蓄能器的压力调节与控制

蓄能器的压力调节与压力控制

蓄能器作为一种辅助能源在液压系统中应用很广泛 ,其优越性也日渐为人们所公认。蓄能器用于多部件集中供油系统时,经常遇到这样一些问題,即蓄能器压力如何调节？如何控制?与液压泵调节压力关系怎样? 采用什么样的连接与压力控制可以使系统效率最高？本文就以上问题谈谈看法。

一、蓄能系统中常用的连接接方式及压力调节

1.单泵与蓄能器连接

图l

图l是目前液压系统中应用较为广泛的一种连接方式。图中表示出系统A与系统B由液压泵l与蓄能器2集中供油,两个系统可同时

动作,也可分别动作。同时动作时,液压泵与蓄能器同时供油。由于调速阀5、6的节流开口较小,液压泵l的供油压力仍为定压阀3的调节圧力 ,不受溢流阀4及快速移动阻力的影响(缸阀4按蓄能器容积计算时系统最高压力调节)。而定压阀 3的调节压力一最要高于溢流阀4的调压,高多少并不受阀4的制约。当多个部件中有的在加工,有的在快速移动时,其动作互相不受影响。由于调速阀5、6保证液压泵压力不受蓄能器压力变化的影响自,这种连接方式中蓄能器的作用及在系统中的位置相当于双泵系统中的低压液压泵, 靠定压阀3的调整压力高于溢流阀 4以及调速阀5、6的节流口小开度,使得该系统工作类似于高低压分别驱动工进与快进的回路。系统工作时,液压泵不能卸荷,而将多余的油排给蓄能器充油。适用于部件循坏周期相对较长 ,部件加工与停止时间占循环时间比例大的场合。这样.给蓄能器充油时间较为充分,液压泵流量可以较小。

图2

图2也是一种常用的蓄能器连接与控制系统,液压泵与换能器压力总是同一压力值,系统的最高压力由溢流阀4来调节. 采用这种连接方式使总的输出管路为一条,相対图l来讲,为了适应快速与加工过程中所需不同的压力与不同流量，同时使部件的动作互不干扰，就得使蓄能器与泵的容量加大。

2.双泵与蓄能器连接

当液圧系统控制部件多,液压泵流量比较大时, 可以采用单泵与蓄能器的连接方式。如果液压系统中只有个别部件需要大流量或系统短时间需要大流量时,可采用双泵供油系统,用一个低压大流量泵与蓄能器一起使该部件或系统供油。另外,在集中控制系统中, 由于各部件循环造成时间上的差异，促使循环中某个瞬时需要低压大流量。而在此之前液压泵给蓄能器输入油量满足不了需要,这时也可以来用一个低压油泵在此期间给蓄能器供油,蓄能器充满以后该泵卸荷，系_统连接多用图3、图4两种方式。

二、蓄能器卸荷阀系统

蓄能器系统的液压泵流量按需要计算,计算时可加适当的储备,要考虑计算不周造成的误差，又要考虑系统泄漏,进择液压泵流量时要比计算流量大, 额定流量往往与计算流量不一致,而最后选择的液压泵流量比计算流量约大20%-40%。图l液压泵总在系统的最高压力下工作,图2中液压泵也总在最高压力下或接近最高重力下工作，约有20和40%功率损失。这两种系统适用于固定的工作循环、不变的加工时间。如果一个系统中各部件循环有先后,加工时间可变,需要的流量有时比较大有时很小,不同时间流量相差相多。在这种情况下,液压泵流量应按同时运动部件多,需要流量大値来选择。系统需要流量少时,多余能量就变成热能了。为了提高系统效率可以采用蓄能器卸荷阀液压系统,见图5。在这里,卸荷阀的调整须调得高于系统工作压力,以便保证液压泵的流量在工作行程期间能全部进入系统。

三.蓄能器工作时的压力调节与压力控制

l .蓄能器的压力调节

图l中蓄能器的最高压力 P2与最低压力 P1,在计算蓄能器容积时已经选定了P2値由溢流阀4来调节.其调整値(只要小子定压间3的调节値)可在较大的范围内选择。工作中当 P2与计算值不相符时,要相应变动溢流阀4的调节値P2 ,以保证 P2/P1的比值与计算值相符。P1为系统中部件移动需要的最低压力値。而P2值与蓄能器工作时输出体积有关,它又决定了蓄能器的最高输出压力，要按计算值调节。如果压力调得过高就额外提高了液压泵输出功率，而系统并不需要,变成了节流损失。如果压力调得过低，不是部件循环实现不了,就是速度达不到设计要求,同步动作也无法实现.压力调节后与实际情況有些差别时,可以靠溢流阀加以调节,在一个小的范围内予以补偿。

系统中液压泵的调节压力P与P2的关系如下。

蓄能器向外供油时其压力要下降,因此要增加定压阀,其目的是希望该下降值不要涉及到液压泵供油压力,以保证正在加工部件的正常进给速度。为比,定压阀的调节圧力要高于溢流阀的调节圧力,即P>P2

定压阀的调节压力不能低于P2,否则部件运动会相互干扰。

图2系统中蓄能器的最高调节压力P2,是由溢流阀来调节的，泵压与蓄能器的压力是同一压力値,可根据系统需要加以调节。系统工作时有的部件加工,有的快速追回。为使相互影响不大,可选择较大的蓄能器,并要适当提高调节压力,以补偿由于压力变化对加工的影响。

蓄能器卸荷阀系统与图2原理相似。相似的地方是泵的最高供油压力与蓄能器的最大供油压力一致；不相同的地方是系统不需要大量

压力油时液压泵可以卸荷,需要大量压力油时蓄能器又可自动控制泵的供油，所以这种系统效率最高。

2.蓄能器的压力控制

一般蓄能器是靠压力差工作的。系统的最高压力靠溢流阀来调节,最低压力靠系统需要的最低压力自然地决定,也可以靠系统加以调节与控制。为检验蓄能器的工作情况,在蓄能器的压力油进口应并联有圧力继电器。如图2中的压力继电器可以保护系统压力不低于某个值或不高于某个値时发出指示信号。图4中的6与7是控制蓄能器工作的压力区间,一个调到蓄能器的最高工作压力,一个调到蓄能器的最低工作压力。

为了蓄能器系统工作安全可靠,保护蓄能器不会由于压力过高造成故障,可以在蓄能器出口再连接一个安全阀，该阀调整压力比系统溢流阀高。同时还要考虑系统需要紧急停车后能将蓄能器的油迅速排回油箱。为此，需要时附加一个紧急卸荷手柄或电磁卸荷阀,因为按系统总停按钮后,蓄能器内仍存在压力油。

总之,蓄能器系统的安全阀可保证系统工作安全，系统中压力的检验由压力继电器完成。必要时用双柱塞型压力继电器或两个压力继电器控制蓄能器的压力区间。

在蓄能器系统中,安全阀与溢流阀不仅允许并存,而且是必要的，系统需要多个蓄能器时,在每个蓄能器出口都装有专门的安全阀及卸荷手柄,以确保系统安全可靠。