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转变思维:VDT到底是什么?

好的,让我看看举手示意。你们中有多少人熟悉涡轮增压器?现在举起手来,让我们数数。我看到NASCAR小组反应热烈。其他人似乎有点犹豫不决。没关系。我会解释的。

涡轮增压器是一种通常放置在内燃机排气流中的装置。它由两个由共同轴连接的叶轮组成。发动机的废气驱动一个叶轮,充当空气马达。连接轴带动另一个叶轮转动,形成空气泵/压缩机。涡轮增压器的发动机一侧的入口来自发动机排气。泵/压缩机的入口与大气是相通的。电机侧的出口指向大气,而泵/压缩机的出口指向发动机进气口。(参见涡轮增压器符号)稠密、富氧的空气可以改善燃烧,提高发动机的效率。

这是一个简化的解释,但它有一定的作用。重点是,废气中浪费的能量现在通过驱动泵/压缩机得到再生。涡轮增压器起位移变压器的作用。压力相对较低,用耗氧废气压缩并驱动富氧空气进入燃烧室。

涡轮增压器是一个位移装置,但它不是一个固定或积极的位移装置,而气动固定位移变压器(FDT)是固定和积极的。这意味着FDT有一个特定的流量(厘米3.或者3.)每一次革命。它还可以从任何端口接收或排气,具体取决于应用程序。当置于回路中时,它可用于流量增大、流量分配、流量合并或压力增强。

在图1中,电路显示了一个示例,其中气动FDT提供所有四个功能,响应系统的压力需求。在该示例中,FDT用于控制压实圆柱体。两个先导控制方向阀确定进出变压器的流动路径。当气缸开始伸出时,电阻压力较低,因此两个方向阀都不会移动。变压器的作用是增加流量,从大气中吸入空气。这种空气与来自接收器的空气汇合在一起。进入FDT的功率必须等于离开FDT的功率,因此流量的增加会降低气缸的压力。随着气缸压力升高,底部方向阀被引导以消除来自大气的流量,并仅将来自接收器的流量引导至气缸。

当负载压力达到上部换向阀的设定值时,它会转换,将一部分流量转向大气。这减少了流向钢瓶的流量,并增加了压力。FDT提供了三种离散的压力和流量组合,并从源头提供恒定的流量。其效果相当于三速变速器。当切换四通换向阀收回气缸时,如果有低压要求,气缸将高速收回。

该电路也适用于气动马达的应用,在那里需要一个高的启动扭矩,然后减少运行扭矩(见图2)。

然而,尽管FDT具有灵活性,但由于其具有固定位移,因此其精确性受到限制。它只能提供有限数量的组合。

可变位移变压器(VDT)是FDT的改进。一个或多个腔体具有可变位移。正是这个特性使它适合于真正的功率控制。当与来自接收器的可变流量源相结合时,它提供了一种方法,只提取执行器工作所需的能量单位。当使用电力需求来控制从电源中提取的能源单位数量时,它消除了限制流量和压力控制的需要。

VDT可以由一个固定位移电机连接到一个变量位移电机,或两个变量位移电机机械连接组成。目前正在开发的有几个版本,其中有一个旋转组和两个位移腔,使产品更加紧凑和多功能(见图3)。

在压缩电路中用VDT代替FDT时,我们看到VDT进行了无级传输。随着气缸上的负载增加,从大气中吸入的空气量减少,直到达到零。先导控制的方向阀移动,VDT成为压力增强器。VDT通过将流量与压力相匹配,向气缸发送恒定功率(见图4)。

从不同的角度思考我们通过流体传递能量的方式,对该行业的未来至关重要。与速度控制相关的能量损失已成为公认的商业成本。这并不一定是事实。VDT不仅仅是一个没有实际应用的新想法。它有可能为全球节省数十亿美元的能源成本。只要有用于速度控制的孔板,VDT就有可能消除能量损失。

如果您有任何问题,请联系Dan HelgersonDan@DanHelgerson.com.访问这一切阅读丹以前的文章

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