隔膜式蓄能器（活塞式皮囊式隔膜式蓄能器优缺点总结）

​蓄能器在流体动力系统中非常有用，它用来储存能量、消除脉冲。它们可以用在液压系统中，通过补充泵的流体，来减小流体泵的规格。这是通过在低需求阶段，储存泵里的能量完成的。他们可以作为波动和脉冲的减缓和吸收器。他们可以缓冲捶击， 在液压回路中减少由于动力气缸的突然启动或停止所引起的振动。当液体受温度升高和下降的影响时，蓄能器可以在液压系统中用来稳定压力变化。他们可以分配受压流体，例如润滑脂和润滑油。

目前最常用的蓄能器是气动-液动型式的。气体的作用类似于缓冲弹簧，它和流体共同作用；气体被活塞、薄隔膜或气囊所分离。

活塞式蓄能器

优点：

1.压力可以很高，虽然国内活塞式蓄能器（3倍或更小安全系数）只能做到21Mpa或31.5Mpa，但是拓步蓄能器（4倍安全系数）活塞式常规型号可以做到138Mpa（1380 Bar），非常规型号可以更高；2.耐高温型号性能更稳定，拓步耐高温型号活塞式蓄能器可承受230摄氏度以下高温；3.可以承受很大的压力波动幅度，并适合串联气瓶或气瓶组（大大提高容积利用率）。

4.通常使用寿命比皮囊式蓄能器更长；5.相对于皮囊式的更换皮囊，活塞式更换密封件成本更低，操作更简便；6.安装容易、结构简单、维护方便，充气方便；

7.跟皮囊式突然失效（皮囊破裂而泄露）不同，活塞式一般具备多道密封，即使失效也是逐渐、缓慢地失效（泄露），对于某些设备或系统，蓄能器的突然失效可能导致事故或重大损失，此时应选用活塞式蓄能器；

8.活塞式蓄能器可以做得很大，拓步活塞式蓄能器的常规型号单件容积可以达到760升，非常规型号可以更大；

缺点：

1.低压情况下活塞因惯性影响大而不适于作高频往复运动，故活塞式蓄能器不适于在低压情形下用于吸收脉动、高频振动；（但其它如作辅助动力源、蓄能保压、吸收液压冲击、回收能量等功能上，活塞式和皮囊式的性能是相同的；另外，在高压情况下，如13Mpa以上，压力越高，活塞的惯性影响就越来越小，经验证明，此时采用活塞式蓄能器尤其是小容积型号的，同样可以很好地实现消减脉冲、吸收振动、消除噪音的效果）；2.对壳体内壁加工精度及密封件等要求很高，否则容易渗漏，各品牌的质量差异较大；拓步活塞式蓄能器独特的设计，使渗漏降至最低，通常连续使用3-5年才需要补充气体；3.壳体内壁精度、密封材质、润滑设计等，都会影响到活塞运动的摩擦力大小，各品牌的质量差异较大；4.活塞式蓄能器一般比皮囊式要重一些（拓步的某些轻型活塞式蓄能器除外）；

5.活塞式蓄能器一般比皮囊式要贵（拓步蓄能器的一小部分活塞式型号比皮囊式价格便宜）。

皮囊式蓄能器

优点：

1.维护容易、附属设备少、安装容易、充气方便。

2.皮囊（胶囊）惯性小，反应灵敏，适合用作消除脉动；3.皮囊将油气隔开，油气不会混合（不破裂的情况下）；

缺点：1.皮囊的使用寿命通常较短（相对活塞式而言），而且各品牌的皮囊质量差异很大；

2.导致皮囊寿命缩短而破裂的因素很多，其中包括皮囊本身的质量寿命差异、皮囊装配各步骤操作不当（如事先未充液润滑）、预充气各步骤操作不当（如未能缓慢充气）、预充气压力计算误差、油口流速接近或超过7m/s、作储能用时单次往复时间接近或少于10秒、皮囊在工作中与菌型阀相碰撞、温度变化大（包括季节温差大）、长期横向振动摇晃、流体腐蚀、介质内微小固体杂质惯性冲击，等等；

3.皮囊破裂时，可能会导致蓄能器突然失效，同时油箱喷油、气爆，导致系统事故或维修及停机等损失；4.皮囊不能做得太大，否则影响皮囊寿命，美国ASME标准一般最大为60升 ；

5.工作压力不能太高，国内最高（3倍或更小安全系数）一般为31.5Mpa，拓步皮囊式蓄能器（4倍安全系数）为51.8Mpa ；

6.在快速释放油液时，囊式蓄能器的菌型阀可能会提前关闭，导致蓄能器突然暂时失效；7.因皮囊材质为橡胶，强度不高,不能承受很大的压力波动（注意皮囊压缩比），波动幅度过大会大大降低皮囊寿命；所以同时，皮囊式蓄能器一般也不适合串联气瓶或气瓶组使用。

隔膜式蓄能器

优点：1.其重量和容积比最小，反应灵敏，低压消除脉动效果显著。缺点：1.压力小，一般最大为25Mpa；2.容积小，一般最大为11.4升。

重力式蓄能器；

重力式蓄能器如图3.3所示，重力式蓄能器利用提拉加载在活塞上的质量，将液体的液压能转化为重物的重力势能来储存能量。其结构简单、压力稳定，主要用于冶金等大型液压系统的恒压供油，其缺点是反应慢，结构庞大，安装局限性大，只能垂直安装、不易密封，现在已很少使用。

弹簧式蓄能器

弹簧式蓄能器如图3.4所示，利用弹簧的压缩和伸长来储存、释放压力能，它的结构简单，成本较低，但由于弹簧伸缩量有限容量小，可用于小容量、低压系统起缓冲作用，不适用于高压或高频的工作场合。

选型步骤

第一步：明确蓄能器的主要功能

1

辅助动力源

☆ 提供一个辅助能源，即所储存的能源能在高峰时刻应用，以便选用较小的泵。用较小的泵，也可以实现在瞬间提供大量压力油。

☆ 平稳保持液压系统中一定的流量和压力。

☆ 补充液体容积以保持一定的压力。

☆ 当液压装置发生故障、停泵或停电时，作为应急的动力源，以便安全地做完一个工作循环 ，如用于船舶液压方向舵。

☆ 较长时间地使系统维持一个必须的高压而无需开泵，以防止油料过热减少泵磨损并节约能源。

☆ 保持系统压力：补充液压系统的漏油，或用于液压泵长时期停止运转而要保持恒压的设备上。

☆ 驱动二次回路：机械在由于调整检修等原因而使主回路停止时，可以使用蓄能器的液压能来驱动二次回路。

☆ 稳定压力：在闭锁回路中，由于油温升高而使液体膨胀，产生高压可使用蓄能器吸收，对容积变化而使油量减少时，也能起补偿作用。

☆ 为设备的严重磨损区提供不问断但流量不大的润滑油。建设工程、矿山设备中用于紧急情况下的操纵和刹车。

☆ 注模铸造设备操作中用于在一个短时间内提供高压。

☆ 机床上用于保持压力以便采用小规模的油泵。

☆ 汽轮机上用于提供润滑油。

☆ 油井、井口防喷器上用于作关闭闸门的备用动力。

☆ 流体储存，紧急能源，压力补偿，渗漏补偿，热胀吸收，增加流量。

☆ 对于间歇负荷，能减少液压泵的传动功率。当液压缸需要较多油量时，蓄能器与液压泵同时供油；当液压缸不工作时，液压泵给蓄能器充油，达到一定压力后液压泵停止运转。

☆ 具体分析一个例子：蓄能器的重要性在高压EH油系统中，当系统的多数油动机快速开启时（比如汽轮机开始冲转，2个中压调节门同时开启，或者2900转时的阀切换，6个高调门同时开启），系统油压必然快速下降，此时油泵来不及做出反映，蓄能器在设计上位置不仅靠近油动机并且能比油泵更加迅速的向系统补充油液，避免系统油压下降到9.7MPA时造成保护动作而停机。

2

吸收脉动

☆ 吸收液压泵的压力脉动。

☆ 减震，柱塞式/隔膜式泵等设备减少振动。

☆ 噪声衰减，柱塞式/隔膜式泵等设备降低噪音。

☆ 柱塞式/隔膜式泵等设备降低能耗。

☆ 使柱塞式/隔膜式泵等设备输出压力更加平稳，平衡管路油压波动。

3

吸收冲击

☆ 吸收缓冲 突发和剧烈的冲击 造成的系统内压力巨变。

☆ 缓和 阀在迅速关闭和变换方向时 所引起的水锤现象。

☆ 在管道系统中减少因压力巨变而产生的振动和损失。

☆ 吸收液体流路中的冲击振动，以减少管路，装置和仪表的损坏从而节约费用。

☆ 液压传动中用于换向时吸收冲击。

☆ 叉车及车载升降台等设备用于压力突变时起阻尼作用。

☆ 航空母舰上用于吸收飞机降落时对拉索的冲击。

☆ 涌流控制，力学平衡。

☆ 缓和冲击的蓄能器，应选用惯性小的蓄能器，如Tobul气囊式蓄能器。一般尽可能安装在靠近发生冲击的地方，并垂直安装，油口向下。如实在受位置限制，垂直安装不可能时，再水平安装。

以上3个主要功能的选择，无论选择的是哪一项，蓄能器在实现该项功能的同时，也可能对另2项功能有一定程度的作用。

第二步：依据主要功能对口计算蓄能器的容积和工作压力

1 作辅助动力源

V0—所需蓄能器的容积（m3）

p0—充气压力Pa，按0.9p1＞p0＞0.25 p2充气

Vx—蓄能器的工作容积（m3）

p1—系统最低压力（Pa）

p2—系统最高压力（Pa）

n—指数；等温时取n=1；绝热时取n=1.4

2 吸收泵的脉动

A—缸的有效面积（m2）

L—柱塞行程（m）

k—与泵的类型有关的系数：

泵的类型 系数k

单缸单作用 0.60

单缸双作用 0.25

双缸单作用 0.25

双缸双作用 0.15

三缸单作用 0.13

三缸双作用 0.06

p0—充气压力，按系统工作压力的60%充气

3 吸收冲击

m—管路中液体的总质量（kg）

υ—管中流速（m/s）

p0—充气压力（Pa），按系统工作压力的90%充气

注：

1.充气压力按应用场合选用。

2.蓄能器工作循环在3min以上时，按等温条件计算，其余均按绝热条件计算。

第三步：依据计算得出工作压力查阅Tobul蓄能器相应的压力系列

蓄能器应安装在远离热源地地方。

高温环境请选用Tobul耐高温型活塞式蓄能器，或者耐高温型囊式蓄能器。

需要耐燃油耐腐蚀的，请选用Tobul耐燃油耐腐蚀型蓄能器。

流体介质为水时，请选用Tobul不锈钢壳体或有防锈镀层的蓄能器。

第四步：在相应的压力系列中寻找 与计算得出容积 最接近的型号