●前言
第1章緒論1
1.1氣壓傳動繫統節能的研究背景和意義1
1.2氣壓傳動繫統排氣節能研究現狀3
1.2.1將排氣能量轉換成其他形式能量的節能研究狀況3
1.2.2設計節能回路減少排氣腔耗氣量以實現節能的研究狀況4
1.2.3氣罐式排氣回收節能研究狀況6
1.3有待研究解決的問題8
1.3.1氣罐式排氣回收節能技術8
1.3.2微型排氣回收高效節能渦輪發電再利用技術10
第2章排氣回收控制繫統的數學建模及仿真11
2.1功率鍵合圖法的基本思想及其在氣動繫統仿真領域的實現11
2.2氣罐式排氣回收控制繫統鍵合圖模型的建立15
2.2.1排氣回收繫統的工作原理16
2.2.2繫統鍵圖模型的建立17
2.3氣罐式排氣回收控制繫統數學模型的建立22
2.3.1能量方程23
2.3.2氣缸活塞的運動方程23
2.3.3流量方程24
2.4氣罐式排氣回收繫統仿真模型的建立與實驗驗證26
2.4.1仿真模型的建立27
2.4.2仿真模型的實驗驗證27
2.5微型排氣回收渦輪發電繫統相關數學模型的建立與實驗驗證30
2.5.1基於AMESim的氣動繫統動態特性數學模型的建立30
2.5.2AMESim仿真模型的實驗驗證31
2.5.3渦輪葉片受力模型的建立32
2.5.4微型渦輪輸出轉矩分析34
2.6小結36
第3章排氣回收節能繫統基本特性的實驗37
3.1實驗內容及方法37
3.1.1氣罐式排氣回收實驗臺搭建37
3.1.2氣罐式排氣回收節能實驗內容39
3.1.3微型排氣回收渦輪發電繫統實驗臺搭建39
3.1.4微型排氣回收渦輪發電繫統實驗內容41
3.1.5實驗數據處理41
3.2氣罐式排氣回收時對氣缸動態特性的影響44
3.2.1對氣缸兩腔壓力的影響44
3.2.2對氣缸活塞運動特性的影響47
3.3氣罐式排氣回收切換控制壓差的理論分析50
3.3.1數學模型的簡化51
3.3.2回收繫統中影響氣缸動態特性的因素分析52
3.3.3排氣回收切換控制壓差的推導57
3.4氣罐式排氣回收切換控制壓差的實驗59
3.4.1實驗內容及方法59
3.4.2實驗結果及分析59
3.5氣罐式排氣回收切換控制判據及控制策略分析62
3.6微型渦輪發電繫統對氣缸動態特性的影響62
3.6.1不同氣源壓力下對氣缸兩腔壓力的影響62
3.6.2不同氣源壓力下對氣缸活塞運動特性的影響64
3.7小結65
第4章排氣回收裝置的設計與實驗66
4.1氣罐式排氣回收控制裝置的設計與實驗66
4.1.1定差減壓閥控制裝置66
4.1.2差壓開關控制裝置70
4.1.3氣罐式排氣回收控制裝置的比較分析72
4.2微型排氣回收渦輪發電裝置的設計與實驗74
4.2.1氣缸排氣側衝擊能量的分析75
4.2.2微型渦輪發電繫統的性能需求分析76
4.2.3微型渦輪發電繫統的方案設計77
4.2.4微型渦輪發電裝置的詳細結構設計與優化78
4.2.5微型渦輪輸出特性數值模擬80
4.2.6微型蝸殼結構優化設計分析83
4.2.7微型渦輪繫統發電的特性86
4.2.8微型渦輪發電繫統結構優化設計89
4.3小結91
第5章排氣回收繫統回收效率的評價方法93
5.1氣罐式排氣回收繫統的能量傳遞和轉換過程分析93
5.2氣罐式排氣回收效率評價方法的理論分析94
5.2.1氣缸排氣腔初始能量分析94
5.2.2回收能量分析95
5.2.3氣缸驅動腔能耗增加率的理論分析及實驗97
5.2.4排氣回收效率的評價方法101
5.3氣罐式排氣回收效率的實驗101
5.4微型排氣回收渦輪發電繫統轉換效率的分析103
5.4.1輸入能量分析103
5.4.2輸出能量分析104
5.4.3微型渦輪發電繫統效率計算105
5.4.4效率實測分析105
5.5小結106
後記總結與展望108
附錄Matlab/Simulink仿真程序110
參考文獻114

本書全面闡述了氣罐式和微型渦輪發電裝置排氣回收節能技術。主要內容包括，概述目前氣件排氣節能的研究現狀及需要解決的問題；建立排氣回收控制繫統數學模型的方法，並對排氣回收繫統的數學模型進行了動態特性模擬，分析相關參數對氣動繫統的影響，為研究排氣回收效率的評價方法提供理論依據；構建排氣回收實驗測試繫統，並通過實驗研究排氣回收控制繫統的基本特性，以獲得附加排氣回收裝置對氣缸動態特性的影響規律；根據排氣回收繫統的數學模型以及氣體熱力學基本定律對氣缸排氣回收控制過程進行深入分析，總結並設計出回收能量較多且對氣缸運動特性影響較小的兩種排氣回收裝置，並對其有效性進行了驗證；通過對排氣回收繫統熱力學特性以及繫統能量傳遞和轉換過程的分析，給出排氣回收繫統回收效率的評價方法，並進行相關的實測計算。
本書可供氣壓傳動繫統研發、設計的工程技術人員使用，也可供高等院校流體傳動與控制專業的師生閱讀。等