Гидроаккумуляторы. Назначение и устройство

Гидроаккумуляторы предназначены для накопления энергии при помощи насоса в период его недогрузки и отдачи ее в короткий отрезок времени, когда потребляемая мощность превышает мощность, развиваемую насосом.

В случае, если работа гидросистемы происходит весьма неравномерно, то, включив гидроаккумулятор, можно уменьшить пульсацию давления, вызванную неравномерностью работы насоса, и повысить коэффициент полезного действия гидросистемы. Кроме того, гидроаккумулятор как присоединенная емкость сглаживает гидравлические удары.

На тракторах гидроаккумуляторы применяют в системах гидропневматического пуска, для поддержания заданного давления в гидроувеличителях сцепного веса при холостой работе насоса и постоянного давления в нагнетательной магистрали гидросистемы с нерегулируемыми насосами.

Гидроаккумуляторы различают пневматические, грузовые и пружинные. В гидроприводах тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин получили распространение пружинные и пневматические поршневые гидроаккумуляторы.

Рис. Акумуляторы:
а — пружинный; б — пневматический; 1 — корпус; 2 — поршень; 3 — пружина; 4 — стальной корпус; 5 — газовая камера; 6 — уплотнительные кольца; 7 — жидкостная камера.

Пружинный гидроаккумулятор состоит из корпуса 1 и поршня 2 с пружиной 3. Элементом, аккумулирующим энергию, является пружина 3. При зарядке жидкость поступает в аккумулятор через клапан зарядки. Последний автоматически соединяет рабочую полость гидроаккумулятора с нагнетательной линией насоса при падении давления ниже заданной минимальной величины и отключает насос при достижении максимального давления зарядки. Под давлением жидкости поршень сжимает пружину 3 и отодвигается в сторону ее сжатия, накапливая тем самым энергию. При соединении рабочей полости с потребителем (силовым цилиндром) пружина 3 разжимается и выталкивает жидкость из аккумулятора в рабочую полость потребителя. Пружинные гидроаккумуляторы имеют небольшую емкость и их применяют при давлениях до 10 МПа (100 кгс/см2).

Пневматический гидроаккумулятор состоит из закрытого цилиндра (корпуса) 4, внутри которого помещен поршень 2, уплотненный по наружному диаметру двумя круглыми кольцами 6 из маслостойкой резины. Поршень 2 разделяет внутреннее пространство аккумулятора на две камеры: верхнюю 5, заполненную инертным газом, и нижнюю 7, заполненную маслом под давлением. На крышке аккумулятора устанавливают зарядный штуцер с обратным клапаном для периодической зарядки инертным газом до давления, равного около половины максимального давления, на которое рассчитана работа гидроаккумулятора. Обратный клапан препятствует выходу газа из гидроаккумулятора при зарядке. В нижней части гидроаккумулятора имеется штуцер, к которому подсоединяют нагнетальный трубопровод гидравлической системы. Во избежание утечек газа в поршне сделан жидкостный затвор в виде небольшого слоя жидкости над уплотнительными кольцами.

В качестве накопителя энергии в данном случае является сжатый газ. При отдаче жидкости из гидроаккумулятора в гидросистему он расширяется внутри корпуса, благодаря этому давление уменьшается и, наоборот, при поступлении жидкости в гидроаккумулятор газ сжимается, а его давление увеличивается. Поэтому при работе аккумулятора возникают колебания давления. Величину этих колебаний оценивают коэффициентом неравномерности давления.

По условиям ведомственных органов Котлонадзора гидроаккумуляторы должны иметь не менее чем четырехкратный запас прочности и испытаны под давлением в 1,5—2 раза, превышающем рабочее давление.