蓄能器分類功用

蓄能器的種類主要分為：彈簧式和充氣式。蓄能器的功用（1）短期大量供油（2）系統(tǒng)保壓3）應(yīng)急能源（4）緩和沖擊壓力（5）吸收脈動壓力蓄能器的功能主要分為存儲能量、吸收液壓沖擊、消除脈動和回收能量四大類。

第一類：存儲能量。這一類功用在實際使用中又可細分為：①作輔助動力源，減小裝機容量；②補償泄漏；③作熱膨脹補償；④作緊急動力源；⑤構(gòu)成恒壓油源。

第二類：吸收液壓沖擊。換向閥突然換向、執(zhí)行元件運動的突然停止都會在液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力沖擊，使系統(tǒng)壓力在短時間內(nèi)快速升高，造成儀表、元件和密封裝置的損壞，并產(chǎn)生振動和噪聲。為保證吸收效果，蓄能器應(yīng)設(shè)置在沖擊點附近，所以蓄能器一般裝設(shè)在控制閥或液壓缸等沖擊源之前，可以很好地吸收和緩沖液壓沖擊。

第三類：消除脈動、降低噪聲。對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。裝設(shè)蓄能器，可以大量吸收脈動壓力和流量中的能量，在流量脈動的一個周期內(nèi)。瞬時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補充，這就吸收了脈動中的能量，降低了脈動，減小了對敏感儀器和設(shè)備的損壞程茺。

第四類：回收能量。用蓄能器回收能量是目研究較多的一個領(lǐng)域。能量回收可以提高能量利用率，是節(jié)能的一個重要途徑。蓄能器因為可以暫存能量，所以可以用來回收多種功能、位置勢能。這方面的主要研究有：①回收車輛制動能量；②回收工程機械動臂機構(gòu)位能；③回收液壓挖掘機轉(zhuǎn)臺制動能量；④回收石油修井機及鉆機管下落重力勢能；⑤回收電梯下行重力勢能。

蓄能器有兩種用途。①當(dāng)?shù)退龠\動時載荷需要的流量小于液壓泵流量，液壓泵多余的流量儲入蓄能器，當(dāng)載荷要求流量大于液壓泵流量時，液體從蓄能器放出來，以補液壓泵流量之不足。②當(dāng)停機但仍需維持一定壓力時，可以停止液壓泵而由蓄能器補償系統(tǒng)的泄漏，以保持系統(tǒng)的壓力。蓄能器也可用來吸收液壓泵的壓力脈動或吸收系統(tǒng)中產(chǎn)生的液壓沖擊壓力。蓄能器中的壓力可以用壓縮氣體、重錘或彈簧來產(chǎn)生，相應(yīng)地蓄能器分為氣體式、重錘式和彈簧式。氣體式蓄能器中的氣體與液體直接接觸者，稱為接觸式，其結(jié)構(gòu)簡單，容量大，但液體中容易混入氣體，常用于水壓機上。氣體與液體不接觸的稱為隔離式，常用皮囊和隔膜來隔離，皮囊體積變化量大，隔膜體積變化量小，常用于吸收壓力脈動。重錘式容量較大，常用于軋機等系統(tǒng)中，供蓄能用。

蓄能器按加載方式可分為

蓄能器彈簧式

它依靠壓縮彈簧把液壓系統(tǒng)中的過剩壓力能轉(zhuǎn)化為彈簧勢能存儲起來，需要時釋放出去。其結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是因為彈簧伸縮量有限，而且彈簧的伸縮對壓力變化不敏感，消振功能差，所以只適合小容量、低壓系統(tǒng)（P≦1.0～1.2MPa），或者用作緩沖裝置。

蓄能器活塞式

它通過提升加載在密封活塞上的質(zhì)量塊把液壓系統(tǒng)中的壓力能轉(zhuǎn)化為重力勢能積蓄起來。其結(jié)構(gòu)簡單、壓力穩(wěn)定。缺點是安裝局限性大，只能垂直安裝；不易密封；質(zhì)量塊慣性大，不靈敏。這類蓄能器僅供暫存能量用。

這兩種蓄能器因為其局限性已經(jīng)很少采用。但值得注意的是，有些研究部門從經(jīng)濟角度考慮在這兩種蓄能器的結(jié)構(gòu)上做一些改進，在一定程度上克服了其缺點。比如國內(nèi)某廠采用改進彈簧式蓄能器的結(jié)構(gòu)，加大彈簧外徑（大于液壓腔直徑）、限定彈簧行程（將彈簧最大載荷限定在許用極限載荷以內(nèi)）的方法提高了蓄能器的工作壓力和容量，降低了成本。

蓄能器氣體式

它以波義爾定律（PVn=K=常數(shù)）為基礎(chǔ)，通過壓縮氣體完成能量轉(zhuǎn)化，使用時首先向蓄能器充入預(yù)定壓力的氣體。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過蓄能器內(nèi)部壓力時，油液壓縮氣體，將油液中的壓力轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能；當(dāng)系統(tǒng)壓力低于蓄能器內(nèi)部壓力時，蓄能器中的油在高壓氣體的作用下流向外部系統(tǒng)，釋放能量。選擇適當(dāng)?shù)某錃鈮毫κ沁@種蓄能器的關(guān)鍵。這類蓄能器按結(jié)構(gòu)可分為管路消振器、氣液直接接觸式、活塞式、隔膜式、氣囊式等。

液壓油是不可壓縮液體，因此利用液壓油是無法蓄積壓力能的，必須依靠其他介質(zhì)來轉(zhuǎn)換、蓄積壓力能。例如，利用氣體（氮氣）的可壓縮性質(zhì)研制的皮囊式充氣蓄能器就是一種蓄積液壓油的裝置。皮囊式蓄能器由油液部分和帶有氣密封件的氣體部分組成，位于皮囊周圍的油液與油液回路接通。當(dāng)壓力升高時油液進入蓄能器，氣體被壓縮，直到系統(tǒng)管路壓力不再上升；當(dāng)管路壓力下降時壓縮空氣膨脹，將油液壓入回路，從而減緩管路壓力的下降。

蓄能器的使用維修主要包括蓄能器的安裝維護、故障診斷與排除及修理等。蓄能器的安裝包括安裝前的檢查、安裝、充氮等。正確的安裝固定與充氣，是蓄能器正常運行、發(fā)揮應(yīng)有作用的重要條件。參數(shù)的測量與各類工具儀表的正確使用不可忽略。

蓄能器在使用過程中防泄漏，要定期對氣囊進行氣密性檢查及其他方面的檢查。因此，日常檢查與維護保養(yǎng)不可少。日常檢查即用目視、聽覺和手摸及儀表等簡單的方法進行外觀及狀態(tài)的檢查，檢查時既要檢查局部也要注意設(shè)備整體。在檢查中發(fā)現(xiàn)的異常情況，對妨礙蓄能器繼續(xù)工作的應(yīng)作應(yīng)急處理；對其他的則應(yīng)仔細心觀察并記錄，到定期維護時予以解決。一些損壞的零部件也需要及時更換。主動維護是繼故障維修、預(yù)防維修、狀態(tài)維修后，國際上來提出的一種新的設(shè)備管理理論。它的定義是：對導(dǎo)致設(shè)備損壞的根源性參數(shù)進行修復(fù)，從而有效地防止失效的發(fā)生，延長設(shè)備的使用壽命。主動維護是在設(shè)備磨損之前針對其根源問題采取的措施，有效地控制磨損及失效的發(fā)生，從而大幅度地延長修理周期。主動維護不但為液壓設(shè)備與元件可造運行提供保障，同時可大幅度降低維修成本。

蓄能器在液壓系統(tǒng)中屬于危險部件，所以在操作過程中要特別注意安全。蓄能器故障診斷與排除，既包括蓄能器本身故障的診斷與排除，又涉及蓄能器所在液壓系統(tǒng)的故障診斷與排除，兩者之間相互交織。故障診斷的主要工作內(nèi)容有：①判定故障的性質(zhì)與嚴重程度。根據(jù)現(xiàn)場狀況，判斷是否存在故障，是什么性質(zhì)的問題（壓力、速度、動作還是其他），問題的嚴重程度（正常、輕微故障、一般故障、還是嚴重故障）。②查找失效元件及失效位置。根據(jù)癥狀及相關(guān)信息，找出故障點，以便進一步排除故障，這里主要弄清“問題出在何處”。③進一步查找引起故障的初始原因。如液壓油污染，元件可靠性低，環(huán)境因素不合要求等。這里主要弄清故障的外部原因。④機理分析。對故障的因果關(guān)系鏈進行深入地分析與探討，弄清問題產(chǎn)生的來龍去脈。⑤預(yù)測故障發(fā)展趨向。根據(jù)系統(tǒng)磨損劣化的現(xiàn)狀及速度、元件使用壽命的理論與經(jīng)驗數(shù)據(jù)，預(yù)測蓄能器或液壓系統(tǒng)將來的狀況。分析、對比、統(tǒng)計、歸納與綜合，找出規(guī)律。

蓄能器充氣：蓄能器補充氮氣通常有兩種方式：1，當(dāng)蓄能器使用壓力低于8MPa時可通過氮氣瓶和充氮工具來補充氮氣，將充氮工具一端與氮氣瓶相連，另一端與蓄能器相連，打開氮氣瓶閥門即可完成充氣。2，當(dāng)蓄能器使用壓力高于8MPa時，通過氮氣瓶和充氮工具已無法完成充氣，在這種情況下可用充氮車，充工具，氮氣瓶三者配合使用來給蓄能器補充氮氣。首先用高壓軟管將氮氣瓶和充氮車進氣口連接起來，充氮車出氣口通過充氮工具與蓄能器進氣口連接起來，在充氮車上設(shè)定好輸出壓力，然后打開氮氣瓶閥門，充氮車接上電源，打開充氮車開機旋鈕即可完成充氣。

蓄能器可分為重力加載式、彈簧加載式和氣體加載式三大類。

油氣蓄能器重力加載式

重力加載式蓄能器利用重物的位能來儲存能量，是最古老的一種蓄能器。它能提供大容量、壓力恒定的液體，但尺寸龐大，反應(yīng)遲鈍。這種蓄能器只用于固定的重型液壓設(shè)備。

油氣蓄能器彈簧加載式

彈簧加載式蓄能器利用彈簧的壓縮能來儲存能量，其結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)較重力式靈敏，但其容積較小，一般用于小容量、低壓系統(tǒng)。

油氣蓄能器氣體加載式

重力及彈簧式蓄能器在應(yīng)用上都有局限性，這兩種蓄能器已很少使用，大量使用的是氣體加載式蓄能器。

氣體加載式蓄能器的工作原理建立在波義耳定律的基礎(chǔ)上。使用時首先向蓄能器充入預(yù)定壓力的空氣或氮氣，當(dāng)外部系統(tǒng)的壓力超過蓄能器的壓力時，油液壓縮氣體充入蓄能器，當(dāng)外部系統(tǒng)的壓力低于蓄能器的壓力時，蓄能器中的油在壓縮氣體的作用下流向外部系統(tǒng)。氣體加載式蓄能器又分為非隔離式、氣囊式、隔膜式、活塞式等幾種。

非隔離式蓄能器的氣體與液體直接接觸，蓄能器中分為油相和氣相。這種蓄能器容量大、反應(yīng)靈敏，缺點是氣體易被油液所吸收，氣體消耗量較大，元件易氣蝕損壞。這種蓄能器已很少使用。

氣囊式蓄能器由耐壓殼體、彈性氣囊、充氣閥、提升閥、油口等組成。提升閥的作用是防止油液排盡后氣囊擠出容器之外。設(shè)計允許的最大壓力比為4:1(最大壓力比為最高工作壓力與預(yù)充氣壓力之比)。氣囊式蓄能器容積較大，反應(yīng)靈敏，不易漏氣，沒有油氣混雜的可能。氣囊式蓄能器的最佳放置方式是豎直放置，充氣閥在上方，也可以水平放置，但一定要注意選擇適當(dāng)?shù)某錃鈮毫Σ⑶蚁拗谱畲笈乓毫髁俊?

隔膜式蓄能器有兩個半球形殼體，兩個半球之間夾著一個橡膠薄膜，將油和氣分開，其最大壓力比為8~10:1。隔膜式蓄能器的重量和容積比最小，反應(yīng)靈敏；缺點是容積小。

活塞式蓄能器利用浮動自由活塞將氣相和液相隔開?；钊屯矤钚钅芷鲀?nèi)壁之間有密封,其所推薦的壓力比為4:1，其結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，但由于活塞慣性大有密封摩擦阻力等原因，反應(yīng)靈敏性差，氣體和液體有相混的可能性。活塞式蓄能器的最佳放置方式是豎直放置，也可以水平放置，但一定要注意保持油液清潔，因為過臟的油液會損壞活塞密封。

氣囊式蓄能器主要應(yīng)用于當(dāng)作輔助動力來源、當(dāng)作漏泄補償器、當(dāng)作液壓減震器。

1、當(dāng)做輔助動力來源

是蓄能器最常見的應(yīng)用之一。在這個應(yīng)用中，蓄能器的目的是存儲在工作期間所發(fā)表的油循環(huán)泵。蓄能器然后釋放因需求而儲存的石油，以完成循環(huán)，從而作為輔助動力源協(xié)助泵服務(wù)。在這樣的循環(huán)過程中，蓄能器的應(yīng)用導(dǎo)致了泵容量的減小。

在此應(yīng)用中，一個四通閥配合使用蓄電池。當(dāng)四通閥手動驅(qū)動，從到蓄能器到空著的氣缸。這一直循環(huán)到了活塞的運作結(jié)束。當(dāng)氣缸在一個完全伸展位臵時，蓄能泵為其充電。在四通閥，液壓激活收回的氣缸，油流量蓄能泵和氣缸迅速收回。這是蓄能器輔助動力源的運作過程。

2、當(dāng)作漏泄補償器

蓄能器充當(dāng)一個補償器是在由于內(nèi)部或外泄漏而補償損失，可能發(fā)生在一個延長一段時間內(nèi)，是當(dāng)系統(tǒng)被加壓，而不是運作的時候。蓄能泵為系統(tǒng)和蓄能器充電直到上的最大壓力被施加到蓄能開關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)不工作時，它需要保持必要的壓力設(shè)定值，完成該蓄電池供應(yīng)漏油在一段長時間的系統(tǒng)。最后，當(dāng)系統(tǒng)壓力低于設(shè)定的最低要求的壓力下降，泵啟動，自動充電系統(tǒng)。這樣可以節(jié)省電力和降低了系統(tǒng)的散熱。

3、蓄能器作為液壓減震器

液壓減震器蓄能器的最重要的工業(yè)應(yīng)用之一是吸收液壓沖擊壓力 和脈動壓力。

液壓沖擊（通常被稱為水錘）是由突然暫?；蛞簤汗艿涝谙鄬^高的液體流動速度減慢而引起的。這種液壓沖擊會造成在迅速關(guān)閉閥門的位臵時的壓縮波。這波傳播沿整個管道長度，直到其能量完全由摩擦消退。由此產(chǎn)生的高壓力脈動或高壓力波動，最終可能損壞液壓元件。蓄能器安裝在靠近迅速關(guān)閉閥門的地方。 2100433B

氣囊式蓄能器主要由殼體、皮囊、充氣閥和進油閥組成。氣囊式蓄能器的典型特征是在鋼殼內(nèi)有一個非折疊的、柔性的橡膠皮囊。皮囊的開口端連接在鋼殼充氣側(cè)的氣閥上。提升閥在彈簧的作用下保持常開狀態(tài)，用以調(diào)節(jié)通過充油口的油液流量。氣囊式蓄能器的頂部或底部組件是可維修的，從而可以提供最佳的靈活性。