A hidraulikus energiatárolás magyarázata: Hogyan tárolják és engedik fel az akkumulátorok a folyadékenergiát

Hogyan tárolja és bocsátja ki a hidraulikus energiát az akkumulátor?

Az akkumulátor belsejében egy gázt, például nitrogént választanak el a hidraulikus folyadéktól egy tömlő, egy membrán vagy egy dugattyú. A hidraulikus nyomás növekedésével a folyadék belép az edénybe, és összenyomja a gázt. Amikor a nyomás csökken, a gáz kitágul, és visszanyomja a folyadékot a körbe. A klasszikus összefüggés a Boyle-törvény, P1V1 = P2V2, ami azt jelenti, hogy a felhasználható energia az előtöltési nyomástól és az üzemi nyomástartománytól függ.

Az előtöltés az a gáznyomás, amikor az akkumulátor nem tartalmaz folyadékot. Általános szabály, hogy az előtöltést a minimális rendszernyomás 70 és 80 százaléka közé kell beállítani. Ha az előtöltés túl alacsony, az akkumulátor nem tud elegendő folyadékot szállítani. Ha az előtöltés túl magas, soha nem töltődik meg teljesen. A helyes méretezés és az előtöltés a két legfontosabb tényező a hidraulikus energiatárolási teljesítményben.

A pontosabb becslés érdekében a szükséges effektív folyadéktérfogat a gáztérfogathoz és a nyomásszintekhez köthető. Egy izoterm folyamat egyszerűsített képlete: V_acc = V0 szorozva a (P0/P1) és (P0/P2) különbségével, ahol P0 az előtöltés, P1 a minimális üzemi nyomás, és P2 a maximális üzemi nyomás. A valós alkalmazásokban a gyors ciklus és a hőmérséklet-ingadozások miatt műszaki biztonsági tényezőt adnak hozzá.

Az akkumulátorok a nyomást is stabilizálják. A feltöltött egységek elnyelik az ütéseket és a szivattyúk és szelepek hullámzását, védik az érzékelőket és a tömítéseket. A szivattyú meghibásodása során a tárolt folyadék egy hengert vagy szelepet biztonságos helyzetbe tud hajtani, ezért az akkumulátorok a vészleállító rendszerek központi elemei.