[摘要] 本文就HBTZ60型混凝土泵的液压原理分析了蓄能器在液压在系统中的具体应用，阐明了蓄能器在液压在系统中重要作用，介绍了蓄能器的内部结构，并针对蓄能器在液压在系统所出现的故障隐患作了详细分析和判别。
        [关键词] 原理蓄能器分析
        蓄能器是一种能把压力油的液压能储存在耐压容器里，待需要时又将其释放出来的一种装置。在液压系统中的主要功能是储存能量，吸收脉动压力，吸收冲击的作用。蓄能器按结构分为重力式弹簧式和充气式三种。其中充气式又分为气瓶式、活塞式和皮囊式。皮囊式蓄能器具有结构尺寸小，重量轻，安装方便，维护简单，皮囊惯性小，反应灵敏的特点。所以在液压系统中应用较广泛。
        在混凝土输送泵的液压系统中,皮囊式蓄能器的用途特点则非常突出，就以HBTZ60型混凝土泵的液压原理为例，分析蓄能器在系统中的具体运用。

1 吸油滤油器、 2电机、 3变量柱塞泵、 4 双联齿轮泵、 5 空气滤清器、 6 先导式卸荷阀、7测压接头、8先导式溢流阀、 9散热器、10回油滤油器、11“M”型电液换向阀、12插装式单向阀、13主油缸、 14 高低压切换阀、 15 压力表、 16 蓄能器、17 闸板阀油缸、 18油马达、 19电磁换向阀 、20“O”型电液换向阀、21叠加式溢流阀
HBTZ60型混凝土泵液压原理图
        由上示原理图可知，系统可分为3部分：主油路系统，分配阀系统和搅拌系统。主油路系统由变量柱塞泵3、吸油滤油器1.1、先导式溢流阀8、“M”型电液换向阀11、主油缸13、插装式单向阀12、高低压切换阀14等组成．当电机2起动，变量柱塞泵3就向系统供油．油液经“M”型电液换向阀11驱动主油缸13工作．电液换向阀11的换向动作是电控的，它的两个电磁线圈轮流通电，使两个主油缸轮流进油及回油．不通电时，进入电液换向阀11的液压油经Ｔ腔流回油箱，主油泵处于卸荷状态．主油泵最大工作压力由先导式溢流阀8控制，调定压力为28MPa．当系统工作压力达到12.5 Mpa时,也就达到了变量柱塞泵的变量压力起点,主泵开始随着压力的升高,逐渐降低排量.这种变量方式能够充分利用动力机的功率,提高整机的使用效率.主系统具有高低压切换功能,由高低压切换阀14控制实现, 高低压切换阀控制主油路接通主油缸无杆腔时,是高压小排量泵送;控制主油路接通有杆腔时,是低压大排量,用户可根据现场情况随意选择.推送机构的两个主油缸有杆腔或无杆腔相沟通，形成闭合油路．每当活塞运动到行程终点后，压力油会自动打开油缸插装式单向阀12向闭合油路补油一次，实现自动补油功能．同时靠行程开关的控制自动换向。
        分配阀油路由齿轮泵4、先导式卸荷阀6、‍蓄能器16、“O”型电液换向阀20、吸油滤油器1.2及闸板阀油缸17组成。油泵4出来的压力油经过先导卸荷阀6到蓄能器16和“O”型电液换向阀20，后驱动闸板阀油缸17。此电液换向阀的液动滑阀机能为“O”型．当电磁阀不通电时，液动阀各通道全部被隔断．压力油首先注入蓄能器16．蓄能器16内的油压升到调定值14MPa时，压力油把先导卸荷阀6的回油通道打开，油泵卸荷．又由于先导卸荷阀内的单向阀的作用．系统压力油不会倒流，蓄能器16起着保压作用，维持着先导卸荷阀6的开启状态，油泵稳定卸荷.
        所以，在这个液压系统中要求闸板阀油缸17必须换向迅速、及时。闸板阀的换向时间取决于两个因素，一是闸板的运动轨迹要尽可能短；二是换向速度要尽可能快。所以要求液压系统要有足够的压力和流量。一般换向动作应在0.15-0.3s内完成。如果没有较快的换向动作，容易产生混凝土从输送管向工作缸倒流，使容积效率降低，从而降低工作效率。
        因此，蓄能器在分配阀系统起辅助动力源的作用，当电讯号输入到“O”型电液换向阀20时，换向阀动作，蓄能器压力油迅速释放，确保换向及时可靠。所以在选择油泵时，按分配阀系统所需的平均流量来选择，而不需根据闸板阀油缸在较短时间内换向所需的最大流量来选择。因此用一个较小的泵就可满足使用，在本系统中用的是38泵，这样充分利用了泵的功率，减少了系统发热而且也减少了传动功率，使液压系统尺寸小、重量轻、降低了成本。
        蓄能器在分配阀系统还起补充泄露和保持压力的作用。在本系统中，先导式卸荷阀6的作用是当蓄能器工作时，使油泵卸荷，节省能源。当一次换向后，油液进入闸板阀油缸，使活塞快速动作．蓄能器内的压力油被消耗一部分，系统油压下降，但蓄能器还保持一定高的压力，卸荷阀还处于卸荷状态。当再次换向后，系统压力低于卸荷阀的相对应的切换压力差时，停止卸荷，油泵又向系统供油，直到油压升高到调定值。卸荷阀的压力调至14MPa，因为卸荷阀的滑阀面积比锥阀面积的大17％，所以滑阀上的作用力也比锥阀大17％，所以系统压力低于卸荷阀的相对应的切换压力差时，即14X（1-17％）≈12Mpa才停止卸荷。这也说明为什么分配阀油缸动作两次油泵才向系统供油，也进一步说明蓄能器在系统中的补充泄露和保持压力的作用。
        蓄能器还在系统中起减小压力冲击和压力脉动的作用。因为电液换向阀在换向瞬间，或油泵突然停车，甚至人为的执行元件紧急制动等原因，都会使管路内液体流动发生急剧变化，而产生压力冲击，虽然系统中设有卸荷阀，但他响应稍慢，因而瞬时压力增高，其值可能高达正常压力的几倍以上。压力冲击常使密封装置、管道或其它液压元件损坏，引起系统的振动和噪声。所以在本系统中，蓄能器的存在大大减小了压力冲击，缓冲了系统脉动，确保了系统其稳定性。
        蓄能器在系统中起紧急动力源的作用。当液压系统突然停止工作，或泵机长时间不工作时，我们要把闸板阀油缸缸杆收回，以保护油缸活塞杆不至于被撞击或划伤，这就需要蓄能器来完成。从而释放液压系统中的压力，让系统处于零压力状态。
        在本系统中，蓄能器另一个重要的作用是为电液换向阀提供了可靠的先导换向压力油。在分配阀油路有条油管通到“M”型电液换向阀11和高低压切换阀14，用来推动液压阀阀芯，确保电液换向阀换向及时、可靠。
        蓄能器在液压系统中的作用是至关重要的，如果蓄能器出现故障，又会是如何呢？分析如下：
        皮囊式蓄能器是由充气阀、壳体、气囊和提升阀组成，壳体上端充气阀用来为气囊充气，平时充气阀是关闭的，气囊一般充的是氮气，囊外贮油液，气囊与充气阀一起压制而成，壳体下端是提升阀，它能使油液通过阀口进入蓄能器而又能防止当油液全部排出时，气囊膨胀出壳体之外。所以蓄能器出现故障，主要是气囊的问题，即氮气压力偏低、没有氮气压力两种情况。
        如果氮气压力偏低，分配阀油缸换向动作缓慢、无力，同时发现压力表指针波动较大，出现一次一补油的现象。氮气压力偏低一是充气压力偏低，二是充气阀关闭不严或气囊漏气。如果是后者，系统出现不保压。当操作泵机卸压时，发现压力表指针下降后马上会有小的弹复，可判定气囊漏气，需要更换气囊。
        如果没有氮气压力，同样分配阀油缸换向动作缓慢、无力、系统不保压，同时发现油缸每动作一次，压力表指针下降为0或接近为0，由此判定气囊破碎，需要更换。
        如果怀疑蓄能器出现故障时，首先应检查蓄能器的充氮压力，最直接的方式是启动泵机，当分配阀油路压力达到14Mpa时，停机扳动分配阀左/右开关，仔细观察蓄能器在排油过程中压力表的变化，压力表指针慢慢下降，当达到蓄能器充气压力时，蓄能器的提升阀关闭，压力表指针迅速降到零，则压力表指针在迅速降到零时的那一数值就是蓄能器的充氮压力。另一种方式是用充氮工具直接测出充氮压力，这种方式需要打开蓄能器的充气阀，每测量一次，要释放出一些氮气，所以不适合测容量小的蓄能器。在本系统中，蓄能器的充氮压力为8-9Mpa，如果充氮压力过高，也会出现一次一补油并伴有闸板阀运动不到位的现象，因为充氮压力过高，蓄能器贮存的油量太少，满足不了闸板阀油缸的用量，所以，泵机不会正常工作。
        在实际操作当中，有时还会遇到油箱喷油的现象，这是由于蓄能器气囊受压破碎，大量气泡进入油液中，使油液的可压缩性增加（因为气体的可压缩性在常态下比油液品大约1万倍），由于油液从高压突然降为低压，流回油箱的油液在箱内急剧膨胀，油箱内的压力高于大气压，使油液混同空气一起从通气孔排出，从而出现喷油现象。
        蓄能器在液压在系统中属于危险部件，所以在操作当中，要特别注意。当出现故障时，切记一定要先卸掉蓄能器的压力，使系统处于无压力状态方可进行维修，以免发生意外事故。
        参考文献： 赵显新 工程机械液压传动装置原理与检修 辽宁科学技术出版社 2000版 107