为避免气体进入液压油,气体与液压油必须隔离。
方式分为以下三种：气囊式、隔膜式和活塞式。
1）气囊式蓄能器 气囊式蓄能器(见图8-22),容积可以很大,目前市售的可达450L,最高工作压力可达100MPa。
图8-22气囊式蓄能器 a)结构b)初始状况c)被压缩时d)气囊被压缩后 1一气囊2一外壳3一启闭阀A一气口B一油口 最高工作压力与预充气压力之比,术语称压缩比。
气囊式蓄能器的压缩比一般不超过4。
由于磨损少,寿命长,气囊损坏的话可更换,因此目前应用最广。
2）隔膜式蓄能器 隔膜式蓄能器大致如图8-23所示。
图8-23隔膜式蓄能器 a)外形b)内部结构 1一启闭阀2—隔膜3一外壳 A一气口B一油口 工作容积一般在0.07~5L,最高工作压力可达35MPa以上 。
压缩比,一般不超过8。
其动态响应特性一般较其他各类蓄能器高。
气囊式和隔膜式蓄能器,压缩比较低,主要是受气囊和隔膜变形能力的限制。
3）活塞式蓄能器 活塞式蓄能器(见图8-24)由于没有变形元件,压缩比理论上可以无限高。
从而获得较高的能量密度。
但实际上由于受外壳强度的限制,目前最高工作压力为80MP2a,容积最大为1200L。
8-24活塞式蓄能器 (派克) a)外形b)内部结构 1一密封圈2一活塞A一气口B一油口 因为对壳体内壁表面的粗糙度有很高的要求,所以制造成本较高。
4）注意事项 由于密封会磨损,导致泄漏,所以必须定期检查。
如果利用传感器从外部监测活塞位置,通过与压力相比,就可在线确定是否有漏气。
活塞的惯性一般相对较大,而且受到密封摩擦力的影响,因此动态响应性能稍差,且压力有滞回。
蓄能器要储存较多能量时相当重。
因此,会对整机重量与元件布置带来不容忽视的影响。
例如,据研发报告,20t挖掘机动臂下降约有280000J的能量,欲全部回收的话,需要一个至少50L的蓄能器，重约150kg。
目前正在研究如何减轻蓄能器。
例如,采用高强度碳纤维缠绕技术(见图8-25),可以降低壳体重量一半甚至十分之九。
图8-25碳纤维缠绕蓄能器 但有些移动机械,本身就需要配重,如叉车、起重机等;有些不需要快速起动,如飞机牵引车等，蓄能器重些，问题就不大 。
生活经验,在用打气筒给自行车轮胎打气后,气筒会发热。
这是因为,气体在被压缩时,不仅压力会上升,温度也会上升。
而随着散热,温度下降,压力也会有所下降。
所以,利用蓄能器储能,要获得较高的能效,还要注意保温措施。
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