蓄能器

　　蓄能器

　　蓄能器是液壓（yā）氣（qì）動（dòng）係統中的一種能量儲蓄裝置。它在適當的時（shí）機將係統中的能量轉變為壓縮能或位能儲存起（qǐ）來，當係（xì）統需要時，又將壓縮能或位能轉變為液壓或氣壓（yā）等（děng）能而釋放出（chū）來，重新補供給係統。當係統瞬間壓（yā）力增大時，它可以吸收這部分的能量，以保證整個係統壓力正常。

　　原理

　　液壓油是（shì）不可（kě）壓縮液體（tǐ），因（yīn）此利用液壓油是無法蓄積壓力能的，必須依靠其他介質來轉換、蓄積壓力能。例如，利用氣體(氮氣)的可壓縮性質研製的皮囊式充氣蓄能器就是一種蓄積液（yè）壓油的（de）裝置（zhì）。皮囊式蓄（xù）能（néng）器由油液部分和帶有氣密封件的氣體部分組（zǔ）成，位於皮囊周圍（wéi）的油液與油液回（huí）路接通。當壓力升高時油液進入蓄能器，氣（qì）體被壓縮，直到係統管（guǎn）路壓力不再上升;當管路壓力下降時壓縮空氣膨脹（zhàng），將（jiāng）油液壓入回路，從而減緩管路壓力的下降。

　　分類

　　蓄能器按加載方（fāng）式可分為（wéi）

　　彈簧式

　　它依靠壓縮彈（dàn）簧把液壓係統中的過剩壓力能轉化為彈簧勢能存儲起來，需要時釋放（fàng）出（chū）去。其結構（gòu）簡（jiǎn）單，成本較低。但是因為彈簧伸縮量有限，而且（qiě）彈簧的伸縮對壓力變化不（bú）敏感，消振功能（néng）差（chà），所以隻適合小容量、低壓係統(P≦1.0～1.2MPa)，或者用作緩（huǎn）衝（chōng）裝置。

　　活塞式

　　它通過提升加載在密封活塞上的（de）質（zhì）量塊把液壓係（xì）統（tǒng）中的壓力能轉化為重力勢能積蓄起來。其結構簡單、壓力穩定。缺點是（shì）安裝局限性大，隻能垂（chuí）直安裝;不易密封;質量塊慣性（xìng）大（dà），不靈敏。這類（lèi）蓄能器僅供暫存能量用。

　　這兩種蓄能器因為其局限性已經很少采用。但值得注意（yì）的是（shì），有些（xiē）研究（jiū）部門從經濟角度考慮在（zài）這兩種蓄能器的結構上做一些改進，在一定程度上克服了其缺點。比（bǐ）如國內某廠采用改進彈簧（huáng）式蓄能器的（de）結構。如圖2所示，加大彈簧外徑（jìng）(大於液壓腔直徑)、限定彈簧行程(將彈簧最大載（zǎi）荷限定在許（xǔ）用極限載荷以內)的方法提高（gāo）了（le）蓄能器的工作壓力（lì）和容（róng）量，降低了成本。氣（qì）體式

　　它以波義爾定律(PVn=K=常數)為基礎，通過壓縮（suō）氣體完成能量轉化（huà），使用時首先向蓄能器（qì）充入預定壓力的氣（qì）體。當（dāng）係統壓力超過蓄能（néng）器內部壓力時，油液（yè）壓縮氣體，將油液中的壓力轉化為氣（qì）體內能;當係統壓力低於蓄能器內部壓力時，蓄能器中的油在高壓氣體的（de）作用下流向外部係統，釋放能量。選擇適當的充氣壓力是（shì）這種蓄能器的關鍵（jiàn）。這類（lèi）蓄能器按結構可分為管路消振器、氣液直接接觸式、活塞（sāi）式、隔膜式、氣囊（náng）式（shì）等。

　　用（yòng）途

　　蓄能器（qì）有兩種（zhǒng）用途（tú）。①當低速運動時載（zǎi）荷需要的流量小於液壓泵流量，液壓泵多餘的流量儲入蓄能（néng）器，當載荷要求流量大於液壓泵流量（liàng）時，液體從蓄能（néng）器放出來，以補液壓泵流量之不足（zú）。②當停機但仍需維持一定壓力時，可以停止液壓泵而由蓄能器（qì）補償係統的泄漏，以保持係統的壓（yā）力。

　　蓄能器也（yě）可用來吸收液壓泵的壓力脈（mò）動或吸收係統中產生的液壓衝擊壓力（lì）。蓄能器中的（de）壓力可以用壓縮氣體、重錘或彈簧來產生，相應地蓄（xù）能器分為氣體式、重（chóng）錘式（shì）和彈簧式。氣體式蓄能器中（zhōng）的氣體與液體（tǐ）直接接觸（chù）者，稱為接觸式，其結構簡單，容量大（dà），但液體中容易混入氣體，常用於（yú）水（shuǐ）壓機上。氣體與液體（tǐ）不（bú）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（dà），隔膜體積變化量小，常（cháng）用（yòng）於吸收壓力脈動。重錘式容量較大（dà），常用於軋機等係統中，供蓄能用。

　　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（de）功用(1)短期大量供油(2)係統保壓3)應急能源（yuán）(4)緩和衝擊壓力(5)吸收（shōu）脈動壓力蓄能器的功能主要分為存儲能量、吸收液壓衝擊、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構成恒壓油源（yuán）。

　　第二類（lèi）：吸收液壓（yā）衝擊。換向閥突然（rán）換向、執行元件運動的突然停止（zhǐ）都會在液壓係統中產生壓力衝擊，使係統壓力在短（duǎn）時間內快速升高，造成儀表、元件和密封（fēng）裝置的損壞，並產生振動和噪聲。為保證吸收效果，蓄能器應設置在衝擊點附近，所以蓄能器一般裝設在控（kòng）製閥或液壓缸等衝擊源之前，可以很好地吸收和緩衝液壓衝（chōng）擊。

　　第三類：消除脈動、降低噪聲。對於（yú）采用柱塞泵且其柱塞數較少（shǎo）的液壓係統（tǒng），泵流量周期變（biàn）化使係統產生（shēng）振動。裝設（shè）蓄能器，可以（yǐ）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。瞬時流量高於平均流量的部分油（yóu）液被（bèi）蓄能器吸收，低於平均流量部分（fèn）由蓄能器補充，這就吸收了脈動中（zhōng）的能量，降（jiàng）低了脈動，減小了對敏感儀器和設備的損壞程茺（chōng）。

　　第四類：回收能量。用（yòng）蓄能（néng）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，是節能的一個重要途徑。蓄（xù）能器因（yīn）為可以暫存能（néng）量，所以可以用來回收多種功能、位置勢能。這方麵的主要研究有：①回收車輛製動能量;②回收工程機械（xiè）動臂機構位（wèi）能;③回（huí）收液壓挖掘機轉台製動能量;④回收石油修井機及（jí）鑽機管下落（luò）重力（lì）勢能;⑤回收電梯（tī）下行重（chóng）力勢能。

　　使用（yòng）維修

　　蓄能器的（de）使用（yòng）維修主要包（bāo）括（kuò）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（chōng）氮（dàn）等。正確的（de）安裝固定與（yǔ）充氣，是蓄能（néng）器正常運行、發揮應有作用的（de）重要條件。參數的測量與各（gè）類（lèi）工具儀表的正確使用不（bú）可忽略。

　　蓄能（néng）器在使用過程中防泄漏（lòu），要定期對氣囊（náng）進行氣密性檢查及其他方麵的檢查。因此，日常檢查與維護保養不可少。日常檢查即用（yòng）目視、聽覺和手摸及儀表等簡單的方法進行外觀及狀態的檢（jiǎn）查，檢查時（shí）既要檢查局部也要注意設備整（zhěng）體。在檢查中發（fā）現的異常情況，對妨（fáng）礙蓄能器繼續工作的應作應急處理;對其他的則應仔細雨觀察並（bìng）記錄，到定（dìng）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、預防維修、狀態維修後，國際上來提出的一種新的設備（bèi）管（guǎn）理（lǐ）理論。它的（de）定（dìng）義是：對導致（zhì）設備損（sǔn）壞的根源性參數進行（háng）修（xiū）複，從而有效地防止失效的發生（shēng），延（yán）長設備的（de）使用壽命。主（zhǔ）動維護是在設備磨（mó）損之前（qián）針對其根源問題（tí）采取的措（cuò）施，有效地控（kòng）製磨損（sǔn）及失效（xiào）的發生，從而大幅度地延長修理周期。主動維護不但為液壓設備與元件可造運行提供保障，同（tóng）時可大（dà）幅度降低維修成本。

　　蓄能器（qì）在液壓係統中屬於危險部（bù）件，所以在操（cāo）作（zuò）過程中要特別（bié）注意安全。蓄能器故障診（zhěn）斷（duàn）與排除，既（jì）包括（kuò）蓄能器本身故障的診斷與排除，又涉及蓄能器所在液壓係統的故障診斷與排除，兩者之（zhī）間相互交織。故障診斷的主要工作內容有：①判定故障的性（xìng）質與嚴重程度。根據現場狀況，判斷是否存在故障，是什麽性（xìng）質的問題(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（gēn）據症狀及相關信息，找出故障點，以便進（jìn）一步排除故（gù）障，這裏主要弄清“問題出在何處”。③進一（yī）步查（chá）找引起故障的（de）初始原因。如液壓油汙染，元件可靠性低，環境因素不合要求等。這裏主要弄清故（gù）障的（de）外（wài）部（bù）原因。④機理分析。對故障的因果關（guān）係鏈進行深入地分析（xī）與探討，弄清問題產（chǎn）生的（de）來龍去脈。⑤預測故障發展趨向。根（gēn）據係統（tǒng）磨損劣化的現狀及（jí）速度、元件使用壽命的理論與經驗數據，預測蓄能器或液壓係統將來的狀況。分析、對比、統計、歸納與綜合，找出規律。

　　蓄能器充氣：蓄（xù）能器補充氮氣通（tōng）常有兩種方式：1，當蓄能（néng）器使用壓力低於8MPa時可通過氮氣瓶和充氮工具（jù）來補充氮（dàn）氣，將充氮工具一端與氮氣瓶相連，另一端與蓄能器（qì）相連，打開氮氣瓶閥門即可完成充氣。2，當蓄能器使用壓力高於8MPa時，通過氮（dàn）氣瓶和充氮工具已無（wú）法完成充氣，在這種情況下可（kě）用（yòng）充氮車（chē），充工具（jù），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（píng）和充氮車進氣口連接起來，充氮（dàn）車出（chū）氣口通過充氮工具與蓄能器進氣（qì）口連接起來，在充氮車上設定好（hǎo）輸出壓力，然後打開氮氣瓶閥（fá）門，充氮車接上電源，打開充（chōng）氮車（chē）開機旋鈕即可完成充氣。