流體動力
流體動力是指使用受壓的流體來產生動力，並且控制和傳遞動力。 流體動力分為使用液體（如礦物油或水）的 液壓系統，以及使用氣體（如空氣或其他氣體）的氣動裝置。以往曾經在大範圍內，使用壓縮空氣和水壓系統從中央源傳遞動力給各工業用戶。如今的流體動力系統多半會在建築物或移動機器內。
流體動力系統的運動是透過活塞筒或流體動機驅動的壓力流體來驅動。活塞筒會施力，造成直線運動，而流體動機產生的扭矩會產生旋轉運動。 在流體動力系統中，會由活塞筒和流體動機（也稱為致動器）進行任務，而閥門之類的控制部件則用來調節系統。
組成元件[編輯]
流體動力系統動力系統包括了由原動機（例如電動機或內燃機）驅動的泵，可以將機械能轉換成流體能，閥可以控制加壓流體，並且引導到致動器中。像是液壓缸或氣動缸的致動器可以進行直線運動。而像液壓馬達或氣動馬達的動器以，可提供旋轉運動或扭矩。旋轉運動可以是連續旋轉，也可以限制只旋轉某個小角度。
液壓泵[編輯]
動壓力泵（非正排量式泵）
這類型的泵常用於低壓，高體積容量的應用。因為這類的泵不能承受高壓，很少用在流體動力的領域中。其最大壓力限制在250-300 psi。此類型的泵主要是將流體從一個位置輸送到另一個位置。動壓力泵中最常見的兩種類型分別是離心式和軸流式螺旋槳泵。 [1]
正排量泵
正排量泵常用於流體動力系統。這類的泵浦，每次泵軸旋轉一圈，會將固定量的流體推送到液壓系統中。正排量泵能夠克服機械負載產生的壓力降以及因摩擦所造造成的阻力。這兩點在流體動力泵中非常的重要。正排量泵還具有以下優點：
- 可以輸出較高的壓力（高達12,000 psi）
- 體積小
- 高容積效率
- 在設計壓力範圍內，效率的變化不大[2]
特點[編輯]
和電力驅動系統相比，流體動力系統可以以較小的體積輸出高功率和高出力。通過量測儀器可以監控系統的出力。表和儀表可以在系統內輕鬆監控施加的力。流體動力系統若正常保養維修，其使用壽命比電力驅動或是用燃料為動力的系統要久。工作流體會通過通液壓發動機，因此在本質上就可以幫液壓發動機冷卻。而電動機的冷卻就需要另外進行。一般而言液壓發動機不會產生火花，因此可以適用在有易燃氣體或是蒸氣的危險區域，不會因為火花造成燃燒或是爆炸。
流體動力系統容易受到管道和控制裝置中壓力損失和流量損失的影響。流體動力系統需搭配過濾器和其他措施，以保持工作流體的清潔。系統中任何的污垢都可能導緻密封件磨損和泄漏，或者阻礙控制閥，使其操作不穩定。液壓流體對溫度和壓力很敏感，並且本身具有一定程度的可壓縮性（體積會隨壓力而改變。這些可能讓系統無法正常運行。 如果運行不當，可能會發生氣蝕和通氣 。
應用[編輯]
在移動設備中常會應用到到流體動力。幾乎所有自行驅動式輪式車輛都會有液壓驅動或是空壓剎車。像推土機、反鏟挖土機等土方設備會用強力的液壓系統進行挖掘和推進。有許多車輛中的自動變速器是緊湊型的流體動力系統，例如液力變矩器 。
流體動力也用在自動化系統中，用流體動力設備來移動工具或工件，也可以用在夾持上。在用於精密機床的伺服機構系統中，會用到可變流量控制閥和位置傳感器。以下是一些流體動力應用及分類的詳細列表：
- 工業（也稱為固定式）
- 金屬加工
- 注塑成型
- 控制器
- 物料搬運或理
- 航太
- 起落架
- 剎車
氣壓和液壓系統的比較[編輯]
- 成本：氣壓系統的架設和運營成本更低。 利用空氣作為壓縮介質，因此不需要排出或回收流體。液壓系統需要較大的工作壓力，並且需要比氣壓部件更大的部件。
- 精度 ：氣體和液體不同，氣體在加壓時，其體積會有明顯的變化，因此其精確度會比較低。
常見的液壓迴路應用[編輯]
同步[編輯]
液壓迴路可以用來控制設備的同步。當液壓缸到達某一點時，通過液壓限位開關閥或是液壓缸中的壓力累積去引發另外一個液壓缸的動作。這種應用可以用在裝配線上，當驅動液壓缸抓取工件時，會碰到伸展點或是或縮回點，此會驅動另一個液壓缸來鎖螺絲或是將蓋子蓋在工件上，因此達到同步的效果。
回生[編輯]
在回生迴路中，會使用雙動的液壓缸。液壓缸有配合固定輸出的泵浦。回生迴路可以針對特定應用使用較小容量的泵浦。其作法是將流體重新導向到液壓缸的尾端而不是回到液壓箱[3]。例如，在鑽孔過程中，可以用回生迴路用定速進行鑽孔，而以較快的速度將鑽孔刀具退回。使加工的速度加快。
電子化控制[編輯]
在自動化系統中，常常會用電控系統配合流體動力元件使用。在自動化系統中，許多量測設備、感測器及控制設備都是電子式的。這些可用來控制流體動力元件的電磁閥或伺服閥。電控制可用來控制遠處的控制閥，不需要長的液壓或氣壓管路。
相關條目[編輯]
參考資料[編輯]
- ^ Esposito, Anthony, Fluid Power With Applications,
- ^ Esposito, Anthony, Fluid Power With Applications,ISBN 0-13-513690-3
- ^ Regeneration Circuits. Hydraulics & Pnuematics. [November 19, 2017]. （原始內容存檔於2019-07-14）.
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