吸收压力脉动的自适应蓄能器回路研究
基于AMESim的蓄能器回路动态特性研究
参考文献
［］ １ 官忠范． 液压传动 系统［］北京 ： 工业 出版社 ， ０ Ｊ． 机械 ２Ｏ Ｏ
［］ ２ 马雅丽， 黄志 坚． 蓄能器实用技 术［ ］ 北京 ： 学出版社 ， Ｏ ． Ｊ． 化 ２ ７６ Ｏ
［ ］ 占森． ＭＥ ｉ 系统建模 和仿真从 入 门到精通 ［ ］ 北京 ： ３王 Ａ Ｓｍ Ｊ． 北京
已知 盼 睛况下 ， 选 用 蓄 能 器 的体 积 、 合理 蓄能 器 前 管路 中
油液质量和蓄能器内油液质量以及油液的截面积 ； 而且要
使蓄 能器 前液 阻尽 可 能小 ， 管 长越 小 则 液 阻越 小 ， 而 因 故
蓄能 器越靠 近液 压泵 ， 吸收脉 动 的效果越 好 。 它
图４ 蓄 能 器 回路 压 力 脉 动 情 况
航 空 航 天 大 学 出版 禾 ０ ５ Ｌ２ｏ
作者简介 ： 黄超（９６ ， 汉族， １８ 一） 男， 贵州大学机械工程学院机械 电
子工程专业在读研 究生 ， 主要从 事数 字控 制与测试技 术
ｔ ｅ ｄ ｎ ｍ ｃ ｍａ ｈ ｍａ ｉａ ｄ ｌ ｆａ ｃ ｍｕ ａｏ ｏ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｔ ｎ ｌ ｚ ｈ ｈ ｉ ｅ ｓ ｎ ｆ ｈ ｆ ｃ ｆ ｈ ｃ ｕ ｌｔｒａ — ｈ ｙ ａ ｔｅ ｔ ｌ ｉ ｃ ｍｏ ｅ ｃ ｕ ｌ ｔｒｌ ｐ ｉ ｅ ｔｂ ｉ ｅ ｏ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｔ ｅ ｍ ｎ ｒ ａ ｏ ｓ ｏ ｅ ｅ ｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｍｕａ ｏ ｂ ｏ ｏ ｓ ｓ ａ ｔ ｏｔ
．
３ ． ３
基 于 Ａ Ｓｍ 的 蓄 能器 回路 动 态 特 性研 究 ＭＥ ｉ
黄超 ， 杨成银
（ １ 贵州 大学 机械工程 学院 ， 贵州 贵 阳 ５（ ）） ５Ｉ ３ Ｘ
吸收压力脉动的蓄能器动态特性分析
ｌ概 述
在 流体 系统 中 ， 压泵 出 口处 油 液总 是 存 在着 液 压 力脉 动 和 流量 脉 动 。正 是 由于压 力 的 脉 动 ． 往往 会 引起 系 统 中其 他元 件 的共振 ， 重 时会 使 整个 系 严 统 处 于共 振 而无 法 工作 。 因此 ， 系统 中加 装 蓄 能 在 器 成为 吸收 压力 脉动 和流 量脉 动 的主要 措施 。 由于 蓄 能器 参 数选 择 不 当或 安 装 的原 因 ． 有装设蓄能器后 ， 经调试发现 蓄能器吸收压力脉
动 的作用 不 大 ． 备 振动 状 况 与 没装 蓄 能器 以前 没 设 有 明显 改善 。
收 稿 日期 ：０ ６ １－ ２ ２ ０ — ２ ０
Ｋ 指数（ 一 绝热 状态 Ｋ Ｉ ） ＝． 。 ４
４２液 压泵 出 口的平 均流 量 Ｑ等于 通 过不 可 调节 流 ．
（ ｏ ｙ１ ０ Ｔ ｔ ９ ） ￣ｌ
吸收压 力脉动 的蓄能器 动态特性分析
周映华
（ 庆交 通 大学 ， 庆 ４ ０４ ） 重 重 ０ ０ ２
摘要 ： 对蓄能器的应 用， 针 通过实例 ， 从分析液压 系统动 态特性 的角度 ， 阐明设计 蓄能器吸 收压力脉动时应遵循的理
论依据 。
关 键 词 ：蓄 能 器 ； 力 脉 动 ； 率 特 性 压 频
（ ｈ ｎｑｎ ａｔ ｇ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｎｑｎ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｃ ｏ ｇ ｉ Ｊ ｏ ｎ ｉｅｓｙ Ｃ ｏｇ ｉｇ ０ ４ ， ｈｎ ） ｇｉ ｏ Ｕ ｉ ４
蓄能器若干问题[1]
![蓄能器若干问题[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/0cdc5a7a27284b73f24250f9.png)
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。
电液执行机构中蓄能器的应用与选择
以图 １ 示 的一 种 电液 执 行机 构 液压 系统 流程 图为例 ， 所 如果 主 油源 系统 出现故 障 ， 油泵 电机 如
电源 中断 或液 压 泵 等部 件 出现 故 障 ， 系统 压 力 低报 警 后 ， 可人 工 操 作 Ａ ２投 用 按 钮 ， Ｓ Ｌ 通 电 换 使 Ｏ １
作 备 用压 力源 时
Ｖ 理 ＝ （ ｌ ０ ［一 Ｐ ／２ ． ｏ 想 △ 尸／ ） １ （１ ） Ｐ ／ Ｐ ］ （） ２ 式 中 ： ｏ 想为 蓄能器 的理想 容积 ， ’Ａ Ｖ理 ｒ ； Ｖ为 蓄能 器理 想有 效 排 油量 ， 。Ｐ 是蓄 能器 充气 压 力 ， 系 ｎ ｍ ；ｏ 按 统工作 压 力 的 ６ ％充 气 ，ａ Ｐ 为系 统最 低工 作 压力 ， ０ Ｐ ；￣ 绝对 压 力 ， ａ Ｐ 为 系统 最高 工作 压力 ， 对 压 Ｐ ；２ 绝
蓄能 器 实际 总容 积为 ：
Ｖｏ ｍ Ｖｏ理想 实际
式 中 ： 。 际为 蓄 能器 实 际 总 容 积 ， ｍ 为 绝 Ｖ实 ｍ； 热状 态 变化 的修 正 系数 。
４ 使 用蓄 能器 的 注 意事 项
（） １ 气囊 式 蓄能器 只 能充 氮气 ， 不能 充 氧气 ， 决 以免 引起 爆 炸 。
ＰＰ ２ ｜
图 ２ 绝 热状 态变 化 的 修 正 系数 图
（ ） 能器 要安装 在 便 于检查 和维 修 的位 置 ， 远 离热 源 。 ２ 蓄 要 （） ３ 气囊 式 蓄能 器应 使油 口向下垂 直 安装 ， 并要 用 支持 板或 支持 架 固定好 ， 以免发 生 飞起事 故 。 （ ） 能器 属 于压力 容器 ， 允许 在气 囊 式蓄 能器 上进 行任 何 的焊接 、 焊 或机 械加 工 ， 不允 ４ 蓄 不 铆 也
风机液压系统中蓄能器回路分析
蓄能器回路在风机液压系统中的应用摘要：本文就蓄能器在液压系统中的应用，以及蓄能器的安装、使用、检查和维护作了简单的介绍。
关键词：气囊式蓄能器液压系统压力脉动液压冲击系统压力蓄能器是储存液体压力能的能量储存装置，这里将带有这种装置的液压回路称为蓄能器回路。
由于风力机中使用的蓄能器一般体积较小，储存的压力能也较少，其损坏后系统工作性能的变化不明显，且由于风力机液压系统均安装在高空，不便于检查和维护，因此蓄能器的损坏不易被发现，其在液压系统中的作用也往往被人们所忽视。
1.风力机中液压系统的主要功能及特点(1)驱动叶尖液压缸将叶尖打开或收回；(2)驱动机械制动器制动或松闸；(3)驱动偏航制动器制动或松闸。
风力机中以上执行机构均为间歇工作，为了延长电机和泵的使用寿命，液压泵也采用间歇工作制。
但系统在整个工作过程中却始终处于保压状态，因此必须使用各种类型的蓄能器。
由于风力机液压系统安装在高空，不利于检查维护，因此常选用容积大、重量轻、响应速度快的气囊式蓄能器。
2.气囊式蓄能器工作原理气囊式蓄能器实质上是一个储存液体压力的腔室，密封壳体中的弹性气囊内预先充好气（如氮气），充气压力由工作压力和负荷的大小来确定。
工作时，液体在液压泵作用下压缩气囊，气囊中的气体被压缩，体积变小，压力变大，直到气体的压力和系统的压力相等，当系统压力小于气囊内部压力时，气囊膨胀释放压力能。
图1所示气囊式蓄能器的三种工作状态：图中a为蓄能器充气状态，此时充气压力为P1气体的容积为V1,并称它为蓄能器的总容积；图中b为蓄能器充液状态，此时气体压力升至最高为P2，气体的容积为V2，图中c为蓄能器供油终了状态，此时气体压力为P3，是系统的最低工作压力，气体的容积为V3。
当系统的工作压力P2降到P3时，则气体容积的变化量为Vw=V3-V2也是蓄能器向系统供出的油量，该值被称为蓄能器工作容积，以Vw表示。
3 蓄能器在回路中的作用1)作为一个辅助能源，以便选用较小的泵。
电液系统及控制考试题及答案
电液系统及控制考试题一、简略设计应用电液比例阀控制的速度控制回路。
画出原理图并加以说明。
该液压控制系统由控制计算机、比例放大器、电液比例方向阀、液压泵、液压缸、基座、负载、位移传感器和，数据采集卡组成，如图1所示。
图1电液比例阀控制的速度控制回路液压系统采用定量泵和溢流阀组成的定压供油单元，用电液比例方向阀在液压缸的进油回路上组成进油节流调速回路，控制活赛的运行速度。
位移传感器检测出液压缸活塞杆当前的位移值，经A/D转换器转换为电压信号，将该电压信号与给定的预期位移电压信号比拟得出偏差量，计算机控制系统根据偏差量计算得出控制电压值，再通过比例放大器转换成相应的电流信号，由其控制电液比例方向阀阀芯的运动，调节回路流量，从而通过离散的精确位移实现对负载速度的精确调节。
二、说明使用电液闭环控制系统的主要原因。
液压伺服系统体积小、重量轻，控制精度高、响应速度快，输出功率大，信号灵活处理，易于实现各种参量的反响。
另外，伺服系统液压元件的润滑性好、寿命长；调速范围宽、低速稳定性好。
闭环误差信号控制那么定位更加准确，精度更高。
三、在什么情况下电液伺服阀可以看成震荡环节、惯性环节、比例环节？在大多数的电液私服系统中，伺服阀的动态响应往往高于动力元件的动态响应。
为了简化系统的动态特性分析与设计，伺服阀的传递函数可以进一步简化，一般可以用二阶震荡环节表示。
如果伺服阀二阶震荡环节的固有频率高于动力元件的固有频率，伺服阀传递函数还可以用一阶惯性环节表示，当伺服阀的固有频率远远大于动力元件的固有频率，伺服阀可以看成比例环节。
四、在电液私服系统中为什么要增大电气局部的增益，减少液压局部的增益?在电液伺服控制系统中，开环增益选得越大，那么调整误差越小，系统抗干扰能力就越强。
但系统增益超过临街回路增益，系统就会失稳。
在保持系统稳定性的条件下，得到最大增益。
从提高伺服系统位置精度和抗干扰刚度考虑，要求有较高的电气增益K P,因此，液压增益不必太高，只要到达所需要的数值就够了。
液压与气压传动总结
第一章1．液压与气压传动定义：液压与气压传动是研究以有压流体（压力油或压缩空气）为能源介质，以实现各种机械的传动和自动控制的科学。
液压与气压传动都是利用各种控制元件组成所需要的各种控制回路，再由若干回路组合成能完成一定控制功能的传动系统来进行能量的传递、转换、与控制。
2. 液压与气压传动系统组成：能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、传动介质3. 液压与气压传动的优缺点：4.液压传动的工作原理和两个重要概念：第二章1.液压油的密度：单位体积液压油的质量。
传动介质：液压油、乳化性传动液、合成型传动液液体粘度：是指它在单位速度梯度下流动时单位面积上产生的内摩擦。
它是衡量液体粘性的指标。
（10）压力增大时，粘度增大（范围小可忽略）；温度升高，粘度下降（其变化率直接影响液压传动工作介质的使用，其重要性不亚于粘度本身）。
2.流体静压力基本方程：压力表示方法：绝对压力=相对压力+大气压力真空度=大气压力-绝对压力液体静压力的两个重要特性：1）液体静压力的方向总是作用面的内法线方向；2）静止也体内任意一点的液体静压力在各个方向上都相等。
3.连续性方程：是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。
伯努利方程：是能量守恒定律在流动液体中的一种表达形式。
4. 沿程压力损失：油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失（由液体流动时的内、外摩擦力所引起）局部压力损失：油液流经局部障碍（弯管、接头、管道截面突然变化以及阀口等处）时，由于液流方向和速度的突然变化，在局部产生漩涡引起油液质点间，以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而造成的压力损失液压冲击：在液压系统中，因某些原因液体压力在一瞬间突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
原因：1）管道中的液体因突然停止运动而导致动能向压力能的瞬间转变2）液压系统中运动着的工作部件突然制动或换向时，由你工作部件的动能将引起液压执行元件的回油腔和管路内的油液产生液压激振，导致液压冲击3）液压系统中某些元件的动作不够灵敏，也会产生液压冲击。
液压气动技术试题库及其答案
液压气动技术试题库及其答案1.液压传动装置由。
和五部分组成。
2.一般的气源装置主要由空气压缩机、冷却器、储气罐、和等组成。
3.液压控制阀按其用途来分可分为。
4.液压泵按结构分。
三种，它们是利用的变化来进行工作的，所以称为。
5.由于实际的流体具有一定的黏性，所以在管道中会存在压力的损失，这种压力损失有那两种。
6.压力阀的共同特点是利用和相平衡的原理来进行工作的。
7.液体在管中流动时，存在和两种流动状态，液体的流动状态可用来判定。
8．三位换向阀处于中间位置时，其油口P、A、B、T间的通路有各种不同的联结形式，以适应各种不同的工作要求，将这种位置时的内部通路形式称为三位换向阀的。
9.在液压系统中，由于某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升,在一瞬间突然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为。
10.液压传动是以为工作介质进行能量传递的一种形式。
1.谜底：动力元件，履行元件，掌握元件，辅助元件，事情介质2.干燥器，空气过滤器3.方向掌握阀，压力掌握阀，流量掌握阀4.齿轮泵，叶片泵，柱塞泵，密封容积，容积式泵5.沿程压力损失，局部压力损失6.液压力，平衡力7.层流，絮流，雷诺数8.中位性能9.压力冲击10.液体1.液压执行元件包括：液压缸和液压马达，它们都是将压力能转化成机械能的能量转换装置。
2.压力控制阀主要有溢流阀，减压阀，顺序阀，压力继电器等。
3.液压传动是以液体作为工作介质来进行能量传递。
4.常用的液体粘度有三种，分别为：运动粘度，相对粘度，动力粘度。
5.液压油的品种很多，主要可分为：矿物油型液压油，难燃型液压液。
6.消弭困油的方法是：在齿轮的两侧开卸荷槽。
7.压力取决于负载，速度取决于流量。
8.高速马达有：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达。
9.齿轮泵按结构形式可分为：外啮合，内啮合。
10.液压履行元件包孕：液压缸和液压马达。
11.液压泵是液压系统的动力元件，也是一种能量转换装置。
蓄能器的原理
蓄能器技术概述《液气压世界》2007年第6期阅读次数：1665蓄能器是一种能把液压储存在耐压容器里，待需要时又将其释放出来的能量储存装置。
蓄能器是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、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。
蓄能器给系统带来的经济、节能、安全、可靠、环保等效果非常明显。
在现代大型液压系统，特别是具有间歇性工况要求的系统中尤其值得推广使用。
1.1 蓄能器的工作原理液压油是不可压缩液体，因此利用液压油是无法蓄积压力能的，必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。
例如，利用气体（氮气）的可压缩性质研制的皮囊式充气蓄能器就是一种蓄积液压油的装置。
皮囊式蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分组成，位于皮囊周围的油液与油液回路接通。
当压力升高时油液进入蓄能器，气体被压缩，系统管路压力不再上升；当管路压力下降时压缩空气膨胀，将油液压入回路，从而减缓管路压力的下降。
蓄能器类型多样、功用复杂，不同的液压系统对蓄能器功用要求不同，只有清楚了解并掌握蓄能器的类型、功用，才能根据不同工况正确选择蓄能器，使其充分发挥作用，达到改善系统性能的目的。
1.2 蓄能器的类型蓄能器按加载方式可分为弹簧式、重锤式和气体式。
弹簧式蓄能器如图1（a）所示，它依靠压缩弹簧把液压系统中的过剩压力能转化为弹簧势能存储起来，需要时释放出去。
其结构简单，成本较低。
但是因为弹簧伸缩量有限，而县弹簧的伸缩对压力变化不敏感，消振功能差，所以只适合小容量、低压系统（P≦1.0～1.2MPa），或者用作缓冲装置。
（a）弹簧式（b）重锤式图1-1 弹簧式和重锤式蓄能器重锤式蓄能器如图1（b）所示，它通过提升加载在密封活塞上的质量块把液压系统中的压力能转化为重力势能积蓄起来。
其结构简单、压力稳定。
缺点是安装局限性大，只能垂直安装；不易密封；质量块惯性大，不灵敏。
这类蓄能器仅供暂存能量用。
这两种蓄能器因为其局限性已经很少采用。
吸收压力脉动的波纹管蓄能器的特性研究
柱 塞 泵 结构 紧凑 ， 积 小 ， 量 轻 ， 且 有着 较 高 体 重 并
的容 积效 率和 总效 率 ， 能在较 高 的转 速和 压力 下工 作 ， 在液压 系 统 中有 着 广泛 的应 用 。柱塞 泵 的工作 原 理是 密闭 的工作 容积 发生 周期 性 变化 ， 完成 吸水 和排 水 ， 因
供 给 。不 少 资料 已对 此 做 过 介 绍 Ｊ它们 主要 从 蓄 ， 能器 的充 气压 力 、 气 体 积 、 能 器 前 管路 长 度 、 通 充 蓄 流 面积 以及 流量 脉动 率 等方 面进 行仿 真分 析 。 由于一 些
分析计 算 作 了较大 的简 化 ， 得 模 型 与 实 际 系统 相 差 使 甚远 ， 析计算 结 果失 去实 用价 值 。在 实际应 用 中 ， 分 由
１ １ ● １ ●
ａ ｏｒ ｎｇ Ｐｒ ｓ ｅ ｂｓ ｂｉ ｅｓ ｕｒ ｐｕｌ ａｔｏｎ ｓ ｉ
Ｓ ｈ ｏ ｃ ｎ，Ｚ ｕ ｑ ａ ＨＩＺ ａ －ｕ ＨＵ Ｙ — ｕ ｎ，ＨＵ Ｊ ｎ ｈ ａ ＡＮ Ｊ ａ ｕ — ｕ ，Ｔ ｕ ｎ
（ 中科 技大学 机 械科 学与工程学院 ， 华 湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ４
弹簧 波 纹 管
图 ２ 波 纹 管 蓄 能器 结构 简 图
式 中 ： ｋ 为波 纹管波 纹 刚度 ； 为弹簧 刚度 ；
② 泵 出 口的平 均 流 量 ｑ等 于 通 过节 流 阀的平 均
流量 ｑ ， ｑ＝ ， 态 时 ， 过 波 纹 管 蓄 能 器 的平 均 即 ｇ 稳 通
流量 ｇ ＝ ｂ ０；
圈 Ｉ 吸收压 力脉动的波纹 管蓄 能器 回路简图
为 方 便 建 立 系 统 的 数 学 模 型 ， 系 统 作 如 下 假 对
蓄能器作用与原理
1.蓄能器的作用北京汉德上提供的锐蓄能器的作用1.辅助动力源☆提供一个辅助能源，即所储存的能源能在高峰时刻应用，以便选用较小的泵。
用较小的泵，也可以实现在瞬间提供大量压力油。
☆平稳保持液压系统中一定的流量和压力。
☆补充液体容积以保持一定的压力。
☆当液压装置发生故障、停泵或停电时，作为应急的动力源，以便安全地做完一个工作循环，如用于船舶液压方向舵。
☆较长时间地使系统维持一个必须的高压而无需开泵，以防止油料过热减少泵磨损并节约能源。
☆保持系统压力：补充液压系统的漏油，或用于液压泵长时期停止运转而要保持恒压的设备上。
☆驱动二次回路：机械在由于调整检修等原因而使主回路停止时，可以使用蓄能器的液压能来驱动二次回路。
☆稳定压力：在闭锁回路中，由于油温升高而使液体膨胀，产生高压可使用蓄能器吸收，对容积变化而使油量减少时，也能起补偿作用。
☆为设备的严重磨损区提供不间断但流量不大的润滑油。
建设工程、矿山设备中用于紧急情况下的操纵和刹车。
☆注模铸造设备操作中用于在一个短时间内提供高压。
☆机床上用于保持压力以便采用小规模的油泵。
☆汽轮机上用于提供润滑油。
☆油井、井口防喷器上用于作关闭闸门的备用动力。
☆流体储存，紧急能源，压力补偿，渗漏补偿，热胀吸收，增加流量。
☆对于间歇负荷，能减少液压泵的传动功率。
当液压缸需要较多油量时，蓄能器与液压泵同时供油；当液压缸不工作时，液压泵给蓄能器充油，达到一定压力后液压泵停止运转。
☆具体分析一个例子：蓄能器的重要性在高压E H油系统中，当系统的多数油动机快速开启时（比如汽轮机开始冲转，2个中压调节门同时开启，或者2900转时的阀切换，6个高调门同时开启），系统油压必然快速下降，此时油泵来不及做出反映，蓄能器在设计上位置不仅靠近油动机并且能比油泵更加迅速的向系统补充油液，避免系统油压下降到9.7MPA时造成保护动作而停机。
基于AMESim的蓄能器回路动态特性研究_黄超
2
)
2 吸收脉动蓄能器回路的 AMESim 建模与仿真
AMESim 环境下的液压系统建模采用复杂的系统模 “草图模 数学仿真物理化的建模思想。在 AMESim 块化、 式” 下， 利用 HCD 库（ 液压元件设计库） ， 液压库， 机械库以 及信号库对蓄能器回路进行建模。 （ b） 图未装设蓄能器， （ a ） 图装设有蓄能器。 图 3 中， 设置参数并仿真得到装设蓄能器与否液压回路中压力脉 动情况。
果的主要因素是蓄能器前管路的液阻， 而蓄能器前管路的 液阻的大小又取决于蓄能器前管路的长度 L。因此我们 在 AMESim 参数模式下定义在参数模态中的参数值的特 即不同蓄能器前管路的长度参数 L 值进行批运行仿 性， 真。 1 到 6 曲线代表蓄能器前液压管长度分别为 图 5 中， 0． 1 m、 0． 2 m、 0． 5 m、 1 m、 2 m 和 5 m 时蓄能器回路的压力 脉动情况。可以看出， 管长值越小， 即蓄能器离液压泵越 吸收脉动的效果越好。 近，
0 引言
蓄能器具有储存能量、 补充泄露、 保持恒压、 吸收脉动 液压泵的瞬时流 压力和冲击压力等功能。在液压系统中， 加之系统中有些阀在工作中总存在一定程 量总有些脉动， 度的振动， 这就使液压系统的流量、 压力也随之产生脉动。 储能器能将压力液体的液压能转换为势能储存起来， 当系 统需要时再将势能转化为液压能而做功。蓄能器在系统 中吸收脉动的效果与很多因素有关， 如蓄能器和管路中油 液的质量， 蓄能器的结构参数和状态参数， 管路的特性， 回 欲使回路得到 路中元件的特性和流量脉动频率等。因此， 较好的吸收脉动的效果， 需要对具体的回路进行数学建模 以及动态特性仿真分析， 从而为设计和分析回路找出依 据。 本文 采 用 AMESim （ Advanced Modeling Environment for Simulation of engineering systems ） 提供的液压库、 液压 元件设计库、 信号库和其他子模型库， 构建出了蓄能器回 路， 通过对仿真模型各项参数的调节与分析， 绘制出了系 统仿真结果图。
液压复习题2
练习思考题：一、填空题1、液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。
2、液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）和（辅助元件）四部分组成，其中（动力元件）和（执行元件）为能量转换装置。
3、液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（雷诺数）来判断。
4、在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。
5、由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压力）损失两部分组成。
6、液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。
通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。
7、通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。
8、变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量泵有(单作用叶片泵)、(径向柱塞泵)、(轴向柱塞泵)其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。
9．液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。
10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、（滑履与斜盘）。
11．外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与的（齿数）一次方成正比。
因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（模数），减少（齿数）可以增大泵的排量。
12．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。
13．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（卸荷槽），使闭死容积由大变少时与（压油）腔相通，闭死容积由小变大时与（吸油）腔相通。
14．齿轮泵产生泄漏的间隙为（端面）间隙和（径向）间隙，此外还存在（啮合）间隙，其中（端面）泄漏占总泄漏量的80%～85%。
蓄能器组吸收水压泵压力脉动机理与试验研究
中图分类号：Ｔ １７ Ｈ ３
文献标识码： Ａ
ＤＩ Ｏ 编码 ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ６—１ ５ ．０ ０ ０ ． ０ １．９９ｊｉｎ １０ ｓ ３ ５ ２ １ ．５ ０ ９
（ 中科技 大学 机械 科 学与 工程 学 院 ， 汉 ４ ０７ ） 华 武 ３０４
摘 要 ：在阀配流斜盘连杆式海 （ 水轴 向柱塞泵结 构原理 的基础之上 ， 淡） 分析其 压力脉 动产生的机理 ， 立 建
蓄能器组吸收压力脉动 的数学模 型 ， 阐述蓄能器组吸收压力脉动 的机理 ， 并对安装盒式 隔膜 蓄能器组前 后 、 同的 不 蓄能器组充气容积 、 不同的系统负载下水压泵的压力脉动进 行对 比仿真 与试验研 究。仿真 与试验 结果表 明 ： 用 采 蓄能器组有利于降低水压泵 的压力 脉动 ， 一定程度上降低 了水压泵 的振动 与噪声 。
蓄能 器组 吸 收水压 泵压 力脉 动机 理与试 验 研究
３ ９
文章 编号 ： ０ —３ ５ ２ １ ）５０ ３ －４ １ ６ １５ （０ ０ ０ － ９０ ０ ０
蓄 能 器 组 吸 收 水 压 泵 压 力 脉 动 机 理 与 试 验 研 究
谭 娟 ，胡 军 华 ，石 兆 存 ，朱 玉泉
和压 水过程 中的往 复 运 动使 得 流量 发 生 脉 动 ， 当这 种脉 动 传 递 到 液 压 元 件 上 时 ， 激 发 液 压 元 件 振 会 动 ， 射 出 噪 声 ＿ 。 因此 ， 取 合 理 的措 施 降低 压 辐 １ Ｊ 采
力 脉 动有利 于泵 的减 振 降噪 。 当前 ， 液压 系统 普 遍 采 用 在泵 后 管 道 上 安 装 蓄 能器消 除系 统压 力 脉动 降低 噪 声 Ｊ 但 是 这 种安 装 ，
考虑进口特性的蓄能器吸收压力脉动动态特性研究
大限制 ， 高压下不宜使用软管 ， 吸收效果有限。传统 且 蓄 能器 对 吸收低 频 压 力 脉 动有 一 定 效 果 ， 吸 收频 带 但 较窄 ， 且远低于柱塞泵压力脉动基频及高次谐波分量 ， 严 重制 约 了其作 用 的有 效发 挥 。
２１ ０ ２年第 ４期
液压 与气动
１ ３
考 虑 进 口特 性 的 蓄 能 器 吸 收 压 力 脉 动 动 态 特 性 研 究
杨 钢 ，仇艳 凯 ， 宝仁 ，李 李 罡
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎ ｍｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｓ ｏ ｈ ｃ ｍｕ ａ ｏ ｓ ｒ ｉ ｇ ｓ ａ ｃ ｎ Ｄｙ ａ ｃ Ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｆｔ ｅ Ａｃ ｕ ｌ ｔｒ Ａｂ ｏ ｂ ｎ ｃ Ｐ ｅ ｓ ｒ ｕ ｓ ｔｏ ｔ ｎ ｉ ｅ ｉ ｇ ｉ ｎ ｅ ｉ ｅ Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｒ ｓ ｕ ｅ Ｐ ｌａ ｉｎ ｗｉ Ｃｏ ｓｄ ｒｎ ｔ Ｉ ｌ ｔＰ ｐ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ｈ ｓ
其 中 ， 为 蓄能 器 气 腔 压 力 ； 为蓄 能 器 液 腔 伸 Ｐ
缩 的 位移 ； 为 蓄 能 器 液 腔 油 液 质 量 ； ｍ Ｃ为 蓄 能 器 液 腔油 液 阻尼 系 数 ； Ｋ为 蓄 能 器 液 腔 油 液 弹 性 系 数 ； Ａ 为 蓄能 器液 腔截 面 积 。
ｄ ， Ｑ ＋Ｒ 。Ｑ
（） ３
人 口特 性 的 蓄 能 器 吸 收 液 压 冲击 数 学 模 型 。 冀 宏 利用 Ａ Ｓｍ 软 件 ， 蓄 能 器 吸 收 海水 往 复 泵 的流 量 ＭＥ ｉ 对 脉 动 特性 进 行 了研 究 Ｊ 。郭 北 涛 忽 略 蓄 能 器 进 口结 构特 点 ， 于 蓄 能器 连接 管路 液 柱运 动 微分 方 程 ， 立 基 建
蓄能器回路分析
3.液压蓄能器的容量计算
p1V1n p2V2n p2V3n G const
（一）蓄能器工作的三个状态： 充气状态
充液状态 排液状态
充气状态：
P1： 气囊的充气压力 V1：气囊的充气体积，即蓄能器容量，这时 气囊充满壳体内腔；
充液状态：
P2： 系统最高工作压力，即泵对蓄能器储油 结束时的压力； V2：气囊被压缩后，气囊的气体体积；
充气压力p1在理论上可与p3相等，但为保证在压力p3时蓄能器仍有能力
补偿系统泄漏，应使p1<p3，一般取：p1=(0.8~0.85)p3或0.9p3>p1>0.25p2 在实际选用时，蓄能器的总容积V1比理论计算值大5% 倍为宜。 如已知V1，也可反过来求出储能时的供油体积，即：
1 1 1 1 n Vw V V3 V2 V1 p 1 ( ) n ( ) p2 p3 1 n
图7.3 活塞式液压蓄能器 1－活塞；2－缸筒；3－气阀
蓄能器的类型(2/6)
(2) 皮囊式液压蓄能器 皮囊式液压蓄能器中气体和油 液由皮囊隔开，其结构如图7.4所示。 皮囊用耐油橡胶制成，固定在耐高 压壳体内的上部。皮囊内充入惰性 气体（一般为氮气）。壳体下端的 提升阀A是一个用弹簧加载的菌形 阀。压力油从此通入，并能在油液 全部排出时，防止皮囊膨胀挤出油 口。这种结构使气液密封可靠，并 且因皮囊惯性小，反应灵敏，克服 了活塞式液压蓄能器的缺点，因此， 它的应用广泛，但工艺性较差。
P 1 ppqp
p
14 .8k W
若不采用蓄能器回路，而采用单泵供油回路：
5 3 液压泵的流量：q p max 300 10 m / s
则电动机的功率：
P 1 ppqp
基于AMESim的蓄能器吸收压力脉动研究
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ；ａ ｃ ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ；ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｐ ｕ ｌ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ＡＭＥＳ ｉ ｍ
０ 引言
气 体 阻尼系 数 ； ４为油 腔横 截 面 积 ； Ｂ 为油 腔 阻 尼 系 数； ｋ为气体 刚度 。 蓄能器 进油 口流 量 ｑ与气 腔体 积 变化 量之 间 的
Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＭ ＥＳ ｉ ｍ
Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｐ ｉ ｎ ｇ ｇ ｅ ，Ｌ ｉ ｕ Ｙ ｕ ｘ ｉ ｎ，Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｎ，Ｇ ｕ ｏ Ｌ ｅ ｉ ｌ ｅ ｉ ，Ｌ ｕ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｙ ｕ ｅ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ＆Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ，Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ０ ５ ６ ０ ３ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｓ ｅ ｔ ｓ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ， ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ＡＭＥ Ｓ ｉ ｍ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｔ ｆ ｗ ａ ｒ ｅ ．Ａｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ
Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｅ ｐ ｕ ｌ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．
汽轮机油系统蓄能器的研究与应用
汽轮机油系统蓄能器的研究与应用摘要：汽轮机油系统担负着向调节保安系统供油的任务，而蓄能器作为油系统上的重要设备，其运行状态的好坏，直接影响到机组的安全与稳定。
为了避免调节油路中出现较大油压波动，导致油压迅速下降迫使汽轮机进汽门关闭，造成机组停机的发生。
可采用在油系统上安装蓄能器(分高低压蓄能器)，其将保持调节油压稳定直至全负荷辅助油泵投入运行。
只要坚持日常维护校压及充氮，杜绝隐患的发生，做好防范措施，汽轮机油系统上的蓄能器设备是能够体现简单实用作用的。
关键词：汽轮机；油系统蓄能器；研究；应用一、汽轮机组油系统蓄能署的工作原理、功能及作用1．蓄能器的工作原理油是不可压缩液体，因此利用液压油是无法蓄积压力能的，必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。
例如，利用气体(氮气)的可压缩性质研制的皮囊式充气蓄能器就是一种蓄积液压油的装置。
皮囊式蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分组成(皮囊内侧是气，外侧是油液)，位于皮囊外侧的油液与系统油路接通。
当压力升高时油液进入蓄能器，气体被压缩，之后系统管路压力不再上升；当管路压力下降时压缩气体膨胀，将油液压入回路系统，从而减缓管路压力的下降。
2．蓄能器的功能蓄能器是一种能把液压储存在耐压容器里，待需要时又将其释放出来的能量储存装置。
蓄能器是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、保持工作稳定性、延长工作寿命、降低噪声等起着重要的作用。
蓄能器给系统带来的经济、节能、安全、可靠、环保等效果非常明显。
2．1液压系统利用蓄能器在某段时间将油泵输出的液压能储存起来，短期地或周期性地给执行机构输送压力油液，或用作应急的动源。
这样可以提高液压系统液压能利用率。
2．2补偿压力和流量损失，以及补充系统内的漏油消耗。
2．3减少因液压突然关闭和或换向等产生的系统冲击力。
2．4吸收系统压力的脉动。
3．蓄能器的作用汽轮机油系统上的蓄能器设备，是安装单位根据厂家要求安装在油系统指定的位置上，其中高压蓄能器安装在油泵出13母管及压力油管上，低压蓄能器安装在有压回油管上。
蓄能器回路分析
排液状态：
工作容积：蓄能器向系统供出的油量
p3—— 系统最低工作压力，即蓄能器向系统 供油结束时的压力；
Vw V V3 V2
V3—— 气体膨胀后，气囊的气体体积。
p1V1n p2V2n p2V3n G const
V3 ( p1 ) V1 p3
1 n
n ：指数,1 < n < 1.4
使用蓄能器吸收，对容积变化而使油量减少时，也能起补偿作用。
蓄能器的作用
1.蓄能器的功能 （1）作辅助动力源 工作时间较短的间歇工作系统或一个循环 内速度差别很大的系统，在系统不需要大流量 时，可以把液压泵输出的多余压力油液储存在 液压蓄能器内，到需要时再由液压蓄能器快速 释放给系统。 可以按液压系统循环周期内平均流量选用 液压泵，以减小功率消耗，降低系统温升。
（3）吸收系统脉动，缓和液 压冲击。液压蓄能器能吸收系统 在液压泵突然启动或停止、液压 阀突然关闭或开启、液压缸突然 运动或停止时所出现的液压冲击， 也能吸收液压泵工作时的压力脉 动，大大减小其幅值。
2.液压蓄能器的结构和性能 液压蓄能器有各种结构形状，如图7.2所示。重力式 液压蓄能器由于体积庞大、结构笨重、反应迟钝，在液压 传动系统中很少应用。在液压传动系统中主要应用有弹簧 式和充气式两种。目前常用的是利用气体压缩和膨胀来储 存、释放液压能的充气式液压蓄能器。它主要有活塞式和 皮囊式两种。
图7.1 液压蓄能器作辅助动 力源的液压传动系统 1－液压泵；2－单向阀；3－ 卸荷阀；4－液压蓄能器；5 －换向阀；6－液压缸
蓄能器的功能(2/2)
（2）维持系统压力。在液压 泵停止向系统提供油液的情况下， 液压蓄能器将所存储的压力油液 供给系统，补偿系统泄漏或充当 应急能源，使系统在一段时间内 维持系统压力。
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系统稳态方程。 １．１ 节流阀的流量特性方程
节流阀的流量方程为
ｑＲ＝ＫＲ￣／户一Ａ
（２）
式中，ｑ。为通过节流阀的流量；Ｋｎ为节流阀的流量系数， Ｐ为蓄能器入口处压力，即系统压力；户，为节流阀的出衡方程
忽略油液的重力，根据牛顿第二定律，蓄能器 前管路中油液的力平衡方程为
图２中，压力传感器用于测量系统压力，根据 所测得的压力，可求出系统的稳态压力Ｐ。和流量 脉动引起的压力脉动角频率蛐。为使∞＾一蛳， 应有
Ａ：８ｔ。Ｖ，ｏｏ南一
（９）
吸收压力脉动的自适应蓄能器回路研究——曹树平 罗小辉胡军华等
比
围２ 自适应蓄能器回路原理图
此时，给比例阀施加相应的电信号，使比例阀的阀
离散傅里叶变换（ＤＦＴ）［７·８１，可得各压力幅值与
角频率的函数关系：
ｙ（∞）＝Ｉ ＤＦＴ（ｙｊ｝Ｉ
ｊ＝１，２，…，Ｎ—Ｉ（１５）
先根据液压泵和电机的相关参数估计出流量
脉动的角频率叫乞，再选择一个恰当的角频率变化
万方数据
半径幽，可得压力脉动的角频率ｃｃＪｏ，它满足下式：
ｙ（“Ⅺ）＝ｍａｘ［Ｙ（ａＤ］ 埘乞一△鲫≤埘≤叫乞＋△叫
ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｆｌｏｗ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｓｔｅａｄｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ
ｂｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ，ｔｏ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｏｆ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ，ｎａｍｅｌｙ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ．Ｔｈｅｒｅｂｙ，ｔｈｅ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｒｅｖｅａｌ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｌｆ～ａｄａｐｔｉｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃａｎ ａｂｓｏｒｂ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｗｅｌｌ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｓｔｅａｄｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｃｈａｎｇｅ， ａｎｄ ｈｏｌｄ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｌｆ ａｄａｐｔｉｏｎ．
Ｉ刚训一ｚ学［等普槲］号 尼比，＆为振荡环节阻尼比。
频率特性的模为
（８）
此值即为压力脉动与流量脉动的幅值比。若ｃｔ，Ａ＝ 蛳，且式（８）中其他参数为定值时，Ｉ Ｗ（ｊ叫Ｑ）Ｉ有 极小值，也即蓄能器对压力脉动的吸收效果最好。 因此，选择蓄能器时，应使蓄能器的固有频率 叫Ａ＝∞ｏ，这样才能使蓄能器具有最佳的吸收压力 脉动的效果。
热过程考虑，即
Ｐ．联＝Ｇ＝常数
（１）
式中，Ｐ一为蓄能器中气体压力；“为蓄能器容积ｆＫ为气
体绝热指数，取Ｋ＝１．４。
②蓄能器中油液的压力和气囊中气体压力相等；
③蓄能器前管路中油液流动按层流计算；④忽略
油液的压缩性和系统的泄漏。 根据图ｌ和上述假设，可建立节流阀的流量
特性方程、蓄能器前管路中油液的力平衡方程和
口面积等于式（９）计算所得的流通面积Ａ。这样， 在系统工作过程中，无论何种原因使得ｃ－ＯＡ≠蛳，
自适应蓄能器均能及时自行调整流通面积Ａ，使
２蛳ｏ ｃｔ’Ａ ２．１ 比例阀动态特性方程
比例阀的阀口面积是阀芯位移的正比例函
数，根据所需的阀口面积，可得阀芯位移为
工，＝鲁
（１０）
式中，Ｃ．为比例阀阀口面积梯度。
２ 自适应蓄能器回路原理
当系统稳态压力Ｐ。发生改变时，由∞Ａ＝
～ｆＫ｜ＤＡｚ砜Ｐ ｏ－可知蓄能器固有频率∞Ａ会发生变化；或
者由于液压泵的运行不平稳，流量脉动角频率蛳 发生变化。这将导致∞Ａ≠∞Ｑ，从而使蓄能器吸收 压力脉动效果不理想。
为实现系统整个工作过程中都保持蓄能器吸 收压力脉动的良好效果，必须使蓄能器具有自适 应性，即其固有频率ｆＯＡ和流量脉动角频率∞Ｑ总 保持相等。据此，设计如图２所示的自适应蓄能器 回路。
生
气
翼一
幽 需一 蕾
（ａ）ｎ『＾＝１０８４．６ｒａｄ／ｓ，“ｏ＝１０８４．６ｒａｄ／ｓ
Ｄ一
亳
氧 司 Ｒ 田一 稃一 萄一
０．２０ ０．２１ ０．２２ ０．２３ ０．２４ ０．２５ 时间ｔ／ａ
（ｂ）ｃ岫＝９２０ｒａｄ／ｓ
皇０．
≥０．
司
Ｒ 出一０．
薹二爱
时间ｔ／ｓ
（ｃ）啪＝１２００ｒａｄ／ｓ １．普通蓄能器 ２．自适应蓄能器 图３ 不同角频率流量脉动
（ｐ－－ｐ＾）Ａ＝ｐＡｌ‰竽＋ＡＲ帆 （３）
口＾２口一ｑＲ
Ｒｆ：１２８，岸．ｔ
式中，Ａ为蓄能器前管路的流通面积；ｌ为蓄能器前管路的
长度；ｐ为油液密度ＩｑＡ为流人蓄能器的油液流量；ｇ为系 统流量；Ｒｆ为管路液阻；卢为油液动力黏度｝ｄｏ为管道
内径。
Ｉ．３ 系统稳态方程
如果系统稳态时，油液无流量脉动和压力脉
在相同系统压力（ｐ·＝１０ＭＰａ）下引起的压力脉动
·６７３·
中国机械工程第１９卷第６期２００８年３月下半月
动引起的压力脉动曲线。由图３可知，当 加＝１０ＭＰａ，ｏ／ｏ＝∞Ａ一１０８４．６ｒａｄ／ｓ时，普通蓄 能器回路和自适应蓄能器回路中压力脉动幅值均 为０．０１１３ＭＰａ；如果流量脉动角频率降至 ∞Ｑ＝９２０ｒａｄ／ｓ，此时普通蓄能器回路中压力脉动 幅值为０．０２６１ＭＰａ，自适应蓄能器回路中压力脉 动幅值为０．０１ＩＯＭＰａ；如果流量脉动角频率增大 至叫Ｑ＝１２００ｒａｄ／ｓ时，普通蓄能器回路中压力脉 动幅值为０．０１８４ＭＰａ，自适应蓄能器回路中压力 脉动幅值为０．０１１５ＭＰａ。由此可看出，流量脉动 角频率发生变化时，普通蓄能器回路中压力脉动 增幅较大，而自适应蓄能器回路中压力脉动幅值 基本无变化。
动，即
加５户＾０ ｌ
（４）
ｑｏ—ｑ鼬Ｊ
式中，加为蓄能器入口处稳态压力，即系统稳态压力Ｉｐ＾ｏ
为蓄能器中气体稳态压力ｑｏ为系统稳态流量；ｑ勋为通
过节流阀的稳态流量。
将式（４）代人式（１）～式（３），得各式的增量
方程为
ＡＶＡ一丧虮
］
△ｇＲ ５丽等币Ａｐ
｝
∞）
Ａｐ－－Ａｐ一＝鲁訾＋ＲｒＡｑ—Ｉ
式中，△、厂＾为蓄能器中气体体积增量ＩＵ为蓄能器中气体 体积稳态值；△以为蓄能器中气体压力增量；ＡｑＲ为通过 节流阀的流量增量｝△ｐ为系统压力增量；Ａｑ一为流人蓄能 器的流量增量．
Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ，４３００７４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｆｉｒｓｔｌｙ．Ｗｈｅｒｅａｆｔｅｒ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｆｌｏｗ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｓｔｅａｄｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ａ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｅｌｆ—ａｄａｐｔｉｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ
。‘≤３７１＋１
ｉ一１，２，…，Ｎ一１
（１３）
式中，五为压力值。
为减小干扰信号的影响，可分别剔除ｒ个最
大值和，－个最小值，再对剩余压力值求平均，即可
得系统稳态压力：
Ｎ卫－－２ｒ∑矗
Ｐ。２
Ⅳ
７＜号（１４）
选择恰当的厂、出和，．值，即可得到较准确的
系统稳态压力Ｐ。［“。
２．３ 压力脉动角频率计算公式
对按时间顺序采集的Ｎ个压力值｛弘）进行
Ｚ
Ｃ－
３５
Ｏ．２
（ｍｍ）
（ｒａｍ）
口ｏ
（ｅｍ３／ｓ）
１０５０
Ｘ
１．４ ，（Ｈｚ）
ｍＯ ３００ Ａｔ（ｓ）
（ｒａｄ／ｓ）
１０００ ｌ
Ｒｆ ２．１７×１０５
（ｋｇ／（ｍ４·ｓ））
幻
２６．６ｓｉｒ岫ｔ
（ｃｍ３／ｓ）
Ｋ。
２．５
ｒ
（ｖ／ｒｎｍ）
蓄能器
１００
１．６／６
（Ｌ／ＭＰａ）
压力脉动的仿真结果如图３、图４所示。 图３为系统稳态压力恒定时，在普通蓄能器 回路和自适应蓄能器回路中，不同角频率流量脉
蓄能器吸收压力脉动的效果与蓄能器前管路 的流通面积和长度、油液密度、流量脉动频率、系 统压力和蓄能器充气压力等因素有关。因此，在 设计吸收压力脉动的蓄能器回路时，应根据系统 实际工作环境和结构尺寸来选择蓄能器的结构参 数［２］。但如果系统的工况发生改变，如系统稳态
压力的变化，泵的运转不平衡导致流量脉动变化 等，都将影响蓄能器吸收压力脉动的效果；针对 上述情况，本文在普通蓄能器回路的基础上，提出 一种自适应蓄能器回路模型，该模型能在系统工 况发生改变时，始终保持吸收压力脉动的最佳 效果。
感器采集的流量脉动频率和系统稳态压力的信息来调节蓄能器前管路的流通面积，以此改变蓄能器的
固有频率，实现吸收压力脉动的效果。仿真和试验结果表明，自适应蓄能器回路能在流量脉动频率和系
统稳态压力变化时良好地吸收压力脉动，具有一定的自适应性。
关键词：自适应；蓄能器；压力脉动；流量脉动
中图分类号：ＴＨｌ３７．９
吸收压力脉动的普通蓄能器回路数学 １模 型及性能分析