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1、蓄能器參數(shù)對液壓系統(tǒng)動態(tài)特性影響摘要：針對蓄能器的應用，通過分析液壓系統(tǒng)動態(tài)特性，闡明利用蓄能器設計液壓系統(tǒng)吸收壓力脈動時應遵循的理論依據(jù)。關鍵詞：蓄能器液壓系統(tǒng)動態(tài)特性一、引言蓄能器在液壓系統(tǒng)中是一種液壓能儲存裝置，其主要用途之一是蓄積壓力能，以備需要時投入系統(tǒng)中使用；之二是作為吸收壓力沖擊或減輕油路中的壓力脈動使用。由于蓄能器參數(shù)選擇不當，有些液壓系統(tǒng)中蓄能器吸收壓力波動的效果不理想。本文以實例來闡述利用蓄能器吸收壓力脈動液壓回路設計時，蓄能器參數(shù)對液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性影響。二、工程實例如圖1所示，一臺油壓機，為了吸收壓力波動或減輕壓力波動對
2、系統(tǒng)的影響，在回路中加裝了一個皮囊式蓄能器2，與閥式配流定量斜軸式柱塞泵1相連。圖1蓄能器系統(tǒng)簡圖調試發(fā)現(xiàn)蓄能器吸收壓力波動的作用不大，設備振動狀況與沒裝蓄能器以前沒有明顯改善。三、動態(tài)特性分析[1]經檢查，蓄能器本身沒有問題，裝在系統(tǒng)中后沒有明顯效果，經分析認為是回路配置有問題。對回路作動態(tài)特性分析如下：1．分析條件（1）蓄能器中氣體狀態(tài)變化規(guī)律按絕熱來考慮即：PAVK=G=常數(shù)式中PA-—蓄能器中的氣體壓力VK—蓄能器容積K—指數(shù)（絕熱狀態(tài)K=1.4）4（2）液壓泵出口的平均流量Q等于通過不可調節(jié)流閥3的平均流量QR即：Q=QR穩(wěn)態(tài)時通向蓄
3、能器的平均流量QA=0。（3）蓄能器到泵出口處的管中油液的流動按層流計算（4）采用在給定平衡點附近取小增量線性化方法來確定非線性問題（5）泵出口處單向閥不計壓力降和流量損失2．動態(tài)特性分析基于以上分析條件，將該回路流量連續(xù)性方程寫作如下：對其進行拉氏變換： ?。?）而節(jié)流閥流量特性方程的拉氏變換為： ?。?）式中P0—泵出口壓力穩(wěn)態(tài)值Q0—泵輸出流量穩(wěn)態(tài)值P1—節(jié)流閥出口壓力∆P—泵出口壓力拉氏變換蓄能器中氣體狀態(tài)變化方程拉氏變換為： （3）式中V0—蓄能器中氣體容積穩(wěn)態(tài)
4、值∆PA—蓄能器入口處壓力拉氏變換油液力平衡方程拉氏變換為：4 ?。?）式中mA—蓄能器管路中油液質量m1和蓄能器內油液質量m2的等效質量，，其中a為管路通流面積A—蓄能器中浦液的截面積Rf—管路液阻，，其中μ—油液動力粘度L—管路長度d—管道內徑將(1)(2)(3)(4)四式聯(lián)立，整理后解得： ?。?）將(5)式寫成無量綱傳遞函數(shù)為[2]： ?。?）式中—振蕩環(huán)節(jié)的固有頻率—微分環(huán)節(jié)的阻尼比——振蕩環(huán)節(jié)的阻尼比由式（6）看出，該回路是由一個放大環(huán)節(jié)，一個振蕩環(huán)節(jié)和一個二階微分環(huán)節(jié)組成，將式中的S以代替，則得
5、出回路的頻率特性為： （7）由此可得對數(shù)幅頻特性曲線如圖2所示。圖2蓄能器波特圖4圖2中曲線1為放大環(huán)節(jié)的曲線，為一根水平直線，曲線2為振蕩環(huán)節(jié)的曲線，其斜率為-4dB／dec，曲線3為二階微分環(huán)節(jié)曲線，其斜率為+4dB／dec，曲線4為前三條曲線疊加后形成的曲線。從圖中可以看出，曲線2和3的轉角頻率相同，均為，由于，因此，在頻率時，疊加曲線出現(xiàn)了最小值，這就意味著此時回路吸收脈動的效果最好。由得 ?。?）當時，，將，，代入（8）式中得：四、蓄能器參數(shù)選擇綜上所述，蓄能器前管路的液阻Rf越小，則壓力脈動的幅值就越小，蓄能器回路
6、吸收壓力脈動的效果就越好。因此，在泵的脈動頻率ω已知情況下，就應該合理選擇V0，將mA和A代入中，使，且使盡可能小，才能使回路得到吸收脈動最好的效果。重新選擇蓄能器結構參數(shù)Vo和A，井盡可能地減小管長L，使蓄能器盡可能地靠近液壓泵出口（也可以將管徑d增大，但往往受條件限制，管徑也不可能做得太大）。實踐證明，系統(tǒng)的壓力脈動明顯降低。此例說明，在設計吸收壓力脈動的蓄能器回路時，需針對具體的回路進行靜態(tài)和動態(tài)特性分析，為回路設計找出理論依據(jù)，從而合理地進行結構設計，這樣才能使回路獲得比較好的吸收脈動的效果。參考文獻[1]明仁雄．液壓與氣壓傳動[M]．
7、北京：國防工業(yè)出版社．2003．[2]左健民．機電控制工程基礎[M]．北京：機械工業(yè)出版社．2002．[3]王琳．蓄能器基本參數(shù)確定及其特性對液壓系統(tǒng)的影響.[J]．咸陽：陶瓷．2005,5.40_434
