液压蓄能器的计算
蓄能器若干问题
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。
井口盘液压回路蓄能器和液压泵的设计与计算
第 ２ 卷 增刊 １ ２０ ０ ８年 ６月
中 国 修 船
Ｃ ＮＡ Ｓ Ｐ Ｐ Ｒ ＨＩ ｍ ＲＥ ＡＩ
Ｖ０ ． Ｓ１ １ ２１
Ｊｎ ２ｏ ｕ ．ｏ ８
井 口盘 液压 回路 蓄 能 器 和 液 压 泵 的设计 与计 算
杨 洪 庆 ，范 玉 扬 ，张凤 红
０ 引言
Ｂ２ Ｚ８—２ 项 目中 ，合 计有 ５ Ｓ ０口井 ，一期 投 产 生产 井 ３ ６口，井 口盘 采 用 液压 回路驱 动关 闭生 产 井 和注水井 的井 下安全 阀和放气 阀 。供液 回路 的操
作压 力为 ６ ９ＭＰ Ｇ～ ７ ６ ａ （ １０ ０～ ０ ． ａ ２ ． ＭＰ Ｇ 约 ０ ４０ ０
当前 常见 的蓄能器 有气体 加 载式 、重锤 式 和弹
簧式 几种 。
安全阀等设备 ，在液压泵 的出人 口处设 置了双滤 器。对供液回路的保护采用全启式安全 阀，设定点 ３ ． ａ （ ０ ＳＧ 。为了维 持液压 供液 回路 ４ ５ＭＰＧ ５００Ｐ Ｉ ）
的压 力平稳 ，在主供 液 回路 中设 置 了蓄能 器 和 自立 式调 节 阀。储 液罐 为 常 压 罐 ，内部 压 力 表 压 为 ０ ｋａ ＰＧ。以上各 种 泵 和仪 表 的前 后 都 设 有 截 止 阀 或 器 ；液压 泵 ；设 计 ；计 算
中图分类号：Ｔ ９ 文献标识码：Ｃ 文章编号 ：１０ — ３ ８ （ ０ ８ Ｓ ０ ６ ０ Ｅ ０ １ ８ ２ ２ ０ ） １— ０ ６— ３
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｏｎ ｏ ｓ ｏ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｐ ａ ｏｍ ，ｗｅ ｌｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｐａ ｅ ｓ ａ ｉ ｏ ｔ ｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔｔ ｉ ｔｉ ａｅ ｆ ｈ ｒ ｒ ｄ ｃｉ ｌｔ ｒ ｏ ｆ ｌ ａ ｏ ｔｏ ｎ ｌｉ ｍｐ ｒａ ｔｅ ｕ ｐ ｎ ｏ ｍａｎ ａｎ ｓ ｆ ｈ ａ ｄ ｓａ ｌ ｒ ｄ ｔｏ ｎ ｔｂ ｅ ｐ ｏ ｕｃｉｎ．Ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｉ ｐ ｍｐ ｐｒ ｖｄ ｔ ｂ ｅ ｈ ｄ ａ ｌｃ ｐ ｗｅ ｕ ｐ ｙ，ａ ｃ ｍｕｌｔｒｗｉｌｋ ｅ ｈ ｒ ｓ ｄ ａ ｌｃ ｏ ｌ ｕ ｏ ｉ ｅ ｓａ ｌ ｙ ｒ ｕ ｉ ｏ ｒｓ ｐ ｌ ｃｕ ａｏ ｌ ｅ ｐ ｔ ｅ ｐ ｅ － ｓｒ ｕ ｅ，ｗｈ ｎ ｈ ｄ ａ ｉ ｍｐ ｆｉｅ ．Ｔｈ ｏｌ ｗ ｏ ｔ ｎ ｓ ｉ ｒ ｄ ｅ ｔ ｔ ｄ ｏ ｅ ｉｎ ａ ｕ ｃ ｕ ｌ ｔｒａ ｄ ｈ － ｅ ｙ ｒ ｕｌ ｐｕ ａｌ ｄ ｃ ｅｆｌ ｏ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎｔｏ ｕｃ ｈｅ ｍｅｈｏ ｆ ｄ ｓｇ ｂｏ ｔａ ｃ ｍｕ ａｏ ｎ ｙ
蓄能器计算——精选推荐
蓄能器用于储存和释放压力能时(图6-2)，蓄能器的容积V A是由其充气压力pA、工作中要求输出的油液体积VW、系统最高工作压力p1和最低工作压力p2决定的。
由气体定律有
图6-2皮囊式蓄能器储存和释放能量的工作过程
pA VnA=p1Vn1=p2Vn2=const (6-1)
式中:V1和V2分别为气体在最高和最低压力下的体积；n为指数。
n值由气体工作条件决定：当蓄能器用来补偿泄漏、保持压力时，它释放能量的速度是缓慢的，可以认为气体在等温条件下工作，n=1；当蓄能器用来大量提供油液时，它释放能量的速度是很快的，可以认为气体在绝热条件下工作，n=1.4。
由于VW=V1-V2，因此由式(6-1)可得：
(6-2)
pA值理论上可与p2相等，但为了保证系统压力为p2时蓄能器还有能力补偿泄漏，宜使pA ＜p2，一般对折合型皮囊取pA=(0.8～0.85)p2，波纹型皮囊取pA=(0.6～0.65)p2。
此外，如能使皮囊工作时的容腔在其充气容腔1/3至2/3的区段内变化，就可使它更为经久耐用。
蓄能器用于吸收液压冲击时，蓄能器的容积V A可以近似地由其充气压力pA、系统中允许的最高工作压力p1和瞬时吸收的液体动能来确定。
例如，当用蓄能器吸收管道突然关闭时的液体动能为ρAlυ2/2时，由于气体在绝热过程中压缩所吸收的能量为：
故得：
(6-3)
上式未考虑油液压缩性和管道弹性，式中pA的值常取系统工作压力的90%。
蓄能器用于吸收液压泵压力脉动时，它的容积与蓄能器动态性能及相应管路的动态性能有关。
液压传动系统的设计与计算
液压传动系统的设计与计算[原创2006-04-09 12:49:44 ] 发表者: yzc741229液压传动系统设计与计算液压系统设计的步骤大致如下：1.明确设计要求，进行工况分析。
2.初定液压系统的主要参数。
3.拟定液压系统原理图。
4.计算和选择液压元件。
5.估算液压系统性能。
6.绘制工作图和编写技术文件。
根据液压系统的具体内容，上述设计步骤可能会有所不同，下面对各步骤的具体内容进行介绍。
第一节明确设计要求进行工况分析在设计液压系统时，首先应明确以下问题，并将其作为设计依据。
1.主机的用途、工艺过程、总体布局以及对液压传动装置的位置和空间尺寸的要求。
2.主机对液压系统的性能要求，如自动化程度、调速范围、运动平稳性、换向定位精度以及对系统的效率、温升等的要求。
3.液压系统的工作环境，如温度、湿度、振动冲击以及是否有腐蚀性和易燃物质存在等情况。
图9-1位移循环图在上述工作的基础上，应对主机进行工况分析，工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。
一、运动分析主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t)，速度循环图(v—t)，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。
1.位移循环图L—t图9-1为液压机的液压缸位移循环图，纵坐标L表示活塞位移，横坐标t表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。
该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。
2.速度循环图v—t(或v—L)工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。
图9-2为三种类型液压缸的v—t图，第一种如图9-2中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，图9-2 速度循环图最后匀减速运动到终点；第二种，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。
液压传动系统设计与计算
液压传动系统设计与计算一、液压缸的设计计算1.初定液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑以下因素：(1)各类设备的不同特点和使用场合。
(2)考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重；压力选得高一些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。
所以，液压缸的工作压力的选择有两种方式：一是根据机械类型选；二是根据切削负载选。
如表9-2、表9-3所示。
表9-2 按负载选执行文件的工作压力表9-3 按机械类型选执行文件的工作压力2.液压缸主要尺寸的计算缸的有效面积和活塞杆直径，可根据缸受力的平衡关系具体计算，详见第四章第二节。
3.液压缸的流量计算液压缸的最大流量：qmax=A·vmax (m3/s) (9-12)式中：A为液压缸的有效面积A1或A2(m2)；vmax为液压缸的最大速度(m/s)。
液压缸的最小流量：qmin=A·vmin(m3/s) (9-13)式中：vmin为液压缸的最小速度。
液压缸的最小流量qmin，应等于或大于流量阀或变量泵的最小稳定流量。
若不满足此要求时，则需重新选定液压缸的工作压力，使工作压力低一些，缸的有效工作面积大一些，所需最小流量qmin也大一些，以满足上述要求。
流量阀和变量泵的最小稳定流量，可从产品样本中查到。
二、液压马达的设计计算1.计算液压马达排量液压马达排量根据下式决定：vm=6.28T/Δpm*ηmin(m3/r) (9-14)式中：T为液压马达的负载力矩(N·m)；Δpm为液压马达进出口压力差(N/m3)；ηmin为液压马达的机械效率，一般齿轮和柱塞马达取0.9～0.95，叶片马达取0.8～0.9。
2.计算液压马达所需流量液压马达的最大流量：qmax=vm·nmax(m3/s)式中：vm为液压马达排量(m3/r)；nmax为液压马达的最高转速(r/s)。
蓄能器的选型、使用维修说明
蓄能器的选型、使⽤维修说明⼀、液压蓄能器选型步骤1 明确蓄能器的主要功能以上3个主要功能的选择，⽆论选择的是哪⼀项，蓄能器在实现该项功能的同时，也可能对另2项功能有⼀定程度的作⽤。
2 依据主要功能对⼝计算蓄能器的容积和⼯作压⼒2．1 作辅助动⼒源V—所需蓄能器的容积（m3）p 0—充⽓压⼒Pa，按0.9p1＞p＞0.25 p2充⽓Vx—蓄能器的⼯作容积（m3）p1—系统最低压⼒（Pa）p2—系统最⾼压⼒（Pa）n—指数；等温时取n=1；绝热时取n=1.4 2．2吸收泵的脉动A—缸的有效⾯积（m2）L—柱塞⾏程（m）k—与泵的类型有关的系数：泵的类型系数k单缸单作⽤ 0.60单缸双作⽤ 0.25双缸单作⽤ 0.25双缸双作⽤ 0.15三缸单作⽤ 0.13三缸双作⽤ 0.06p—充⽓压⼒，按系统⼯作压⼒的60%充⽓2．3吸收冲击m—管路中液体的总质量（kg）υ—管中流速（m/s）—充⽓压⼒（Pa），按系统⼯作压⼒的90%充⽓p注：1.充⽓压⼒按应⽤场合选⽤。
2.蓄能器⼯作循环在3min以上时，按等温条件计算，其余均按绝热条件计算。
⼆、蓄能器故障的分析与排除1 蓄能器常见故障的排除以NXQ型⽪囊式蓄能器为例说明蓄能器的故障现象及排除⽅法，其他类型的蓄能器可参考进⾏。
1．1 ⽪囊式蓄能器压⼒下降严重，经常需要补⽓⽪囊式蓄能器，⽪囊的充⽓阀为单向阀的形式，靠密封锥⾯密封（见图1-8）。
当蓄能器在⼯作过程中受到振动时，有可能使阀芯松动，使密封锥⾯1不密合，导致漏⽓。
阀芯锥⾯上拉有沟糟，或者锥⾯上粘有污物，均可能导致漏⽓。
此时可在充⽓阀的密封盖4内垫⼊厚3mm左右的硬橡胶垫圈5，以及采取修磨密封锥⾯使之密合等措施，另外，如果出现阀芯上端螺母3松脱，或者弹簧2折断或漏装的情况，有可能使⽪囊内氮⽓顷刻泄完。
1.2 ⽪囊使⽤寿命短其影响因素有⽪囊质量，使⽤的⼯作介质与⽪囊材质的相容性；或者有污物混⼊；选⽤的蓄能器公称容量不合适（油⼝流速不能超过7m/s）；油温太⾼或过低；作储能⽤时，往复频率是否超过1次/10s，超过则寿命开始下降，若超过1次/3s，则寿命急剧下降；安装是否良好，配管设计是否合理等。
二次调节流量耦联静液垂直负载系统中液压蓄能器的选择计算
２
足系统要求。根据式（）这时有 ： １，
薰
△ ｐ △ ｐ
△ｖ ： ｖ 一 ｖ：： 、 。 ， ，
二 兰 ㈡
（ ２ ）
ａ 【 １ ｃ ＝０． ７
与压 差 ｐ的 关 系
当初始容积 ， 液压蓄能器最低工作压力 Ｐ 不
０ 前 言
随着经济 的发展 ， 能源问题 Ｅ益突出， ｔ 节能已经成 为缓解 当代能源问题的重要途径 。人们对节能系统的 研究 ， 绝大多数是采用各种能量 回收技术对能量进行 回收和重新利用。在液压设备中有许多可以进行能量 回收的工况 ， 例如在垂直负载工况下的液压抽油机下 冲程阶段、 液压电梯下降阶段， 惯性负载工况下的液压 或液压混合驱动车辆的制动阶段都存在着负值负载向 系统 回馈 能 量 的 情 况 ＿ 。按 照 能 量 回收 方 式 的不 同 １ ｊ 在液压系统中可分为机械能量 回收方式 ， 电能量回收 方式和液压能量 回收方式等几种形式 Ｊ 。其 中液压 能量回收方式有最大的功率 密度 ， 能在短时间内提供 所需要的足够能量 ； 同时 ， 采用液压能量回收方式可较 长时间储能 ， 各个部件技术成熟 ， 工作可靠 ， 整个系统
实 现技术 难度 小 ， 于 实 际商 业 化 应 用 。这 种 能 量 回 便
５ ．单 向阀
ｒＯ ｒ ｆ －１
１２ 、 ．二次 兀 件 （ 压 泵 ／ 达 ） ３ 电 动 机 液 马 ．
４ ．溢 流 阀
６ ．行程开关
７ ．液压蓄能器
８ ．液压缸
图 １ 二次调 节流量耦联静液垂直负载能量 回收 系统
此利用二次调节静液传动技术可 以很好地解决负载端 势 能及 动能 的 回收 问题 ＿ 。 ４ ｊ 二次调节流量耦联静液垂直负载能量 回收系统如 图 １ 示 ， 里 针对 液压 蓄能 器 在二 次调 节 流 量 耦联 所 这 静液垂直负载能量回收系统 中的应用进行分析。
蓄能器
蓄能器的结构、原理和计算蓄能器概述•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助元件，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；•蓄能器可以作为液压系统中的辅助动力源、紧急动力源，可以起到补充泄露、保持恒压、吸收液压冲击、吸收脉动和降低噪声等效果。
蓄能器工作原理•由于液压油是不可压缩液体，因此不能通过压缩液压油以蓄积压力能，必须依靠其他介质来转换、蓄积压力能。
•以囊式充气蓄能器为例，该蓄能器由油液部分和带有气密封件的气体部分（一般为氮气）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。
•1、重力式蓄能器重力式蓄能器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存储起来。
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。
这类蓄能器一般仅供暂存能量用。
•2、弹簧式蓄能器弹簧式蓄能器依靠压缩弹簧把液压系统中的压力能转化为弹簧的弹性势能存储起来，需要时再加以释放。
其结构简单、成本较低。
缺点是由于弹簧伸缩量有限，故而容量较小，弹簧对于系统压力变化不怎么敏感。
所以只适合小容量、低压系统，或是用作缓冲装置。
•3、充气式蓄能器充气式蓄能器的工作原理以PV=nRT=C为基础，通过压缩气体完成能量转化，使用时首先向蓄能器充入预定压力的气体。
当系统压力超过蓄能器内部压力时，油液压缩气体，将油液中的压力转化为气体内能；当系统压力低于蓄能器内部压力时，蓄能器中的油在高压气体的作用下流向外部系统，释放能量。
针对不同工况选择适当的充气压力是使用这种蓄能器的关键。
此类蓄能器可做成各种规格，适用于各种大小型液压系统，皮囊惯性小，反应灵敏，适合用作消除脉动；不易漏气，隔离式的没有油气混杂的可能；安装维护容易，附属设备少，是目前使用最为广泛的蓄能器。
液压与气压传动 第5章液压辅助元件
1 p2
1/ n
1 p1
1
/
n
（6.3）
当蓄能器用于保压时，气体压缩过程缓慢，与
外界热交换得以充分进行，可认为是等温变化过程
这时取n=1；而当蓄能器作辅助或应急动力源时，释
放液体的时间短，热交换不充分，这时可视为绝热
过程，取n=1.4。
2. 作吸收冲击用时的容量计算
当蓄能器用于吸收冲击时，一般按经验公式计算缓冲 最大冲击力时所需要的蓄能器最小容量，即
1 .冷却器
多管式冷却器
蛇形管冷却器
不论哪一类 的冷却器,都应安 装在压力很低或 压力为零的管路 上,这样可防止冷 却器承受高压且 冷却效果也较好.
2 .加热器
液压系统的加热一般采用电加热器，它用法兰盘水 平安装在油箱侧壁上，发热部分全部浸在油液内。
油箱 电加热器
加热器的安装
5.4 管 件
V1 — 皮囊被压缩后相应于 p1 时的气体体积
p2 — 系统最低工作压力，即蓄能器向系统供油结束时的压力
V2 — 气体膨胀后相应于 p2 时的气体体积
体积差 V V2 V1 为供给系统油液的有效体积，将 它代入式（6.1），使可求得蓄能器容量 V0 ，即
1
1
1
1
V0
P2 P0
n V2
P2 P0
V mq p
（5.5）
式中： V — 油箱的有效容量
q p — 液压泵的流量
m — 经验系数，低压系统：m=2~4，中压系统： m =5~7，中高压或高压系统：m =6~12
对功率较大且连续工作的液压系统，必要时还要进行 热平衡计算，以此确定油箱容量。
油箱设计注意事项:
（1） 泵的吸油管与系统回油管之间的距离应尽可 能远些，管口都应插于最低液面以下，但离油箱底要 大于管径的2-3倍，以免吸空和飞溅起泡。吸油管端 部所安装的滤油器，离箱壁要有3倍管径的距离，以 便四面进油。回油管口应截成45斜角，以增大回截 面，并使斜面对着箱壁，以利散热和沉淀杂质。（2） 在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使油液 循环流动，利于散热和沉淀。
第十一章操作指南液压蓄能器
操作指南液压蓄能器依照 DGRL 97/23/EG蓄能器商标和标识1.概要 4. 本设备设计、生产、测试符合欧洲指令97/23/EC。
严禁不经OLAVER预先许可，更改任何资料和标识。
严格遵守本说明书及其它所有相关文献是重要的。
如果发生铭牌上的信息与蓄能器其它零件（机体、输入或输出端）信息存在差异，始终参考蓄能器铭牌上的信息。
下列信息显示在蓄能器上：制造商不承担任何不遵守下列说明书导致的直接或间接的人身伤害、财产损失及并发的故障。
-OLAER-标识语-产品描述-生产日期：月份/年-蓄能器参考-基本许可极限-温度范围TS，单位：度-最大压力PS，单位：-流体组-油箱额定体积，单位：公升-PT测试压力，单位：bar-测试日期：年/月份在试运转前及操作过程中参考液压蓄能器现场安装使用规定是有效的。
操作者应遵守现行规定，并确保设备配备的文件保存在安全的地方。
文件是检查必须使用的。
2. 保险装置体积超过1公升现行现场规定要求使用所有的或部分下列安全装置：-过压保护装置-- 减压装置 -CE-标识语- 压力计-鉴定机体合格的合格证号码- 压力计连接器- 隔音装置某些类型：- 等等-警告信息和安全指令(“危险”、“仅使用氮气”等或类似信息)要求操作者遵守这些规定。
-最大膨胀压力，单位： barOLAER 公司使用所有或部分以上设备(作为选件提供)。
-总净重，单位： kg铭牌损坏或缺失必须予以更换！不许不带铭牌予以操作。
3. 转运.储存如果不另外要求，原先的包装对转运和储存设备是合适的。
.5．试运行3.1转运设备试运行必须由有资质的技术员完成(联系 OLAER或 OLAER认可的代理商)。
小心操作！安装前，直观检查蓄能器无损坏。
对压力系统执行任何工作前，确保其卸压，不正确的安装可能导提供与蓄电池重量合适的提升机构。
. 致严重的事故。
.充气阀不能受到任何撞击，哪怕是轻微的。
严禁：3.2储存- 焊接、锡焊、钻孔或其它任何操作可能改变其机械性能！储存在凉的、干燥的地方。
蓄能器
即为蓄能器的总容积。 指数n的取值规则是：当蓄能器排油时间大于3分钟，其中的气体变 化规律为等温过程，n＝1；当蓄能器供油速度很快，小于1分钟时， 其中气体的变化规律相当于绝热过程，n=1.4。
另外，充气压力P0与系统最低工作压力P2的比值可按如下规则取 值： 对波纹型气囊，P0/P2=0.6～0.65； 对折合型气囊，P0/P2=0.8～0.95； 最后，根据总容积选择蓄能器时，一般实际总容积应比计算 值稍大一些。
3.充气式蓄能器 利用密封气体的压缩和膨胀来存储和释放油液的压力能。主要有气瓶式、 活塞式和气囊式三种类型。 (1)气瓶式蓄能器 如图6.4a所示。气体和油液在蓄能器中直接接触，特点是：容量大，但高 压时气体容易混入油液中，影响系统的稳定性。适用于中、低压和大 流量的液压系统。 (2)活塞式蓄能器 如图6.4b所示。由浮动活塞2将气体与油液隔开。它的结构简单，工作可 靠，主要用于大流量的场合。由于活塞上有O型密封圈，磨擦力较大， 反应不太灵敏。 (3)气囊式蓄能器 是目前应用的最为广泛的蓄能器，结构如图6.4c所示。主要由充气阀、壳 体、气囊和进油阀组成。气体和油液由气囊隔开，气囊中充有惰性气 体（一般为氮气）。这种结构保证了气液的密封可靠。主要特点是： 惯性小，反应灵敏，结构尺寸小，易安装。
3.计算蓄能器的总容积 如图所示是蓄能器的三种工作状态。a)是蓄能器的充气状态， 充气压力为P0，气体体积为V0，V0就是蓄能器的总容积；b) 是蓄能器的充液状态，气体的压力升到最大值P1，体积为V1； c)是蓄能器的供油状态，供油压力达到系统的最低工作压力 P2，气体体积为V2。
根据气体定律，这些参数具有如下关系：
蓄能器的应用： 蓄能器在液压系统的应用主要有：辅助动力源、紧急动力源、 补充泄漏、系统保压、吸收压力脉动和液压冲击等。
蓄能器类型公用选用
Vi=(Qp-Qi) ti
ti为负值时，表示释放压力油； ti为正值时
表示储存压力油。显然， Vw至少应等n于Vi
中的最大值。极限情况下：Vw
=(1/2) |
i=1
V’i
|
3. 蓄能器总容积V0的计算
气囊式蓄能器在使用前先充气，压缩气体 使气囊占有了蓄能器的全部容积，此时气囊中 气体的体积为V0，绝对压力为P0；在工作状态 下，压力油进入蓄能器，使气囊受压缩，此时 压力为P2，体积为V2；压力油释放后，气体压 力降为P1，体积膨胀为V1。一般，P1>P0 。 由气体定律: P0V0n=P1V1n=P2V2n
从而有： Vw =V0P01/n[(1/P1)1/n]
式中 n－指数。
结束
§ 5－3油箱及热交换器
一、油箱 二、热交换器
一、油箱
油箱用以储存油液，以保证供给液压液压 系统充分的工作油液，同时还具有散热，使渗 入油液中的污物沉淀等作用。油箱可分为开式 油箱和闭式油箱两种。开式油箱中的油液的液 面与大气相通，而闭式油箱中油液的液面与大 气隔绝。开式油箱又分为整体式和分离式。所 谓整体式是指利用主机的底座等作为油箱。而 分离式油箱则与三机分离并与泵组成一个独立 的供油单元（泵站）。
进行油箱设计时，应注意以下几点：
1. 应考虑清洗，换油方便。
2. 油箱应有足够的容量。
3. 吸油管及回油管应隔开，最好用一个或几个 隔板隔开，以增加油液循环距离，使油液 有充分时间沉淀污物，排出气泡和冷却。
4. 吸油管距离箱底距离H 2D，距离壁大于 3D（D为吸油管外径）。
5. 油箱一般用2.5~4mm的钢板焊成，尺寸高大 的油箱要加焊角铁和筋板，以增加刚性。
弹簧式蓄能器 －弹簧 －活塞 －液压油
蓄能器体积计算
已知条件
制动器一次制动所需油液数量0.015L
制动器数量8个
一次制动所需油液0.12L
制动压力P1100bar
充液压力P2120bar
最大蓄能压力P3150bar
预充氮压力P080bar
蓄能器体积1L
蓄能器数量2个
蓄能器总体积V02L
当达到制动压力时，气体体积
V1=P0*V0/P1 1.6L
当达到充液压力时，气体体积
V2=P0*V0/P2 1.333333L
当达到最大蓄能压力时，气体体积
V3=P0*V0/P3 1.066667L
一次完成充液能够满足制动次数计算
蓄能器压力从最大蓄能到充液之间油
0.266667L
一次充液制动次数 2.222222次一般要求一次充液满足制动5次。
当液压元件损坏时，蓄能器仍能保证制动次数计算极限情况为蓄能器在最低的起始充液压力时，液压蓄能器压力从充液压力到制动压力之
0.266667L
制动次数 2.222222次一般要求满足制动5次。
当蓄能器压力开关报警时，车辆能够制动次数计算
蓄能器压力在制动压力能够排出油液0.4L
制动次数 3.333333次此项一般要求能够保证车辆仍能制动即可，此时制以上几种制动要求，一般为仅要求第一种或第二种，特殊情况也可能同时要求两种或三种。
7.5
7.5
0.5
22.07813
满足制动5次。
在最低的起始充液压力时，液压系统损坏
保证车辆仍能制动即可，此时制动距离会超出要求。
要求两种或三种。
液压蓄能器容积计算软件说明
***每个经验公式都有一定的局限性或适用范围，有疑问时请随时来电垂询。***
如果您用其它方法计算的结果和本软件的差异较大，希望来信沟通交流。
本软件可能会随时完善更新，新版本请至下列地址下载：/acc.htm
选型步骤：
按照高于系统最高压力的标准确定蓄能器工作压力，
手机: 136 818 98298
邮箱: mayo@
上海迈奥实业发展有限公司（美国Tobul拓步蓄能器中国授权代理商）
地址:上海市长宁区空港一路89号东驰大厦402室
电话: 021- 51152509，28137729,
传真: 021- 51122319，62682003。
用经验公式或本软件计算公称容积(或称气体容积)，
根据流体性质及使用温度，选择皮囊或密封件材质，
需要耐腐蚀的，还要考虑壳体端盖活塞等材质要求，
利用并联方式组成蓄能器组可以降低度并节约成本。
(James) Vankor Long 隆万强
原装进口拓步蓄能器，价格优惠，性价比高，拓步是世界最大的蓄能器专业生产商之一，规模优势明显。
50多年专业生产历史，常规型号工作压力可达1380Bar（安全压力高于5520Bar），顶级品牌，实惠价格。
⑥ 相对其它进口品牌的优势：美国拓步是全球最大的蓄能器专业制造商之一，世界最大的高压蓄能器生产商，服务周到，交货及时周期较短；同时，拓步的很多特殊型号、高要求蓄能器，是其它厂家所生产不了或者生产不好的。在全球市场上，拓步蓄能器的品质、品牌、售价，50多年来始终处于行业内的最高端，但现在价格方面，单独针对中国市场有了惊喜的变化（下述）。
液压蓄能器容积自动计算软件。
可用于液压蓄能器、储能器、蓄压器、缓冲罐的公称容积计算。
蓄能器的选型
蓄能器的选型⏹ 1.1蓄能器的作用蓄能器是把压力油的压力能储存在耐压容器中，需要时再将其释放出来的一种能量储存装置，它在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或位能储存起来，当系统需要的时，又将压缩能或位能转变为液压或气压等能而释放出来，重新补供给系统。
当系统瞬间压力增大时，它可以吸收这部分的能量。
保证整个系统压力正常！蓄能器在液压系统中主要有以下几方面的用途：（1）做辅助动力源，短期大量供油；（2）维持系统压力；（3）缓和冲击压力和吸收脉动压力。
⏹ 1.2蓄能器的类型蓄能器可分为重力加载式、弹簧加载式和气体加载式三大类。
（1）重力加载式蓄能器重力加载式蓄能器利用重物的位能来储存能量,是最古老的一种蓄能器。
它能提供大容量、压力恒定的液体,但尺寸庞大,反应迟钝。
这种蓄能器只用于固定的重型液压设备。
（2）弹簧加载式蓄能器弹簧加载式蓄能器利用弹簧的压缩能来储存能量,其结构简单,反应较重力式灵敏,但其容积较小,一般用于小容量、低压系统。
（3）气体加载式蓄能器气体加载式蓄能器的工作原理建立在波义耳定律的基础上。
使用时首先向蓄能器充入预定压力的空气或氮气,当外部系统的压力超过蓄能器的压力时,油液压缩气体充入蓄能器,当外部系统的压力低于蓄能器的压力时,蓄能器中的油在压缩气体的作用下流向外部系统。
气体加载式蓄能器又分为非隔离式、气囊式、隔膜式、活塞式等几种。
对于液压系统，广泛使用的是活塞式蓄能器和气囊式蓄能器。
以下是两种蓄根据采油树液压控制系统实际情况，蓄能器用于作辅助动力源并维持系统的压力，需要蓄能器有良好的灵敏特性和更高的压力值，因此水下采油树选择气囊式蓄能器。
蓄能器的容量计算蓄能器的工作原理：利用气体的可压缩性，靠封闭气体的弹性变形储存和释放能量。
当进入蓄能器中的油液压力升高时，蓄能器气囊中的气体受压缩气体变小，储存能量，同时蓄能器内的油液体积增大。
当蓄能器内油液压力降低时，气囊内气体膨胀，释放能量，同时把油液挤出蓄能器。
蓄能器的选型和计算
Calculation principles
Compression and expansion of gas inside the accumulator takes place according to the Boyle-Mariotte law regarding the status change in the perfect gases: The Fig.12 shows the P-V relationship for the accumulator. Where:Vo=Nitrogen pre-charge volume at pressure P0（L） It is the max volume of gas which can be stored in the max volume of gas which can be stored in the accumulator and it is equal to, or slightly lower than, nominal capacity.
Po=0.6-0.75 Pm or Po=0.8P1 Where：Pm=average working pressure. Hydraulic line shock damper
Po=0.6-0.9Pm where: Pm=average working pressure with free flow. Accumulator + additional gas bottles
4) 工作温度 工作温度决定着胶囊材料和钢制壳体材料的选择，而且 也对初始负载压力有影响，当然对蓄能器容积也有影 响。
5) 液体种类 这将决定材料的选择
6) 所需大流量 体积 Vo 和接头的规格与反应速度有关。
油箱及冷却器蓄能器等的设计计算
油箱的设计要点油箱油箱在液压系统中除了储油外，还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀杂质等作用。
油箱中安装有很多辅件，如冷却器、加热器、空气过滤器及液位计等。
油箱可分为开式油箱和闭式油箱二种。
开式油箱，箱中液面与大气相通，在油箱盖上装有空气过滤器。
开式油箱结构简单，安装维护方便，液压系统普遍采用这种形式。
闭式油箱一般用于压力油箱，内充一定压力的惰性气体，充气压力可达0.05MPa。
如果按油箱的形状来分，还可分为矩形油箱和圆罐形油箱。
矩形油箱制造容易，箱上易于安放液压器件，所以被广泛采用；圆罐形油箱强度高，重量轻，易于清扫，但制造较难，占地空间较大，在大型冶金设备中经常采用。
2.1 油箱的设计要点图10为油箱简图。
设计油箱时应考虑如下几点。
1）油箱必须有足够大的容积。
一方面尽可能地满足散热的要求，另一方面在液压系统停止工作时应能容纳系统中的所有工作介质；而工作时又能保持适当的液位。
2）吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。
管口与箱底、箱壁距离一般不小于管径的3倍。
吸油管可安装100μm左右的网式或线隙式过滤器，安装位置要便于装卸和清洗过滤器。
回油管口要斜切45°角并面向箱壁，以防止回油冲击油箱底部的沉积物，同时也有利于散热。
3）吸油管和回油管之间的距离要尽可能地远些，之间应设置隔板，以加大液流循环的途径，这样能提高散热、分离空气及沉淀杂质的效果。
隔板高度为液面高度的2/3～3/4。
图10 油箱1—液位计；2—吸油管；3—空气过滤器；4—回油管；5—侧板；6—入孔盖；7—放油塞；8—地脚；9—隔板；10—底板；11—吸油过滤器；12—盖板；4）为了保持油液清洁，油箱应有周边密封的盖板，盖板上装有空气过滤器，注油及通气一般都由一个空气过滤器来完成。
为便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低处设置放油阀。
对于不易开盖的油箱，要设置清洗孔，以便于油箱内部的清理。
5）油箱底部应距地面150mm以上，以便于搬运、放油和散热。
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液压蓄能器的计算
根据使用情况的不同，蓄能器的容量计算分为三种情况。
1.作为能源使用，排出的油速度较慢时
蓄能器用来保持系统压力，补偿泄漏等情况，蓄能器内气体的变化状态，可按等温变化考虑。
即
p0V0=p1V1=p2V2=常数
式中p0——供油前充气压力（Pa）
p1——最高工作压力（Pa）
p2——最低工作压力（Pa）
V0——供油前蓄能器气体容积，即蓄能器的总容量（L）；
V1——压力p1时的气体容积（L）
V2——压力p2时的气体容积（L）
由上式可知，当工作压力从p1降为p2时，气体容积变化量，即蓄能器排出的油量ΔV为
ΔV＝V2- V1＝p0 V0（1/ p2-1/ p1）
于是蓄能器的总容积为
V0＝（ΔV p1 p2）/ p0(p1- p2)
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
p0V01.4= p1 V11.4= p2V21.4=常数
当蓄能器的工作压力从p1降为p2时，排出的油量
ΔV＝p00.71 V0（1/ p20.71-1/ p10.71）
于是，蓄能器的总容积为
V0＝（ΔV p10.71p20.71）/ p00.71(p10.71- p20.71)
式中符号含义同前。
对于气囊式蓄能器的充气压力p0推荐：折合型取p0＝（0.8～0.85）p2；波纹型取p0＝（0.6～0.65）p2；
对于活塞式蓄能器推荐：p0＝（0.8～0.9）p2。
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
V0＝0.004qp3(0.0164L-t)/(p3-p1)
式中V0——蓄能器的总容积（L）；
p1——阀门关闭前管内液压油的工作压力（Pa）
p3——阀门关闭后允许的最大冲击压力，一般取p3＝1.5 p1（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V0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） 吸收液压泵压力脉动时，其计算公式为
V0＝V p I/0.6K
式中V0——蓄能器的总容积（L）；
I——液压泵的排量变化率，I＝ΔV/V p，ΔV为超过平均排量的排出量；
V p——液压泵的每转排量（L/r）;
K——液压泵的压力脉动率（K＝Δp/P p）
P p——液压泵工作压力（Pa）
Δp——液压泵压力脉动。
使用时，取蓄能器充气压力P0＝0.6P。