蓄能器回路分析说课讲解.ppt

蓄能器回路分析蓄能器的作用蓄能器的作用1.蓄能器的功能（1）作辅助动力源图7.1 液压蓄能器作辅助动 力源的液压传动系统1液压泵；2单向阀；3卸荷阀；4液压蓄能器；5换向阀；6液压缸可以按液压系统循环周期内平均流量选用液压泵，以减小功率消耗，降低系统温升。工作时间较短的间歇工作系统或一个循环内速度差别很大的系统，在系统不需要大流量时，可以把液压泵输出的多余压力油液储存在液压蓄能器内，到需要时再由液压蓄能器快速释放给系统。蓄能器的功能蓄能器的功能(2/2)（2）维持系统压力。在液压泵停止向系统提供油液的情况下，液压蓄能器将所存储的压力油液供给系统，补偿系统泄漏或充当应急能源，使系统在一段时间内维持系统压力。（3）吸收系统脉动，缓和液压冲击。液压蓄能器能吸收系统在液压泵突然启动或停止、液压阀突然关闭或开启、液压缸突然运动或停止时所出现的液压冲击，也能吸收液压泵工作时的压力脉动，大大减小其幅值。2.液压蓄能器的结构和性能 液压蓄能器有各种结构形状，如图7.2所示。重力式液压蓄能器由于体积庞大、结构笨重、反应迟钝，在液压传动系统中很少应用。在液压传动系统中主要应用有弹簧式和充气式两种。目前常用的是利用气体压缩和膨胀来储存、释放液压能的充气式液压蓄能器。它主要有活塞式和皮囊式两种。图7.2 液压蓄能器1重力式；2弹簧式；3活塞式；4皮囊式；5薄膜式蓄能器的类型蓄能器的类型(2/6)(1)活塞式液压蓄能器 活塞式液压蓄能器中的气体和油液由活塞隔开，其结构如图7.3所示。活塞1的上部为压缩空气，气体由气阀3充入，其下部经油孔a通向液压系统。活塞1随下部压力油的储存和释放而在缸筒2内来回滑动。为防止活塞上下两腔互通而使气液混合，在活塞上装有O型密封圈。这种液压蓄能器结构简单、寿命长，它主要用于大容量蓄能器。但因活塞有一定的惯性和因O型密封圈的存在有较大的摩擦力，所以反应不够灵敏，因此适用于储存能量。另外，密封件磨损后，会使气液混合，影响系统的工作稳定性。图7.3 活塞式液压蓄能器1活塞；2缸筒；3气阀 蓄能器的类型蓄能器的类型(2/6)(2)皮囊式液压蓄能器 皮囊式液压蓄能器中气体和油液由皮囊隔开，其结构如图7.4所示。皮囊用耐油橡胶制成，固定在耐高压壳体内的上部。皮囊内充入惰性气体（一般为氮气）。壳体下端的提升阀A是一个用弹簧加载的菌形阀。压力油从此通入，并能在油液全部排出时，防止皮囊膨胀挤出油口。这种结构使气液密封可靠，并且因皮囊惯性小，反应灵敏，克服了活塞式液压蓄能器的缺点，因此，它的应用广泛，但工艺性较差。图7.4 皮囊式液压蓄能器1壳体；2皮囊；3气阀蓄能器的类型蓄能器的类型(3/6)(3)薄膜式液压蓄能器 薄膜式液压蓄能器利用薄膜的弹性来储存、释放压力能。主要用于小容量的场合。如用作减震器、缓冲器和用于控制油的循环等。(4)弹簧式液压蓄能器 弹簧式液压蓄能器利用弹簧的压缩和伸长来储存、释放压力能。它的结构简单，反应灵敏，但容量小。可用于小容量、低压（p 1 1.2MPa）的回路缓冲；不适用于高压或高频的工作场合。3.液压蓄能器的容量计算（一）蓄能器工作的三个状态：充气状态：充气状态充液状态排液状态充液状态：V3 气体膨胀后，气囊的气体体积。P1：气囊的充气压力V1：气囊的充气体积，即蓄能器容量，这时气囊充满壳体内腔；P2：系统最高工作压力，即泵对蓄能器储油结束时的压力；V2：气囊被压缩后，气囊的气体体积；排液状态：p3 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力；工作容积：蓄能器向系统供出的油量则排液量：则总容积：在实际选用时，蓄能器的总容积V1比理论计算值大5%倍为宜。充气压力p1在理论上可与p3相等，但为保证在压力p3时蓄能器仍有能力补偿系统泄漏，应使p1p10.25p2如已知V1，也可反过来求出储能时的供油体积，即：n：指数,1 n 1.4等温过程n=1；排液速度较慢大于3分钟绝热过程n=1.4;排液速度较快小于1分钟液压蓄能器的容量计算液压蓄能器的容量计算(3/4)当液压蓄能器用于保压和补漏时，气体膨胀过程缓慢，与外界热交换得充分，可认为是等温变化过程，这时取n=1；当液压蓄能器作辅助或应急动力源时，释放液体的时间短，气体快速膨胀，热交换不充分，这时可视为绝热过程，取n=1.4。p V曲线图见图所示。在实际工作中的状态变化在绝热过程和等温过程之间，因此1 n 1.4。图7.5 液压蓄能器的p-V曲线1n=1等温线；2n=1.4绝热线液压蓄能器的容量计算液压蓄能器的容量计算(3/4)例5-2设有一压铸机液压系统，其流量-时间工作循环图如图所示。在流量高峰时间段时，其系统压力为(1421)MPa,若系统采用蓄能器回路，试确定液压泵的容量、蓄能器工作容积和总容积，并与不采用蓄能器的情况作一节约功率的比较(设p1=0.85p3)液压蓄能器的容量计算液压蓄能器的容量计算(3/4)液压蓄能器的容量计算液压蓄能器的容量计算(3/4)5)节约功率的比较当采用蓄能器回路，并选液压泵的流量：取：蓄能器充气压力的选取：压力：则电动机的功率：总效率：若不采用蓄能器回路，而采用单泵供油回路：液压泵的流量：压力：则电动机的功率：液压蓄能器的容量计算液压蓄能器的容量计算(4/4)(二）吸收脉动用时蓄能器的容量计算 （1）按照绝热过程处理n=1.4（2）系统的压力脉动仅由液压泵的流量脉动引起。在一个脉动周期内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给。流量脉动曲线脉动压力的平均值：压力脉动系数：蓄能器的容量：V是在流量脉动的一个周期内，瞬时流量高于或低于平均流量的部分。P1充气压力，按系统工作压力的60%充气液压蓄能器的容量计算液压蓄能器的容量计算(4/4)(三）作吸收冲击用时的容量计算 这时准确计算比较困难，因其与管路布置、液体流态、阻尼情况及泄漏大小等因素有关。一般按经验公式计算缓和最大冲击压力时所需的液压蓄能器最小容量。即：式中 ：油液 的密度 a：管子的通流面积 l 发生冲击的管长，即压力油源到阀口的管道长度；v:阀关闭前液流的速度，n=1.4 pmax:系统允许的最大冲击压力。p1充气压力（Pa），按系统工作压力的90%充气 此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢