蓄能器在液压系统应用中合理性研究

　　0前言

　　蓄能器是液压能的能量储存装置，按蓄能方式可分为重力式、弹簧式和充气式。 目前以充气式蓄能器应用最广。 蓄能器作为液压系统中的重要辅件，对保证系统正常运行，改善其动态品质，延长工作寿命，降低噪声等起着不可替代的作用。 在应用中，如果蓄能器容量选择偏小，或者与系统结构不匹配，就达不到最佳使用效果。 本文通过对蓄能器在实际应用中出现问题的分析，探讨其应用的合理性，并提出改进措施，以便使其在使用中达到最佳效果。

　　1蓄能器容量的合理性

　　图1(a)所示为专用机床液压回路图。 液压泵1为定量泵，输出流量为100 L/min，回路工作压力为5 MPa，由溢流阀2 调定 ，蓄能器3 总容积0.25 L，管道内径10 mm， 电磁换向阀5 前管路长L=20 m。为了消除电磁换向阀5 换向冲击对工件加工质量的影响，回路采取了充气式蓄能器3 来吸收液压冲击。

　　1.1存在问题及原因分析

　　该液压系统从工作原理上讲是正确的，但是在实际调试时发现蓄能器消除液压冲击的效果不佳，液压泵的出口压力忽高忽低，不能持续卸荷，系统功耗大、油温高。 此现象说明蓄能器的吸收液压冲击能量效果不好，蓄能量选择不合理。

　　为了分析其蓄能量的合理性，按等温条件计算蓄能器的容量。对于吸收冲击的蓄能器，工作循环在3min 以上时，其容量

式中m———管路中液体的总质量，kg;

　　v———管中流速，m/s;

　　p₀———充气压力，按系统工作压力的90%充气;

　　p₁———系统最高压力，Pa。

　　经计算得出，获得吸收液压冲击最佳效果的蓄能器总容积应为0.63 L，显然，选用总容积为0.25 L的蓄能器是极不合理的。

　　1.2改进措施

　　(1)将容量合适的蓄能器安装在电磁换向阀5 附近，以减小压力损失获得吸收液压冲击的最佳效果;

　　(2)在蓄能器和液压泵之间安装单向阀6，防止液压泵停车时蓄能器中的压力油倒流。 如图1(b)所示。

　　2蓄能器与系统结构匹配的合理性

　　图2(a)所示为一液压设备的增速系统，蓄能器作为辅助动力源与流量较小的液压泵配合使用。 当手动换向阀6 处于中位时，液压泵1 向蓄能器5 充液，蓄能器压力升高，当升高到调定值时，外控顺序阀3 打开，泵1 处于卸荷状态。 当液压缸开始工作时，泵1 和蓄能器5 同时向液压缸7 供油，使其快速运动。

　　2.1存在问题及原因分析

　　当换向阀处于中位液压缸锁紧不动时，压力表读数不稳定，时高时低，顺序阀打开、关闭交替进行，不能持续卸荷，致使系统功耗大，油温高。由外控顺序阀工作原理可知，当压力未达到设定压力时，压力阀关闭，当压力达到设定压力时，主阀芯动作，压力阀开启，液压泵卸荷，同时，来自蓄能器的压力油继续推动阀芯开启，液压泵继续卸荷;当来自蓄能器的油液压力因为阀芯阀口处的泄流而降低时，阀芯关闭，液压泵不再卸荷，因此就出现顺序阀反复启闭的现象。 若排除某个元件存在泄漏使蓄能器5 压力降低的可能性，则说明该系统的蓄能器与外控顺序阀3 不能较好地配合工作。