蓄能器的容积计算
出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第1773页（3600字）
蓄能器的容积是指气腔与液控的容积之和。对于气囊式蓄能器为充气容积。
(1)作储能用时的容积计算
A．有效排油量△V的计算
蓄能器在作储能用时，是与油泵一起供油，因而需要蓄能器排出的有效油量应按下式计算
式中 △V——有效排油量(L)；
ΣV——系统中各工作点的耗油量总和(L)；
k1——系统泄漏系数，一般可选k1=1．2；
Σqm——泵总供油量(指在一个工作循环内系统所需的平均流量)，可按下式计算：
式中 k2——泄漏系数k2≈1．3～1．1；
ΣVi——系统在一个工作周期中各执行机构耗油量总和(L)；
qmax、qmin——系统最大、最小流量；
T——机组工作周期时间(s)；
t——最大耗油量时泵工作时间(s)。
B．总容积V0的计算
总容积V0可由气体定律计算：
式中 p0V0——蓄能器贮油前的充气压力和气室容积；
p1V1——系统最高工作压力和最高工作压力下的气体体积；
p2V2——蓄能器维持的最低工作压力和最低工作压力下的气体体积；
n——多变指数。
a．蓄能器工作为等温过程
一般用于维持压力，补偿泄漏的蓄能器，其释放能量的速度缓慢，可认为气体在等温条件下工作(n=1)，可按下式计算
b．蓄能器工作为绝热状态
当蓄能器用于大量供油时，其释放能量迅速，一般可认为气体在绝热条件下工作，可按下式计算
式中 k——绝热指数，k=1．4。
c．蓄能器工作为多变过程
实际上蓄能器工作过程大多属于多变过程，在贮油时，气体压缩为等温过程，放油时气体膨胀为绝热过程，所以应按下式计算
式中 n——多变指数，一般推荐n=1．25。
(2)用于补偿系统泄漏的蓄能器容积计算
A．有效排油量计算
这种功能的蓄能器主要是保证在一定时间内系统压力恒定，因而有效排油量△V应等于在这一定时间内系统所有元件及管道泄漏量总和Ve，即△V=Ve。
B．总容积V0计算
由于补偿泄漏的工作过程较长，可近似认为是等温过程，可按式(28．2－2)计算
V0=△V／p0(1／p1－1／p2)
(3)用于吸收液压冲击的蓄能器容积V0计算
这种蓄能器的容积计算与管路布置、油液状态、阻尼情况及泄漏大小有关，准确计算比较困难，实际应用常采用下述经验公式
V0=0．004qp2(0．0164L－t)／p2－p1 (28．2－5)
式中 q——阀口关闭前管道的流量；
t——阀口由开到关闭的持续时间；
p1——阀口开、闭前工作压力；
p2——系统允许的最大冲击压力，一般取p2≈1．5p1；
L——产生冲击波的管道长度。
图28．2－1是利用上式在t=0(即瞬间关闭)的条件下绘成，利用此图可迅速求出消除液压冲击时所需的蓄能器容积V0。
图28．2－1 用于消除冲击的蓄能器总容积V0的计算图(t=0)
(4)消除液压泵脉动降低噪声的蓄能器容积V0的计算
这种蓄能器在一个脉动周期内，吸收瞬时流量高于平均流量的部分，而当瞬时流量低于平均流量时，又将其吸收的流量全部排出。在这个过程中蓄能器来不及与外界进行热交换，故可认为是绝热过程，可按式(28．2－3)来计算。
实际应用一般按以下经验公式计算
式中 Vd——泵单缸排量(m3)；
p1、p2——蓄能量最低、最高压力；
pm——平均压力，
kb——指数，单缸单作用泵：0．6
单缸双作用泵：0．25
双缸单作用泵：0．25
双缸双作用泵：0．15
三缸单作用泵：0．15
三缸双作用泵：0．06；
k——指数，对于氮气和空气k=1．4。
(5)作紧急动力源的蓄能器容积V0的计算
A．有效排油量△V
这种蓄能器的有效排油量应等于在泵站停止供油后，仍需供应执行元件的压力油的总量。
式中 k4——泄漏系数，可取k4=1．2
ΣVi——泵站停止供油后仍需供给执行机构压力油量的总和。
B．蓄能器总容积V0
这种蓄能器容积计算可根据实际情况，按其作用分别用式(28．2－2)(等温状态)和式(28．2－3)(绝热状态)计算。
(6)用于补偿热膨胀的蓄能器容积V0计算
A．有效排油量△V
这种蓄能器用于吸收当油温升高时，封闭回路液体膨胀而增加的容积；当油温降低时，封闭回路液体收缩而减少的容积，蓄能器需排出油液进行补充。其排油量△V按(28．2－8)式计算。
△V=Vα(t2－t1)(αv－3α) (28．2－8)
式中 Va——封闭回路中油液的总容积；
t1t2——系统的初始温度和最高(或最低)温度(K)；
αv——液体的体积膨胀系数(K－1)；
α——管子材料的线膨胀系数(K－1)。
B．蓄能器总容积计算
根据蓄能器工作状态按上述式(28．2－2)(等温状态)和式(28．2－3)(绝热状态)计算。