溫度變化對(duì)使用囊式蓄能器的液壓系統(tǒng)的影響

顧建

摘 要：本文從理論上詳細(xì)推導(dǎo)了溫度變化對(duì)囊式蓄能器內(nèi)壓力影響的計(jì)算公式，為穩(wěn)定囊式蓄能器內(nèi)的壓力，保證系統(tǒng)正常工作，作者提出了在囊式蓄能器回路增加溢流限壓結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：溫度變化；壓力變化；溢流限壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.033

蓄能器是液壓站系統(tǒng)中的重要輔件，對(duì)保證液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行、改善液壓系統(tǒng)使用質(zhì)量、確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、延長(zhǎng)使用周期、降低運(yùn)行過程中的噪音等等起著非常重要的作用。蓄能器給系統(tǒng)運(yùn)行所帶來(lái)的更方面的優(yōu)勢(shì)很明顯，比如說節(jié)約成本、節(jié)能減排、安全可靠、環(huán)保等方面效果顯著。

1 囊式蓄能器概述

囊式蓄能器具有反應(yīng)靈敏，體積小，重量輕、安裝維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中，作為吸收系統(tǒng)中的壓力脈動(dòng)、降低噪音、儲(chǔ)存能量。在使用過程中，因溫度變化會(huì)對(duì)其內(nèi)部壓力產(chǎn)生較大影響，如果不對(duì)其進(jìn)行有效控制，不僅會(huì)嚴(yán)重影響囊式蓄能器的使用壽命，而且還會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

2 溫度變化對(duì)蓄能器內(nèi)壓力變化的影響

處于單向閥24.1和閥24之間的A3位置的蓄能器再蓄能器回路正常工作狀態(tài)下有壓力，閥24處于閉合狀態(tài)。當(dāng)蓄能器溫度降低時(shí)，蓄能器回路壓力等于系統(tǒng)壓力，隨著溫度的上升，蓄能器壓力也會(huì)上升，而單向閥24.1的存在使蓄能器回路中的壓力無(wú)法進(jìn)入主系統(tǒng)中，閥24又處于閉合狀態(tài)，因此蓄能器回路中的上升壓力無(wú)法卸掉。

假設(shè)系統(tǒng)在環(huán)境溫度為-30°C下啟動(dòng)，此時(shí)蓄能器預(yù)充氣壓力為40bar（-30°C時(shí)系統(tǒng)測(cè)量值），系統(tǒng)建立壓力至160bar 后停止運(yùn)行，并保壓，此時(shí)蓄能器內(nèi)油液及氣體壓力均為160bar。經(jīng)過短時(shí)間（幾小時(shí)內(nèi)）后環(huán)境溫度升至10°C則此時(shí)蓄能器內(nèi)壓力為：

實(shí)踐及試驗(yàn)證明，該計(jì)算公式的計(jì)算誤差在±8%以內(nèi)。

以上可見，系統(tǒng)的工作壓力為160bar，而由于溫度上升變化的影響，使得蓄能器回路上的壓力達(dá)到210bar， 比較設(shè)計(jì)時(shí)有30%的壓力增加。蓄能器長(zhǎng)期工作在額定工作壓力以上會(huì)嚴(yán)重影響其使用壽命，并且還會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成諸如壓力超限報(bào)警、電磁閥的動(dòng)作等影響，使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

為穩(wěn)定囊式蓄能器中壓力，確保整個(gè)系統(tǒng)的正常工作，可在囊式蓄能器回路中增加溢流閥來(lái)限制其壓力隨外界環(huán)境溫度的變化而變化。

考慮溢流閥彈簧動(dòng)作的滯后性，溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)略高于實(shí)際要求的工作壓力，例如：要求的工作壓力為160bar，可以將溢流閥的調(diào)定壓力整定為170bar左右。此時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過170bar 時(shí)溢流閥溢流，由于溢流閥彈簧動(dòng)作的滯后性，當(dāng)溢流閥關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)壓力可以穩(wěn)定在160bar左右。

溫度急劇變化會(huì)對(duì)應(yīng)用囊式蓄能器的液壓系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響，如果不可避免地在有較大環(huán)境溫度變化情況下使用囊式蓄能器，那么強(qiáng)烈建議在蓄能器回路使用溢流閥來(lái)限制其壓力隨溫度變化而變化，以提高囊式蓄能器的使用壽命和穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。

參考文獻(xiàn)：

[1]全振興.囊式蓄能器在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2013，

（01）：61-62.endprint