流体动力
流体动力是指使用受压的流体来产生动力，并且控制和传递动力。 流体动力分为使用液体（如矿物油或水）的 液压系统，以及使用气体（如空气或其他气体）的气动装置。以往曾经在大范围内，使用压缩空气和水压系统从中央源传递动力给各工业用户。如今的流体动力系统多半会在建筑物或移动机器内。
流体动力系统的运动是透过活塞筒或流体动机驱动的压力流体来驱动。活塞筒会施力，造成直线运动，而流体动机产生的扭矩会产生旋转运动。 在流体动力系统中，会由活塞筒和流体动机（也称为致动器）进行任务，而阀门之类的控制部件则用来调节系统。
组成元件 编辑
流体动力系统动力系统包括了由原动机（例如电动机或内燃机）驱动的泵，可以将机械能转换成流体能，阀可以控制加压流体，并且引导到致动器中。像是液压缸或气动缸的致动器可以进行直线运动。而像液压马达或气动马达的动器以，可提供旋转运动或扭矩。旋转运动可以是连续旋转，也可以限制只旋转某个小角度。
液压泵 编辑
动压力泵（非正排量式泵）
这类型的泵常用于低压，高体积容量的应用。因为这类的泵不能承受高压，很少用在流体动力的领域中。其最大压力限制在250-300 psi。此类型的泵主要是将流体从一个位置输送到另一个位置。动压力泵中最常见的两种类型分别是离心式和轴流式螺旋桨泵。 [1]
正排量泵
正排量泵常用于流体动力系统。这类的泵浦，每次泵轴旋转一圈，会将固定量的流体推送到液压系统中。正排量泵能够克服机械负载产生的压力降以及因摩擦所造造成的阻力。这两点在流体动力泵中非常的重要。正排量泵还具有以下优点：
- 可以输出较高的压力（高达12,000 psi）
- 体积小
- 高容积效率
- 在设计压力范围内，效率的变化不大[2]
特点 编辑
和电力驱动系统相比，流体动力系统可以以较小的体积输出高功率和高出力。通过量测仪器可以监控系统的出力。表和仪表可以在系统内轻松监控施加的力。流体动力系统若正常保养维修，其使用寿命比电力驱动或是用燃料为动力的系统要久。工作流体会通过通液压发动机，因此在本质上就可以帮液压发动机冷却。而电动机的冷却就需要另外进行。一般而言液压发动机不会产生火花，因此可以适用在有易燃气体或是蒸气的危险区域，不会因为火花造成燃烧或是爆炸。
流体动力系统容易受到管道和控制装置中压力损失和流量损失的影响。流体动力系统需搭配过滤器和其他措施，以保持工作流体的清洁。系统中任何的污垢都可能导致密封件磨损和泄漏，或者阻碍控制阀，使其操作不稳定。液压流体对温度和压力很敏感，并且本身具有一定程度的可压缩性（体积会随压力而改变。这些可能让系统无法正常运行。 如果运行不当，可能会发生气蚀和通气 。
应用 编辑
在移动设备中常会应用到到流体动力。几乎所有自行驱动式轮式车辆都会有液压驱动或是空压刹车。像推土机、反铲挖土机等土方设备会用强力的液压系统进行挖掘和推进。有许多车辆中的自动变速器是紧凑型的流体动力系统，例如液力变矩器 。
流体动力也用在自动化系统中，用流体动力设备来移动工具或工件，也可以用在夹持上。在用于精密机床的伺服机构系统中，会用到可变流量控制阀和位置传感器。以下是一些流体动力应用及分类的详细列表：
- 工业（也称为固定式）
- 金属加工
- 注塑成型
- 控制器
- 物料搬运或理
- 航太
- 起落架
- 刹车
气压和液压系统的比较 编辑
- 成本：气压系统的架设和运营成本更低。 利用空气作为压缩介质，因此不需要排出或回收流体。液压系统需要较大的工作压力，并且需要比气压部件更大的部件。
- 精度 ：气体和液体不同，气体在加压时，其体积会有明显的变化，因此其精确度会比较低。
常见的液压回路应用 编辑
同步 编辑
液压回路可以用来控制设备的同步。当液压缸到达某一点时，通过液压限位开关阀或是液压缸中的压力累积去引发另外一个液压缸的动作。这种应用可以用在装配线上，当驱动液压缸抓取工件时，会碰到伸展点或是或缩回点，此会驱动另一个液压缸来锁螺丝或是将盖子盖在工件上，因此达到同步的效果。
回生 编辑
在回生回路中，会使用双动的液压缸。液压缸有配合固定输出的泵浦。回生回路可以针对特定应用使用较小容量的泵浦。其作法是将流体重新导向到液压缸的尾端而不是回到液压箱[3]。例如，在钻孔过程中，可以用回生回路用定速进行钻孔，而以较快的速度将钻孔刀具退回。使加工的速度加快。
电子化控制 编辑
在自动化系统中，常常会用电控系统配合流体动力元件使用。在自动化系统中，许多量测设备、感测器及控制设备都是电子式的。这些可用来控制流体动力元件的电磁阀或伺服阀。电控制可用来控制远处的控制阀，不需要长的液压或气压管路。
相关条目 编辑
参考资料 编辑
- ^ Esposito, Anthony, Fluid Power With Applications,
- ^ Esposito, Anthony, Fluid Power With Applications,ISBN 0-13-513690-3
- ^ Regeneration Circuits. Hydraulics & Pnuematics. [November 19, 2017]. （原始内容存档于2019-07-14）.