Wydajność łopatkowego silnika pneumatycznego

Wydajność silnika pneumatycznego zależy od ciśnienia na wlocie. Przy stałym ciśnieniu na wlocie silniki pneumatyczne wykazują liniową zależność mocy wyjściowej od momentu obrotowego / prędkości obrotowej. Jednak poprzez regulację dopływu powietrza z wykorzystaniem techniki dławienia lub regulacji ciśnienia moc wyjściową silnika można łatwo modyfikować. Jedną z właściwości silników pneumatycznych jest możliwość działania w pełnym zakresie obrotów, od prędkości swobodnej aż do zatrzymania, bez jakiegokolwiek negatywnego wpływu na silnik. Prędkość swobodna* lub prędkość biegu jałowego jest definiowana jako prędkość robocza bez obciążenia wału zdawczego.* Prędkość swobodna = prędkość, przy której wał zdawczy obraca się bez obciążenia.

Moc wytwarzana przez silnik pneumatyczny to inaczej iloczyn momentu obrotowego i prędkości obrotowej. Silniki pneumatyczne wykazują charakterystykę mocy, w której punkt mocy maksymalnej występuje przy około 50% wartości prędkości swobodnej.Moment obrotowy wytwarzany w tym punkcie jest często określany jako „moment obrotowy przy maksymalnej mocy wyjściowej”.

Wzór na moc wyjściową:P = (π × M × n) / 30M = (30 × P) / (π × n)n = (30 × P) / (π × M)P = moc [kW]M = moment obrotowy [Nm]n = prędkość obrotowa [obr./min]

Przy doborze silnika pneumatycznego do danego zastosowania w pierwszej kolejności należy określić „punkt pracy”. Jest to połączenie żądanej prędkości roboczej silnika oraz momentu obrotowego wymaganego w tym punkcie.

Uwaga: punktem pracy nazywany jest punkt na krzywej zależności momentu obrotowego od prędkości obrotowej, w którym silnik faktycznie pracuje.

 

Wszystkie łopatkowe silniki pneumatyczne wytwarzają zmienny moment rozruchowy. Charakterystyka ta jest zależna od położenia łopatek w silniku. Najniższą wartość momentu rozruchowego, określaną jako minimalny moment rozruchowy, można uznać za deklarowaną wartość momentu obrotowego podczas rozruchu silnika. Zmienność momentu rozruchowego zależy od typu silnika i wymaga sprawdzania osobno dla każdego przypadku. Warto jednak pamiętać, że jest ona większa w przypadku silników dwukierunkowych niż w przypadku silników jednokierunkowych, co oznacza, że minimalny moment rozruchowy w silnikach dwukierunkowych jest niższy.

Uwaga: moment rozruchowy to moment wytwarzany przez silnik z zablokowanym wałem, do którego doprowadzane jest powietrze o pełnej wartości ciśnienia.

Moment obrotowy zatrzymania to moment, który silnik wytwarza bezpośrednio po zatrzymaniu, po wyhamowaniu go z prędkości roboczej. Moment obrotowy zatrzymania nie jest podawany w tabelach z danymi. Można go jednak łatwo oszacować, mnożąc razy dwa moment obrotowy przy mocy maksymalnej. Na przykład moment obrotowy, który przy mocy maksymalnej wynosi 10 Nm, odpowiada momentowi zatrzymania o wartości ok. 20 Nm.

• Moment obrotowy zatrzymania to moment wytwarzany po zatrzymaniu silnika. 
• Moment obrotowy zatrzymania silnika zmienia się w zależności od tego, jak szybko nastąpi wyhamowanie silnika do jego całkowitego zatrzymania. Szybkie wyhamowanie skutkuje wyższym momentem obrotowym zatrzymania niż wyhamowanie powolne. Wynika to z faktu, że masa (moment bezwładności) wirnika powoduje wzrost momentu obrotowego.