蓄能器的基本功能

1、蓄能器的基本功能蓄能器的基本功能蓄能器的功用主要分為存儲(chǔ)能量、吸收液壓沖擊、消除脈動(dòng)和回收能量等。2.1存儲(chǔ)能量這一類(lèi)功用主要應(yīng)用蓄能器能夠較大量存儲(chǔ)能量的功能。在實(shí)際使用中又可細(xì)分為作輔助動(dòng)力源、減 小裝機(jī)容量、補(bǔ)償泄漏、作緊急動(dòng)力源以及構(gòu)成恒壓油源等。2.1.1作輔助動(dòng)力源典型液壓源回路見(jiàn)圖2-1,帶蓄能器的液壓源回路見(jiàn)圖2-2。圖2-1一般液壓源回路圖2-2帶蓄能器的液壓源回路兩種回路從表面看僅為是否有蓄能器的差別，兩種回路的性能差別卻非常大。蓄能器作為能量?jī)?chǔ)存裝置 在液壓源回路中出現(xiàn)，其主要用途是作為輔助油源，該回路經(jīng)常在間歇性操作工況的液壓系統(tǒng)中被采用。液壓源回路中安裝蓄能裝置，在減

2、小液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率、節(jié)約能源、降低噪聲、消除肪動(dòng)、降低設(shè)備運(yùn)行成本等方面效果非常明顯；另一方面還可以提高液壓系統(tǒng)的安全性和可靠性，一旦發(fā)生故障或停電時(shí)，還可以作為應(yīng)急動(dòng)力源，促使主機(jī)恢復(fù)到安全狀態(tài)，避免重大事故的發(fā)生。這類(lèi)回路在液壓系統(tǒng)工作時(shí)能補(bǔ)充油量 ，減少液壓油泵供油，降低電機(jī)功率，減少液壓系統(tǒng)尺寸及重量，節(jié)約投資。常用于間歇?jiǎng)幼?，且工作時(shí)間很短；或在一個(gè)工作循環(huán)中速度差別很大，要求瞬間補(bǔ)充大量液壓油的場(chǎng)合典型輔助能源回路如圖 2-3所示。液壓機(jī)液壓系統(tǒng)中當(dāng)模具接觸工作慢進(jìn)及保壓時(shí)，部分液壓油儲(chǔ)入蓄能器；而在沖?？焖傧蚬ぜ苿?dòng)及快速退回時(shí)，蓄能器與泵同時(shí)供油，使液壓缸快速動(dòng)作。對(duì)于圖2-4

3、所示的回路，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，可以控制油缸運(yùn)動(dòng)速度，低速時(shí)系統(tǒng)壓力波動(dòng)很小，油泵保持卸荷 狀態(tài)，由蓄能器提供壓力油，蓄能器成為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)油缸運(yùn)動(dòng)圖2-4蓄能器為動(dòng)力源的回路圖2-5所示的回路設(shè)置大小兩個(gè)蓄能器 ，可以完成高、低壓兩個(gè)泵的功能。快進(jìn)時(shí)，油泵和大蓄能器一起供油。當(dāng)移動(dòng)件碰上快速開(kāi)關(guān) A時(shí)二位二通閥動(dòng)作，接通小蓄能器的回路，此時(shí)，小蓄能器的壓力大于大蓄 能器的壓力，故單向閥B截止，油泵和大蓄能器的油過(guò)不來(lái)，由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工作進(jìn)給，同時(shí),油泵向大蓄能器充 油。如果工作進(jìn)給時(shí)間比蓄能器充油時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)用卸荷閥使油泵卸荷?！纠?-1】某軋鋼廠(chǎng)實(shí)際年軋制能力大大超出了當(dāng)初的年設(shè)計(jì)能力，年軋制能力的大大

4、提高，導(dǎo)致軋制速度的提高。液壓系統(tǒng)如圖 2-6所示。液壓缸是其執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于軋制速度的提高，液壓缸在同一時(shí)間內(nèi)所 需的液壓油就更多，液壓泵長(zhǎng)時(shí)間處于超負(fù)荷狀態(tài)，導(dǎo)致能耗增加，液壓泵發(fā)熱過(guò)高而損壞。同時(shí)，液壓泵輸 出的液壓油油溫上升，密封件老化加快，極易泄漏，從而要求停機(jī)處理。當(dāng)液壓泵供油不足時(shí)，一組蓄能器就向系統(tǒng)供油，但是還不能滿(mǎn)足系統(tǒng)供油需要時(shí)，蓄能器皮囊就極易破裂，對(duì)管路的沖擊就會(huì)加大。如果對(duì)恒壓變量泵進(jìn)行改造，加大其流量，那么液壓泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也要重新進(jìn)行匹配，再加上泵站內(nèi)設(shè)備布置、空間布局也要重新考慮。通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的分析、比較，提出了一種代價(jià)最小，最切實(shí)可行的方法 就是加大蓄能器容量，

5、經(jīng)過(guò)比較選用了德國(guó)的 HYDACW能器。改造完成后，用于主機(jī)生產(chǎn)，無(wú)需更換蓄能器皮囊。降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又降低了成本，提高了生產(chǎn)效益。圖2-6液壓系統(tǒng)原理圖1 液壓泵；2一單向閥；3蓄能器；4一過(guò)濾器；5一伺服閥；6一液壓缸2.1.2保持恒壓某些液壓執(zhí)行元件工作中要求在一定的工作壓力下長(zhǎng)時(shí)間保持不動(dòng)，這時(shí)如果啟動(dòng)液壓泵來(lái)補(bǔ)充泄漏以保持恒壓是不經(jīng)濟(jì)的，而采用蓄能器則是最經(jīng)濟(jì)有效的。液壓系統(tǒng)泄漏（內(nèi)漏）時(shí)，蓄能器能向系統(tǒng)中補(bǔ)充供油，使系統(tǒng)壓力保持恒定。常用于執(zhí)行元件長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)作，并要求系統(tǒng)壓力恒定的場(chǎng)合。保壓回路如圖2-7所示，液壓夾緊系統(tǒng)中二位四通閥左位接入 ，工件夾緊，油壓升高，通過(guò)順序閥

6、1、二 位二通閥2、溢流閥3使油泵卸荷，利用蓄能器供油，保持恒壓。圖2-7保壓回路1順序閥；2一二位二通閥；3一溢流閥【例2-2】 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)液壓系統(tǒng)中，蓄能器用于降低液壓泵啟動(dòng)頻率。由于液壓泵采用間歇工作制當(dāng)液壓泵停止工作，而系統(tǒng)需要保壓時(shí)，系統(tǒng)會(huì)有不同程度的內(nèi)泄。使用蓄能器后就可通過(guò)釋放蓄能器中儲(chǔ)存的壓力油來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏，使液壓系統(tǒng)的壓力基本維持恒定，這樣就降低了液壓泵的啟動(dòng)頻率。在僅有一個(gè)失效制動(dòng)類(lèi)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)中，蓄能器容積往往選得很小。如選用大容量的蓄能器，在制動(dòng)過(guò)程中必須將蓄能器中儲(chǔ)存的壓力油泄回油箱，這樣就降低了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度。BONUS600k颯力機(jī)的高速制動(dòng)液壓

7、系統(tǒng)中使用 0.32L的蓄能器；NTK300kW風(fēng)力機(jī)的機(jī)械制動(dòng)液壓系統(tǒng)中僅使用0.075L的蓄能器;NTK300k颯力機(jī)葉尖液壓系統(tǒng)中，在高壓油口中省略了蓄能器，靠缸體的變形和油液的微量壓縮量來(lái)儲(chǔ)存壓 力能?！纠?-3】小浪底水利樞紐是一座以防洪減淤為主，并兼顧供水、灌溉、發(fā)電等綜合利用的大型工程。樞紐泄水建筑物由3條孔板洞、3條排沙洞、3條明流泄洪洞、6條發(fā)電洞及正常溢洪道組成。3條明流泄洪洞是樞紐主要泄洪建筑物，承擔(dān)樞紐的泄洪、排沙、排漂等任務(wù)。明流泄洪洞閘門(mén)和液壓?jiǎn)㈤]機(jī)布置在進(jìn)水塔內(nèi)，每扇弧形閘門(mén)各由一臺(tái)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)獨(dú)立操作。每套液壓?jiǎn)㈤]機(jī)均有獨(dú)立的液壓泵站 ，泵站和油缸均布置在液壓?jiǎn)㈤]

8、機(jī)室內(nèi)。啟閉機(jī)采用搖擺式結(jié)構(gòu)，油缸支承在機(jī)架軸承座中，吊頭與弧門(mén)吊耳相連。啟閉機(jī)泵站設(shè)有兩套油泵電機(jī)組，其中一套作為工作泵組，一套作為備用泵組。兩套油泵電機(jī)組共用一套液壓控制閥塊，油箱、管道均采用不銹鋼材料，液壓泵站的壓力油經(jīng)過(guò)管道進(jìn)入油缸上、下腔，對(duì)閘門(mén)進(jìn)行操作。液壓系統(tǒng)如圖2-8所示。為防止重力以及油液泄漏引起閘門(mén)下降，在油缸下腔裝有氣囊式液壓蓄能器，為油缸下腔充液、保壓， 并配有蓄能器專(zhuān)用油泵電機(jī)組 p2。當(dāng)蓄能器壓力降至規(guī)定值時(shí)，該油泵電機(jī)組自動(dòng)投入運(yùn)行，為蓄能器充液、 增壓。蓄能器的使用不但克服了以往機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)笨重、操作繁冗等缺點(diǎn)，還為方便集中控制和操作提供了前提條件。當(dāng)閘門(mén)處于全

9、開(kāi)或者局部開(kāi)啟位置，若油缸密封發(fā)生泄漏將導(dǎo)致閘門(mén)下沉?xí)r，油缸下腔通過(guò)氣囊式蓄能器自動(dòng)補(bǔ)泄，使閘門(mén)保持在所要求的位置。 當(dāng)蓄能器壓力低于調(diào)定壓力時(shí)，壓力繼電器動(dòng)作，接通蓄能 器電機(jī)，延時(shí)10s后電磁鐵通電，蓄能器充壓，延時(shí)12min后電磁鐵斷電，5s后蓄能器電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。蓄能器電機(jī)只有在主泵組兩電機(jī)都停機(jī)狀態(tài)下，才能投入運(yùn)行圖2-8啟閉機(jī)液壓系統(tǒng) 2.1.3作液體補(bǔ)充裝置對(duì)于圖2-9所示的液壓回路，因活塞桿占有一定的體積，蓄能器能補(bǔ)充供給液壓缸內(nèi)無(wú)桿腔與有桿腔之 間體積差的油量。活塞桿縮回時(shí)，油返回到有桿腔內(nèi)，多余的油儲(chǔ)到蓄能器內(nèi)；活塞桿伸出時(shí)，蓄能器內(nèi)的油補(bǔ)充到無(wú)桿腔內(nèi)。圖2-9蓄能器作液體補(bǔ)

10、充裝置2.1.4作應(yīng)急動(dòng)力源大型工程機(jī)械的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)多采用液壓助力。當(dāng)轉(zhuǎn)向或制動(dòng)系統(tǒng)的液壓源出現(xiàn)故障時(shí)，蓄能器可以幫助解決其應(yīng)急轉(zhuǎn)向或制動(dòng)的問(wèn)題。工廠(chǎng)突然停電，或發(fā)生故障，油泵中斷供油，蓄能器能提供一定的油量作為應(yīng)急動(dòng)力源，使執(zhí)行元件能繼續(xù)完成必要的動(dòng)作。圖 2-10所示為應(yīng)急動(dòng)力源。停電時(shí)，二位四通閥右位接入 蓄能器放出油量經(jīng)單向閥進(jìn)入油缸有桿腔，使活塞桿縮回，達(dá)到安全目的。圖2-10 應(yīng)急動(dòng)力源 2.2吸收液壓沖擊 2.2.1 概述輸送液體的管道中，由于生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過(guò)程的調(diào)節(jié)，常需要啟閉閥門(mén)，水泵和水輪面也有可能發(fā)生突 然開(kāi)、停的情況。這種時(shí)候，管道內(nèi)的液體速度就會(huì)發(fā)生突然變化 ，有時(shí)還

11、是急劇的變化，液體速度的變化使 液體的動(dòng)量改變，反映在管道內(nèi)的壓強(qiáng)迅速上升或下降 ，并伴有液體錘擊的聲音，這種現(xiàn)象稱(chēng)為液擊現(xiàn)象，也 叫做水錘或水擊。液擊造成管道內(nèi)壓力的變化有時(shí)是很大的，突然加壓嚴(yán)重時(shí)可使管子爆裂，迅速降壓形成的管內(nèi)負(fù)壓可能使管子失穩(wěn)。液擊還常導(dǎo)致管道振動(dòng)、發(fā)出噪聲，嚴(yán)重影響管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行。換向閥突然換向，液壓泵突然停轉(zhuǎn)，執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)突然停止，甚至在需要執(zhí)行元件緊急制動(dòng)時(shí)，都會(huì)使 管路內(nèi)液體受到?jīng)_擊而產(chǎn)生沖擊壓力，這些情況下安全閥也不能避免其壓力的增高，其值可能高達(dá)正常壓力值的幾倍以上；這種沖擊壓力往往會(huì)引起系統(tǒng)中儀表、元件和密封元件發(fā)生故障，還會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。如

12、圖2-11所示的回路，在控制閥或液壓缸等受到?jīng)_擊之前的管路上裝設(shè)蓄能器，可以吸收或緩和換向閥突然換向，油缸突然停止運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊壓力。換向閥突然換向時(shí)，蓄能器吸收了液壓沖擊，使壓力不會(huì)劇增。圖2-11吸收液壓沖擊的回路2.2.2應(yīng)用實(shí)例I飛機(jī)對(duì)加注油料的質(zhì)量要求較高，另外，考慮到易于維護(hù)、工作壽命、動(dòng)作的靈活性等因素通常選用皮 囊式蓄能器作為水擊壓力緩沖器。在管路內(nèi)油壓作用下皮囊內(nèi)保持必需的剩余壓力，皮囊內(nèi)氣體與所輸送油料之間彼此隔開(kāi)。在加油系統(tǒng)管網(wǎng)中采用皮囊式蓄能器能夠有效地抑制瞬變壓力波，削減水擊壓力波動(dòng)幅值，降低末端閥門(mén)在關(guān)閉過(guò)程中產(chǎn)生的壓力波動(dòng)頻率；皮囊式蓄能器的初始空氣體積越大抑制瞬

13、變壓力波動(dòng)的效果越理想； 與初始容積相對(duì)應(yīng)，初始?jí)毫υ酱髸r(shí)由于其氣體初始容積變小，因而其抑制效果要比初始?jí)毫π〉男Ч?些；安裝位置越靠近水擊壓力發(fā)生源，蓄能器控制效果越理想；選用皮囊式蓄能器作為水擊壓力緩沖器時(shí)應(yīng) 進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析，同時(shí)統(tǒng)籌兼顧緩沖器的安裝位置、容積大小及其運(yùn)行參數(shù)之間關(guān)系才能更好地發(fā)揮控制水擊作用；為了有效地控制水擊，皮囊式蓄能器應(yīng)盡量設(shè)置在飛機(jī)加油管路上，或安裝在給加油車(chē)加油的加 油站內(nèi)，并盡可能直接靠近水擊壓力起源地。2.2.3應(yīng)用實(shí)例H在煤礦液壓支架修理完成后，進(jìn)行液壓油缸工作試驗(yàn)過(guò)程中，即液壓支架無(wú)負(fù)載液壓系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)發(fā) 現(xiàn)油缸的伸縮是不平穩(wěn)的，不是均勻的伸縮運(yùn)

14、動(dòng)。在井下不管是移架還是升降液壓支架，即液壓支架有負(fù)載的液壓系統(tǒng)中，同樣會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)類(lèi)似的現(xiàn)象。同時(shí)發(fā)現(xiàn)液壓管道有振動(dòng)，甚至劇烈跳動(dòng)，出現(xiàn)噪聲現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致高壓膠管崩裂和接頭損壞而卸壓，甚至造成人身傷害事故。在液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)的這類(lèi)現(xiàn)象大部分是因?yàn)橄到y(tǒng)中產(chǎn)生壓力瞬變所導(dǎo)致。液壓系統(tǒng)內(nèi)的流速發(fā)生突變時(shí)必將引起液壓沖擊，在系統(tǒng)中完全避免液壓沖擊是很難的，但可通過(guò)適當(dāng)途徑減小液壓支架液壓系統(tǒng)的峰值壓力，消除高壓膠管崩裂卸壓傷人，降低噪聲。保持系統(tǒng)正常工作的重要途徑為：增加乳化液泵的柱塞數(shù) ，比如由三柱塞改為五柱塞泵，以減小系統(tǒng)壓力的脈動(dòng)；同時(shí)使液壓系統(tǒng)保 持較高的液壓固有頻率，一般可采用蓄能器來(lái)減

15、小液壓系統(tǒng)的峰值壓力。2.2.4應(yīng)用實(shí)例m隨著超高層建筑的不斷出現(xiàn)，電梯的速度變得越來(lái)越快，電梯坑道的建筑空間也要隨之發(fā)生改變。電梯 用緩沖器的行程隨著電梯速度的增加要成平方地增加，這樣電梯底坑就要隨之加深，造成了建筑空間的很大浪費(fèi)。如果采用彈簧或者柱塞復(fù)位，其復(fù)位彈簧的高度將占用緩沖器總體高度中相當(dāng)大的一部分。為了節(jié)約空間，降低緩沖器的有效高度，一種利用活塞式蓄能器復(fù)位的適用于高速?zèng)_擊的小尺寸緩沖器被研制出來(lái)。緩沖器主要實(shí)現(xiàn)緩沖和復(fù)位兩個(gè)功能過(guò)程，所設(shè)計(jì)的新型緩沖器是采用蓄能器在緩沖過(guò)程中儲(chǔ)存的能量來(lái) 實(shí)現(xiàn)柱塞復(fù)位的。在相同的制停條件下，這種緩沖器緩沖作用的時(shí)間短，大部分的動(dòng)能通過(guò)蓄能器轉(zhuǎn)化

16、為油液的內(nèi)能儲(chǔ)存，另一部分通過(guò)節(jié)流作用轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。在理論上，最好的節(jié)流方式是梯形凸臺(tái)和多孔式。在此，綜合考慮了結(jié)構(gòu)、功能、成本等各方面因素，從理論設(shè)計(jì)上確定緩沖性能最優(yōu)方案 ，采用徑向分布節(jié)流 小孔來(lái)實(shí)現(xiàn)緩沖過(guò)程的節(jié)流。盡管活塞式蓄能器反應(yīng)不像皮囊式靈敏，缸體加工和活塞密封性能要求較高 ，但通過(guò)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)緩沖器結(jié)構(gòu)上的一體化，使成本降低、結(jié)構(gòu)緊湊。因此，最終選用活塞式蓄能器。蓄能器不僅可使緩沖過(guò)程平穩(wěn)，而且其在緩沖過(guò)程中儲(chǔ)存的能量，可取代傳統(tǒng)緩沖器中的復(fù)位彈簧，從而大 大縮減緩沖器的軸向尺寸。在高速電梯中采用此設(shè)計(jì)方案，可以減小底坑的高度，提高空間的利用率。采用活塞式蓄能器取代氣囊式

17、蓄能器，緩沖性能可以滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，即使由于蓄能器活塞質(zhì)量的慣性會(huì) 造成緩沖器外腔壓力在緩沖開(kāi)始階段的振蕩，但是通過(guò)減小活塞質(zhì)量，可以使振蕩現(xiàn)象得到明顯的減輕，而且這個(gè)振蕩是收斂的，不影響緩沖器的整體功能。采用活塞式蓄能器可以實(shí)現(xiàn)緩沖器結(jié)構(gòu)上的一體化。蓄能器活塞的密封圈與缸壁之間的摩擦力大小對(duì)緩沖器的復(fù)位時(shí)間有較大的影響，宜采用組合密封。2.3消除脈動(dòng)、降低噪聲2.3.1 概述除螺桿泵之外，其他類(lèi)型液壓泵輸出的壓力油都存在壓力脈動(dòng)，從而影響液壓系統(tǒng)的工作性能。對(duì)于采用柱塞泵且其柱塞數(shù)較少的液壓系統(tǒng)，泵流量周期變化使系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)。為了減輕或消除壓力脈動(dòng)，通常的做法是在不變更原設(shè)備液壓元件的情況下，

18、在液壓泵附近設(shè)置蓄能器，以吸收壓力脈動(dòng)（如圖 2-12所示）。系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)多是由流量脈動(dòng)引起的，在一個(gè)脈動(dòng)周期內(nèi)，高于平均流量的部分被蓄能器吸收，低于平均流量的部分由蓄能器供給。這就吸收了脈動(dòng)中的能量，降低了脈動(dòng)；減小了對(duì)敏感儀器和設(shè)備的損壞程度。圖2-12吸收壓力脈動(dòng)蓄能器回路在多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)中，由于泵的啟動(dòng)往往滯后，如系統(tǒng)中無(wú)蓄能器，在一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)會(huì)引 起系統(tǒng)壓力大幅下降，影響其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常工作。蓄能器能使其壓力波動(dòng)大大減小。例如 ，風(fēng)力發(fā)電機(jī) 偏航制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)，如蓄能器損壞不起作用，會(huì)引起系統(tǒng)壓力下降，從而引起機(jī)械制動(dòng)器制動(dòng)力矩減小。在實(shí)踐中往往發(fā)現(xiàn)，裝設(shè)蓄能器前后設(shè)備

19、振動(dòng)狀況改善不明顯 ，這當(dāng)然不是蓄能器的質(zhì)量問(wèn)題，實(shí)際上蓄能 器在系統(tǒng)中吸收脈動(dòng)的效果與很多因素有關(guān)，如蓄能器和管路中油液的質(zhì)量、蓄能器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)、 管路的特性、回路中元件的特性和流量脈動(dòng)頻率等。因此，需要具體地分析。2.3.2應(yīng)用實(shí)例軋鋼機(jī)液壓壓下采用三通閥控缸的結(jié)構(gòu)形式，因此，液壓缸有桿腔是恒定的壓力油作用。 這樣，如果在軋制過(guò)程中液壓缸有桿腔的壓力有脈動(dòng)，這將引起軋制力的波動(dòng)，從而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，為保證軋制力穩(wěn)定,通常在液壓缸有桿腔的進(jìn)油路上設(shè)置液壓力脈動(dòng)補(bǔ)償蓄能器（見(jiàn)圖2-13 ）。Ml*圖2-13 軋機(jī)壓下液壓回路1 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償蓄能器；2一伺服閥；3一壓下缸；4一脈動(dòng)

20、補(bǔ)償蓄能器2.4回收能量2.4.1 概述隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速，能源需求量日益增加，石油資源面臨枯竭的危機(jī)。汽車(chē)節(jié)能已成為全球的熱點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外都在研究開(kāi)發(fā)使用新型動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)提高設(shè)備經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，降低能源消耗，減少大氣污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。用蓄能器回收能量可以提高能量利用率，是節(jié)能的一個(gè)重要途徑。蓄能器因?yàn)榭梢詴捍婺芰浚钥梢杂脕?lái)回收多種動(dòng)能、位置勢(shì)能。具體應(yīng)用包括回收車(chē)輛制動(dòng)能量、回收工程機(jī)械動(dòng)臂機(jī)構(gòu)位能、回收液壓挖掘 機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)制動(dòng)能量、回收石油修井機(jī)及鉆機(jī)管下落重力勢(shì)能、回收電梯下行重力勢(shì)能等。例如，液壓升降機(jī)是被廣泛用于市政工程、建筑、安裝、倉(cāng)儲(chǔ)、貨物裝運(yùn)及工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程（在鑄造、焊接、

21、噴涂、搬運(yùn)、裝配等工作場(chǎng)合，就有各種升降機(jī)被用作輸送和定位的工具）中的一種機(jī)械設(shè)備。較大型升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置一般都選用液壓缸，由其結(jié)構(gòu)原理由工作特點(diǎn)所決定。在升降機(jī)工作臺(tái)攜帶著工件上升時(shí) 需要液壓缸向其提供驅(qū)動(dòng)力，即液壓缸輸出能量，把機(jī)械（液壓）能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能；而在升降機(jī)工作臺(tái)攜帶著工件下降時(shí)，其勢(shì)能將被釋放出來(lái)。這種勢(shì)能如果不能有效地回收利用，則會(huì)造成能量浪費(fèi)。這種能量浪費(fèi)對(duì)于小型升降機(jī)來(lái)說(shuō)尚不嚴(yán)重，但對(duì)于載重和舉升高度較大、南非頻繁工作的機(jī)型來(lái)說(shuō)，就非常厲害了。對(duì)于此類(lèi)機(jī)型，應(yīng)在其液壓系統(tǒng)中設(shè)計(jì)儲(chǔ)能裝置，以把升降機(jī)下降過(guò)程中釋放出的勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，并在上升時(shí)重新加以利用，從而減少無(wú)用功的消耗，提

22、高能量的利用效率，并同時(shí)達(dá)到使系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、工作可靠、安全的目的。對(duì)于城市用車(chē)輛，需要頻繁地起步加速與制動(dòng)。車(chē)速低、油耗高、排放污染與噪聲嚴(yán)重是城市車(chē)輛的共 有問(wèn)題。制動(dòng)器頻繁地作用，造成能量的無(wú)謂消耗。 如能把制動(dòng)器消耗的能量回收，在車(chē)輛起步時(shí)釋放，這無(wú) 疑是提高能量利用率的有效途徑，同時(shí)也會(huì)改善車(chē)輛排放性能。對(duì)于工程機(jī)械，液壓設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的能量損失，利用蓄能器可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能，減小能量 損失，提高傳動(dòng)效率。蓄能器的作用是：在制動(dòng)過(guò)程中 ，泵/馬達(dá)呈泵的工況向蓄能器供油，使其回收制動(dòng)能 量，形成制動(dòng)力矩，制動(dòng)力矩的大小可通過(guò)改變泵 /馬達(dá)的排量進(jìn)行控制；重新啟動(dòng)時(shí) ，先由蓄能器釋

23、放儲(chǔ)存 的制動(dòng)能量，通過(guò)泵/馬達(dá)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后達(dá)到一定速度時(shí)，再由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率大于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪所需功率時(shí)，多余的能量輸入蓄能器儲(chǔ)存起來(lái)；在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩小于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的需要時(shí)蓄能器釋放能量以加大驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩。加裝蓄能器的主要優(yōu)點(diǎn)是：吸收或補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在效率最高的工況下，回收與利用制動(dòng)能量，大大降低了機(jī)器行駛中頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)造成的燃油消耗。手XJJMIil2圖2-14為柴油機(jī)的油馬達(dá)啟動(dòng)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中設(shè)置有蓄能器。啟動(dòng)時(shí) ，扳動(dòng)二位二通手動(dòng)換向閥，蓄能器供油驅(qū)動(dòng)馬達(dá)去帶動(dòng)柴油機(jī)啟動(dòng)。柴油機(jī)啟動(dòng)后松開(kāi)手動(dòng)換向閥，截止通向馬達(dá)的回路，油泵向蓄能器

24、充油， 以備再用。圖中手動(dòng)油泵是在蓄能器泄漏后補(bǔ)油用2.4.2應(yīng)用實(shí)例I車(chē)輛靜液壓儲(chǔ)能傳動(dòng)系統(tǒng)如圖2-15所示。在該系統(tǒng)中，由于蓄能器的存在使系統(tǒng)中液壓泵的流量q1與變量馬達(dá)的流量q2之間沒(méi)有直接聯(lián)系，流量之差(q3=q1-q2 )將直接流入或流出液壓蓄能器 ，即液壓泵和變 量馬達(dá)有互不相關(guān)的轉(zhuǎn)速。變量馬達(dá)采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)零點(diǎn)的軸向柱塞斜盤(pán)式結(jié)構(gòu)，變量馬達(dá)可以完全可逆工作，即排量V2的大小和方向均可以改變。 變量馬達(dá)可在四象限工作，當(dāng)變量馬達(dá)工作在一象限時(shí)驅(qū)動(dòng)車(chē) 輛前進(jìn)；在三象限時(shí)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛后退，即車(chē)輛倒擋工況是通過(guò)改變變量馬達(dá)的旋向來(lái)實(shí)現(xiàn)的；當(dāng)在二象限和四象限時(shí)分別為前進(jìn)和后退的制動(dòng)工況。靜

25、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)變量馬達(dá)斜盤(pán)的傾斜角及其方向來(lái)適應(yīng)外 負(fù)載的變化和馬達(dá)工況的轉(zhuǎn)變。在車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)中加入儲(chǔ)能元件蓄能器后，傳動(dòng)系統(tǒng)的工作方式發(fā)生了很大的變化。主要表現(xiàn)在:車(chē)輛起步時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)或蓄能器或兩者同時(shí)提供能量驅(qū)動(dòng)車(chē)輛起步行駛；僅由發(fā)動(dòng)機(jī)提供能源驅(qū)動(dòng)車(chē)輛起步行駛，同時(shí)向蓄能器充液，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到規(guī)定壓力后，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或處于怠速狀態(tài)，此時(shí)由蓄能器提供車(chē)輛行駛 所需的能量，直到不能滿(mǎn)足車(chē)輛行駛要求，發(fā)動(dòng)機(jī)才重新開(kāi)始正常工作，并保持在相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)工作區(qū)域附近 ， 需要峰值功率時(shí)由蓄能器來(lái)補(bǔ)充；當(dāng)車(chē)輛減速或制動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或怠速，液壓馬達(dá)以泵工況方式工作， 將車(chē)輛的慣性能轉(zhuǎn)化為液壓能儲(chǔ)存在蓄能器中

26、，根據(jù)需要釋放出來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，這樣可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能回收(通常在制動(dòng)器處以熱能形式耗散掉)。因此車(chē)輛靜液壓儲(chǔ)能傳動(dòng)系統(tǒng)主要特點(diǎn)為：發(fā)動(dòng)機(jī)可以間歇式工作，降低油耗，減少排放；采用二次調(diào)節(jié)技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與工作負(fù)荷完全分離；蓄能器可提供峰值功率，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量；可減少制動(dòng)頻率和實(shí)現(xiàn)部分制動(dòng)能回收；易于實(shí)現(xiàn)車(chē)輛直接驅(qū)動(dòng)/全輪驅(qū)動(dòng)，使車(chē)輛結(jié)構(gòu)相應(yīng)簡(jiǎn)單，減少了由機(jī)械傳動(dòng)引起的振動(dòng)和噪聲；改善車(chē)輛的操縱性及行駛的平穩(wěn)性，提高其乘坐的舒適性。 2.4.3應(yīng)用實(shí)例H在當(dāng)今社會(huì)，城市交通中的機(jī)動(dòng)車(chē)輛數(shù)量眾多，帶來(lái)了巨大的能量消耗。由于城市人口和車(chē)輛集中，造成 城市車(chē)輛運(yùn)行工況的特殊性。特別對(duì)于城市用公交車(chē)輛，需要

27、頻繁地起步加速與換擋制動(dòng)。車(chē)速低、油耗高、 排放污染與噪聲嚴(yán)重是城市公交車(chē)輛的共有問(wèn)題。制動(dòng)器頻繁地作用，造成能量的無(wú)謂消耗。如能把制動(dòng)器消耗的能量回收，在車(chē)輛起步時(shí)釋放，這無(wú)疑是 提高能量利用率的有效途徑，同時(shí)也會(huì)改善車(chē)輛的排放性能。由于帶有液壓蓄能器的液壓系統(tǒng)具有能量密度高、可控性和可靠性高的特點(diǎn)，非常適合車(chē)輛這類(lèi)在起步和制動(dòng)時(shí)短時(shí)間需大能量的工況。車(chē)輛在制動(dòng)初期具有一定的動(dòng)能，在一般制動(dòng)情況下，這部分能量除被道路阻力、 風(fēng)阻消耗外，大部分被 制動(dòng)器以摩擦形式消耗掉。為回收這部分動(dòng)能，在車(chē)輛傳動(dòng)系上加額外的阻力源，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液壓能儲(chǔ)存起來(lái)。車(chē)輛制動(dòng)能量回收系統(tǒng)以雙向變量泵-馬達(dá)為能量轉(zhuǎn)化

28、裝置，以皮囊式蓄能器為能量?jī)?chǔ)存單元，系統(tǒng)布 置簡(jiǎn)圖如圖2-16所示。在車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，控制單元2根據(jù)制動(dòng)踏板1的制動(dòng)強(qiáng)度要求，打開(kāi)二通插裝閥8,使 高壓蓄能器7與雙向變量泵-馬達(dá)11高壓端接通，同時(shí)也供給泵-馬達(dá)排量來(lái)控制油壓，操縱泵-馬達(dá)排量在 正方向，使它以泵的方式工作，車(chē)輛的動(dòng)能帶動(dòng)泵-馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，起到阻力源作用，同時(shí)把低壓液壓油壓入液壓 蓄能器轉(zhuǎn)化為高壓油，實(shí)現(xiàn)能量的回收轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)在作輔助動(dòng)力源時(shí)，把泵-馬達(dá)排量調(diào)整到反方向，這樣可做到高低壓油路端口不變，旋轉(zhuǎn)方向不變。這時(shí)泵-馬達(dá)以馬達(dá)的方式工作，打開(kāi)二通插裝閥8,高壓蓄能器7 中的高壓油推動(dòng)泵-馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，輔助車(chē)輛起步。圖2-16 系統(tǒng)布置

29、原理圖1 一制動(dòng)踏板；2一控制單元；3一發(fā)動(dòng)機(jī)；4傳動(dòng)系；5驅(qū)動(dòng)輪；6低壓蓄能器；7高壓蓄能器； 8一二通插裝閥；9一安全閥；10過(guò)濾器；11雙向變量泵-馬達(dá)；12排量控制油路 2.4.4應(yīng)用實(shí)例m采用伺服泵或變速泵，不經(jīng)節(jié)流元件，直接控制差動(dòng)液壓缸的運(yùn)動(dòng)，是液壓控制技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能、減小系統(tǒng)發(fā)熱的有效途徑之一，也是目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。發(fā)展優(yōu)化的回路原理，在滿(mǎn)足系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)特性要求的同時(shí)，使能耗降低到最小?；谶@一思想，針對(duì)注塑機(jī)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，用單臺(tái)變量泵結(jié)合蓄能器和旁通比例閥復(fù)合控制差動(dòng)缸運(yùn)動(dòng)的回路原理，不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，也使鎖模機(jī)構(gòu)每工作循環(huán)的能耗由原18kW/s降低為11kW/s用變量泵、

30、比例閥和蓄能器復(fù)合控制差動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)的回路原理如圖2-17所示回路的特點(diǎn)是，液壓缸活塞桿伸出時(shí)，液壓泵提供動(dòng)力，同時(shí)將液壓缸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能存儲(chǔ)在 高壓蓄能器中；活塞桿收回時(shí)，蓄能器向系統(tǒng)提供能量。為了消除回程中電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)消耗的能量 在液壓泵和油箱之間并聯(lián)一比例節(jié)流閥，這樣，在活塞桿收回時(shí)，液壓泵停止工作，用比例節(jié)流閥控制缸的速度。該回路原理既適用于變速泵 ，也適用于傳統(tǒng)伺服泵組成的系統(tǒng) ，并且只需要單方向工作的液壓泵。注塑 機(jī)存在較長(zhǎng)的保壓和冷卻周期，選用伺服電動(dòng)機(jī)與定量泵組成的變速泵用作動(dòng)力源，降低電動(dòng)機(jī)在冷卻、保壓等工作周期的能耗。2.5其他功能2.5.1輸送異

31、性液體蓄能器用于輸送異性液體的回路如圖2-18所示。蓄能器內(nèi)的隔離件（隔膜、氣囊式活塞）在液壓油作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸送被隔開(kāi)的異性液體。常將蓄能器裝于不允許直接接觸工作介質(zhì)的壓力表（或調(diào)節(jié)裝置） 和管路之間。二次回路異性液體）2.5.2作液壓空氣彈簧采用液壓蓄能器和過(guò)載傳感器，可使車(chē)輪在行駛中遇到坑洼時(shí)，主動(dòng)地將車(chē)輪抬高或降低，以保持車(chē)身 處于水平狀態(tài)蓄能器可作為液壓空氣彈簧吸收沖擊壓力，彈簧剛度KT等于氣囊壓縮時(shí)的壓力差產(chǎn)生的當(dāng)量液壓缸作用力除以當(dāng)量液壓缸的位移，單位為Pam即（仞一pi）A ""A式中P1、P2最低工作壓力和最高工作壓力 ,Pa ;A 當(dāng)量液壓缸的有效面積

32、，m2;V1 、V2壓力為P1、P2時(shí)氣體的體積，m3活塞式、皮囊式、隔膜式蓄能器的最大區(qū)別皮囊式蓄能器優(yōu)點(diǎn)：1. 皮囊（膠囊）慣性小，反應(yīng)靈敏，適合用作消除脈動(dòng)；2. 皮囊將油氣隔開(kāi)，油氣不會(huì)混合（不破裂的情況下）；3. 維護(hù)容易、附屬設(shè)備少、安裝容易、充氣方便。缺點(diǎn)：1. 皮囊的使用壽命通常較短（相對(duì)活塞式而言），而且各品牌的皮囊質(zhì)量差異很大；2. 導(dǎo)致皮囊壽命縮短而破裂的因素很多，其中包括皮囊本身的質(zhì)量壽命差異、皮囊裝配各步驟操作不當(dāng)（如事先未充液潤(rùn)滑）、預(yù)充氣各步驟操作不當(dāng)（如未能緩慢充氣）、預(yù)充氣壓力計(jì)算誤差、油口流速接近或超過(guò) 7m/s、作儲(chǔ)能用時(shí)單次往復(fù)時(shí)間接近或少于10秒、皮囊

33、在工作中與菌型閥相碰撞、溫度變化大（包括季節(jié)溫差大）、長(zhǎng)期橫向振動(dòng)搖晃、流 體腐蝕、介質(zhì)內(nèi)微小固體雜質(zhì)慣性沖擊，等等；3. 皮囊破裂時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致蓄能器突然失效，同時(shí)油箱噴油、氣爆，導(dǎo)致系統(tǒng)事故或維修及停機(jī)等損失；4. 皮囊不能做得太大，否則影響皮囊壽命，美國(guó)ASMEB準(zhǔn)一般最大為 60升；5. 工作壓力不能太高，國(guó)內(nèi)最高（3倍或更小安全系數(shù)）一般為 31.5Mpa,拓步皮囊式蓄 能器（4倍安全系數(shù)）為 51.8Mpa ;6. 在快速釋放油液時(shí)，囊式蓄能器的菌型閥可能會(huì)提前關(guān)閉，導(dǎo)致蓄能器突然暫時(shí)失效；7. 因皮囊材質(zhì)為橡膠，強(qiáng)度不高，不能承受很大的壓力波動(dòng)（注意皮囊壓縮比），波動(dòng)幅度過(guò)大會(huì)大

34、大降低皮囊壽命；所以同時(shí)，皮囊式蓄能器一般也不適合串聯(lián)氣瓶或氣瓶組使用?；钊叫钅芷鲀?yōu)點(diǎn)：1. 通常使用壽命比皮囊式蓄能器更長(zhǎng)；2. 相對(duì)于皮囊式的更換皮囊，活塞式更換密封件成本更低，操作更簡(jiǎn)便；5.3. 安裝容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，充氣方便；4.跟皮囊式突然失效（皮囊破裂而泄露） 不同，活塞式一般具備多道密封，即使失效也是逐漸、緩慢地失效（泄露），對(duì)于某些設(shè)備或系統(tǒng)，蓄能器的突然失效可能導(dǎo)致事故或重大損失，此時(shí)應(yīng)選用活塞式蓄能器;活塞式蓄能器可以做得很大，拓步活塞式蓄能器的常規(guī)型號(hào)單件容積可以達(dá)到760升，非常規(guī)型號(hào)可以更大；6. 壓力可以很高，雖然國(guó)內(nèi)活塞式蓄能器 （3倍或更小安全系數(shù)）

35、只能做到21Mpa或31.5Mpa,但是拓步蓄能器（4倍安全系數(shù)）活塞式常規(guī)型號(hào)可以做到138Mpa （ 1380 Bar）,非常規(guī)型號(hào)可以更高；7. 耐高溫型號(hào)性能更穩(wěn)定，拓步耐高溫型號(hào)活塞式蓄能器可承受230攝氏度以下高溫；8. 可以承受很大的壓力波動(dòng)幅度，并適合串聯(lián)氣瓶或氣瓶組（大大提高容積利用率）。缺點(diǎn)：1.低壓情況下活塞因慣性影響大而不適于作高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故活塞式蓄能器不適于在低壓情形下用于吸收脈動(dòng)、高頻振動(dòng)；（但其它如作輔助動(dòng)力源、蓄能保壓、吸收液壓沖擊、回收能量等功能上，活塞式和皮囊式的性能是相同的；另外，在高壓情況下，如13Mpa以上，壓力越高，活塞的慣性影響就越來(lái)越小，經(jīng)驗(yàn)證

36、明，此時(shí)采用活塞式蓄能器尤其是小容積型號(hào)的，同樣可以很好地實(shí)現(xiàn)消減脈沖、吸收振動(dòng)、消除噪音的效果）；2. 對(duì)殼體內(nèi)壁加工精度及密封件等要求很高，否則容易滲漏，各品牌的質(zhì)量差異較大；拓步活塞式蓄能器獨(dú)特的設(shè)計(jì)，使?jié)B漏降至最低，通常連續(xù)使用3-5年才需要補(bǔ)充氣體；3. 殼體內(nèi)壁精度、密封材質(zhì)、潤(rùn)滑設(shè)計(jì)等，都會(huì)影響到活塞運(yùn)動(dòng)的摩擦力大小，各品牌的質(zhì)量差異較大；4. 活塞式蓄能器一般比皮囊式要重一些（拓步的某些輕型活塞式蓄能器除外）；5.活塞式蓄能器一般比皮囊式要貴（拓步蓄能器的一小部分活塞式型號(hào)比皮囊式價(jià)格便宜）。隔膜式蓄能器優(yōu)點(diǎn)：1. 其重量和容積比最小，反應(yīng)靈敏，低壓消除脈動(dòng)效果顯著缺點(diǎn)：1.

37、壓力小，一般最大為 7Mpa；2. 容積小，一般最大為 11.4升。氣囊式、皮囊式、膠囊式蓄能器能提供一個(gè)輔助能源，既所儲(chǔ)存的能源能在高峰時(shí)刻應(yīng)用，以便選用較小的泵。防止閉式系統(tǒng)中管路及系統(tǒng)組件因熱脹冷縮而受到損壞。可經(jīng)常保持液壓系統(tǒng)中一定的流量和壓力。在管道系統(tǒng)中減少因壓力巨變而產(chǎn)生的振動(dòng)和損失。補(bǔ)充液體容積以保持一定的壓力。吸收液體流路中的沖擊振動(dòng)，以減少管路，裝置和儀表的損壞從而節(jié)約費(fèi)用。當(dāng)停泵或停電時(shí)，可提供一個(gè)應(yīng)急能量以便安全地做完一個(gè)工作循環(huán)?？奢^長(zhǎng)時(shí)間地使系統(tǒng)維持一個(gè)必須的高壓而無(wú)需開(kāi)泵，以防止油料過(guò)熱減少泵磨損并節(jié)約能源。為設(shè)備的嚴(yán)重磨損區(qū)提供不問(wèn)斷但流量不入的潤(rùn)滑油。典型的用

38、途應(yīng)用：建設(shè)工程、礦山設(shè)備中用于緊急情況下的操縱和剎車(chē)。 液壓傳動(dòng)中用于換向時(shí)吸收沖擊。注模鑄造設(shè)備操作中用于在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)提供高壓。柱塞式/隔膜式泵等設(shè)備減少振動(dòng)。叉車(chē)及車(chē)載升降臺(tái)等設(shè)備用于壓力突變時(shí)起阻尼作用。機(jī)床上用于保持壓力以采用小規(guī)模的油泵。汽輪機(jī)上用于提供潤(rùn)滑油。油井、井口防噴器上用于作關(guān)閉閘門(mén)的備用動(dòng)力。蓄能器在系統(tǒng)中的應(yīng)用、選型、計(jì)算高壓蓄能器在高壓 EH油系統(tǒng)中是如何發(fā)揮作用的 ？什么時(shí)候發(fā)揮作用？高壓蓄能器主要是平衡管路油壓波動(dòng)。具體分析一個(gè)特殊例子：當(dāng)系統(tǒng)的多數(shù)油動(dòng)機(jī)快速開(kāi)啟時(shí)（比如汽輪機(jī)開(kāi)始沖轉(zhuǎn)，2個(gè)中壓調(diào)節(jié)門(mén)同時(shí)開(kāi)啟， 或者2900轉(zhuǎn)時(shí)的閥切換，6 個(gè)高調(diào)門(mén)同時(shí)開(kāi)啟）

39、，系統(tǒng)油壓必然快速下降，此時(shí)油泵來(lái)不及做出反映，蓄能器在設(shè)計(jì) 上位置不僅靠近油動(dòng)機(jī)并且能比油泵更加迅速的向系統(tǒng)補(bǔ)充油液，避免系統(tǒng)油壓下降到9.7MPA時(shí)造成保護(hù)動(dòng)作而停機(jī)。蓄能器的重要性在高壓 EH油系統(tǒng)中舉足輕重。流體實(shí)際上是不可壓縮的，不能儲(chǔ)存能量，因而液壓蓄能器利用氣體(氮?dú)?可壓縮性來(lái)儲(chǔ)存流體。蓄能器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)儲(chǔ)存壓力流體的腔室，靠氣體的可壓縮性將不可壓縮的流體能量得以?xún)?chǔ)存，以備做有用功。上述的流體與液壓回路相聯(lián)結(jié)，當(dāng)系統(tǒng)壓力升高，流體壓縮氣體而進(jìn)入蓄能器；當(dāng)系統(tǒng)壓力降低， 壓縮氣體膨脹，并迫使流體流回液壓回路。蓄能器的典型應(yīng)用：流體儲(chǔ)存，緊急能源，吸收脈動(dòng)，涌流控制，噪聲衰減，車(chē)輛

40、減震，容積補(bǔ)償，壓力補(bǔ)償，滲漏補(bǔ)償，熱脹吸收，力學(xué)平衡，增加流量。儲(chǔ)蓄液壓能：(1) 對(duì)于間歇負(fù)荷，能減少液壓泵的傳動(dòng)功率當(dāng)液壓缸需要較多油量時(shí)，蓄能器與液壓泵同時(shí)供油；當(dāng)液壓缸不工作時(shí)， 液壓泵給蓄能器充油， 達(dá)到一定壓力后液壓泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(2) 在瞬間提供大量壓力油。(3) 緊急操作：在液壓裝置發(fā)生故障和停電時(shí)，作為應(yīng)急的動(dòng)力源。(4) 保持系統(tǒng)壓力：補(bǔ)充液壓系統(tǒng)的漏油，或用于液壓泵長(zhǎng)時(shí)期停止運(yùn)轉(zhuǎn)而要保持恒壓的設(shè)備上。(5) 驅(qū)動(dòng)二次回路：機(jī)械在由于調(diào)整檢修等原因而使主回路停止時(shí)，可以使用蓄能器的液壓能來(lái)驅(qū)動(dòng)二次回路。(6) 穩(wěn)定壓力：在閉鎖回路中，由于油溫升高而使液體膨脹，產(chǎn)生高壓可使用

41、蓄能器吸收,對(duì)容積變化而使油量減少時(shí)，也能起補(bǔ)償作用。緩和沖擊及消除脈動(dòng)：(1) 吸收液壓泵的壓力脈動(dòng)。(2) 緩和沖擊：如緩和閥在迅速關(guān)閉和變換方向時(shí)所引起的水錘現(xiàn)象。注：1. 緩和沖擊的蓄能器，應(yīng)選用慣性小的蓄能器，如氣囊式蓄能器、彈簧式畜能器等。2. 緩和沖擊的蓄能器，一般盡可能安裝在靠近發(fā)生沖擊的地方，并垂直安裝，油口向下。如實(shí)在受位置限制，垂直安裝不可能時(shí)，再水平安裝。3 .在管路上安裝蓄能器，必須用支板或支架將蓄能器固緊，以免發(fā)生事故。4. 蓄能器應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離熱源地地方。水泥廠(chǎng)立式輻磨中蓄能器的選擇案例磨輾的油缸壓力在運(yùn)行中的變化曲線(xiàn)。當(dāng)蓄能器太小，設(shè)定正常壓力Pn太大時(shí)，則液壓彈

42、簧系統(tǒng)很硬，這時(shí)磨輻隨著料層厚度變化使液壓系統(tǒng)壓力變化幅度很大。為很好地發(fā)揮蓄能器緩沖振動(dòng)作用，蓄能器要選得足夠大，與液壓油缸相連管道應(yīng)有足夠的斷面，而且蓄能器應(yīng)盡量靠近油缸。蓄能器選得小，產(chǎn)生較大振動(dòng)。一般認(rèn)為在磨輾加壓的接桿上測(cè)得振動(dòng)速度在1 5mm/s內(nèi)較為合適，以此為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇蓄能器。 還建議蓄能器氮?dú)獬錃鈮毫Γ篜o=0. 9X pmin式中：Pmin 液壓系統(tǒng)最小壓力，MPa 液壓系統(tǒng)壓力變化值 P=Pmak _Pmin=25% Pn ；Pn 正常工作壓力，MPa蓄能器的容量計(jì)算作輔助動(dòng)力源礦.叩N盤(pán)41ip】W*V。一所需蓄能器的容積(R3)p。充氣壓力 Pa,按0.9pi>

43、 p°> 0.25 p 2充氣Vx一蓄能器的工作容積(R3)pi系統(tǒng)最低壓力(Pa)p2系統(tǒng)最高壓力(Pa)n指數(shù)；等溫時(shí)取 n=1 ；絕熱時(shí)取n=1.4吸收泵的脈動(dòng)2* =12A一缸的有效面積（m）L一柱塞行程（mk一與泵的類(lèi)型有關(guān)的系數(shù):泵的類(lèi)型系數(shù)k單缸單作用0.60單缸雙作用0.25雙缸單作用0.25雙缸雙作用0.15三缸單作用0.13三缸雙作用0.06P0充氣壓力，按系統(tǒng)工作壓力的60%充氣吸收沖擊mL管路中液體的總質(zhì)量（kg） u 管中流速（m/s）P。一充氣壓力（Pa）,按系統(tǒng)工作壓力的90%充氣1. 充氣壓力按應(yīng)用場(chǎng)合選用。2. 蓄能器工作循環(huán)在 3min以上時(shí)

44、，按等溫條件計(jì)算，其余均按絕熱條件計(jì)算。液壓蓄能器選型步驟第一步：明確蓄能器的主要功能 提供一個(gè)輔助能源，即所儲(chǔ)存的能源能在高峰時(shí)刻應(yīng)用，以便 選用較小的泵。用較小的泵，也可以實(shí)現(xiàn)在瞬間提供大量壓力油。 平穩(wěn)保持液壓系統(tǒng)中一定的流量和壓力。 補(bǔ)充液體容積以保持一定的壓力。 當(dāng)液壓裝置發(fā)生故障、停泵或停電時(shí)，作為應(yīng)急的動(dòng)力源，以便安全地做完一個(gè)工作循環(huán)，如用于船舶液壓方向舵。 較長(zhǎng)時(shí)間地使系統(tǒng)維持一個(gè)必須的高壓而無(wú)需開(kāi)泵，以防止油 料過(guò)熱減少泵磨損并節(jié)約能源。 保持系統(tǒng)壓力：補(bǔ)充液壓系統(tǒng)的漏油，或用于液壓泵長(zhǎng)時(shí)期停 止運(yùn)轉(zhuǎn)而要保持恒壓的設(shè)備上。 驅(qū)動(dòng)二次回路：機(jī)械在由于調(diào)整檢修等原因而使主回路停止時(shí),1可以使用蓄能器的液壓能來(lái)驅(qū)動(dòng)二次回路。輔助動(dòng)力 穩(wěn)定壓力：在閉鎖回路中，由于油溫升高而使液體膨脹，產(chǎn)生源高壓可使用蓄能器吸收，對(duì)容積變化而使油量減少時(shí)，也能起補(bǔ)償作用。 為設(shè)備的嚴(yán)重磨損區(qū)提供不問(wèn)斷但流量不大的潤(rùn)滑油。建設(shè)工程、礦山設(shè)備中用于緊急情況下的操縱和剎車(chē)。 注模鑄造設(shè)備操作中用于在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)提供高壓。 機(jī)床上