moteur pneumatique
Un moteur pneumatique (moteur pneumatique) ou un moteur à air comprimé est un type de moteur qui fait un travail mécanique en élargissant l'air comprimé. moteurs pneumatiques convertissent généralement l'énergie d'air comprimé pour le travail mécanique, soit par un mouvement linéaire ou rotatif. Le mouvement linéaire peut provenir soit d'un diaphragme ou d'un actionneur de piston, tandis que le mouvement de rotation est fournie soit par un moteur à air de type à palettes, un moteur à air à piston, turbine à air ou un moteur du type engrenage.
Les moteurs pneumatiques existent sous plusieurs formes au cours des deux derniers siècles, dont la taille des moteurs portatifs à moteur jusqu'à plusieurs centaines de chevaux. Certains types se fondent sur des pistons et des cylindres; d'autres sur les rotors encochés avec des aubes (moteurs à palettes) et d'autres utilisent des turbines. De nombreux moteurs à air comprimé à améliorer leurs performances en chauffant l'air entrant ou le moteur lui-même. Moteurs pneumatiques ont trouvé un large succès dans l'industrie des outils à main, [1], mais sont également utilisés stationnaire dans une large gamme d'applications industrielles. les tentatives continuelles sont faits pour étendre leur utilisation à l'industrie du transport. Cependant, les moteurs pneumatiques doivent surmonter les inefficiences avant d'être considérée comme une option viable dans l'industrie du transport.
Modifier linéaire
Afin d'obtenir un mouvement linéaire de l'air comprimé, est le plus souvent utilisé un système de pistons. L'air comprimé est introduit dans une chambre étanche à l'air qui loge la tige du piston. Aussi à l'intérieur de cette chambre un ressort est enroulé autour de l'arbre du piston afin de maintenir la chambre complètement ouverte lorsque l'air ne soit pas pompé dans la chambre. Comme l'air est introduit dans la chambre de la force sur la tige de piston commence à surmonter la force exercée sur le ressort. [2] En plus de l'air est introduit dans la chambre, la pression augmente et le piston commence à se déplacer vers le bas de la chambre. Lorsqu'il atteint sa longueur maximale de la pression d'air est libérée de la chambre et le ressort complète le cycle en fermant la chambre pour revenir à sa position initiale.
moteurs à pistons sont les plus couramment utilisés dans les systèmes hydrauliques. Essentiellement, les moteurs à piston sont les mêmes que les moteurs hydrauliques, sauf qu'ils sont utilisés pour convertir de l'énergie hydraulique en énergie mécanique [3]. [4]
moteurs à pistons sont souvent utilisés dans des séries de deux, trois, quatre, cinq, ou six cylindres qui sont enfermés dans un boîtier. Cela permet plus de puissance à délivrer par les pistons, car plusieurs moteurs sont synchronisés les uns avec les autres à certains moments de leur cycle.
Les moteurs à palettes Modifier
Un type de moteur pneumatique, connu comme un moteur à palettes, utilise de l'air pour produire un mouvement de rotation à un arbre. L'élément rotatif est un rotor à fentes qui est monté sur un arbre d'entraînement. Chaque fente du rotor est équipé d'une palette coulissante librement rectangulaire. [4] Les aubes sont étendues aux parois du boîtier à l'aide de ressorts, l'action de came, ou la pression d'air, en fonction de la conception du moteur. De l'air est pompé à travers l'entrée du moteur qui pousse sur les ailettes créant le mouvement de rotation de l'arbre central. les vitesses de rotation peut varier entre 100 et 25 000 tours par minute en fonction de plusieurs facteurs qui comprennent la quantité de pression d'air à l'entrée du moteur et le diamètre du boîtier. [2]
Une application pour les moteurs d'avions de type à palettes est de commencer les gros moteurs diesel ou du gaz naturel industriel. L'énergie stockée sous la forme d'air comprimé, de l'azote ou du gaz naturel entre dans la chambre de moteur étanche et exerce une pression sur les aubes d'un rotor. Cela provoque le rotor à tourner à grande vitesse. Parce que le volant moteur nécessite beaucoup de couple pour démarrer le moteur, les engrenages de réduction sont utilisés. Réducteurs créer des niveaux de couple élevé avec les plus faibles quantités d'apport d'énergie. Ces réducteurs permettent un couple suffisant pour être généré par le volant d'inertie du moteur lorsqu'il est en prise avec le pignon du moteur d'avion ou démarreur à air.
Une application généralisée de moteurs pneumatiques se trouve dans des outils à main, clés à chocs, des outils d'impulsions, tournevis, boulonneuses, perceuses, meuleuses, ponceuses et ainsi de suite. Les moteurs pneumatiques sont également utilisés stationnaire dans une large gamme d'applications industrielles. Bien que l'efficacité énergétique globale des outils pneumatiques est faible et ils ont besoin d'accéder à une source d'air comprimé, il y a plusieurs avantages par rapport aux outils électriques. Ils offrent une plus grande densité de puissance (un plus petit moteur pneumatique peut fournir la même quantité de puissance comme un gros moteur électrique), ne nécessitent pas un régulateur de vitesse auxiliaire (en ajoutant à sa compacité), génèrent moins de chaleur, et peut être utilisé dans des atmosphères les plus volatils car ils ne nécessitent pas d'alimentation électrique [5] et ne créent pas d'étincelles. Ils peuvent être chargés d'arrêter avec un couple plein sans dommages. [6]
Historiquement, de nombreuses personnes ont essayé d'appliquer des moteurs pneumatiques à l'industrie du transport. Guy Negre, PDG et fondateur de Zero Pollution Motors, a mis au point ce domaine depuis la fin des années 1980. [7] Récemment Engineair a également mis au point un moteur rotatif pour une utilisation dans les automobiles. Engineair place le moteur immédiatement à côté de la roue du véhicule et utilise pas de pièces intermédiaires pour transmettre le mouvement qui signifie que la quasi-totalité de l'énergie du moteur est utilisé pour faire tourner la roue. [8]
Histoire dans le transport Modifier
Américain Charles Hodges a également le succès avec des moteurs pneumatiques dans l'industrie de la locomotive. En 1911, il a conçu une locomotive pneumatique et a vendu le brevet à la H.K. Porter Company à Pittsburgh pour une utilisation dans les mines de charbon. [10] Parce que les moteurs pneumatiques ne pas utiliser la combustion, ils étaient une option beaucoup plus sûre dans l'industrie du charbon. [9]
De nombreuses entreprises prétendent développer des voitures à air comprimé. mais aucun sont effectivement disponibles à l'achat ou même des tests indépendants.