气动力学
气动力学（Pneumatics）是物理的一个分支，将空气或压缩空气应用在科技上。
工业常用的气动系统一般是用压缩空气或压缩惰性气体来驱动。一般是有中央式，用电力驱动的压缩机产生压缩气体，再驱动气压缸、气动马达或其他气动设备。相较于马达及致动器，气动系统的好处是低价、可变性高，而且又比较安全。
和液压系统的比较
[编辑]气压系统和液压系统都是流体动力的应用。气动力学用容易压缩的空气或是气体做为动力来源，而液压系统用不容易压缩的液体（如液压油）为动力来源。大部分工业气压系统的压力约在80至100磅力每平方英寸（550至690千帕斯卡），而液压系统的压力约在1,000至5,000 psi（6.9至34.5 MPa），特殊应用可以超过10,000 psi（69 MPa）。[来源请求]
气压系统的优点
[编辑]- 可简化设计及控制：用标准的气缸及元件即可设计，用简单的开关控制即可操作。
- 可靠度：气动系统的寿命长，且不太需要维护，因为气体可压缩，设备较不会因为冲击而损坏。气体可以吸收过大的受力，而液压系统会直接将力传送出去。气动系统在电力中断后，因为压缩气体的压力，仍可以运作一小段时间。
- 安全：相较于使用液压油的液压系统，气压系统失火的可能性小很多，新型的机器多半允许一定程度过载，而且在过载时机器处于安全状态。
液压系统的优点
[编辑]- 液体不会吸收传送的能量。
- 由于液体难以压缩，液压系统可以产生的力及可推动的负载都比气压系统大很多。
气动系统中用的气体
[编辑]若是气动系统安装在固定非移动的设备上（例如工厂），因为空气很容易取得，会用压缩空气作为气体来源。压缩空气中的湿气会先去除，在压缩机中也会加入一些油，以避免腐蚀及帮助润滑。
工厂气动系统的气体是压缩空气，因此不需担心有毒气体泄漏的问题。较小或是独立的系统可能会用其他的压缩气体，例如氮气，一般会称为无氧氮气（oxygen-free nitrogen），不过若压缩氮气大量释放，可能会有窒息的风险。
除了压缩空气外，其他气动系统中用压缩气体都有造成窒息的风险，包括占空气中78%的氮气。压缩氧气不会造成窒息、但因为容易着火、价格昂贵，效能没有比压缩空气要好，也不适合用在气动系统中。
便携式的气动工具及小型的车辆、机器可能会用压缩的二氧化碳作为压缩气体，储存二氧化碳的容器（如灭火器）很容易取得，而且由于二氧化碳液态和气态之间的相变，储存二氧化碳的容器可以比储存压缩空气的容器要轻。不过二氧化碳也会造成窒息，且若二氧化碳泄出，人员可能会因其挥发吸热而冻伤。
气动逻辑
[编辑]
气动逻辑系统常用在工业控制系统中，是包括以下逻辑单元的气动回路：
- AND闸
- OR闸(梭动阀)
- 气动继电器或气动放大器
- 闩锁元件
- 计时器元件
- Sorteberg 继电器
- 浮子放大器，其中除了空气外，没有其他可动件
在工业程序上，气动逻辑是可靠及有机能性的控制方式。近年来，许多新的应用已经用电控系统取代气动逻辑，好处是数位系统的体积小、低价、高精准度及强大的功能性。不过若考虑升级的成本或是安全性，气动逻辑仍有其优势[1]。
常见的气动系统及模组
[编辑]相关条目
[编辑]脚注
[编辑]- ^ KMC Controls. Air Today, Digital Tomorrow: Pneumatic to BAS Conversions. [8 April 2013]. （原始内容存档于2013年10月19日）.
参考资料
[编辑]- Brian S. Elliott, Compressed Air Operations Manual, McGraw Hill Book Company, 2006, ISBN 0-07-147526-5.
- Heeresh Mistry, Fundamentals of Pneumatic Engineering, Create Space e-Publication, 2013, ISBN 1-49-372758-3.
