Объяснение хранения гидравлической энергии: как аккумуляторы хранят и высвобождают энергию жидкости

Как аккумулятор хранит и высвобождает гидравлическую энергию

Внутри аккумулятора газ, такой как азот, отделяется от гидравлической жидкости с помощью баллона, диафрагмы или поршня. По мере увеличения гидравлического давления жидкость поступает в резервуар и сжимает газ. Когда давление падает, газ расширяется и выталкивает жидкость обратно в контур. Классическим соотношением является закон Бойля P1V1 = P2V2, что означает, что полезная энергия зависит от давления предварительной зарядки и диапазона рабочего давления.

Предварительная зарядка — это давление газа, когда в аккумуляторе нет жидкости. Общее правило — устанавливать предварительную заправку в диапазоне от 70 до 80 процентов минимального давления в системе. Если предварительный заряд слишком низкий, аккумулятор не сможет подавать достаточное количество жидкости. Если предварительный заряд слишком высок, он никогда не заполняется полностью. Правильный выбор размера и предварительная зарядка являются двумя наиболее важными факторами в эффективности аккумулирования гидравлической энергии.

Для более точной оценки необходимый эффективный объем жидкости можно связать с объемом газа и уровнями давления. Упрощенная формула для изотермического процесса: V_acc = V0, умноженная на разницу между (P0/P1) и (P0/P2), где P0 — предварительная загрузка, P1 — минимальное рабочее давление, а P2 — максимальное рабочее давление. В реальных приложениях добавляется инженерный коэффициент безопасности из-за быстрой циклической работы и изменений температуры.

Аккумуляторы также стабилизируют давление. Заряженные агрегаты поглощают удары и пульсации от насосов и клапанов, защищая датчики и уплотнения. Во время отказа насоса хранящаяся жидкость может перевести цилиндр или клапан в безопасное положение, поэтому аккумуляторы являются основными компонентами систем аварийного отключения.