气动系统令人惊奇地效率低下。据授予，近年来，研究人员和制造商相似，在流体电力系统中提高能源效率，以提高可持续性和省钱，这一切都取得了巨大的进步。这种创新从无泄漏系统和高流量阀门到低摩擦缸密封和变速压缩机驱动器。
但这种进步往往是最佳增量。现在，Vanderbilt大学的研究人员希望通过恢复和重用目前浪费的能量来提高普通气动执行器的效率。
气动废气回收演示
在一个被国家流体电力协会赞助的气动废气回收的项目中，泰勒吉布森研究生泰勒·吉布森在最近的网络广播中详述了由中心托管的紧凑高效的流体电力。本研究的主要目标是开发一种改造当前气动系统并提高其效率的方法，并使成本低于电替代方案。
吉布森说，这项研究的动机很简单。气动装备每年在美国每年消耗大约0.5英尺（0.5英千万群）的能量，并将其每年与价值100亿美元的能源相关联。但工业气动系统的平均效率仅为15％，因此由于效率低下，每年浪费数十亿美元。据2012年的能源报告称，从15％到30％的效率将与年度节省的效率相关联。因此，有巨大的余地，具有显着的效果。
吉布森正在探索几种促进气动效率的方法。迄今为止的主要努力涉及废气回收。退出气动气缸的加压空气 - 这通常通气到大气 - 而是将其被有效地被捕获为应变能量的蓄能器，然后在其他气动过程中根据需要重新使用。
实质上，应变 - 能量蓄能器（海）是容纳在刚性圆柱形容器中的橡胶蓄能器。海边附着于气动系统的排气口，并像气球一样充气，以存储静止加压的废气。
在基本的两个圆柱系统中，高压植物空气将为第一缸供电，其排气将流到大海。然后，储存的气体将根据需要移植到第二汽缸以做更多的工作。事实上，吉布森表示，海洋已被用于低于主要执行器的压力的辅助气动系统。在理论上，另一个蓄电池和第三气缸可以由第二个，等等。
另外，电控阀可以从蓄能器流出，因此二次过程仅使用所需的气体，而不是完全排出每个循环。其余的将节省另一个致动。（查看电路enfieldtech.com.。）
使用废气回收，最大能效可以增加33％。吉布森表示，即使增加20％的增加也会导致气动力量的显着节省。
这样的系统确实在主汽缸中产生背压，解释了Vanderbilt和项目顾问机械工程助理教授的Eric Barth。但气动自动化系统以太高的压力运行，或者在局部地调节到较低的压力以节省能量。“我们的系统是其中任何一个的替代方案，其中系统在电源和蓄能器的”背压“之间的正确差压上运行。试验表明，我们的系统可以节省比调节方法更多的能量，“他说。
海洋不会影响第一个气缸的速度或力。在两个圆柱布置中，系统可以尺寸适用于依赖于特定过程的各种操作压力。Barth设想了许多实际的工业应用。“几乎任何带有多个气动执行器的系统都可以用这种技术改装，以节省能源，”他说。
在最近的一个申请中，伊利诺伊大学的研究人员在Urbana-Champaign展示了一个充满动力的动力脚踝脚矫形器，据报道，将设备效率提高25％。Gibson表示，即将发布各种工业系统的进一步测试。
带快速断开配件的应变能量蓄能器
虽然这些努力主要是理论在这一点上的那一点，但是，海洋方法的第二种替代方法是动态转换为可用的能量，虽然这些努力主要是理论上，但吉布森说。一个提出的装置是一种气动升压转换器，它将将低压，高流量排气能转化为高压，低流动空气，可以直接进入供电线。
它类似于电DC-DC升压转换器，而不是使用电感器，开关和二极管通过在电感器中存储能量来提高电压，而气动等效物将使用惯性（可能是小活塞），阀门和止回阀。他们目前正在模拟模拟中的概念，希望很快得出结论。
正在追求的相关想法是动态气动弹性体蓄能器。DPEA将升压转换器和蓄能器组合使用后者作为能量存储元件。它类似于电气ćuk转换器。研究人员计划建立和测试系统并验证模型。如果成功，他们将在现实世界设备上安装此类转换器，以便使用气动效率的实际改善。
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