法对气动并联运动平台进行实时轨迹跟踪的解决方案，相对传统算法，轨迹跟踪性能有了大幅提升。     

某型车用高速离心空压机气动设计

针对某型车载氢燃料电池的空气供应系统需求,开展高速离心式空压机气动设计,包括一维设计与三维数值计算分析,并探讨压气机内部流场情况,该压气机设计满足车载氢燃料电池电堆压缩空气要求的压比、流量以及效率,获得了高效的空压机气动设计结果。     

210 MPa采油树水压检测装置动力及控制系统设计

采油树是油田生产中的重要设备,一般承受很高的压力,为了安全起见,必须对其进行水压实验。针对采油树超高压检测特点,设计了一套气动增压装置,该装置由气动液体增压系统、压缩空气驱动系统、低压灌注系统和电气控制系统等组成。210 MPa采油树水压检测装置能够输出两种压强:70 MPa和210 MPa,分别对应两种压力级别的检测。目前该装置已在现场投入使用。     

气动发动机设计方法与理论的研究进展

气动发动机是一种以压缩空气为动力源的新型发动机,其绿色环保特点十分突出,具有广阔的市场前景。气动发动机的设计难点是提高压缩空气储能利用率,进而改善其性能。阐述了近年来气动发动机的主要设计方法,分析了各种设计方法和理论的不同点,比较了在提高气动发动机效率上的各自优点和不足,对气动发动机设计方法和理论研究所呈现的主要特点进行了总结和展望,提出了以多学科组合优化方法进行气动发动机效率提升途径研究的发展方向。     

喷雾直接冷却压缩空气特性分析

压缩空气广泛应用于工业生产,但产生压缩空气的效率不高,成为气动系统效率低的主要原因。应用喷雾直接冷却压缩空气以降低压缩能耗,提高气动系统效率,达到节能减排的目的。分析了空气压缩方式、压缩机空气入口温度、喷雾颗粒和不同比体积对压缩机能耗和节能效率的影响。通过计算分析,在喷雾比体积下,采用喷雾直接冷却压缩空气,节能效率最高能达到38.8%,喷雾冷却压缩空气为压缩空气节能提供了一种有效的方式。     

气动系统的能量消耗评价体系及能量损失分析

在分析基于空气消耗量的现有能量消耗评价体系的基础上,阐述一种新的能量消耗评价量——气动功率。气动功率定义为单位时间内流过指定截面的压缩空气所含有的有效能,而有效能是以大气温度和压力状态为外界基准,流动压缩空气具有的对外做功能力。该有效能是一个相对于大气状态基准的相对量,建立在气动系统都工作在大气环境下这样一个事实基础上。基于气动功率概念,侧重分析导致气动功率损失的因素,讨论气动系统能量损失机理及各个构成环节的损失情况,为明确节能目标奠定理论基础。     

基于能量转换的桥式气动节能回路研究

传统的气动驱动回路一般使用三位五通换向阀进行控制，压缩气体的利用率较低。针对这一问题，提出一种采用4个开关阀控制的桥式气动回路，以提高压缩空气的利用率。桥式气动回路节能的核心是充分利用压缩气体的膨胀能做功推动活塞运动。以活塞杆伸出行程为例，基于能量转换，根据活塞运行过程中进气腔和排气腔气体的做功来计算开关阀的开闭时序。对计算得到的开关阀开闭时序进行实验验证，并与传统的气动回路进行对比。实验结果表明，与传统气动回路相比，提出的桥式气动回路能够有效地提高气动驱动系统中压缩空气的利用率。     

变进气压力条件下发动机压缩空气制动过程分析

针对单级储能的气动-内燃混合动力发动机能量回收效果随储气罐压力增高而降低的问题,将双储气罐储能的技术方案应用到气动-内燃混合动力发动机中,初步得出了双储气罐储能系统可以通过改变进气压力来提高能量转化率COP(coefficient of performance)的观点。基于变质量热力学理论建立了压缩空气循环数学模型,并通过台架试验进行了初步验证。通过对模型进行稳态仿真,分析了进气压力、储气罐压力对压缩制动过程的影响。研究结果表明,进气压力与储气罐压力的变化对每循环回收气体质量的影响呈线性;储气罐压力与进气压力的比值是影响制动能量转化率的关键因素,能量转化率(COP)随储气罐压力与进气压力比值的升高而降低。     

压缩空气能量的度量基准探讨

为了对压缩空气进行节能，必须有衡量压缩空气具有多少能量的度量基准。本文从热力学基本概念出发．提出用总机械能采衡量静止压缩空气可以作机械功的能量。用总流动功率采衡量流动的压缩空气所具有的机械能。给出了简便的计算总机械能度总流动功率的公式。给出了测定总机械能度总流动功率的方法。这样，对任何复杂的充排气回路．都可以测定它们在一定时间内压缩空气所消耗的能量，从而进行节能分析和运行成本核算等工作。     

气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器

提出了利用气动高压激励的阵列式盘型压电俘能器实现气体能量的转化,以满足低功耗传感器的自供能需求。通过压电单晶片将气缸内部高压气体能量转化为电能,设计了阵列式盘型压电俘能器的样机结构;结合气缸的正常工作状态,分析了压电阵列的工作原理并进行了相应的实验。理论分析显示:盘型压电阵列具有较高的电荷量与良好的电容性,适合对具有交变载荷的高压气体能量进行收集。采用外径为12 mm、厚度为0.2 mm的压电单晶片及缸径为63mm、行程为150mm的气缸制作了实验样机,利用气动组件模拟气体环境搭建了测试系统。分别调节压力、周期、流量等参数进行了实验测试。结果表明:在交变的气动高压激励下,阵列式盘型压电俘能器可较好地收集交变高压气体载荷能量,其最佳匹配电阻为600kΩ,最大的瞬时功率为1 052μW,输出功率可满足低功耗传感器的能量需求。     

Prospects of development of autonomous pneumatic vehicles

The contemporary state, prospects of development, and application of vehicles using energy of compressed air are analyzed. Potential marginal valuations of the efficiency of a pneumatic power source and piston pneumatic motor are obtained. The possibility of brake energy regeneration for subsequent acceleration is presented.     

基于气液转换器的气动汽车动力系统能效优化

随着能源和环境问题日益严重,基于气液转换器的气动汽车逐渐被关注。然而,以压缩空气为动力来源的气液转换器在工作时能量效率低下,直接影响了气动汽车的发展。设计了一种驱动气动汽车的气液转换器系统,建立数学模型,对气液转换器的工作过程进行仿真,分析了关键结构参数对该系统能效的影响。并搭建基于此气液转换器的汽车动力系统实验平台进行验证,得到优化系统能效的方法,结果表明：当输入压力在0.5~0.55 MPa之间变动时,或者活塞的有效面积比为4~6之间,系统的效率将会超过30%。活塞行程对效率的影响小,随着活塞行程的变化,效率保持在30%几乎不变;活塞行程对输出功率影响大,活塞行程增加时,输出功率下降;输入压力和活塞有效面积比增加时,输出功率也会增加。结果表明：为气液转换器的结构设计和性能优化提供了依据。