蓄能器的原理
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1.蓄能器的作用北京汉德上提供的锐蓄能器的作用1.辅助动力源☆提供一个辅助能源,即所储存的能源能在高峰时刻应用,以便选用较小的泵。
用较小的泵,也可以实现在瞬间提供大量压力油。
☆平稳保持液压系统中一定的流量和压力。
☆补充液体容积以保持一定的压力。
☆当液压装置发生故障、停泵或停电时,作为应急的动力源,以便安全地做完一个工作循环,如用于船舶液压方向舵。
☆较长时间地使系统维持一个必须的高压而无需开泵,以防止油料过热减少泵磨损并节约能源。
☆保持系统压力:补充液压系统的漏油,或用于液压泵长时期停止运转而要保持恒压的设备上。
☆驱动二次回路:机械在由于调整检修等原因而使主回路停止时,可以使用蓄能器的液压能来驱动二次回路。
☆稳定压力:在闭锁回路中,由于油温升高而使液体膨胀,产生高压可使用蓄能器吸收,对容积变化而使油量减少时,也能起补偿作用。
☆为设备的严重磨损区提供不间断但流量不大的润滑油。
建设工程、矿山设备中用于紧急情况下的操纵和刹车。
☆注模铸造设备操作中用于在一个短时间内提供高压。
☆机床上用于保持压力以便采用小规模的油泵。
☆汽轮机上用于提供润滑油。
☆油井、井口防喷器上用于作关闭闸门的备用动力。
☆流体储存,紧急能源,压力补偿,渗漏补偿,热胀吸收,增加流量。
☆对于间歇负荷,能减少液压泵的传动功率。
当液压缸需要较多油量时,蓄能器与液压泵同时供油;当液压缸不工作时,液压泵给蓄能器充油,达到一定压力后液压泵停止运转。
☆具体分析一个例子:蓄能器的重要性在高压EH油系统中,当系统的多数油动机快速开启时(比如汽轮机开始冲转,2个中压调节门同时开启,或者2900转时的阀切换,6个高调门同时开启),系统油压必然快速下降,此时油泵来不及做出反映,蓄能器在设计上位置不仅靠近油动机并且能比油泵更加迅速的向系统补充油液,避免系统油压下降到9.7MPA时造成保护动作而停机。
2.吸收脉动☆吸收液压泵的压力脉动。
☆减震,柱塞式/隔膜式泵等设备减少振动。
蓄能器工作原理蓄能器是一种能够储存能量并在需要时释放能量的装置。
它在许多领域中都有广泛的应用,包括工业、汽车、航空航天等。
蓄能器的工作原理是通过将能量储存在其中的介质中,然后在需要时释放出来。
本文将介绍蓄能器的工作原理及其在不同领域的应用。
蓄能器的工作原理可以分为两种类型:机械蓄能器和电化学蓄能器。
机械蓄能器是通过压缩气体或液体来储存能量,而电化学蓄能器则是通过化学反应来储存能量。
下面将分别介绍这两种类型的蓄能器的工作原理。
首先是机械蓄能器,它包括弹簧蓄能器和压缩空气蓄能器。
弹簧蓄能器通过拉伸或压缩弹簧来储存能量,当需要释放能量时,弹簧会放开并将储存的能量转化为机械能。
而压缩空气蓄能器则是通过将气体压缩到蓄能器中来储存能量,当需要释放能量时,压缩空气会推动活塞并将储存的能量转化为机械能。
这两种机械蓄能器都能够在短时间内释放大量能量,因此在一些需要瞬时大功率输出的场合得到广泛应用,比如汽车制动系统、工业机械等。
其次是电化学蓄能器,它包括超级电容器和锂离子电池。
超级电容器是一种能够快速充放电的电化学蓄能器,它的工作原理是通过在两个电极之间储存电荷来储存能量,当需要释放能量时,电荷会在两个电极之间流动并将储存的能量转化为电能。
超级电容器具有高功率密度和长循环寿命的特点,因此在一些需要高功率输出和长寿命的场合得到广泛应用,比如电动汽车、电子设备等。
而锂离子电池则是通过在正负极之间储存锂离子来储存能量,当需要释放能量时,锂离子会在正负极之间流动并将储存的能量转化为电能。
锂离子电池具有高能量密度和轻量化的特点,因此在一些需要长时间工作且对重量要求较高的场合得到广泛应用,比如移动电子设备、航空航天等。
总的来说,蓄能器是一种能够储存能量并在需要时释放能量的装置,它的工作原理主要分为机械蓄能器和电化学蓄能器两种类型。
机械蓄能器通过压缩气体或液体来储存能量,而电化学蓄能器则是通过化学反应来储存能量。
不同类型的蓄能器在不同领域中有着广泛的应用,比如汽车、工业、航空航天等。
储存能量的装置一般都用蓄能器。
储存的能量一般以压缩气体、弹簧或升降载荷的形式储存,并向相对不可压缩的流体施加力。
气动和液动形式是目前比较常用的,气体的作用效果与缓冲弹簧比较类似。
液体在压力的作用下,当温度一直不改变的情况下则该体积的变化非常的微小,所以如果没有高压液体的补充,液体的压力会快速降低。
并且气体的弹力性能要大很多,因为气体是可以压缩的,当体积变化比较大的情况下,气体依然有可能保持相对高的压力。
所以,蓄能器在液压系统补充液压油时,液体的体积已经有比较显著变化的状态下,高压气体可以继续保持液压油的压力,从而避免补充液压油。
如果容器中的液压油体积明显减小,液压油将迅速失压。
对于氮来说,其中因素是氮的性质比较稳定,没有氧化和还原性能,这对保持液压油的性能十分有益,不至于造成液压油的氧化/还原变性!氮是一种预充气压,装在储能器的气囊里,与液压油隔离!在向储能器充入液压油时,由于氮气囊对液压油的压力作用,即液压油的压力等于氮气压力,氮气囊受压后,氮气压力增加,液压油的压力随压力增加而增加,直到液压油充注到设定压力为止!蓄能器的作用是提供一定压力的液压油,而这种液压油是氮的作用而产生的。
储存能量的装置一般都用蓄能器。
储存的能量一般以压缩气体、弹簧或升降载荷的形式储存,并向相对不可压缩的流体施加力。
气动和液动形式是目前比较常用的,气体的作用效果与缓冲弹簧比较类似。
液体在压力的作用下,当温度一直不改变的情况下则该体积的变化非常的微小,所以如果没有高压液体的补充,液体的压力会快速降低。
并且气体的弹力性能要大很多,因为气体是可以压缩的,当体积变化比较大的情况下,气体依然有可能保持相对高的压力。
所以,蓄能器在液压系统补充液压油时,液体的体积已经有比较显著变化的状态下,高压气体可以继续保持液压油的压力,从而避免补充液压油。
如果容器中的液压油体积明显减小,液压油将迅速失压。
对于氮来说,其中因素是氮的性质比较稳定,没有氧化和还原性能,这对保持液压油的性能十分有益,不至于造成液压油的氧化/还原变性!氮是一种预充气压,装在储能器的气囊里,与液压油隔离!在向储能器充入液压油时,由于氮气囊对液压油的压力作用,即液压油的压力等于氮气压力,氮气囊受压后,氮气压力增加,液压油的压力随压力增加而增加,直到液压油充注到设定压力为止!蓄能器的作用是提供一定压力的液压油,而这种液压油是氮的作用而产生的。
蓄能器的工作原理和结构
蓄能器是一种储存能量的装置,其工作原理是将能量转化为不同形式的储能介质中,以便在需要时释放能量。
一般来说,蓄能器由两个主要部分构成:容器和储能介质。
1. 容器:蓄能器的容器通常是一个密封且坚固的容器,用于容纳储能介质。
它必须能够承受内部压力并保持密封,以防止能量泄漏。
2. 储能介质:蓄能器的储能介质可以是气体、液体或固体。
不同的储能介质具有不同的性质和应用场景。
例如,气体储能器通常使用压缩气体作为储能介质,液体储能器通常使用液压油作为储能介质,而固体储能器则使用具有高能量密度的材料,如弹簧或电池。
蓄能器的工作原理可以根据其储能介质的特性而有所不同:
- 气体蓄能器:气体蓄能器通过压缩气体储存能量。
当外部力施加在气体上时,气体被压缩并且能量被储存在蓄能器中。
当需要释放能量时,气体会被释放并驱动其他设备工作。
- 液体蓄能器:液体蓄能器通过液压油储存能量。
当外部力施加在液压油上时,液体被压缩并且能量被储存在蓄能器中。
当需要释放能量时,液压油会通过阀门
流入液压系统,驱动执行器或其他设备。
- 固体蓄能器:固体蓄能器可以使用弹簧或电池等高能量密度材料储存能量。
弹簧蓄能器通过将能量储存在弹簧中,当需要释放能量时,弹簧被释放以驱动其他设备工作。
电池蓄能器通过化学反应将能量储存在电池中,当需要释放能量时,电池会通过电路供应电力。
综上所述,蓄能器的工作原理和结构根据储能介质的类型而有所不同,但其共同目标是储存能量并在需要时释放能量。
3分钟了解挖掘机蓄能器作用!
一、蓄能器作用
蓄能器是储存控制油路压力的一种装置,安装在主泵与PPC阀之间(PPC阀是一种比例压力控制阀,安装在驾驶室各操作手柄下面),作用是保持控制油路压力的稳定以及当发动机熄火后,仍可放下工作装置,以保证机器安全。
二、蓄能器结构
蓄能器内有一个皮囊,用来包容从气塞充入的气体,并把它与液
压油液隔离。
三、蓄能器工作原理
①发动机起动后,皮囊A室内的气体受到来自自压减压阀油压的作用而处于被压缩状态。
②发动机停止后,皮囊内的气体继续处于被压缩状态。
③此时操纵PPC阀后,依靠A室内气体的压力,气囊扩张,B室内的油作为控制压力油而驱动主控制阀工作,工作装置在自重的作用下向下移动。
四、故障诊断
故障现象:发动机关闭后,操纵杆在放下各工作装置时,工作装置无动作。
检查结果:蓄能器内氮气泄漏。
故障分析:蓄能器内气体漏掉,发动机起动后,皮囊因B室油压压缩,但A室内气体不压缩,进入B室的油就不能作为控制压力油去推动主控制阀,因此操作操作杆,工作装置无动作。
故障处理:更换蓄能器。
总结
蓄能器内充有高压氮气,如果用错误的方法来处理则是很危险的。
·不能在蓄能器上打孔或用火焰来烧。
·不能在蓄能器上焊接任何凸台。
·不能私自拆卸放气,应联系专业技术人员操作。
活塞蓄能器工作原理活塞蓄能器是一种能够储存能量并在需要时释放能量的装置。
它通常由一个活塞和一个气体腔室组成,这个气体腔室可以装填高压气体,如氮气。
当活塞被压缩气体推动时,它会储存能量,当需要释放能量时,活塞会被释放,并且气体会推动活塞,从而释放能量。
活塞蓄能器的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 压缩气体当气体被注入到蓄能器中时,它会被压缩到高压状态。
这种压缩可以通过液压或气压来实现。
在液压系统中,液压泵会将液压油推送到蓄能器中,从而压缩气体。
在气压系统中,压缩机会将气体推送到蓄能器中,从而压缩气体。
2. 储存能量当气体被压缩时,它会储存能量。
这个能量可以用于驱动机械设备、动力系统或其他需要能量的应用程序。
储存的能量取决于气体的压力和蓄能器的容积。
通常,蓄能器的容积越大,储存的能量就越多。
3. 释放能量当需要释放储存的能量时,蓄能器会打开一个阀门,从而释放气体。
气体会推动活塞,从而释放能量。
释放的能量取决于气体的压力和蓄能器的容积。
通常,释放的能量越大,蓄能器的容积就越小。
活塞蓄能器的优点是它可以储存大量的能量,并且可以在需要时快速释放能量。
它还可以在机械设备需要大量能量时提供额外的能量。
另一个优点是它可以在没有电力的情况下运作,因此可以在电力不可用的地方使用。
活塞蓄能器的应用非常广泛,包括液压系统、气压系统、动力系统、机械设备、汽车和航空航天。
在液压系统中,它可以用于储存能量并在需要时释放能量,从而提高系统的效率。
在气压系统中,它可以用于储存气体并在需要时释放气体,从而提供额外的动力。
在动力系统中,它可以用于储存能量并在需要时提供额外的动力。
在机械设备中,它可以用于提供额外的能量,并且可以在设备需要大量能量时提供额外的能量。
在汽车和航空航天中,它可以用于提供额外的能量,并且可以在车辆或飞机需要大量能量时提供额外的能量。
总之,活塞蓄能器是一种非常有用的装置,它可以储存大量的能量,并在需要时快速释放能量。
蒸汽蓄能器工作原理蒸汽蓄能器是一种能够将热能转化为机械能的装置,它的工作原理是利用蒸汽的压力来驱动活塞或涡轮转动,从而实现能量的转换和储存。
在蒸汽蓄能器中,热能主要是通过热源(如燃煤、天然气等)产生的蒸汽传递给蓄能器。
蒸汽蓄能器通常由蓄能器本体、活塞(或涡轮)和阀门等组成。
当蒸汽进入蓄能器时,它会充满整个蓄能器本体。
蓄能器本体通常是一个密封的容器,内部装有活塞或涡轮。
蒸汽的进入会使得蓄能器内部的压力增加,从而将活塞向外推动或使涡轮开始旋转。
通过适当的阀门控制,蒸汽进入蓄能器的时间可以被延迟一段时间,以便在需要时释放能量。
这种控制可以通过机械、电子或液压系统来实现。
通过控制阀门的开关,可以调节蒸汽流入和流出的速度,以达到控制输出功率的目的。
接下来,当需要释放储存的能量时,阀门会打开,蒸汽从蓄能器中流出,并驱动活塞向内运动或推动涡轮旋转。
活塞的运动或涡轮的旋转通过连杆或传动装置传递给工作机械,从而实现了能量的转换和利用。
蒸汽蓄能器的优点之一是能够将能量储存起来,以便在需要时供应给工作机械。
这在某些应用场景下非常有用,例如电力系统中的峰值负荷调节、短期备用能源等。
同时,蒸汽蓄能器具有较高的能量密度和较长的寿命,能够满足一些高功率、长周期的工作要求。
然而,蒸汽蓄能器也存在一些问题。
首先,蒸汽的压力和温度需要满足一定的要求,以保证蓄能器能够正常工作。
其次,蒸汽蓄能器的体积相对较大,需要一定的空间来容纳。
此外,蒸汽蓄能器的构造比较复杂,需要精确的制造和维护,成本较高。
蒸汽蓄能器是一种能够将热能转化为机械能的装置,通过控制蒸汽进出来实现能量的储存和释放。
它具有能量密度高、寿命长等优点,但也存在着一些问题。
随着科技的不断进步,蒸汽蓄能器的性能和应用领域将得到进一步的发展和拓展。
蓄能器的工作原理
蓄能器是一种用来储存能量的装置,它可以在需要时释放出储存的能量。
蓄能器一般由容器、压力感应器和阀门组成。
蓄能器的工作原理如下:
1. 储能阶段: 当外部输入能量时(例如压力或机械能),阀门关闭,将液体或气体压入蓄能器的容器内。
容器内的压力感应器会监测压力的增加,并确保压力不超过设定值。
2. 能量存储: 当容器内的液体或气体达到设定压力后,阀门自动关闭,这样蓄能器就将能量储存起来。
容器内的液体或气体的压力使得能量被储存下来,类似于一个弹簧被压缩的状态。
3. 能量释放: 当需要释放储存的能量时,阀门打开,储存的液体或气体开始流出,压力下降。
通过控制阀门的开关,可以选择释放特定的能量。
释放的能量可以用于执行某种工作,例如驱动机械设备或提供动力。
总结起来,蓄能器的工作原理就是通过储存液体或气体的压力来存储能量,在需要时通过控制阀门释放压力,将储存的能量转化为有用的工作能量。
蓄能器的工作原理
蓄能器是一种重要的工具,用来储存电能,并在需要时进行释放,以满足特定应用的电能需求。
蓄能器的原理是利用化学能反应,存储能量,并在需要时释放出来,而不涉及其他任何能源,这种能源一般来自太阳能,水力发电,风能等可再生能源。
蓄能器的能量来源是化学反应,当充电的时候,原子间的化学反应将电子移动到外层,形成电荷,储存在蓄能器中,而当断电的时候,电子会回流到原子内层,释放出蓄存的能量,这种化学反应是蓄能器最重要的原理。
蓄能器可以把能量储存在内部,同时也可以进行释放。
在内部,蓄能器储存的能量可以是电能、化学能或是其他形式的能量。
在外部,蓄能器会释放出电能,以满足特定应用程序的电能需求。
蓄能器的另一个有趣特性是,它们在充电和放电过程中,不会出现效率浪费,没有任何能量损失,可以有效避免电能损失。
蓄能器可以应用于家庭生活及工业环境中,广泛应用于汽车、手机等设备电源,也可以用作大规模发电设施的能源储存设备。
蓄能器的应用有很多,它可以用来存储太阳能,从而替代传统能源,减少污染。
它也可以用来提高夜间发电站的供电效率,减少停电等问题。
此外,蓄能器还可以应用在家庭、工业及医疗系统中,实现能源的高效利用。
蓄能器是一种重要的能源存储工具,它可以通过利用化学反应存储能量,在需要时将其释放出来,从而实现能源的高效利用,为人类
社会发展提供重要的支持。
液压蓄能器工作原理液压蓄能器是一种能够储存液压能量的装置,它在液压系统中起着非常重要的作用。
液压蓄能器的工作原理涉及到压缩气体和弹簧两种储能方式,通过这些方式实现对液压能量的储存和释放,从而平衡液压系统的能量波动,提高系统的工作效率和稳定性。
首先,液压蓄能器利用压缩气体储能的原理。
在液压系统中,当液压泵工作时,液压能量会被转化为液压油的压力能,而液压蓄能器就是利用这种压力能将气体压缩储存起来。
当系统需要额外的能量时,储存在液压蓄能器中的压缩气体就会被释放,从而为系统提供额外的能量,实现能量的平衡和稳定。
其次,液压蓄能器还可以利用弹簧储能的原理。
在液压系统中,液压蓄能器内部装有一根或多根弹簧,当液压能量过剩时,这些弹簧就会被压缩储存能量。
当系统需要额外能量时,这些弹簧就会释放储存的能量,为系统提供所需的动力,实现能量的平衡和稳定。
总的来说,液压蓄能器通过压缩气体和弹簧两种方式实现对液压能量的储存和释放。
在实际应用中,液压蓄能器可以起到吸收液压冲击、平衡液压能量波动、提高系统响应速度和稳定性等作用。
因此,液压蓄能器在液压系统中具有非常重要的地位,对系统的性能和工作效率有着重要的影响。
在使用液压蓄能器时,需要根据实际情况选择合适的类型和参数,以确保系统能够正常、稳定地工作。
同时,在安装和维护液压蓄能器时,也需要严格按照相关规定和要求进行操作,以确保系统的安全和可靠性。
总之,液压蓄能器的工作原理涉及到压缩气体和弹簧两种储能方式,通过这些方式实现对液压能量的储存和释放,从而平衡液压系统的能量波动,提高系统的工作效率和稳定性。
在实际应用中,液压蓄能器发挥着重要的作用,对液压系统的性能和工作效率有着重要的影响。
因此,在设计和使用液压系统时,需要充分理解液压蓄能器的工作原理,以确保系统的正常、稳定工作。
蓄能器技术概述《液气压世界》2007年第6期阅读次数:1665蓄能器是一种能把液压储存在耐压容器里,待需要时又将其释放出来的能量储存装置。
蓄能器是液压系统中的重要辅件,对保证系统正常运行、改善其动态品质、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。
蓄能器给系统带来的经济、节能、安全、可靠、环保等效果非常明显。
在现代大型液压系统,特别是具有间歇性工况要求的系统中尤其值得推广使用。
1.1 蓄能器的工作原理液压油是不可压缩液体,因此利用液压油是无法蓄积压力能的,必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。
例如,利用气体(氮气)的可压缩性质研制的皮囊式充气蓄能器就是一种蓄积液压油的装置。
皮囊式蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分组成,位于皮囊周围的油液与油液回路接通。
当压力升高时油液进入蓄能器,气体被压缩,系统管路压力不再上升;当管路压力下降时压缩空气膨胀,将油液压入回路,从而减缓管路压力的下降。
蓄能器类型多样、功用复杂,不同的液压系统对蓄能器功用要求不同,只有清楚了解并掌握蓄能器的类型、功用,才能根据不同工况正确选择蓄能器,使其充分发挥作用,达到改善系统性能的目的。
1.2 蓄能器的类型蓄能器按加载方式可分为弹簧式、重锤式和气体式。
弹簧式蓄能器如图1(a)所示,它依靠压缩弹簧把液压系统中的过剩压力能转化为弹簧势能存储起来,需要时释放出去。
其结构简单,成本较低。
但是因为弹簧伸缩量有限,而县弹簧的伸缩对压力变化不敏感,消振功能差,所以只适合小容量、低压系统(P≦1.0~1.2MPa),或者用作缓冲装置。
(a)弹簧式(b)重锤式图1-1 弹簧式和重锤式蓄能器重锤式蓄能器如图1(b)所示,它通过提升加载在密封活塞上的质量块把液压系统中的压力能转化为重力势能积蓄起来。
其结构简单、压力稳定。
缺点是安装局限性大,只能垂直安装;不易密封;质量块惯性大,不灵敏。
这类蓄能器仅供暂存能量用。
这两种蓄能器因为其局限性已经很少采用。
但值得注意的是,有些研究部门从经济角度考虑在这两种蓄能器的结构上做一些改进,在一定程度上克服了其缺点。
比如国内某厂采用改进弹簧式蓄能器的结构。
如图2所示,加大弹簧外径(大于液压腔直径)、限定弹簧行程(将弹簧最大载荷限定在许用极限载荷以内)的方法提高了蓄能器的工作压力和容量,降低了成本。
图2 外弹簧式蓄能器气体蓄能器的工作原理以波义尔波义尔定律(PVn=K=常数)为基础,通过压缩气体完成能量转化,使用时首先向蓄能器充入预定压力的气体。
当系统压力超过蓄能器内部压力时,油液压缩气体,将油液中的压力转化为气体内能;当系统压力低于蓄能器内部压力时,蓄能器中的油在高压气体的作用下流向外部系统,释放能量。
选择适当的充气压力是这种蓄能器的关键。
这类蓄能器按结构可分为管路消振器、气液直接接触式、活塞式、隔膜式、气囊式等。
如图3所示,皮囊式蓄能器由铸造或锻造而成的压力罐、皮囊、气体入口阀和油入口阀组成。
皮囊材质按标准,通常采用丁腈橡胶(R)、丁基橡胶(IR)、氟化橡胶(FKM)、环氧乙烷-环氧化氯丙烷橡胶(CO)等材料。
图3 皮囊式蓄能器囊式蓄能器由耐压壳体、弹性气囊、充气阀、提升阀、油口等组成。
这种蓄能器可做成各种规格,适用于各种大小型液压系统;胶囊惯性小,反应灵敏,适合用作消除脉动;不易漏气,没有油气混杂的可能;维护容易、附属设备少、安装容易、充气方便,是目前使用最多的。
管路消振器是直接安装在高压系统管路上的短管状蓄能器,结构如图4所示。
这种蓄能器响应性能良好,能很好地消除高压高频系统中的高频振荡,多应用在高压消振系统中。
图4 消振器气液直接接触式蓄能器充入惰性气体。
优点是容量大、反应灵敏,运动部分惯性小,没有机械磨损。
但是因为气液直接接触,尺寸小,充气压力有限;密封困难,气液相混的可能性大。
所以这种蓄能器气体消耗量较大,元件易汽蚀,容积利用率低。
附属设备多,投资大。
活塞式蓄能器利用活塞将气体和液体隔开,活塞和筒状蓄能器内壁之间有密封,所以油不易氧化。
这种蓄能器寿命长、重量轻、安装容易、结构简单、维护方便,但是反应灵敏性差,不适于低压吸收脉动。
隔膜式蓄能器是两个半球形壳体扣在一起,两个半球之间夹着一张橡胶薄膜,将油和气分开。
其重量和容积比最小,反应灵敏,低压消除脉动效果显著。
隔膜式蓄能器橡胶薄膜面积较小,气体膨胀受到限制,所以充气压力有限,容量小。
1.3 蓄能器的功用蓄能器的功能主要分为存储能量、吸收液压冲击、消除脉动和回收能量四大类。
第一类:存储能量。
这一类功用在实际使用中又可细分为:①作辅助动力源,减小装机容量;②补偿泄漏;③作热膨胀补偿;④作紧急动力源;⑤构成恒压油源。
以上五种功能原理基本相同,都主要应用蓄能器能够较大量存储能量的功能。
其主要区别是参数选择不同,采用不同的参数选择公式就可以实现所需功能,满足所需要求。
第二类:吸收液压冲击。
换向阀突然换向、执行元件运动的突然停止都会在液压系统中产生压力冲击,使系统压力在短时间内快速升高,造成仪表、元件和密封装置的损坏,并产生振动和噪声。
为保证吸收效果,蓄能器应设置在冲击点附近,所以蓄能器一般装设在控制阀或液压缸等冲击源之前,可以很好地吸收和缓冲液压冲击。
第三类:消除脉动、降低噪声。
对于采用柱塞泵且其柱塞数较少的液压系统,泵流量周期变化使系统产生振动。
装设蓄能器,可以大量吸收脉动压力和流量中的能量,在流量脉动的一个周期内。
瞬时流量高于平均流量的部分油液被蓄能器吸收,低于平均流量部分由蓄能器补充,这就吸收了脉动中的能量,降低了脉动,减小了对敏感仪器和设备的损坏程茺。
第四类:回收能量。
用蓄能器回收能量是目前研究较多的一个领域。
能量回收可以提高能量利用率,是节能的一个重要途径。
蓄能器因为可以暂存能量,所以可以用来回收多种功能、位置势能。
这方面的主要研究有:①回收车辆制动能量;②回收工程机械动臂机构位能;③回收液压挖掘机转台制动能量;④回收石油修井机及钻机管下落重力势能;⑤回收电梯下行重力势能。
1.4 蓄能器的使用维修蓄能器的使用维修主要包括蓄能器的安装维护、故障诊断与排除及修理等。
蓄能器的安装包括安装前的检查、安装、充氮等。
正确的安装固定与充气,是蓄能器正常运行、发挥应有作用的重要条件。
参数的测量与各类工具仪表的正确使用不可忽略。
蓄能器在使用过程中,需防振、防高温、防污染、防泄漏,要定期对气囊进行气密性检查及其他方面的检查。
因此,日常检查与维护保养不可少。
日常检查即用目视、听觉和手摸及仪表等简单的方法进行外观及状态的检查,检查时既要检查局部也要注意设备整体。
在检查中发现的异常情况,对妨碍蓄能器继续工作的应作应急处理;对其他的则应仔细雨观察并记录,到定期维护时予以解决。
一些损坏的零部件也需要及时更换。
主动维护是继故障维修、预防维修、状态维修后,国际上近几年来提出的一种新的设备管理理论。
它的定义是:对导致设备损坏的根源性参数进行修复,从而有效地防止失效的发生,延长设备的使用寿命。
主动维护是在设备磨损之前针对其根源问题采取的措施,有效地控制磨损及失效的发生,从而大幅度地延长修理周期。
主动维护不但为液压设备与元件可造运行提供保障,同时可大幅度降低维修成本。
蓄能器在液压系统中属于危险部件,所以在操作过程中要特别注意安全。
蓄能器故障诊断与排除,既包括蓄能器本身故障的诊断与排除,又涉及蓄能器所在液压系统的故障诊断与排除,两者之间相互交织。
故障诊断的主要工作内容有:①判定故障的性质与严重程度。
根据现场状况,判断是否存在故障,是什么性质的问题(压力、速度、动作还是其他),问题的严重程度(正常、轻微故障、一般故障、还是严重故障)。
②查找失效元件及失效位置。
根据症状及相关信息,找出故障点,以便进一步排除故障,这里主要弄清“问题出在何处”。
③进一步查找引起故障的初始原因。
如液压油污染,元件可靠性低,环境因素不合要求等。
这里主要弄清故障的外部原因。
④机理分析。
对故障的因果关系链进行深入地分析与探讨,弄清问题产生的来龙去脉。
⑤预测故障发展趋向。
根据系统磨损劣化的现状及速度、元件使用寿命的理论与经验数据,预测蓄能器或液压系统将来的状况。
分析、对比、统计、归纳与综合,找出规律。
1.5 历史回顾及研究现状17世纪和18世纪是液压理论发展的鼎盛时期。
形成并成熟于这段时期的流体静压传递理论、现代流体动力润滑理论、流体动力学等理论,基本上奠定了现代液压理论的基础。
而因为实际应用的要求,也出现一些简单的蓄能器,比如用装满水的容器作质量块的重锤式蓄能器。
第二次世界大战后期,液压机械受到青睐,液压伺服传动在军事武器制造业的应用使液压传动和控制技术得以发展,液压控制技术、材料密封润滑技术和自动控制技术的进步也为液压控制理论的发展奠定了理论基础。
战后由于军事需要而发展起来的技术逐步转向工业民用领域,并开始蓬勃发展。
也就是从这一时期开始,针对成熟液压控制理论和实用技术的蓄能器理论研究逐步受到重视。
出现了一些具有通用性的蓄能器,比如弹簧式蓄能器、更加成熟的重锤式蓄能器和一些简单的气体蓄能器。
从20世纪70年代开始,研究人员开始重视蓄能器基本理论(诸如参数选择公式和频率计算公式等)的研究,并不断使其发展和完善。
70年代末期,汽车节能技术的发展推动了蓄能器和蓄能器节能技术的研究,利用蓄能器在液压系统中节能的功用开始引起重视。
80年代,蓄能器的结构、种类、形式及功用开始多样化,研制各种类型的蓄能器成为主要研究内容。
90年代,新型计算机软、硬件和控制技术的发展为液压系统和智能型液压元件的研究提供了先进的研究工具和研究手段,这为蓄能器的研究提出新的要求。
液压理论及技术的发展离不开新型液压元件的研制和开发。
目前,国内外针对蓄能器的研究工作大致有以下几个方面。
①适应新型液压系统研究的发展,技术应用方面的研究开展较多。
因为随着液压系统向高压、高速、高精度方向发展,很多特殊系统不断出现,这些系统对某个方面的要求一般很高,单纯依靠改进其他元件不能达到目的,所以需要研制特殊蓄能器作为手段。
比如针对吸收脉动,目本的Shini-chi YOKOTA研制了一种新型有源蓄能器,由多级式的PED(Piezo-Electric Device)装置驱动,可有效消除由液压元件引起的高频脉动(500~1000Hz)。
又如西安交大的邢科礼等人研制的一种串联囊式蓄能器,对频率为112~288Hz的脉动有良好的吸收效果,而且与常规蓄能器相比,它的衰减频宽更宽。
②将已有的蓄能器理论和新的分析手段、控制理论等结合起来,在理论上进行创新,即以现有理论为基础,采用较先进的研究手段和方法得出更有价值的理论成果。
比如,哈工大的陈照第等人运用键图理论分析蓄能器对管路系统压力冲击的影响。
他们利用键图理论建立了蓄能器的动态数学模型,证明了蓄能器对压力冲击的抑制作用,针对蓄能器吸收压力脉动的功用提出了有价值的理论。