蓄能器若干问题[1]

蓄能器有哪些用途
蓄能器是储存和释放压力能的装置，在液压系统中的主要用途如下：（1）储存能量蓄能器可储存一定容积的压力油，在需要时释放出来，供液压系统使用。

1）提高液压缸的运动速度液压缸在慢速运动时，需要的流量较少，可用小液压泵供油，并且把液压泵输出多余的压力油储存
在蓄能器里。

当液压缸快速运动时，需要的流量大，这时系统
压力较低，于是蓄能器将压力油排出，与液压泵输出的压力油
同时供给液压缸，使液压缸实现快速运动。

液压缸快速运动时，由于蓄能器参与供油，因此不必采用较大流量的液压泵，不但
可减少电动机功率的消耗，还可降低液压系统的油温。

2）作应急能源液压装置在工作中突然停电、阀或泵发生故障等，这时蓄能器可作为应急能源供给液压系统油液，或保持系统压
力，或将某一动作完成，从而避免发生事故。

3）实现停泵保压下图是用于夹紧系统的停泵保压回路。

当液压缸夹紧时，系统压力上升，蓄能器充液；当达到压力继电器开
启压力时，发出信号，使液压泵停止转动，此时夹紧液压缸的
压力依靠蓄能器的压力油保持，从而减少液压系统的功率消耗。

（2）吸收压力脉动除螺杆泵以外，其它类型液压泵输出的压力油都存在压力脉动，从而影响液压系统的工作性能。

为了减轻或
消除压力脉动，一般在液压泵附近设置一个蓄能器，用以吸收
压力脉动。

（3）缓和压力冲击执行元件的往复运动或突然停止、控制阀的突然切换或关闭、液压泵的突然启动或停止，往往产生压力冲击。

引起机械振动。

在液压系统中，将蓄能器设置在易产生压力冲
击的部位，可缓和压力冲击，从而提高液压系统的工作性能。

蓄能器的类型有哪些？各有何特点？
（1）类型
充气式蓄能器：气液直接接触式
活塞式
气囊式
隔膜式
弹簧式蓄能器
重锤式蓄能器
（2）特点在蓄能器中，以活塞式蓄能器和气囊式蓄能器应用最为广泛。

1）活塞式蓄能器的特点它是利用气体压力与油液压力相平衡的原理来工作的。

活塞将气体与油液隔离，避免了气体侵入或溶
于油液中。

液压油不容易氧化，系统工作较平稳、结构简单、
工作可靠、寿命长、安装维护方便。

但是，由于活塞惯性和密
封摩擦阻力的影响，反映不灵敏，容量较小，密封困难，缸体
制造费用高。

一般用于蓄能或供中、高压系统吸收压力脉动。

由于活塞惯性和摩擦阻力损失等原因，不适于低压系统作吸收
脉动用。

2）气囊式蓄能器的特点它的结构简单、气囊惯性小、反映灵敏、安装方便、维修容易。

但是，皮囊和壳体制造比较困难，并且
皮囊的强度不高，允许的液压波动值受到限制，只能在一定的
温度范围（-20～70℃）内工作，故在机床液压系统中应用较多。

使用活塞式蓄能器和气囊式蓄能器应注意些什么？
（1）使用活塞式蓄能器注意事项
a.蓄能器装入气体后，各部分绝对不准许拆开或松动螺钉，以免发
生危险。

b.所有液压油必须清洁，以免损伤密封。

c.移动与搬运蓄能器时，应将气体放净。

d.最初装入气体时，一周后检查一次，以后每月检查一次。

e.按规定封入气体后，若压力下降超过0.5MPa时，应检查是否漏气。

f.内部发生泄漏时，应更换密封元件。

g.油口应向下垂直安装，管路之间要设置供充气、检查和调节使用
的开关。

（2）使用气囊式蓄能器的注意事项
a.油口要向下垂直安装。

b.为延长气囊寿命，在任何情况下，气囊不得咬到油口的阀上，即
气体的封入压力不超过管路最低压力的70％。

c.不能使用氧气，要使用氮气或压缩空气。

d. 为了对蓄能器进行修理、检查和充气，通油口的管路上需预先安
装截止阀。

如何计算充气式蓄能器的容量？
答：根据使用情况的不同，蓄能器容量的计算分为三种情况：
（1） 作为能源使用，排出油的速度较慢时，蓄能器用来保持系统压力和补偿泄漏等情况，蓄能器内气体的变化状态，可按气温变化考虑，即：
常数===221100V p V p V p
式中 p 0 —— 供油前充气压力（Pa ）；
p 1 —— 最高工作压力（Pa ）；
p 2 —— 最低工作压力（Pa ）；
V 0 —— 供油前蓄能器气体容积，即蓄能器的总容量（L ）； V 1 —— 压力为p 1时的气体容积（L ）；
V 2 —— 压力为p 2时的气体容积（L ）。

由上式可知，当工作压力由p 1降为p 2时，气体容积变化量，即蓄能器排出的油量：
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==∆12
002111p －p V p －V V V 于是蓄能器的总容积：
)
(210210－p p p p Vp V ∆= （2） 作为能源使用，排出油的速度很快时，蓄能器内气体的变
化状态可按绝热变化考虑，即：
常数===4.1224.1114.100V p V p V p
当蓄能器的工作压力从p 1降为p 2时，排出的油量：
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆71.0171.020
71.0011p －p V p V 于是蓄能器的总容积：
)
(71.0271.0171.0071.0271.010－p p p p Vp V ∆= 式中的符号含义同前。

对于气囊式蓄能器的充气压力p 0推荐：折合型取
20)85.08.0(p ～p =；
波纹型取20)65.06.0(p ～p =。

对于活塞式蓄能器推荐：20)9.08.0(p ～p =。

（3） 作为吸收压力冲击和压力脉动使用
①吸收压力冲击（如阀门突然关闭等情况）时，可按下面经验公式计算：
1
330)0164.0(004.0p p t L qp V --= 式中 V 0 ——蓄能器的总容积（L ）；
p 1 —— 阀门全开时油的工作压力（Pa ）；
p 3 —— 阀口关闭后允许的冲击压力（Pa ）；
q —— 阀门关闭前管内的流量（L/min ）；
L —— 产生冲击压力的管道长度（m ）；
t —— 关闭阀门的时间（s ），t=0为突然关闭。

计算结果V 0为正值时，才有设置蓄能器的必要，并且要尽量安
装在发生压力冲击的地方。

②吸收液压泵脉动时，其计算公式为：
K
VI V 6.00= 式中 V 0 ——蓄能器的总容积（L ）；
I —— 液压泵的排量变化率；
V p —— 液压泵的每转排量（L/r ）；
K —— 液压泵的压力脉动率⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛∆=p p p K ； p p —— 液压泵的工作压力（Pa ）；
△p —— 液压泵的压力脉动。

使用时，取蓄能器充气压力p p p 6.00=。

蓄能器装入系统使用前，如何进行充气？其充气压力为多少？
蓄能器充气要用充气工具。

充气时，慢慢地拧动充气开关，充气完毕则应立即关闭。

然后打开放气开关，放掉气路上的残留气体。

在充气过程中，应注意使用充气工具与氮气瓶之间的截止阀和减压阀。

充气前，先开动截止阀，再缓缓地打开减压阀，慢慢地进行充气，以免胶囊损坏。

待压力计指针表示已到充气压力后，关闭截止阀。

随后关闭充气开关，充气结束。

作不同使用的蓄能器，其充气压力如下：
1. 蓄能器若用于缓和冲击时，通常以安装处的工作压力或略高的压
力为充气压力。

2. 蓄能器若用于吸收液压泵的压力脉动时，一般以平均脉动压力的
60％为充气压力。

3.蓄能器若用于蓄存能量时，其充气终了时的压力不得超过液压系
统最低工作压力的90％，但不得低于最高工作压力的25％。

4.蓄能器若用于补偿闭式回路温度变形所引起的压力变形时，其充
气压力应等于或稍低于回路的最低压力。

如何检查蓄能器的充气压力？
检查蓄能器充气压力的方法如下：
将压力计装在蓄能器的油口附近，用泵向蓄能器注满油液，然后使泵停止，让压力油通过与蓄能器相接的阀慢慢地从蓄能器流出。

在排油过程中观察压力计，压力计指针慢慢下降，达到蓄能器充气压力值时，则蓄能器中的提升阀关闭，此刻压力计指针迅速降到零。

在压力迅速下降以前压力计上的读数，即为蓄能器的充气压力。

另外，还可以利用充气工具直接检查充气压力。

值得注意的是，由于每检查一次都要放掉一点气体，所以这方法不适用于容量很小的蓄能器。

使用蓄能器时应注意哪些事情？
一般情况下，使用蓄能器应注意的事项如下：
1.作为应急动力源的蓄能器，必须经常地检查与维护，保证处于
良好状态，确保安全。

2.必须对气囊进行定期的气密性检查。

一般规定是：初期使用的
蓄能器，第一周做一次检查，第一个月内还要检查一次，以后
每年检查一次。

3.当蓄能器的充气压力低于规定值时，务必及时充气，以保证其
经常地处于最佳工作状态。

4.在蓄能器不起作用时，首先要检查气阀的气密性。

如果是泄气，
应予补气；如果是气阀泄油，则应查明气囊是否有损伤；如果
是油阀泄油，就要拆换有关零件。

5.气囊式蓄能器充气前，要从油口灌注少许液压油，以实现气囊
润滑。

奉化朝日蓄能器计算公式
泵的排量X9。