蓄能器存油课件

6.1.16.1.1蓄能器的功能蓄能器的功能 蓄能器用来存储和释放油液的压力能。蓄能器用来存储和释放油液的压力能。当系统的压力高于蓄能器内油液压力时，蓄能当系统的压力高于蓄能器内油液压力时，蓄能器存油；器存油；当蓄能器内压力高于系统压力时，蓄能器放油。当蓄能器内压力高于系统压力时，蓄能器放油。6.1.2 6.1.2蓄能器的分类蓄能器的分类蓄能器分为三种类型：重力式、充气式和弹簧式。蓄能器分为三种类型：重力式、充气式和弹簧式。第六章第六章 液压与气压传动系统辅助元件液压与气压传动系统辅助元件6.16.1蓄能器蓄能器北京科技大学6.1.1蓄能器的功能第六章 液压与气压传动系统辅助元件611.1.重力式蓄能器重力式蓄能器 结构如图结构如图6.26.2所示。所示。利用重物的势能来利用重物的势能来存储和释放液压能；存储和释放液压能；结构简单，容量大，结构简单，容量大，压力稳定；压力稳定；惯性大，易漏油。惯性大，易漏油。常用作大型固定设常用作大型固定设备的第二油源。备的第二油源。北京科技大学北京科技大学22.2.弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器结构如图结构如图6.36.3所示。利用弹簧的压缩和伸长来存储和释所示。利用弹簧的压缩和伸长来存储和释放压力能。放压力能。结构简单，反应较灵敏；结构简单，反应较灵敏；但容量小，易内泄，不适于高压场合。但容量小，易内泄，不适于高压场合。多用于小容量、低压系统。多用于小容量、低压系统。北京科技大学2.弹簧式蓄能器北京科技大学33.3.充气式蓄能器充气式蓄能器利用密封气体的压缩和膨胀来存储和释放油液的压力利用密封气体的压缩和膨胀来存储和释放油液的压力能。主要有气瓶式、活塞式和气囊式三种类型。能。主要有气瓶式、活塞式和气囊式三种类型。(1)(1)气瓶式蓄能器气瓶式蓄能器如图如图6.4a6.4a所示。气体和油液在蓄能器中直接接触，特所示。气体和油液在蓄能器中直接接触，特点是：容量大，但高压时气体容易混入油液中，影响点是：容量大，但高压时气体容易混入油液中，影响系统的稳定性。适用于中、低压和大流量的液压系统。系统的稳定性。适用于中、低压和大流量的液压系统。(2)(2)活塞式蓄能器活塞式蓄能器如图如图6.4b6.4b所示。由浮动活塞所示。由浮动活塞2 2将气体与油液隔开。它将气体与油液隔开。它的结构简单，工作可靠，主要用于大流量的场合。由的结构简单，工作可靠，主要用于大流量的场合。由于活塞上有于活塞上有O O型密封圈，磨擦力较大，反应不太灵敏。型密封圈，磨擦力较大，反应不太灵敏。(3)(3)气囊式蓄能器气囊式蓄能器是目前应用的最为广泛的蓄能器，结构如图是目前应用的最为广泛的蓄能器，结构如图6.4c6.4c所示。所示。主要由充气阀、壳体、气囊和进油阀组成。气体和油主要由充气阀、壳体、气囊和进油阀组成。气体和油液由气囊隔开，气囊中充有惰性气体（一般为氮气）。液由气囊隔开，气囊中充有惰性气体（一般为氮气）。这种结构保证了气液的密封可靠。主要特点是：惯性这种结构保证了气液的密封可靠。主要特点是：惯性小，反应灵敏，结构尺寸小，易安装。小，反应灵敏，结构尺寸小，易安装。北京科技大学3.充气式蓄能器北京科技大学4北京科技大学北京科技大学5蓄能器的应用：蓄能器的应用：蓄能器在液压系统的应用主要有：蓄能器在液压系统的应用主要有：辅助动力源、紧急动力源、补充泄漏、系辅助动力源、紧急动力源、补充泄漏、系统保压、吸收压力脉动和液压冲击等。统保压、吸收压力脉动和液压冲击等。北京科技大学蓄能器的应用：北京科技大学61 1、辅助动力源、辅助动力源蓄能器最常见的用途是作蓄能器最常见的用途是作为辅助动力源。液压缸在为辅助动力源。液压缸在慢进或保压时，蓄能器存慢进或保压时，蓄能器存储压力油，达到设定压力储压力油，达到设定压力后，卸荷阀打开，泵卸荷；后，卸荷阀打开，泵卸荷；在液压缸快进或快退时，在液压缸快进或快退时，蓄能器与泵一起向液压缸蓄能器与泵一起向液压缸供油。蓄能器的容量在选供油。蓄能器的容量在选择要满足条件：提供的流择要满足条件：提供的流量加上泵的流量要满足工量加上泵的流量要满足工作循环中系统的流量要求，作循环中系统的流量要求，并能在循环中重新充满油并能在循环中重新充满油液。液。北京科技大学1、辅助动力源北京科技大学72 2、紧急动力源、紧急动力源液压系统在工作过程中，液压系统在工作过程中，由于泵或电源故障，液压由于泵或电源故障，液压泵突然停止供油，会引起泵突然停止供油，会引起事故。对重要的系统，需事故。对重要的系统，需要用蓄能器作为紧急动力要用蓄能器作为紧急动力源。如图源。如图6.76.7所示。当液所示。当液压泵突然停止供油时，蓄压泵突然停止供油时，蓄能器可以将其存储的压力能器可以将其存储的压力油释放，使系统在某一段油释放，使系统在某一段时间内继续获得压力油。时间内继续获得压力油。北京科技大学2、紧急动力源北京科技大学83 3、系统保压、系统保压蓄能器保持液压系统压力，使液压泵卸荷，降低功耗。蓄能器保持液压系统压力，使液压泵卸荷，降低功耗。当系统压力达到所需的数值时当系统压力达到所需的数值时a)压力继电压力继电器器A使液压使液压泵卸荷泵卸荷;b)通过顺序通过顺序阀阀C控制二控制二位二通阀位二通阀B和卸荷溢和卸荷溢流阀使液流阀使液压泵卸荷。压泵卸荷。北京科技大学3、系统保压a)压力继电器A使液压泵卸荷;北京科技大学94 4、吸收压力脉动和液压冲击、吸收压力脉动和液压冲击在液压系统中安装蓄能器，可以有效地减少压力脉动在液压系统中安装蓄能器，可以有效地减少压力脉动和液压冲击。图和液压冲击。图6.96.9所示为吸收压力脉动的蓄能器回所示为吸收压力脉动的蓄能器回路。高压、大流量回路中，在靠近快速关闭的阀门的路。高压、大流量回路中，在靠近快速关闭的阀门的管路上安装蓄能器，可以减小油液流速的变化，使压管路上安装蓄能器，可以减小油液流速的变化，使压力冲击得到缓冲。图力冲击得到缓冲。图6.106.10所示为装有作为吸收液压冲所示为装有作为吸收液压冲击用的蓄能器回路。击用的蓄能器回路。北京科技大学4、吸收压力脉动和液压冲击北京科技大学10蓄能器的容量计算蓄能器的容量计算计算蓄能的容量，要根据其应用场合来决定，我们主要讨计算蓄能的容量，要根据其应用场合来决定，我们主要讨论蓄能器作为辅助动力源时的容量计算。（以气囊式蓄能论蓄能器作为辅助动力源时的容量计算。（以气囊式蓄能器为例）器为例）计算系统的平均流量（泵的流量）计算系统的平均流量（泵的流量）假设系统的一个工作循环如下图：假设系统的一个工作循环如下图：系统一个工作循环中有系统一个工作循环中有n n个工作阶段，每一阶段系统所个工作阶段，每一阶段系统所需的流量和持续的时间分别是需的流量和持续的时间分别是QiQi和和titi（i=1,2,ni=1,2,n），），则系统在整个工作循环中的平均流量则系统在整个工作循环中的平均流量QmQm为：为：其中，其中，QmQm为系统一个工作循环中的平均流量，为系统一个工作循环中的平均流量，T T为一个为一个工作循环的时间周期。工作循环的时间周期。北京科技大学蓄能器的容量计算计算系统的平均流量（泵的流量）系统一个工作循11QtTt1t2titnQ1Q2QiQnQm北京科技大学QtTt1t2titnQ1Q2QiQnQm北京科技大12计算蓄能器的工作容积计算蓄能器的工作容积 蓄能器的工作容积蓄能器的工作容积VV指得是蓄能器存油结束时的指得是蓄能器存油结束时的体积和供油结束时的体积之差。在一个工作循环中，工体积和供油结束时的体积之差。在一个工作循环中，工作容积可以这样来计算：作容积可以这样来计算：(1)(1)计算每一个工作阶段蓄能所存储（或释放）计算每一个工作阶段蓄能所存储（或释放）油液的体积，注意当平均流量大量系统所需流量时，油液的体积，注意当平均流量大量系统所需流量时，蓄能器存储油液；反之，当平均流量小于系统所需流蓄能器存储油液；反之，当平均流量小于系统所需流量时，蓄能器释放油液。量时，蓄能器释放油液。(2)(2)在系统的工作循环中，如果蓄能器在每个工在系统的工作循环中，如果蓄能器在每个工作阶段存、放油是交替进行的，则其工作容积取所有作阶段存、放油是交替进行的，则其工作容积取所有工作阶段中存储（或释放）油液体积的最大值，注意工作阶段中存储（或释放）油液体积的最大值，注意取绝对值。即取绝对值。即 (3)(3)如果蓄能器在某些工作阶段连续的存储（或如果蓄能器在某些工作阶段连续的存储（或释放）油液，先要计算这些阶段连续存储（或释放）释放）油液，先要计算这些阶段连续存储（或释放）油液体积之和的绝对值。然后其工作容积取这些值中油液体积之和的绝对值。然后其工作容积取这些值中的最大值。的最大值。比较（比较（2 2）、（）、（3 3）两种情况，选取值较大的）两种情况，选取值较大的一个作为蓄能器的工作一个作为蓄能器的工作 容积。容积。北京科技大学计算蓄能器的工作容积北京科技大学133.3.计算蓄能器的总容积计算蓄能器的总容积如图所示是蓄能器的三种工作状态。如图所示是蓄能器的三种工作状态。a)a)是蓄能器的充气状是蓄能器的充气状态，充气压力为态，充气压力为P0P0，气体体积为，气体体积为V0V0，V0V0就是蓄能器的总容就是蓄能器的总容积；积；b)b)是蓄能器的充液状态，气体的压力升到最大值是蓄能器的充液状态，气体的压力升到最大值P1P1，体积为体积为V1V1；c)c)是蓄能器的供油状态，供油压力达到系统的是蓄能器的供油状态，供油压力达到系统的最低工作压力最低工作压力P2P2，气体体积为，气体体积为V2V2。北京科技大学3.计算蓄能器的总容积北京科技大学14根据气体定律，这些参数具有如下关系：根据气体定律，这些参数具有如下关系：式中，式中，P0P0、P1P1、P2P2气体的绝对压力（气体的绝对压力（PaPa）V0 V0、V1V1、V2V2在相应压力在相应压力 P0 P0、P1P1、P2P2下下气体的体积（气体的体积（L L）n n 指数指数蓄能器的工作容积为蓄能器的工作容积为由以上两式可以得出：由以上两式可以得出：即为蓄能器的总容积。即为蓄能器的总容积。指数指数n n的取值规则是：当蓄能器排油时间大于的取值规则是：当蓄能器排油时间大于3 3分钟，其分钟，其中的气体变化规律为等温过程，中的气体变化规律为等温过程，n n1 1；当蓄能器供油速度；当蓄能器供油速度很快，小于很快，小于1 1分钟时，其中气体的变化规律相当于绝热过分钟时，其中气体的变化规律相当于绝热过程，程，n=1.4n=1.4。北京科技大学根据气体定律，这些参数具有如下关系：北京科技大学15另外，充气压力另外，充气压力P0P0与系统最低工作压力与系统最低工作压力P2P2的比值可按如的比值可按如下规则取值：下规则取值：对波纹型气囊，对波纹型气囊，P0/P2=0.6P0/P2=0.60.650.65；对折合型气囊，对折合型气囊，P0/P2=0.8P0/P2=0.80.950.95；最后，根据总容积选择蓄能器时，一般实际总容积最后，根据总容积选择蓄能器时，一般实际总容积应比计算值稍大一些。应比计算值稍大一些。北京科技大学另外，充气压力P0与系统最低工作压力P2的比值可按如下规则取16