Аккумуляторы типы и виды: какие бывают виды АКБ для авто

Содержание

Виды и типы аккумуляторов

На сегодня основным используемым типом аккумуляторов для ИБП и автономных решений являются кислотно-свинцовые и литий-ионные аккумуляторы.

На рынке сегодня можно найти много разновидностей кислотно-свинцовых (LA = lead-acid) аккумуляторов и АКБ. Это стартерные, GEL, AGM, OPzV, OPzS. И из описаний «различных» типов LA аккумуляторов создаётся впечатление, что можно некоторым образом подобрать их и, заплатив таки весьма приличную сумму, надолго избавиться от этой проблемы. Однако это совсем не так.

Как бы красиво не назывался LA аккумулятор, в нём всегда есть водный раствор серной кислоты, свинец и их многочисленные соединения. Все прочие добавки в виде кальция, сурьмы, серебра … если и влияют на химические реакции, протекающие в ячейках, то только в худшую сторону. Применение этих добавок вызвано в основном физическими свойствами чистого свинца, а именно его мягкостью, которая не позволяет применять чистый свинец в АКБ автомобилей и других транспортных средств из-за вибраций и ударов. Классическая призматическая компоновка ячеек LA АКБ, мягко говоря, малооптимальна, батареи же из ячеек рулонного (циллиндрического) типа стоят несоразмерно дорого.

LA АКБ лучше всего работают при температуре около 25°С, при понижении температуры теряется их электрическая ёмкость, а при повышении температуры снижается ресурс (количество циклов заряда-разряда). Так AGM батарея при 25°С может работать 10 лет, а при 33°С — только 5 лет, а при 42°С — 1 год. Оптимальная глубина разряда LA аккумуляторов обычно не превышает 30%, а при превышении оптимальной глубины разряда опять-таки снижается ресурс, причём иногда для того чтобы необратимо «убить» такой аккумулятор достаточно один раз разрядить его в ноль (например, на сильном морозе это легко сделать, как и случается с незаводящимися автомобилями). Вообще LA АКБ не любят недозаряда, хотя и перезаряд также вреден для них, и лучше всего работают в буферном режиме, а в системе автономного энергоснабжения АКБ работает в циклическом режиме. А, поскольку, любая батарея это последовательная цепочка из первичных ячеек, которые не могут быть совершенно идентичными, всегда возникает проблема разбалансировки уровней заряда на разных ячейках. Либо одни ячейки недозаряжаются, либо другие ячейки перезаряжаются, и проконтролировать это подручными средствами очень трудно. Несмотря на то, что все эти проблемы давно известны, не существует за внятные деньги аппаратуры, следящей за уровнями заряда для каждой ячейки, вероятно из-за того, что эти АКБ умирают тихо, а простейшие стартерные батареи стоят сравнительно недорого и в любом случае эксплуатируются в недружественных температурных режимах.

Это далеко не все, но вполне достаточные причины, чтобы считать LA аккумулятор очень нежным устройством. Этот аккумулятор может отработать заявленное количество циклов, но Вы должны постоянно следить за уровнем заряда в каждой его ячейке и эксплуатировать его при 20-25°С. Насколько это реально? Думаю, что это совершенно невыполнимая задача для простого пользователя. А результатом будут убитые за год-два аккумуляторы, может быть самые дорогие и стойкие продержаться три-четыре года. Поскольку же время жизни LA АКБ очень сильно зависит от множества трудно выдерживаемых в реальной жизни параметров, не один продавец не сможет внятно сказать, сколько реально прослужат LA АКБ именно у Вас. Зато открывается широкое поле для всякого рода недоговорённостей и умных слов, смысл которых сводится к следующему: кислотно-свинцовые АКБ у рядового пользователя ВСЕГДА проработают в несколько раз меньше в сравнении с максимально заявляемым сроком. Выражение «в несколько раз» при интенсивной эксплуатации я оцениваю как число между двумя и семью. И, наконец, последний гвоздь в крышку гроба кислотно-свинцовых аккумуляторов. Они заряжаются очень долго – просто непозволительно долго. Нормальный ток зарядки в амперах для них составляет всего лишь 10% от амперчасов ёмкости АКБ (такой ток называется C/10 или 0,1C). Это означает следующее: даже если Вы возьмёте самые стойкие элементы OPzS и будете разряжать их до допустимых (но не оптимальных!) для них 70% разряда, то заряжать их Вам придётся около 6 часов, а потом «добивать» в импульсном режиме оставшиеся 5-10% ёмкости ещё 3-5 часов. Это не проблема для резервных систем, заряжаемых от сети, но очень неэффективно для автономных, внесетевых систем, и уж совсем неэффективно для зимней автономии, когда по времени солнца очень мало. Для добивки (полной зарядки) АКБ в пасмурную погоду потребуется несколько часов малопродуктивной работы топливного генератора практически на холостом ходу. А ведь все топливные генераторы не очень любят работать без нагрузки, т.е. в режиме холостого хода, они быстро теряют свой ресурс. Если же LA АКБ не дозаряжать, в них активно развиваются процессы сульфатации пластин, приводящие к снижению срока службы и реальной ёмкости. Сейчас на рынке появились LA АКБ, которые производитель «позволяет» заряжать до 80% ёмкости токами 0,3С, однако все основные параметры паспортной ёмкости как и прежде позиционируются на 0,05С. Это значит, что заряжая LA АКБ в таком режиме мы уменьшаем их ресурс и снижаем электрический КПД* АКБ. Для LA АКБ КПД = 65-80% (в зависимости от конкретного производителя и скоростей заряда и разряда)

Литий-ионные аккумуляторы, а именно LiFePO₄ АКБ последнего поколения выглядят более предпочтительно как для использования в системах полной автономии так и для серьёзных резервных систем. Их КПД в автономных системах 96-99%. Диапазон рабочих температур от -40 до +60°С. В диапазоне от 0 до +35°С без существенного снижения ёмкости и ресурса. Хорошо держат глубокий разряд. Циклический заряд-разряд до 60-80% от номинальной ёмкости абсолютно нормальное явление для литиевых АКБ. 100%-й разряд не убивает литиевую АКБ, а только незначительно (менее 0,1%) снижает её общий ресурс. Количество глубоких циклов заряда-разряда достигает 5-8 тысяч, что существенно превосходит показатели кислотно-свинцовых АКБ. Ток зарядки литиевых АКБ может достигать 3С. Реально же нужны меньшие значения в диапазоне 0,3-0,5С, что позволяет за 1-2 часа заряжать АКБ. Причём необязательно заряжать АКБ на 100%, для литиевых батарей это несущественно. А ведь именно в режиме неполного заряда очень часто работает система автономного энергоснабжения.

Литиевая АКБ в сравнении с аналогичной по номинальной ёмкости AGM дороже последней приблизительно в 3,5 раза. Однако AGM имеет оптимальную глубину разряда около 40 %, и соотношение цен за эффективный ватт-час равно уже 2-м. Вспоминаем сроки жизни сравниваемых АКБ. Для AGM заявленный срок работы в буферном режиме при 25°С составляет 7 лет, при циклическом режиме 2-3 года, т.е. около 1000 циклов, для LiFePO₄ батарей срок жизни как таковой не существует, кол-во же циклов таково, что можно говорить о 25 годах циклической эксплуатации. Т.е. время жизни LiFePO₄ в 8-12 раз больше чем AGM. Подытоживая всё вышесказанное, итоговая стоимость 1 полезного кВт-ч в AGM будет в 5-8 раз выше чем в LiFePO4.

Кроме того важным преимуществом LiFePO₄ АКБ является то, что в процессе работы они ничего не выделяют, их можно устанавливать в любом месте дома или офиса. А вот кислотно-свинцовые АКБ изначально требуют отдельного помещения с вентиляцией и поддержанием температуры в +20 +25°С, что сразу же удорожает вроде бы небольшую начальную стоимость этих АКБ.

* Коэффициент использования энергии или КПД АКБ, показывает отношение энергии, отданной АКБ, к энергии, израсходованной для её заряда

Автомобильные аккумуляторы виды и характеристики

Выбрать новый аккумулятор, из огромного ассортимента, представленного на российском рынке становится все сложнее. Разумеется, перед покупкой многие стремятся собрать как можно больше информации , которую трудно воспринять неподготовленному человеку. Сейчас мы попробуем кратко и простыми словами разобраться, какие виды аккумуляторов существуют и что из себя представляют
Итак, автомобильные аккумуляторы бывают:

       • Сурьмянистые (обслуживаемые). Это устаревший вид обслуживаемых аккумуляторов, который уже практически не встречается ввиду отсутствия востребованности. Отличаются высоким саморазрядом и потерей электролита.
         + Можно восстановить, если посадили в ноль.
         — Требует к себе повышенного внимания.
Из обслуживаемых АКБ можно рекомендовать, российские аккумуляторы Тюмень.


   • Кальциевые (не обслуживаемые). На сегодняшний день — наиболее распространенный вид аккумуляторов. Обладают крайне низким уровнем саморазряда и электролиза, т.е. потери электролита настолько ничтожны, что эти батареи не нуждаются в обслуживании на протяжении всего срока эксплуатации. Емкость и пусковой ток в таких аккумуляторах выше, чем в гибридных и сурьмянистых.
         + Не нужно обслуживать.
        — Нельзя разряжать в ноль. Если АКБ разрядился в ноль — восстановить его можно только если зарядить в течение суток. Если такой возможности нет, аккумулятор вскоре потеряет свои свойства.
     Нам очень нравятся корейские аккумуляторы, такие как Medalist (Медалист), Delkor, Alphaline (Альфалайн) с высокими пусковыми токами. Так же хотим отметить, очень высокого качества словенские аккумуляторы TOPLA и TAB турецкую MUTLU

         • Гибридные (малообслуживаемые). В таких батареях сурьмянистые пластины чередуются с кальциевыми, что позволяет снизить и потери электролита с саморазрядом, и легче переживать разряд. Но характеристики этих батарей средние, поэтому распространены мало.

         • EFB. Кислотная батарея с пластинами из чистого свинца, упакованными в микроволоконные конверты. Обладает повышенной устойчивостью к разрядам и способностью быстро восполнять заряд, что позволяет применять в том числе на автомобилях с системой Start-Stop. Не следует путать с так называемыми «гелевыми» аккумуляторами. Аккумуляторы ЕФБ тяжелее обычных свинцовых акб.

+ Долгий срок службы и можно сажать в ноль.
— Высокая цена
В нашем интернет-магазине по продаже АКБ представлена не плохая линейка ЕФБ аккумуляторов, не только зарубежного производства но и российского производителя Аком ЕФБ с приемлемой ценой.

• AGM/GEL (гелевые). Современный тип акб. Главное отличие — в таких аккумуляторах электролит находится в «связанном» состоянии, что предотвращает любые утечки и прочие потери и не позволяет осыпаться пластинам. Предназначены прежде всего для систем типа Start-Stop. Наиболее часто встречаются именно аккумуляторы AGM, так как батареи типа GEL обладают более низкими пусковыми токами и практически не применяются в автомобилях.
+ Долгий срок службы, большие пусковые токи, что особенно актуально для дизельных машин в зимнее время эксплуатации. Также можно восстановить если АКБ был сильно разряжен

— Высокая цена.

В нашем онлайн магазине «купить аккумулятор», так же представлена большая линейка АГМ аккумуляторов для авто

Вот и все, что нужно знать при выборе аккумулятора и при этом не потерять голову.

Аккумуляторные батареи. Виды и устройство. Применение

АКБ или аккумуляторные батареи – это оборудование, которое состоит из нескольких аккумуляторов. Оно может накапливать, хранить и расходовать энергию. Благодаря обратимости химических процессов, происходящих внутри аккумулятора, такие устройства могут заряжаться и разряжаться многократно.

Сфера применения аккумуляторов весьма обширна. Они применяются в автомобилях и различной бытовой технике, например, в пультах ДУ и ноутбуках. Но также и в качестве резервных источников питания в медицинской сфере, производстве, космической отрасли, дата-центрах.

Виды и типы АКБ

Сегодня производят около 30 типов аккумуляторов. Такое большое количество обуславливается возможностью применять в качестве электродов и электролитов различные химические элементы. Именно от материала электрода и состава электролита зависят все характеристики аккумулятора.

Мы не будем приводить все типы, а лишь дадим небольшую таблицу с описанием наиболее распространенных:

Устройство

1 — Отрицательный электрод
2 — Разделительный слой
3 — Положительные электроды
4 — Отрицательный контакт
5 — Предохранительный клапан
6 — Положительные электроды
7 — Положительный контакт

Аккумуляторные батареи состоят из нескольких банок аккумуляторов, соединенных либо параллельно, либо последовательно. Последовательное соединение применяют в целях увеличения напряжения, а параллельное для увеличения силы тока.

Каждый из отдельно взятого аккумулятора в АКБ состоит из двух электродов и электролита, помещенных в корпус из специального материала.

Электрод с отрицательным зарядом – анод, с положительным зарядом – катод. Анод содержит восстановитель, катод – окислитель. Внутри корпуса аккумулятора стоит разделительная пластина, которая не позволяет электродам замыкаться.

Электролит – водный раствор, в который погружены оба электрода.

При разрядке аккумулятора восстановитель анода начинает окисляться и выделяются электроны. Электроны затем попадают в электролит и оттуда движутся к катоду, при этом создавая разрядный ток. Попадая в катод электроны восстанавливают его окислитель. Простыми словами можно описать процесс так: электроны идут от отрицательного электрода к положительному и создают разрядный ток.

При зарядке аккумулятора электроды меняются своим химическим составом и происходит обратная реакция. Электроны здесь двигаются от положительного анода к отрицательному катоду.

Особенности разных типов АКБ

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Разработан Гастоном Планте в 19 веке. Эти аккумуляторные батареи сегодня наиболее актуальны благодаря дешевизне и универсальности. Сфера их применения обширна ввиду большого количества разновидностей этого типа. В качестве отрицательно заряженных электродов здесь используется оксид свинца. Положительные электроды выполняются из свинца. Электролит – серная кислота.

У свинцовых-кислотных батарей есть следующие разновидности:

LA – аккумуляторы с напряжением 6 или 12 Вольт. Традиционное устройство для осуществления запуска двигателей автомобилей. Требуют постоянного обслуживания и вентиляции.
VRLA – напряжением 2, 4, 6 или 12 Вольт. Клапанно-регулируемая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея. Как видно из названия этот АКБ укомплектован разгрузочным клапаном. Его роль – минимизировать выделение газа и расход воды. Такие батареи можно устанавливать в жилых помещениях.
AGM VRLA – как и предыдущий тип оснащен клапаном, но имеет совсем другие свойства. В аккумуляторах, сделанных по технологии AGM роль сепаратора играет стекловолокно. Его микропоры пропитаны жидким электролитом. Такие АКБ не требуют обслуживания и устойчивы к вибрациям.
GEL VRLA – подвид свинцово-кислотных аккумуляторов с гелеобразным электролитом. Благодаря этому увеличен их ресурс заряда/разряда. Не требуют обслуживания.
OPzV – герметичные аккумуляторы используемые в области телекоммуникации и для аварийного освещения. Электролит, как и в предыдущем случае гелевый. В электродах содержится кальций, благодаря которому срок службы такого типа батарей – 20 лет.
OPzS – катод таких аккумуляторов имеет трубчатую структуру. Это существенно повышает циклический ресурс этого типа батарей. Служит также около 20 лет. Выпускается в виде АКБ с напряжением от 2 до 125 В.

Литий-ионные аккумуляторы

Был впервые выпущен Sony в 1991 году и с тех пор активно применяется в бытовой технике, электронных устройствах. Практически все мобильные телефоны, ноутбуки, фотоаппараты и видеокамеры оснащены таким видом батарей. Роль катода здесь играет литий-ферро-фосфатная пластина. Отрицательный анод – каменноугольный кокс. Положительный ион лития переносит заряд в таких батареях. Он может проникать в кристаллическую решетку других материй и образовывать с ними химическую связь. Преимуществом этого типа является высокая энергоемкость, низкий саморазряд и отсутствие нужды в обслуживании.

Литий-ионные аккумуляторные батареи также, как и их свинцовые аналоги имеют большое количество подтипов. В данном случае подтипы отличаются между собой составом катода и анода. Напряжение литий-ионных аккумуляторов варьируется в пределах от 2,4 до 3,7 В.

Одним из самых известных подтипов является литий-полимерные аккумуляторные батареи. Они появились сравнительно недавно и быстро завоевал популярность. Она обусловлена тем, что в литий-полимерных батареях используется твердый полимерный электролит. Это позволяет создавать батареи любой формы. При этом стоимость этих батарей всего лишь на 15% выше обычных литий-ионных.

Типы автомобильных аккумуляторных батарей

Аккумуляторная батарея — химический источник электрического тока, состоящий из объединения (батареи) нескольких отдельных элементов питания. Использование нескольких элементов вместо одного позволяет получить большее напряжение или большую силу тока, в зависимости от способа подключения — последовательного или параллельного.

Существует несколько типов аккумуляторов, отличающихся материалом электродов и электролита. Многие слышали и знают, например, что есть всевозможные никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, литий-ионные, свинцово-кислотные аккумуляторы.

Из всего разнообразия в автомобилях в качестве стартерных используются только свинцовые. Это обусловлено тем, что аккумуляторы этого типа обладают максимальной, по сравнению с другими, энергоемкостью и способностью за короткий момент времени отдавать большой ток. При этом приходится мириться с тем, что как кислота, так и свинец — очень вредные вещества. Корпуса всех свинцовых аккумуляторов делаются из прочной кислотостойкой пластмассы, чтобы обеспечить максимальную безопасность во время транспортировки и эксплуатации.

В настоящее время в качестве материала для электродов используется свинец не в чистом виде, а с разнообразными добавками, в зависимости от которых АКБ делят на несколько типов.

В зависимости от добавок для материала электродов автомобильные аккумуляторы делят на:

Традиционные («сурьмянистые»)
Малосурьмянистые
Кальциевые
Гибридные
Гелевые, AGM
И дополнительно:
Щелочные
Литий-ионные

Традиционные («сурьмянистые»)

АКБ этого типа содержат в составе свинцовых пластин ≥5% сурьмы. Часто их еще называют классическими, традиционными. Но такое название на сегодняшний день уже не актуально, так как классическими уже стали АКБ с меньшим содержанием сурьмы.

Сурьму добавляют в свинец, чтобы увеличить прочность пластин. Но из-за этой добавки резко усиливается, ускоряется процесс электролиза, который начинается уже при 12 вольтах. Из-за выделяющихся газов (кислород и водород) кажется, что вода кипит. Из-за того, что вода улетучивается наружу в большом количестве, меняется концентрация электролита и оголяются верхние края электродов. Для компенсации «выкипевшей» воды в АКБ заливают дистиллированную воду.

Аккумуляторы с высоким содержанием сурьмы делают легкообслуживаемыми. Это вызвано тем, что приходится довольно часто, не реже одного раза в месяц, производить проверку плотности электролита и заливку воды.

Сейчас АКБ данного типа уже не устанавливаются на автомобили, т.к. прогресс уже давно ушел вперед. «Сурьмянистые» батареи могут устанавливаться на стационарные установки, где важнее неприхотливость источников питания и где нет особых проблем с их обслуживанием. Все автомобильные аккумуляторы изготавливаются с малым содержанием сурьмы или же совсем без нее.

Малосурьмянистые

Для уменьшения интенсивности «выкипания» воды в аккумуляторах стали использовать пластины со сниженным количеством сурьмы (меньше 5%). Это позволило избавиться от необходимости часто проверять уровень электролита. Также снизился уровень саморазряда АКБ при хранении.

Такие аккумуляторы чаще всего называют малообслуживаемыми или вовсе необслуживаемыми, подразумевая, что данные АКБ не требуют контроля и ухода. Хотя термин «необслуживаемый» больше маркетинговый, чем реальный, так как не получилось абсолютно избавиться от потерь воды из электролита. Вода все равно понемножку «выкипает», хоть и гораздо в меньших количествам, чем у обычных обслуживаемых аккумуляторов. Огромным плюсом малосурьмянистой батареи является ее нетребовательность к качеству электрооборудования автомобиля. Даже при перепадах напряжения бортовой сети характеристики данной АКБ не меняются так необратимо, как это бывает с более современными аккумуляторами, например, кальциевыми или гелевыми.

Малосурьмянистые аккумуляторные батареи больше подходят для легковых автомобилей российского производства, так как отечественные авто пока не могут похвастаться обеспечением стабильности напряжения бортовой сети. Тем более, малосурьмянистые аккумуляторы отличаются минимальной стоимостью по сравнению с другими.

Кальциевые

Еще одним решением снизить интенсивность «выкипания» воды в аккумуляторе было использование вместо сурьмы другого материала в решетках электродов. Наиболее подходящим оказался кальций. Аккумуляторные батареи данного типа часто имеют маркировку «Ca/Ca», что обозначает, что пластины обоих полюсов содержат в своем составе кальций. Также в состав пластин иногда добавляют еще и серебро в малых количествах, что снижает внутреннее сопротивление АКБ. Это положительно сказывается на энергоемкости и КПД батареи.

Применение кальция позволило значительно снизить интенсивность газовыделения и потери воды, по сравнению с малосурьмянистыми аккумуляторами. Фактически, потери воды за весь срок службы батареи составили столь малую величину, что отпала необходимость в проверке плотности электролита и уровня воды в банках. Таким образом, кальциевые аккумуляторные батареи имеют право называться необслуживаемыми.

Кроме низкой скорости «выкипания» воды, кальциевые аккумуляторы имеют еще и сниженный почти на 70%, по сравнению с малосурьмянистыми, уровень саморазряда. Это позволяет кальциевым батареям дольше сохранять свои эксплуатационные свойства при долгом хранении.

Т.к. использование кальция вместо сурьмы позволило повысить напряжение начала электролиза воды с прежних 12 до 16 вольт, перезаряд стал не так страшен.

Однако кальциевые аккумуляторные батареи имеют не только плюсы, но и минусы.

Одним из главных минусов аккумуляторов данного типа является капризность в отношении переразряда. Достаточно 3-4 раза чересчур разрядить, как необратимо снижается уровень энергоемкости, т.е. резко уменьшается количество тока, которое батарея способна накопить. Аккумуляторную батарею в таких случаях, как правило, просто меняют.

Кальциевые аккумуляторы чувствительны к напряжению бортовой сети автомобиля, крайне плохо перенося резкие перепады. Перед покупкой аккумуляторной батареи данного типа следует убедиться в стабильности напряжения автомобиля.

Еще одним минусом является более высокая цена кальциевых аккумуляторов. Но это уже не является недостатком, а вынужденной платой за качество.

Чаще всего кальциевые аккумуляторные батареи устанавливаются на иномарках среднего ценового диапазона и выше, т.е. на те автомобили, где качество и стабильность электрооборудования гарантировано. При покупке аккумулятора данного типа следует иметь в виду, что батарея в эксплуатации более требовательна, чем малосурьмянистая, но зато при должном уходе Вы получаете высококачественный и надежный источник питания для Вашего автомобиля.

Гибридные

Часто обозначаются как «Ca+». В гибридных аккумуляторах пластины электродов сделаны по разным технологиям: положительные – малосурьмянистые, отрицательные — кальциевые. Это позволяет совместить положительные качества обоих типов аккумуляторных батарей. Расход воды у гибридных батарей в два раза меньше, чем у малосурьмянистых, но все равно больше, чем у кальциевых. Зато выше устойчивость к переразрядам и перезарядам.

По характеристикам гибридные аккумуляторные батареи находятся между малосурьмянистыми и кальциевыми.

Гелевые, AGM

Гелевые и AGM аккумуляторные батареи содержат электролит не в «классическом» жидком виде, а в связанном, гелеобразном состоянии (отсюда и название типа батареи).

Инженерам на протяжении более чем полторы сотни лет истории аккумуляторных батарей приходилось решать множество проблем, задач. Одной из важнейших проблем было осыпание активного вещества с поверхности пластин-электродов. Этот вопрос временно решили путем добавления в состав оксида свинца различных присадок — сурьмы, кальция и т.д. Еще одной очень важной задачей было обеспечение безопасности эксплуатации батарей, т.к. электролит — водный раствор серной кислоты — мог легко вытечь при повреждении корпуса АКБ. Не надо рассказывать, насколько агрессивным химическим веществом является серная кислота. Необходимо было найти способ не допустить, минимизировать возможность утечки электролита при повреждении корпуса батареи.

Эта проблема была решена путем перевода электролита из жидкого в гелеобразное состояние. Т.к. гель гораздо более плотный и менее текучий, чем жидкость, это решило сразу обе проблемы — активное вещество уже не осыпалось (плотная окружающая среда фиксировала его) и электролит не вытекал (гель имеет низкую текучесть).

И в гелевых, и в AGM батареях электролит находится в гелеобразном состоянии. Отличие в том, что в AGM аккумуляторах помимо этого между пластинами-электродами находится специальный пористый материал, дополнительно удерживающий электролит и защищающий электроды от осыпания. Сама аббревиатура «AGM» так и расшифровывается — Absorbent Glass Mat (абсорбирующий стекломатериал). Т.к. гелевые и AGM аккумуляторы имеют почти схожие характеристики, далее по тексту под гелевыми будут иметься в виду и AGM батареи. В случае имеющихся различий об этом будет указано отдельно.

Благодаря тому, что гель в аккумуляторах находится фактически в зафиксированном состоянии, данные батареи не боятся наклонов. Производители пишут даже, что эксплуатация батареи допустима в любом положении. Хотя это лишь маркетинговое высказывание, т.к. все равно не стоит держать гелевые АКБ в перевернутом состоянии.

Отличная виброустойчивость — это не единственное положительное качество гелевых аккумуляторов. Данные типы батарей имеют низкую скорость саморазряда, благодаря чему их можно хранить долгое время без критического снижения заряда. Хранить следует в заряженном состоянии.

Гелевые АКБ могут выдавать одинаково высокий ток вплоть до полного разряда. При этом они не боятся переразряда, полностью восстанавливая после подзарядки свою номинальную емкость.

Если при разряде гелевые аккумуляторы менее капризны, чем классические, то с зарядом батарей ситуация совсем иная. Недопустим ускоренный заряд — процесс зарядки гелевых аккумуляторных батарей должен происходить гораздо меньшим током. Для этого даже используются специальные зарядные устройства, подходящие для зарядки только гелевых аккумуляторов. Хотя на рынке имеются и универсальные ЗУ, умеющие, по заверениям производителей, производить зарядку всех типов батарей. Насколько это соответствует действительности — необходимо смотреть внимательно, обращая внимание на репутацию и гарантии производителя.

К сожалению, гелевые батареи при очень низких температурах ведут себя хуже, чем классические. Это связано с тем, что гель становится менее проводимым при снижении температуры. При благоприятных условиях эксплуатации гелевые аккумуляторные батареи могут работать до 10 лет.

Благодаря своей абсолютной герметичности, относительной виброустойчивости и своей фактической (а не просто маркетинговой) необслуживаемости гелевые батареи широко применяются там, где классические АКБ использовать опасно или невыгодно: внутри помещений (например, в источниках бесперебойного питания), в мототехнике (мотоцикл, в отличие от автомобиля, едет, периодически отклоняясь от вертикальной плоскости), в морском и речном транспорте (данные аккумуляторы не боятся качки, свойственной судам). Разумеется, гелевые батареи также применяются и в автомобилях. Чаще всего — в престижных иномарках, что обусловлено довольно высокой ценой этих АКБ (плата за качество и надежность).

Щелочные

Как известно, в качестве электролита в аккумуляторах может использоваться не только кислота, но и щелочь. Существует множество разновидностей щелочных АКБ, но мы рассмотрим только те, что нашли применение в автомобилях.

Автомобильные щелочные аккумуляторы бывают двух типов: никель-кадмиевые и никель-железные. В никель-кадмиевой батарее положительные пластины покрыты гидроксооксидом никеля NiO(OH) (он же гидрат окиси никеля III или метагидроксид никеля), отрицательные пластины — смесью кадмия и железа. В никель-железной батарее положительные пластины покрыты тем же составом, что и в никель-кадмиевой батарее — гидроксооксидом никеля. Отличие лишь в отрицательном электроде — в никель-железном аккумуляторе он сделан из чистого железа. Электролитом в обоих типах аккумуляторов является раствор едкого калия КОН.

Пластины-электроды в щелочных батареях упаковываются в «конверты» из тончайшей перфорированной металлической пластины. В эти же конверты запрессовывается активное вещество. Это позволяет сильно повысить виброустойчивость батарей.

У щелочных АКБ есть интересная особенность: в никель-кадмиевых аккумуляторах положительных пластин на одну больше, чем отрицательных, и находятся они по краям, соединяясь с корпусом. В никель-железных аккумуляторах все наоборот — отрицательных пластин больше, чем положительных.

Еще одной особенностью щелочных батарей является то, что в них при протекании химических реакций не расходуется электролит. По этой причине его требуется меньше, чем в кислотных, где приходится наливать электролит с запасом по причине его «выкипания».

У щелочных аккумуляторных батарей есть ряд преимуществ по сравнению с кислотными:

Хорошая переносимость переразрядов. При этом батарея может храниться в разряженном состоянии без потери своих характеристик, чего нельзя сказать про кислотные АКБ.
Щелочные батареи относительно легко переносят перезаряд. При этом есть мнение, что их лучше перезарядить, чем недозарядить.
Щелочные аккумуляторы гораздо лучше работают в условиях низкой температуры. Это позволяет почти безотказно обеспечивать запуск двигателей в зимнее время.
Саморазряд щелочных батарей ниже классических кислотных.
Из щелочных АКБ не выделяются вредные испарения, чего нельзя сказать про кислотные АКБ.
Щелочные аккумуляторы умеют накапливать больше энергии на единицу массы. Это дает возможность дольше выдавать электрический ток (при тяговом режиме эксплуатации).

Однако у щелочных аккумуляторных батарей есть и недостатки, если сравнивать с кислотными:

Щелочные аккумуляторы выдают напряжение меньше, чем кислотные, из-за чего приходится объединять большее количество «банок» для достижения нужного напряжения. По этой причине, при одинаковом напряжении, габариты щелочного аккумулятора будут больше.
Щелочные батареи намного дороже кислотных.

Щелочные батареи в настоящее время используются чаще в качестве тяговых аккумуляторов, чем стартерных. Из-за своих габаритов большинство выпускаемых стартерных щелочных АКБ — для грузовиков.

Перспектива широкого использования щелочных батарей на легковых автомобилях пока туманна.

Литий-ионные

Литий-ионные аккумуляторные батареи (и ее подвиды) считаются наиболее перспективными в качестве дополнительного источника электрического тока.

В химических элементах этого типа носителями электрического тока являются ионы лития. К сожалению, нельзя однозначно описать материалы электродов, т.к. технология постоянно меняется, совершенствуется. Можно лишь сказать, что первое время в качестве отрицательных электродов использовался металлический литий, но подобные аккумуляторы оказались взрывоопасными. В дальнейшем стал использоваться графит. В качестве материала положительных электродов раньше использовались оксиды лития с добавлением либо кобальта, либо марганца. Однако сейчас они всё больше замещаются литий-ферро-фосфатными, т.к. новый материал оказался менее токсичным, более дешевым и экологичным (можно безопасно утилизировать).

Важнейшими достоинствами литий-ионных аккумуляторов являются:

Высокая удельная емкость (емкость на единицу массы).
Выдаваемое напряжение выше, чем у «обычных» — один элемент питания способен выдавать около 4 вольт. Напомним, что напряжение элемента классической АКБ — 2 вольта.
Низкий саморазряд.

Однако все имеющиеся достоинства перевешивают недостатки, из-за которых не получается уже сегодня массово использовать литий-ионные батареи в качестве замены классических свинцово-кислотных.

Некоторые недостатки литий-ионных батарей:

Чувствительность к температуре воздуха. При отрицательных температурах способность отдавать энергию очень резко снижается. И это одна из главных проблем, над решением которой и бьются разработчики.
Число зарядов-разрядов пока слишком мало (в среднем, около 500).
Литий-ионные аккумуляторы «стареют». При хранении происходит постепенное уменьшение емкости. В течение 2 лет — около 20% ёмкости. Просьба не путать с саморазрядом или эффектом памяти. Но хорошо, что работа над решением этой проблемы все-таки ведется.
Литий-ионные аккумуляторы крайне чувствительны к глубоким разрядам.
Недостаточная мощность для использования в качестве стартерной батареи. Силы тока, выдаваемой литий-ионным элементом, хватает для питания электронных приборов, но недостаточно для пуска двигателя.

Когда инженерам удастся решить эти недостатки, литий-ионные аккумуляторы станут отличной заменой классической кислотной АКБ.

Идет непрерывная работа над усовершенствованием существующих типов аккумуляторных батарей. В исследовательских центрах ищут способы увеличения энергоемкости источников питания, что позволит уменьшить размеры аккумуляторов. Для северных районов очень пригодится изобретение морозоустойчивой батареи (и тогда не было бы проблемы отказа завода двигателя в сильные морозы).

Очень важна работа и в направлении обеспечения экологичности, т.к. нынешние технологии производства аккумуляторных батарей не могут обойтись без использования ядовитых и просто опасных веществ (взять хотя бы свинец или серную кислоту).

Вряд ли у традиционных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей есть будущее. AGM батареи — это промежуточный этап в эволюции. Аккумулятор будущего не будет иметь в своем составе жидкость (чтобы ничего не вылилось при повреждении), будет иметь произвольную форму (чтобы была возможность использовать все возможные пустоты автомобиля), а также множество других параметров, которые позволят автовладельцам наслаждаться поездкой, а не нервничать по поводу того, что аккумуляторная батарея может отказать в самый неподходящий момент.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Основные типы аккумуляторов

Наиболее распространенные типы аккумуляторов – для бытовой техники, радиотелефонов, фотоаппаратов, фонариков, ИБП, их особенности и лучшие производители.

Электрический аккумулятор – специальное устройство, накапливающее электроэнергию и обеспечивающее автономное питание оборудования. При его эксплуатации происходит переход одного вида энергии в другой, а также обратимость описанного процесса.

В большинстве случаев используется электрохимический метод. Среди названий электрического аккумулятора – вторичный химический источник тока, так как перед эксплуатацией требуется его зарядка.

Типы аккумуляторов

По типу аккумуляторы разделяют в зависимости от их химсостава, который влияет на их эксплуатационные свойства.

никель-кадмиевые (Ni-Cd) – наиболее старый тип аккумуляторных батареек, отличается необходимостью соблюдения цикла «полный разряд» – «полный заряд» (имеют эффект памяти) и чувствительны к холоду (плохо отдают энергию на морозе), но могут хранится разраженными и отличаются низким саморазрядом, сейчас используются в основном в электроинструменте
никель-металл-гидридные (Ni-MH) – очень распространенный тип простых и дешевых компактных аккумуляторных батареек, эффект памяти и чувствительность к холоду несколько ниже, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов, но их нужно хранить заряженными и у них выше саморазряд, сейчас они используются в основном в радиотелефонах
литий-ионные (Li-Ion) – более современный тип аккумуляторов, почти не подвержены эффекту памяти (снижению емкости), что позволяет заряжать их в любое время и необязательно разряжать до конца, чувствительность к холоду есть, но не критична, нужно поддерживать заряд при хранении, они часто используются в фотоаппаратах
литий-полимерные (Li-Pol) – облегченный вариант литий-ионных аккумуляторов, обладающий теми же свойствами, но со значительно меньшим весом, что нашло применение в компактных мобильных устройствах и дронах
свинцово-кислотные (SLA) – большие мощные аккумуляторы, способные быстро отдавать огромную энергию (силу тока), что используется в пусковых установках двигателей (стартерах) и источниках бесперебойного питания, требуют периодической подзарядки во время хранения

Также аккумуляторы отличаются напряжением в вольтах (В), емкостью в ампер-часах (Ач) или миллиампер-часах (мАч) и физическим размером (типоразмером).

Классификация аккумуляторов

Все аккумуляторы можно условно разделить по назначению на несколько основных групп:

бытовые (аккумуляторные батарейки)
для радиотелефонов
для фонариков
автомобильные
для ИБП
промышленные

Теперь рассмотрим их немного подробней, включая типоразмеры и лучших производителей.

Аккумуляторные батарейки

Для обеспечения нормального функционирования техники применяются аккумуляторы разных типоразмеров. Основная сфера их использования – питание мелких устройств бытового назначения.

Аккумуляторные батарейки используются для самых различных устройств – радио мышек, клавиатур, фотоаппаратов, простых фонариков, часов, другой мелкой электроники.

Они имеют различные типоразмеры:

AA (пальчик) – наиболее распространенный формат круглых батареек длиной 5 см, напряжением 1.2 В и емкостью 1000-3000 мАч
AAA (мини-пальчик) – также широко распространены, имеют длину 4.4 см, такое же напряжение 1.2 В, но меньшую емкость 500-1500 мАч
крона – более редкая прямоугольная батарейка с напряжением 9 В, используется в некоторых электроприборах (например, мультиметрах)

Существуют и другие, более редкие форматы аккумуляторных батареек:

CS (Sub C) – короткая круглая батарейка
C (R14) – средняя круглая батарейка
D (R20) – большая круглая батарейка

Они мало распространены и используются в некоторых специфических устройствах и старых фотоаппаратах.

К лучшим популярным производителям аккумуляторных батареек можно отнести Panasonic, Varta, Ansmann, Sanyo. Есть также много других именитых брендов, но их чаще подделывают.

Аккумуляторы для радиотелефонов

Это может быть монолитная аккумуляторная батарея либо отдельные элементы. Подобные устройства отличаются небольшим размером и незначительным весом. Аккумуляторы для радиотелефонов часто представляют собой удобные готовые сборки обычных Ni-MH аккумуляторных батареек.

Также в некоторых телефонах используются нестандартные фирменные аккумуляторы. Из производителей можно порекомендовать Panasonic и Robiton.

Аккумуляторы для фонариков

Аккумуляторы для фонарика представлены на рынке в широком ассортименте и выбор зависит от конкретной модели.

Наибольшей популярностью пользуются:

АА (14500) – аккумуляторы для больших фонариков (длина 5 см, диаметр 1.4 см)
ААА – обычные Ni-MH элементы с номинальным напряжением 1.2 В и емкостью 500-1100 мАч
CR123A 16340– созданы для компактных фонариков (длина 3.4 см)

Есть также специальные аккумуляторы для мощных фонариков и электрошокеров.

Они имеют свои уникальные типоразмеры, которые нужно подбирать в зависимости от модели фонарика:

Эти аккумуляторы отличаются физическими размерами и емкостью. В основном они являются литий-полимерными, что делает их очень легкими. Из производителей хорошо зарекомендовали себя Panasonic, Robiton, Fenix.

Автомобильные аккумуляторы

Об автомобильных аккумуляторах мы особо рассказывать не будем, коснемся только отличий от всех других, которые нужно знать.

Это большие обслуживаемые кислотно-свинцовые батареи с жидким электролитом. Они способны быстро отдавать огромный ток, но необходимо следить за их зарядом и уровнем электролита (доливать по необходимости). Хранить свинцовый аккумулятор разряженным нельзя, так как где-то через полгода он выйдет из строя.

Аккумуляторы для ИБП

Аккумуляторы для компьютерных ИБП призваны обеспечить недлительное питание техники в случае временного отключения электричества. Они также являются свинцово-кислотными, но в отличие от автомобильных необслуживаемыми, а электролит в них загущенный в виде геля, что предотвращает утечки.

В остальном эти аккумуляторы подобны автомобильным, они могут быстро отдать большой ток и требуют периодической подзарядки. В разных ИБП используются аккумуляторы с разным напряжением (12 или 24 В), разной емкости (7, 9, 12 Ач) и разного физического размера. Также есть модели, в которые устанавливается несколько соединенных вместе батарей.

Выбирайте аккумулятор такого же напряжения и размера как в вашем ИБП, емкость при желании можно чуть больше (например, 9 Ач вместо 7 Ач) – это продлит работу ПК от ИБП. Из производителей можно порекомендовать SCB, Yuasa и Delta.

Аккумуляторы в ИБП для газового котла и другой ответственной техники, отличаются большей емкостью по сравнению с моделями, применяемыми при работе компьютерного оборудования. Ведь они рассчитаны на поддержание функционирования отопительных приборов на протяжении суток и более.

Такие аккумуляторы часто являются внешними и подключаются к ИБП с помощью специальных клемм, а сами ИБП должны выдавать напряжение в форме чистой синусоиды, что важно для электронасосов, используемых в системах отопления и другой чувствительной к форме напряжения техники.

Промышленные аккумуляторы

Обычно огромные батареи большой емкости. Могут быть разного напряжения, в том числе высоковольтные. Больше мы о них ничего говорить не будем, так как это не тематика нашего сайта.

Заключение

Для того, чтобы аккумулятор хорошо держал заряд и прослужил достаточно долго, он должен быть от надежного проверенного производителя и само собой оригинальным, а не дешевой подделкой. Также важно в каких условиях и как долго хранятся аккумуляторы.

Поэтому лучше всего приобретать аккумуляторы в специализированных магазинах, которые уделяют особое внимание их качеству. Качественные аккумуляторы для самых различных целей от лучших производителей можно приобрести на сайте https://voltacom.ru/catalog/power/akkum.

Зарядное устройство Xiaomi Mi Power Bank 2C 20000mAh
Зарядное устройство Xiaomi Mi Power Bank 2 10000mAh
Зарядное устройство Xiaomi Mi Power Bank 5000mAh

Аккумулятор. Виды и применение. Как выбрать. Плюсы и минусы

Аккумулятор — это многоразовый источник тока, который предназначен для накопления и хранения энергии. Его работа основана на обратимых окислительно-восстановительных реакциях, что дает возможность использовать батарею многократно. Для создания аккумуляторной батареи, несколько аккумуляторов соединяют в одну цепь.

Виды аккумуляторов

Для бытовых приборов и инструментов используется несколько типов аккумуляторных батарей, которые отличаются по используемым для их изготовления материалам.

Никель-кадмиевые (NiCd)

Этот аккумулятор выдерживать большое количество разрядов и зарядов, устойчив к низким температурам и у него большой допустимый ток разряда. Одними из основных его достоинств является низкая цена и большой срок службы. Недостатки указанного вида в том, что он быстро саморазряжается и имеет низкую плотность энергии.

Основным недостатком такого оборудования является «эффект памяти», что приводит к снижению полезной емкости при неполном разряде батареи. Для восстановления номинальной мощности, надо полностью разрядить, а потом снова зарядить это устройство. Чтобы увеличить срок службы такого оборудования, необходимо полностью его разряжать и только потом ставить на зарядку. Для заряда надо использовать только то устройство, которое шло в комплекте, либо таким, которое соответствует требованиям производителя батареи.

Никель-металлогидридные (NiMh)

Такие батареи появились позже, и они являются более перспективными. Сейчас они массово используются для разной бытовой техники, но для телефонов и ноутбуков применяются еще более прогрессивные виды.

Литий-ионные (LiIon)

Такой аккумулятор чаще всего используется для питания ноутбуков, фотоаппаратов и другой техники, но в современных телефонах он уже используюется редко, так как вытесняется более прогрессивным типом батарей. Их основной недостаток в высокой чувствительности к перезаряду, поэтому в устройствах, где используются такие батареи, обязательно устанавливают контроллер, который ограничивает заряд.

Литий-полимерные (LiPol)

Самые современные устройства, основным их отличием является то, что электролит гелеобразный, поэтому такие аккумуляторы могут быть очень тонкими. Они чаще всего применяются в мобильных телефонах, плеерах и другой технике, имеющей небольшие размеры. Так как такие батареи также чувствительны к перезаряду, использовать их в устройствах с неисправным контроллером заряда нельзя. Если нарушается герметичность также нельзя эксплуатировать такую батарею.

Устройство

Раньше аккумуляторные батареи для бытовой техники и телефонов по своему строению были точной копией тех, что используются в автомобилях. Современные технологии позволили разработать литий-ионные батареи, у которых катод покрыт алюминиевой, а анод медной фольгой. В литий-полимерных моделях в качестве банок используются мягкие пакеты, которые заполняются гелеобразным раствором лития в полимере.

Чтобы контролировать заряд, такая аккумуляторная батарея обязательно имеет устройство, которое выполнено в виде электронной платы. Вместо привычных двух контактов, такие батареи с платой телефона соединяются при помощи конвектора — многополюсного соединения.

Принцип работы

Независимо от типа, любой аккумулятор работает благодаря наличию разности напряжения между пластинами из металла, погруженными в электролит.

Химические процессы, происходящие в батарее, являются обратимыми, поэтому после ее разряжения, есть возможность при помощи заряда восстановить работоспособность. Во время заряда ток пропускают в противоположном направлении, которое будет при разряде аккумуляторной батареи.

Основной характеристикой является емкость, то есть величина заряда, которую полностью заряженная батарея может отдать при разряде до наименьшего допустимого значения. Для ее измерения обычно используются Ач.

Области применения

Аккумулятор используется в различных отраслях и имеет широкое применение. Аккумуляторные батареи применяют для освещения вагонов, питания различной апертуры на автомобилях, в мобильных телефонах, в бытовой технике и электронике.

Для того чтобы обезопасить компьютер и имеющуюся информацию при внезапном исчезновении питания, используются ИБП. Основным его элементом является АКБ. Первоначальный запуск любого автомобиля не возможет без заряженной аккумуляторной батареи.

Как выбрать аккумулятор

Рассмотрим особенности выбора АКБ для мобильного телефона. Сначала надо разобраться, какая батарея установлена в вашем телефоне, так как она может быть съемной или несъемной.

Если ее можно снять, то открывают заднюю крышку телефона и внимательно изучают характеристики батареи:

Емкость.
Модель.
Напряжение.

При наличии и несъемной АКБ, ее данные можно узнать из паспорта телефона или на сайте производителя. Современный рынок предлагает оригинальные аккумуляторы, аналогичные и «ноунейм». На последний вариант лучше вообще не обращать внимания, так как такая батарея может не только вывести из строя телефон, а даже взорваться.

Между собой оригинальные и аналоговые изделия практически ничем не отличаются по своим характеристикам, но оригинальные батареи будут намного дороже. Учтите, что некоторые производители не делают оригинальные запчасти, поэтому в таком случае придется приобретать аналогичный источник питания.

Аккумулятор для автомобиля

В этом случае надо обращать внимание на такие характеристики как емкость, пусковой ток и габариты изделия. Важно, чтобы емкость и величина пускового тока не очень отличались от той аккумуляторной батареи, что была установлена на заводе-производителе, так как генератор и другое оборудование рассчитаны на определенные их значения.

Кроме описанных характеристик, обращают внимание на наличие дополнительных элементов: ручка для удобной транспортировки, защита клемм, наличие встроенного индикатора заряда.

Достоинства и недостатки

Рассмотрим, какие есть преимущества и недостатки у разных типов батарей.

Преимущества NiCd устройств:

Быстрая зарядка, можно использовать ток, который равен и даже превышает емкость батареи, злоупотреблять часто большим зарядным током нельзя и если требуется быстрый заряд, то используют устройства, определяющие полный заряд батареи, после чего они должны отключаться.
Могут давать в нагрузку ток большого значения.
Если соблюдаются правила эксплуатации, то срок службы будет большим.
Возможность восстановления при понижении емкости.
Доступная стоимость.

Недостатки будут такие:

Наличие «эффекта памяти».
Высокий уровень саморазряда.
Большой вес и размеры.
Требуется специальная утилизация из-за наличия кадмия.

Особенности NiMh батарей:

Больше плотность электроэнергии, поэтому они имеют меньший вес и размеры.
Срок службы зависит от глубины разряда, чтобы батарея дольше служила, лучше ее эксплуатировать не с полным, а с поверхностным разрядом.
Зарядка не может проводиться так быстро, как в предыдущем варианте.
«Эффект памяти» выражен намного меньше.
У них небольшое количество рабочих циклов.
Высокий саморазряд, который достигает 30% в месяц.

LiIon батареи имеют следующие достоинства:

Небольшой вес и размеры, достигается это за счет высокой плотности электроэнергии.
Незначительный саморазряд.
На протяжении всего срока службы не требуют никакого обслуживания.

Недостатки таких АКБ следующие:

Высокая цена.
Хранить такие батареи надо только заряженными.
Даже если они не используются, происходит процесс старения, уже через два года, если ими не пользоваться, они обычно выходят из строя.

LiPol устройства являются самыми современными, но пока массово они не применяются, поэтому объективно оценить их преимущества и недостатки пока нельзя.

Если сравнивать их с другими типами, то в таких устройствах меньше рабочих циклов, и они рассчитаны на небольшой ток нагрузки. Технология их изготовления позволяет создавать тонкие и пластичные геометрические формы, что нехарактерно для других типов батарей. Как и у всего нового, стоимость таких батарей пока высокая.

Сейчас в электронных устройствах в основном используются NiMh и LiIon аккумуляторы. У первых будет больше срок службы при умеренных нагрузках и ниже стоимость, у вторых простое обслуживание и большой срок службы при интенсивных нагрузках. Никель-кадмиевые устройства уже практически не используются, а литий-полимерные только завоевывают рынок.

Виды, классификация аккумуляторов, АКБ

30/04/2019

Традиционные свинцовые аккумуляторные батареи

Электроды свинцовой аккумуляторной батареи выполнены из свинца с содержанием более 5% сурьмы. Корпус свинцовой аккумуляторной батареи — черный пластмассовый или эбонитовый, верхняя часть батареи залита смолой. Единственное преимущество таких батарей – высокая ремонтопригодность. В настоящее время для потребительских целей не выпускаются.

Малосурьмянистые аккумуляторные батареи

Положительные и отрицательные электроды малосурьмянистых аккумуляторных батарей выполнены из свинцовых сплавов с пониженным до 2,5-3,0% содержанием сурьмы. В некоторых публикациях малосурьмянистые аккумуляторные батареи иногда называют малообслуживаемыми; у них расход воды и саморазряд гораздо меньше, чем у традиционных батарей, но в 2-3 раза выше, чем у батарей с кальциевыми токоотводами. Недостатки малосурьмянистых аккумуляторных батарей — большой расход воды и саморазряд. Достоинства малосурьмянистых аккумуляторных батарей относительная устойчивость к глубоким разрядам, низкая цена. Возможное дополнительное обозначение — отсутствует.

Гибридные аккумуляторные батареи

Гибридные аккумуляторные батареи системы «кальций плюс» (гибридные) с содержанием до 1,5-1,8% сурьмы и 1,4-1,6% кадмия в положительном токоотводе и свинцово-кальциевым отрицательным токоотводом. Характеристики гибридных аккумуляторных батарей по расходу воды и саморазряду вдвое лучше, чем у малосурьмянистых. Возможное дополнительное обозначение — Са+, и (или) Hybrid.

Кальциевые аккумуляторные батареи

Первоначально кальциевые аккумуляторные батареи начали выпускать в США на базе свинцово-кальциевого сплава (0,07-0,1% Са) для токоотводов положительного и отрицательного электродов. Кальциевые аккумуляторные батареи значительно снизили газовыделение, что обеспечило эксплуатацию аккумуляторов без доливки воды в течение как минимум двух лет. Достоинства кальциевых аккумуляторных батарей – снижение саморазряда на 30% и расхода воды на 80% по сравнению с малосурьмянистыми. Недостатки кальциевых аккумуляторных батарей – неустойчивость к глубоким разрядам. Кальциевые и гибридные аккумуляторы в гораздо меньшей степени подвержены выкипаемости еще и потому, что состав их свинца обеспечивает свойства своеобразной «самовыключаемости» — они перестают принимать ток, когда заряжены на 95-97%. Возможное дополнительное обозначение — Са/Са.

Серебряно-кальциевые аккумуляторные батареи (кальциевые с дополнительным легированием серебром)

В конце 90-х годов и в США, и в Западной Европе началось производство батарей с токоотводами из свинцово-кальциевого сплава с добавкой новых легирующих компонентов, в том числе серебра, которые не боятся глубоких разрядов. Добавление серебра также повышает коррозионную стойкость решеток. Достоинства – устойчивость к глубоким разрядам при сохранении параметров кальциевых батарей по саморазряду и расходу воды. Недостатки – высокая цена и, как правило, невозможность обслуживания (контроля и коррекции уровня электролита).

Расход воды у серебряно-кальциевых батарей в стандартных режимах так мал, что конструкторы убрали из крышек отверстия для доливки воды. Такие батареи в рекламных публикациях иногда называют абсолютно (полностью) необслуживаемыми. В этих батареях исключена возможность контроля плотности электролита и долива воды в процессе эксплуатации. Заявленные характеристики этих батарей гарантируются только при исправном состоянии электрооборудования автомобиля и соблюдении условий пользования, указанных производителем в инструкции по эксплуатации. Возможное дополнительное обозначение — Са/Аg, «серебряно-кальциевая технология».

Аккумуляторы | Гидравлика и пневматика

Загрузить эту статью в формате .PDF

Аккумуляторы обычно устанавливаются в гидравлических системах для хранения энергии и сглаживания пульсаций. Обычно в гидравлической системе с аккумулятором может использоваться насос меньшего размера, поскольку аккумулятор накапливает энергию от насоса в периоды низкой нагрузки. Эта энергия доступна для мгновенного использования и высвобождается по запросу со скоростью, во много раз превышающей ту, которая может быть подана одним насосом.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bba6» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Загрузка файлов 2014 г. 02 Аккумуляторы «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulics_hydraulics_toy_docs&hl=ru&hl=ru&hl=ru&hl=ru = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рисунок 1.Поперечные сечения типичных баллонных и поршневых аккумуляторов. Нажмите на картинку для увеличения.

Аккумуляторы также могут действовать как поглотители перенапряжения или пульсации, подобно тому как воздушный купол используется в пульсирующих поршневых или ротационных насосах. Аккумуляторы амортизируют гидравлический удар, уменьшая удары, вызванные быстрым срабатыванием или внезапным запуском и остановкой силовых цилиндров в гидравлическом контуре.

Существует четыре основных типа гидроаккумуляторов: нагруженный поршневой тип, диафрагменный (или баллонный) тип, пружинный тип и гидропневматический поршневой тип.Первым был использован грузоподъемный тип, но он намного больше и тяжелее современных поршневых и баллонных типов. И утяжеленные, и пружинные типы сегодня встречаются нечасто. Гидропневматические аккумуляторы, рис. 1, являются наиболее часто используемым в промышленности типом.

Функции

Накопитель энергии — Гидропневматические аккумуляторы содержат газ вместе с гидравлической жидкостью. Жидкость обладает небольшими динамическими характеристиками накопления энергии; объем обычных гидравлических жидкостей может быть уменьшен примерно на 1.7% под давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм. (Однако эта относительная несжимаемость делает их идеальными для передачи мощности, обеспечивая быстрое реагирование на потребность в мощности.) Следовательно, когда высвобождается только 2% от общего содержащегося объема, давление оставшегося масла в системе падает до нуля.

С другой стороны, газ, являющийся партнером гидравлической жидкости в гидроаккумуляторе, можно сжимать до небольших объемов при высоких давлениях. В сжатом газе накапливается потенциальная энергия, которая выделяется по запросу.Такую энергию можно сравнить с энергией поднятого копра, готового передать свою огромную энергию на сваю. В гидроаккумуляторе поршневого типа энергия сжатого газа оказывает давление на поршень, разделяя газ и гидравлическую жидкость. Поршень, в свою очередь, выталкивает жидкость из цилиндра в систему и в место, где будет выполняться полезная работа.

Поглощение пульсаций — Насосы, конечно же, вырабатывают необходимую мощность для использования или хранения в гидравлической системе.Многие насосы передают эту мощность пульсирующим потоком. Поршневой насос, обычно используемый из-за его способности выдерживать высокое давление, может создавать пульсации, вредные для системы высокого давления. Аккумулятор, правильно расположенный в системе, существенно смягчит эти колебания давления.

Амортизация — Во многих гидравлических системах приводной элемент гидравлической системы внезапно останавливается, создавая волну давления, которая распространяется обратно через систему. Эта ударная волна может создавать пиковое давление, в несколько раз превышающее нормальное рабочее давление.Это может вызвать нежелательный шум или даже сбой системы. Правильно расположенная в системе газовая подушка аккумулятора минимизирует этот шок.

Примером этого применения является амортизация ударов, вызванных внезапной остановкой погрузочного ковша на гидравлическом фронтальном погрузчике. Без гидроаккумулятора ковш весом более 2 тонн может полностью оторвать от земли задние колеса погрузчика. Сильные удары по раме и оси трактора, а также износ оператора преодолеваются за счет добавления в гидравлическую систему соответствующего гидроаккумулятора.

Дополнительная подача насоса — Аккумулятор, способный накапливать энергию, может дополнять гидравлический насос при подаче энергии в систему. Насос накапливает потенциальную энергию в аккумуляторе во время простоев рабочего цикла. Аккумулятор передает эту резервную мощность обратно в систему, когда цикл требует аварийной или пиковой мощности. Это позволяет системе использовать насос гораздо меньшего размера, что приводит к экономии затрат и мощности.

Поддержание давления — Изменения давления происходят в гидравлической системе, когда жидкость подвергается повышению или понижению температуры.Также может быть падение давления из-за утечки гидравлической жидкости. Аккумулятор компенсирует такие изменения давления путем подачи или приема небольшого количества гидравлической жидкости. Если основной источник питания выйдет из строя или остановится, аккумулятор будет действовать как вспомогательный источник энергии, поддерживая давление в системе.

Раздача жидкости — Аккумулятор может использоваться для дозирования небольших объемов жидкостей, таких как консистентные смазки и масла, по команде.

Эксплуатация

При правильном размере и предварительной зарядке аккумуляторы обычно переключаются между ступенями (d) и (f), рисунок 2.Поршень не будет контактировать ни с одной крышкой в поршневом аккумуляторе, а баллон не будет контактировать с тарельчатым клапаном или сжиматься, так что он разрушительно загибается в верхней части своего корпуса.

Производители указывают рекомендуемое давление предварительной зарядки для своих аккумуляторов. В приложениях для хранения энергии баллонный аккумулятор обычно предварительно заряжается до 80% минимального давления в гидравлической системе, а поршневой аккумулятор — до 100 фунтов на квадратный дюйм ниже минимального давления в системе. Давление предварительной зарядки определяет, сколько жидкости останется в гидроаккумуляторе при минимальном давлении в системе.

Рисунок 2. Шесть этапов работы гидроаккумуляторов: этап (а), аккумулятор пустой — газ отсутствует; стадия (б) — аккумулятор предварительно заправлен сухим азотом; стадия (c), давление в системе превышает давление предварительной зарядки, и гидравлическая жидкость течет в аккумулятор; стадия (d), пики давления в системе, максимальное количество жидкости поступило в аккумулятор, и открывается система сброса давления; стадия (e), падение давления в системе, давление предварительной зарядки выталкивает жидкость из аккумулятора в систему; и на стадии (f) давление в системе достигает минимума, необходимого для выполнения работы.

Правильная предварительная заправка включает точное заполнение газовой стороны аккумулятора сухим инертным газом, например азотом, при отсутствии гидравлической жидкости на жидкостной стороне. Зарядка аккумулятора начинается тогда, когда гидравлическая жидкость попадает в жидкостную сторону, и происходит только при давлении, превышающем давление предварительной зарядки. Во время зарядки газ сжимается для хранения энергии.

Правильное давление предварительной зарядки — самый важный фактор в продлении срока службы аккумулятора. Тщательность, с которой необходимо выполнять и поддерживать предварительную зарядку, является важным фактором при выборе типа аккумулятора для приложения, при прочих равных.Если пользователь неосторожно относится к настройкам давления газа и предохранительного клапана или регулирует давление в системе без соответствующей регулировки давления предварительной зарядки, срок службы может сократиться, даже если был выбран правильный тип гидроаккумулятора. Если был выбран неправильный аккумулятор, почти наверняка преждевременный выход из строя.

Монтажное положение

Оптимальное положение для установки любого гидроаккумулятора — вертикальное с гидравлическим отверстием вниз. Поршневые модели могут быть горизонтальными, если жидкость остается чистой.Когда твердые загрязнители присутствуют или ожидаются в значительных количествах, горизонтальный монтаж может привести к неравномерному или ускоренному износу уплотнения. Максимальный срок службы может быть достигнут в горизонтальном положении с помощью нескольких поршневых уплотнений для уравновешивания параллельной поверхности поршня.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bba8» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Контент Site200 Статьи Основы 6446hydraulics1 00000010232 «data-embed-src =» https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_Articles_Basics_6446hydraulics1_00000010232.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = «»]}%
Рис. 3. Горизонтально установленный аккумулятор может вызвать неравномерный износ баллона и задержать жидкость в гидравлическом клапане.

Баллонный аккумулятор также можно установить горизонтально, рис. 3, но неравномерный износ баллона, когда он трется о корпус при плавании в жидкости, может сократить срок службы.Степень повреждения зависит от чистоты жидкости, частоты цикла и степени сжатия (определяемой как максимальное давление в системе / минимальное давление в системе). В крайних случаях жидкость может быть захвачена вдали от гидравлического конца, что снижает производительность или может удлинить баллон, чтобы принудительно закрыть тарелку преждевременно.

Размеры и мощность

Доступные размеры и емкость также влияют на выбор типа аккумулятора. Поршневые аккумуляторы определенной емкости часто поставляются с различными диаметрами и длинами, таблица 1.Кроме того, поршни могут быть изготовлены по индивидуальной длине с небольшой надбавкой к цене или без нее. Баллонные гидроаккумуляторы предлагаются только одного размера на каждую емкость, с меньшим объемом доступной емкости.

Таблица 1 — Относительные выходы, аккумулятор на 10 галлонов
Степень сжатия 1/2	Давление в системе, фунт / кв. Дюйм		Рекомендуемая предварительная зарядка, фунт / кв. Дюйм		Мощность, галлон
Степень сжатия 1/2	максимум 1	минимум 2	Мочевой пузырь 3	поршень 4	Мочевой пузырь 5	поршень 6
1.5 2,0	3 000 3 000	2 000 1 500	1,600 1,200	1,900 1,400	2,53 3,80	3,00 4,41
3,0 6,0	3 000 3 000	1 000 500	800 –	900 400	5,06 –	5,70 6,33

По своей природе более высокая мощность поршневого гидроаккумулятора может сделать его лучшей альтернативой в условиях ограниченного пространства.В таблице 1 приведены выходные данные для поршневых и баллонных аккумуляторов емкостью 10 галлонов, работающих изотермически в качестве вспомогательных источников энергии в диапазоне минимальных давлений в системе. Различия в давлении предварительной зарядки, столбцы 3 и 4 (определяемые 80% минимального давления в системе для моделей баллонов, на 100 фунтов на кв. Дюйм ниже минимального для поршня) приводят к существенной разнице в выходах, столбцы 5 и 6.

Чтобы предотвратить чрезмерную деформацию баллона и высокую температуру баллона, также обратите внимание в Таблице 1, что баллонные аккумуляторы должны иметь степень сжатия более 3: 1.

Составные части

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bbaa» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Коммуникационные сайты Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются в пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Fpe Images Hydraulics1 4 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulics_draulics_hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulics_draulics_pneumatics_www.ydraulics_draulics_draulics_pneumatics_www.htmlHydraulicspneumatics.com_FPE_images_hydraulics1_4.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рис. 4. Поршневые аккумуляторы, используемые вместе с газовыми баллонами.

Хотя модели баллонов не доступны для размеров более 40 галлонов, поршневые конструкции в настоящее время поставляются на одну емкость до 200 галлонов. Экономика и доступное пространство для установки побудили инженеров рассмотреть возможность установки нескольких компонентов. Два из них подходят для большинства приложений с высокой производительностью.

Установка на Рисунке 4 состоит из нескольких газовых баллонов, обслуживающих один поршневой аккумулятор через газовый коллектор. Размер аккумуляторной части должен быть таким, чтобы поршень не ударял по крышкам во время езды на велосипеде. Одним из недостатков этой конструкции является то, что отказ одного уплотнения может вызвать утечку газа из системы. Поскольку газовые баллоны часто дешевле аккумуляторов, одним из преимуществ такой установки может быть более низкая стоимость.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bbac» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются в пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Fpe Images Hydraulics1 5 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_FPE_images_Hydraulicspneumatics.com_FPE_images_hydraulicspneumatics.com_FPE_images_images_hydraulicspneumatics_FP . Несколько аккумуляторов могут быть объединены в коллекторы для обеспечения больших потоков в системе.

Несколько аккумуляторов поршневой или баллонной конструкции могут быть установлены на гидравлическом коллекторе, рис. 5. При использовании поршневых аккумуляторов поршень с наименьшим трением будет двигаться первым и иногда может опускаться на гидравлический колпачок.В медленных или редко используемых системах это несущественно.

Установки для газовых баллонов

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bbae» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Comsites Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются в пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Fpe Images Hydraulics1 6 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulics_draulicspneumatics_.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_FPE_images_hydraulics1_6.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рис. 6. Небольшой аккумулятор может выполнять эту работу, если он удаленно подключен к дополнительному баллону для газа.

Удаленное хранение газа обеспечивает гибкость в больших и малых системах, рис. 6. Концепция газового баллона обычно описывается этой простой формулой: размер аккумулятора минус необходимый выход жидкости равен размеру газового баллона. Например, приложение, в котором требуется аккумулятор на 30 галлонов, может потребовать от 8 до 10 галлонов выходной жидкости.Таким образом, это приложение может быть удовлетворено аккумулятором на 10 галлонов и газовым баллоном на 20 галлонов.

Аккумулятор, используемый с удаленным хранением газа, обычно имеет порт того же размера на стороне газа, что и на стороне гидравлики, чтобы обеспечить беспрепятственный поток газа в газовый баллон и из него. Газовый баллон имеет эквивалентный порт на одном конце и газозаправочный клапан на другом. Эти двухкомпонентные аккумуляторы могут быть сконфигурированы или изогнуты под любым углом, чтобы соответствовать доступному пространству.

Концепция газового баллона подходит как для баллонных, так и для поршневых аккумуляторов.Обратите внимание, что для баллонных аккумуляторов требуется специальное устройство, называемое перегородкой на газовой стороне, чтобы предотвратить выдавливание баллона в трубопровод газового баллона.

Опять же, размер поршневого гидроаккумулятора должен быть таким, чтобы предотвратить его опускание на дно в любом конце цикла. Размеры мочевого пузыря должны быть такими, чтобы не допускать наполнения более чем на 85% или опорожнения более чем на 85%. Скорость потока между переносящим барьером баллона и его газовым баллоном будет ограничиваться горловиной трубки барьерного переноса.Из-за этих недостатков баллонные аккумуляторы / баллонные аккумуляторы следует зарезервировать для специальных применений.

Расход и время отклика

Таблица 2 предлагает максимальные значения расхода для представительных размеров и типов гидроаккумуляторов. Большие стандартные конструкции баллонов ограничены до 220 галлонов в минуту, хотя скорость может быть увеличена до 600 галлонов в минуту с использованием дорогостоящего порта с высоким расходом. Тарельчатый клапан регулирует расход; чрезмерный поток приводит к преждевременному закрытию тарелки. Несколько аккумуляторов, установленных на общем коллекторе, необходимы для достижения расхода более 600 галлонов в минуту.

Таблица 2 — Максимальные рекомендуемые значения расхода гидроаккумулятора
Поршень , внутренний диаметр, дюйм	Емкость камеры	галлонов в минуту при 3000 фунтов на кв.			1 кварт 1 галлон 2½ галлона	100 400 800	60 150 220	– – 600
		7 9 12	больше 2½ галлона	1,200 2,000 3,400	220 220 220	600 600 600

Допустимые скорости потока для поршневых аккумуляторов обычно превышают значения для баллонных конструкций.Поток ограничен скоростью поршня, которая не должна превышать 10 футов / сек, чтобы избежать повреждения уплотнения поршня. В высокоскоростных приложениях высокие температуры контакта уплотнения и быстрая декомпрессия азота, проникшего в материал уплотнения, могут вызвать пузыри, трещины и ямки в резине.

Баллонные гидроаккумуляторы

быстрее реагируют на изменения давления в системе, чем поршневые, по двум причинам:

1. Резиновые баллоны не должны преодолевать статическое трение, которое должно преодолевать поршневое уплотнение, и 2. Масса поршня не требует ускорения и замедления.
Однако на практике разница в ответах может быть не такой большой, как принято считать, и, вероятно, незначительна в большинстве приложений.

Амортизатор

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bbb0» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Fpe Images Hydraulics1 7 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_FPE_fimages_formages_hydraulicspneumatics.com_FPE_fedrax_images_hydraulicspneumatics. . Испытательная схема для генерации и измерения ударных волн в системе.

Тесты, проведенные в Университете Висконсина, Мэдисон, показывают, что для контроля шока не обязательно нужен аккумулятор в мочевом пузыре.При номинальном расходе системы 30 галлонов в минуту в испытательном контуре, рис. 7, направленный регулирующий клапан с внутренним управлением, расположенный на расстоянии 118 футов от насоса, закрывается, создавая удар. Когда ударная волна проходит от клапана обратно по гидравлическим линиям, огибает углы и различные ограничения, некоторая часть ее энергии расходуется при ускорении массы жидкости в линиях.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bbb2» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Fpe Images Hydraulics1 8 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_FPE_images_formages_hydraulicspneumatics.com_FPE_images_formages_hydraulicspneumatics. На графике показаны результаты испытаний ударной волной.

С 1 дюйм. трубка, установка предохранительного клапана на 2750 фунтов на квадратный дюйм и отсутствие аккумулятора в цепи, осциллограмма A , рис. 8, показывает скачок давления на 385 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана.Добавление поршневого гидроаккумулятора на 1 галлон к клапану снижает переходный процесс до 100 фунтов на кв. Дюйм сверх уставки предохранительного клапана, график B . Замена баллонного гидроаккумулятора на 1 галлон сокращает переходной режим до 78 фунтов на кв. Дюйм сверх уставки предохранительного клапана, трасса C , всего на 22 фунта на квадратный дюйм лучше, чем защита поршневого типа.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bbb4» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются в пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Fpe Images Hydraulics1 9 «data-embed-src =» https: // img.Hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_FPE_formages_hydraulicspneumatics.com_FPE_fimages_hydraulicspneumatics.com_FPE_images_images_hydraulicspneumatics.com_FPE_images_images_hydraulicspneumatics.com_FPE_fimages_hydraulicspneumatics.ru . Результаты второго испытания с использованием трубки меньшего диаметра.

Второй аналогичный тест с 5/8 дюйм. Настройка трубопровода и предохранительного клапана на 2650 фунтов на квадратный дюйм приводит к скачку давления на 2011 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с настройкой предохранительного клапана без аккумулятора, график A , рисунок 9.Поршневой гидроаккумулятор гасит переходное давление до 107 фунтов на кв. Дюйм сверх уставки предохранительного клапана, график B , в то время как баллонный аккумулятор гасит переходный процесс до 87 фунтов на квадратный дюйм, превышающий настройку предохранительного клапана, график C . Разница между типами аккумуляторов в подавлении ударов снова была незначительной.

Сервооборудование

Другое распространенное заблуждение гласит, что для всех сервоприложений требуется баллонный аккумулятор. Опыт показывает, что только небольшой процент сервоприводов требует времени отклика 25 мс или меньше, область, где разница в отклике между поршневыми и баллонными аккумуляторами становится существенной.Накопители мочевого пузыря должны использоваться для приложений, требующих ответа менее 25 мс, и любого типа, когда ответ 25 мс или более является адекватным.

Настройка и обслуживание: предварительная зарядка

На недавно отремонтированных баллонных гидроаккумуляторах внутренний диаметр корпуса следует смазать системной жидкостью перед предварительной заправкой. Эта жидкость действует как подушка, смазывает и защищает мочевой пузырь, когда он раскручивается и раскручивается. Когда начинается предварительная зарядка, следует медленно вводить начальные 50 фунтов на квадратный дюйм азота.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bcf6d5f267ee43bbb6» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Com Sites Hydraulicspneumatics com Файлы загружаются в индивидуальный встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Fpe Images Hydraulics1 10 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulics_draulics_hydraulicspneumatics/image/2011/12/hydraulics_draulics_draulics_hydraulics_pneumatics_www.ydraulics_draulics_pneumatics_www.hydraulics_draulics_pneumatics_www.html гидравликапневматика.com_FPE_images_hydraulics1_10.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}%
Рис. 10. Звездообразование на конце мочевого пузыря (а) может указывать на потерю эластичности материала мочевого пузыря из-за охрупчивания. от холодного газообразного азота во время предварительной зарядки.Если баллон находится под тарелкой, (b), баллон может выдержать С-образный разрез тарелки.

Несоблюдение этих мер предосторожности может привести к немедленному отказу мочевого пузыря. Азот под высоким давлением, быстро расширяющийся и, следовательно, холодный, может направлять длину сложенного пузыря и концентрироваться на дне.Охлажденная хрупкая резина, быстро расширяющаяся, может разорваться в виде звездообразования, рис. 10 (а). Мочевой пузырь также может быть зажат под тарелкой, в результате чего на дне мочевого пузыря получится С-образный разрез, рис. 10 (b).

Сторона жидкости поршневых аккумуляторов должна быть пустой во время предварительной зарядки, чтобы объем на стороне газа был максимальным. Во время предварительной зарядки могут возникнуть небольшие повреждения, если таковые имеются.

Слишком высокое давление предварительной зарядки или снижение минимального давления в системе без соответствующего снижения давления предварительной зарядки может вызвать проблемы в работе или повреждение аккумуляторов.При чрезмерном давлении предварительной зарядки поршневой гидроаккумулятор будет переключаться между ступенями (e) и (b), рисунок 2, и поршень будет находиться слишком близко к гидравлической торцевой крышке. Поршень может упасть при минимальном давлении в системе, что приведет к снижению производительности и, в конечном итоге, к повреждению поршня и его уплотнения. Часто слышно удары поршня; звук служит предупреждением о надвигающихся проблемах.

Слишком высокая предварительная зарядка в баллоне-аккумуляторе может загнать баллон в тарельчатый узел при переключении между этапами (e) и (b), Рисунок 2.Это может вызвать усталостное повреждение пружины и тарельчатого клапана или защемление и разрезание баллона, если мешок окажется зажатым под тарелкой, когда он принудительно закрывается. Слишком высокое давление предварительной зарядки является наиболее частой причиной отказа мочевого пузыря.

Слишком низкое давление предварительной зарядки или повышение давления в системе без компенсирующего увеличения давления предварительной зарядки также могут вызвать проблемы в работе с возможным повреждением аккумулятора. Без предварительной зарядки в поршневом гидроаккумуляторе поршень, скорее всего, попадет в крышку газового конца и, вероятно, останется там.Одиночный контакт вряд ли вызовет повреждение.

Для баллонных аккумуляторов слишком низкая предварительная зарядка или ее отсутствие может иметь серьезные последствия. Баллон может быть раздавлен до верхней части оболочки, затем может выдавиться в газовый клапан и быть проколот. Одного такого цикла достаточно, чтобы разрушить мочевой пузырь. Таким образом, поршневые гидроаккумуляторы более терпимы к неправильной подзарядке.

Загрузить статью в формате .PDF

ГЛАВА 16: Аккумуляторы | Гидравлика и пневматика

Гидропневматические аккумуляторы

Гидроаккумуляторы

Аккумуляторы позволяют хранить полезные объемы практически несжимаемой гидравлической жидкости под давлением.Символы и упрощенные разрезы на Рисунке 16-1 показывают несколько типов аккумуляторов, используемых в промышленных приложениях. Они не являются полными представлениями, но они иллюстрируют общие принципы работы.

Контейнер емкостью 5 галлонов, полностью заполненный гидравлическим маслом при давлении 2000 фунтов на квадратный дюйм, будет выпускать только несколько кубических дюймов жидкости, прежде чем давление упадет до 0 фунтов на квадратный дюйм. Если бы тот же самый контейнер был заполнен наполовину маслом, а наполовину азотом, он мог бы выпустить более 1 1/2 галлона жидкости, в то время как давление упало бы только на 1000 фунтов на квадратный дюйм.В этом большое преимущество гидропневматических аккумуляторов.

Типы аккумуляторов

Без сепаратора : Некоторые оригинальные аккумуляторы представляли собой емкости высокого давления со смотровым окном, показывающим уровень жидкости. Они были заполнены примерно наполовину маслом и наполовину азотом — без разделительного барьера между ними. Перед остановкой насоса запорный клапан на выпускном отверстии аккумулятора был закрыт, чтобы предотвратить утечку жидкости и газа. Этот тип аккумуляторов сегодня не используется в новых схемах, но многие из них все еще используются.

Баллон с газом : Многие аккумуляторы теперь используют резиновый баллон для разделения газа и жидкости. Тарельчатый клапан в выпускном отверстии предотвращает выдавливание баллона при выключенном насосе. Первоначальный дизайн был в стиле ремонта днища, показанном слева на Рисунке 16-1. Его до сих пор предлагают большинство производителей. Теперь доступен вид ремонта сверху, который делает замену мочевого пузыря простой и быстрой.

Поршень с газовым зарядом : Поршневой аккумулятор с газом имеет свободно плавающий поршень с уплотнениями для разделения жидкости и газа.Он работает и работает аналогично баллонному типу, но имеет некоторые преимущества в определенных областях применения. Поршневой аккумулятор с газовым зарядом может стоить вдвое дороже, чем баллонный аккумулятор такого же размера.

Подпружиненный поршень : подпружиненный поршневой аккумулятор идентичен газонагнетательному агрегату, за исключением того, что пружина прижимает поршень к жидкости. Его главное преимущество — отсутствие утечки газа. Основным недостатком является то, что такая конструкция не подходит для высокого давления и большого объема.

Вес с нагрузкой : Все газовые аккумуляторы теряют давление из-за выхода жидкости. Это связано с тем, что газообразный азот был сжат поступающей из насоса жидкостью, и газ должен расширяться, чтобы вытолкнуть жидкость наружу. Нагруженный вес гидроаккумулятор, показанный на Рисунке 16-1, не теряет давление до тех пор, пока гидроцилиндр не опустится до дна. Таким образом, 100% жидкости используется при полном давлении в системе. Основным недостатком весовых аккумуляторов является их физический размер. Они занимают много места и очень тяжелые, если требуется большой объем.Они хорошо работают в центральных гидравлических системах, потому что обычно для них есть место в зоне силового агрегата. Однако центральные гидравлические системы перестают быть популярными, поэтому лишь на некоторых предприятиях используются весовые аккумуляторы. (Прокатные станы — это одно из приложений, где место для размещения больших предметов не является проблемой.) Обратите внимание, что часто требуется долгое время, чтобы заполнить этих монстров.

Мембранные аккумуляторы : Существуют также мембранные аккумуляторы с упругими или металлическими диафрагмами.Они используются там, где хранимый объем небольшой.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3e4» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, Гидравлика, пневматика. com Файлы загружаются в пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig161png 00000042784 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/draulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics / image / draul с … .com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig161png_00000042784.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]} Символы в разрезе 16 для гидравлических элементов.

Почему используются аккумуляторы?

Для увеличения потока насоса: Чаще всего аккумуляторы используются для увеличения потока насоса.Некоторым контурам требуется большой объемный поток на короткое время, а затем в течение длительного периода используется мало жидкости или вообще не используется. Вообще говоря, когда половина или более машинного цикла не использует поток насоса, приложение является вероятным кандидатом для схемы аккумулятора.

Схема на рисунке 16-2 использует несколько аккумуляторов для пополнения потока насоса, потому что время выдержки составляет 45 секунд из 57,5-секундного времени цикла. Насос фиксированного объема на 22 галлона в минуту в этом контуре работает под давлением в течение большей части цикла, чтобы заполнить цилиндр и аккумуляторы.Без аккумуляторов для этой схемы потребовался бы насос на 100 галлонов в минуту, приводимый в движение двигателем мощностью 125 л.с. Первоначальная стоимость меньшего насоса и двигателя плюс аккумуляторы очень близка к стоимости более крупного насоса и двигателя. Однако экономия энергии в течение всего срока службы машины делает изображенную схему намного более экономичной.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3e6» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, гидравлическая система, пневматика. com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig162png 00000042785 «data-embed-src =» https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2007/05/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig162png_00000042785.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = «»]}% Рис. 16 2. Контур аккумулятора, который дополняет поток насоса

Одним из недостатков использования аккумуляторов для дополнения потока насоса является то, что контур должен работать при давлении выше, чем необходимо для выполнения работы.В схеме на Рисунке 16-2 для выполнения работы необходимо давление не менее 2000 фунтов на квадратный дюйм. Это означает, что гидроаккумуляторы должны быть заполнены до более высокого давления, чтобы они могли подавать дополнительную жидкость без падения давления ниже минимального. В этом контуре используется максимальное давление 3000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы хранить достаточно жидкости для цикла цилиндра в отведенное время и при этом иметь достаточную силу для выполнения работы. Регулирование потока в контуре необходимо для предотвращения слишком быстрого цикла цилиндра. Аккумулятор нагнетает жидкость с любой скоростью, с которой трубопровод может справиться, при любом перепаде давления при открытии пути потока.

В схеме на Рисунке 16-2 используется насос фиксированного объема и клапан разгрузки и сброса гидроаккумулятора. Клапан направляет поток насоса к гидроаккумуляторам, когда давление падает примерно на 15% ниже максимального установленного давления. При установленном давлении открывается разгрузочный клапан, и весь поток насоса переходит в резервуар при падении давления от 25 до 50 фунтов на квадратный дюйм. Когда насос работает в байпасном режиме, обратный клапан предотвращает разгрузку гидроаккумуляторов в резервуар. Разгрузочный клапан (который представляет собой обратный клапан с высоким коэффициентом заполнения) удерживается закрытым давлением холостого хода насоса до тех пор, пока насос не отключится.

Для поддержания давления: Еще одно распространенное применение гидроаккумуляторов — поддержание давления в контуре, пока насос не нагружен. Это особенно полезно при использовании насосов фиксированного объема в длительных циклах выдержки. Схема пресса для ламинирования на Рисунке 16-3 зажимает материал и удерживает его с усилием от одной до пяти минут. Если бы насос протекал через предохранительный клапан под высоким давлением в течение этого времени, выделялось бы много тепла, тратя энергию. С насосом с компенсацией давления потери энергии будут меньше, но система все равно может перегреться за короткое время.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3e8» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, Гидравлика, пневматика. com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig163png 00000042786 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/draulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics / image} .com_files_uploads_custom_inline_archive_www.Hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig163png_00000042786.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}% Рис. 16-3. Использование гидроаккумулятора для поддержания давления и / или восполнения утечки

. реле давления и реле давления в контуре насоса фиксированного объема позволяет насосу разгружаться, когда давление равно или превышает минимальную настройку реле давления. Если утечка в клапане или уплотнениях цилиндра позволяет давлению упасть примерно на 5%, реле давления переключает гидрораспределитель для повышения давления в торце крышки цилиндра и восстановления максимального давления.Единственный раз, когда насос нагружается, — это когда требуется жидкость. Эта схема будет непрерывно ламинировать детали и не требует теплообменника. Регулятор расхода должен быть установлен на пониженную скорость, чтобы гидроаккумулятор не опорожнялся слишком быстро, когда гидрораспределитель перемещается для втягивания плиты. Поток для компенсации утечки незначительный и не требует высокой скорости.

Разгрузочный клапан гидроаккумулятора на Рисунке 16-3 представляет собой запирающий обратный клапан с большим коэффициентом пропорциональности, который удерживается закрытым за счет низкого давления, когда насос разгружен.Он открывается для разряда любой накопленной энергии при выключении насоса.

Для поглощения удара: Быстро движущиеся гидравлические контуры могут создавать скачки давления, вызывающие сотрясение при резком прекращении потока. В таких подверженных ударам контурах можно установить гидроаккумуляторы, чтобы снизить разрушающее давление и всплески потока до приемлемого уровня или полностью их устранить. (Аккумуляторы могут справиться с другими проблемами скачков давления с помощью некоторых дополнительных клапанов для особых случаев.)

На рисунке 16-4 изображен аккумулятор, установленный для устранения скачков давления, вызванных внезапной блокировкой потока.Заправка азотом в этой установке должна быть на 5-10% выше рабочего давления. Это предотвращает попадание гидроаккумулятора в контур, кроме случаев скачков давления. Здесь лучше всего работает баллонный аккумулятор, поскольку он быстро реагирует на изменения давления. (Соблюдайте осторожность при применении аккумуляторов в ситуациях, связанных с ударами. Можно фактически усилить удар, а не уменьшить или устранить его.)

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3ea» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, гидравлическая система, пневматика. com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig164png 00000042787 «data-embed-src =» https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2007/05/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig164png_00000042787.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = «»]}% Рис. 16 -4 Использование гидроаккумулятора для устранения удара, вызванного внезапной остановкой потока

В качестве аварийного источника питания: Некоторым машинам с гидравлическим приводом всегда может потребоваться остановка в открытом положении, чтобы не повредить продукт или оборудование.Когда из-за сбоя питания гидравлический насос отключается и машина оказывается в каком-то положении, отличном от открытого, должен быть какой-то способ открыть ее. Резервный насос с приводом от двигателя может восполнить счет и в некоторых случаях может быть лучшим средством. Другой вариант — использовать аккумуляторы, которые заряжаются перед первым циклом и хранятся в таком состоянии до выключения машины. Накопленная энергия готова для перевода машины в открытое положение в случае сбоя питания.

Схема на Рисунке 16-5 управляет задвижкой на бункере для отходов, которая открывается гидравлически для заполнения транспортной тележки.Схема расположена в удаленном месте, подверженном сбоям в электроснабжении, поэтому она предназначена для автоматического закрытия ворот в случае отключения электроэнергии.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3ec» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, гидравлическая система, пневматика. com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig165png 00000042788 «data-embed-src =» https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2007/05/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig165png_00000042788.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = «»]}% Рис. 16 -5 Использование аккумулятора в качестве аварийного источника питания

На принципиальной схеме показан цилиндр в состоянии покоя с работающим насосом.При запуске агрегата на соленоиды C и C2 на нормально открытых 2-ходовых распределителях подается питание.Они остаются под напряжением, пока включен насос. Первый поток насоса проходит через обратный клапан и заполняет аккумулятор достаточным количеством жидкости, чтобы выдвинуть цилиндр из любого открытого положения. При наличии электроэнергии ворота можно открывать и закрывать, чтобы сбросить отходы в ожидающий грузовик. Если грузовик заполняется и происходит сбой питания, насос останавливается и все соленоиды обесточиваются. В этот момент аккумулятор перемещается к концу крышки цилиндра, и жидкость в конце штока цилиндра имеет свободный путь к резервуару.

Обратите внимание на ручной слив, подключенный к линии между обратным клапаном и аккумулятором. Этот слив необходимо открыть перед работой с контуром. Табличка на машине предупреждает обслуживающий персонал о потенциальной опасности, если аккумулятор не слит. Аварийные источники питания — единственная аккумуляторная цепь, которую в большинстве случаев нельзя слить автоматически.

Меры предосторожности для аккумулятора

Всегда используйте какой-либо способ слить воду из аккумулятора при выключении.(В конце этого раздела показано несколько способов автоматического слива аккумулятора. Кроме того, всегда есть старый резервный, ручной слив.) Никогда не работайте с контуром с аккумулятором, пока не убедитесь, что он сброшен.
Убедитесь, что поток в гидроаккумуляторе ограничен до разумного уровня во время работы, и выключите его, чтобы избежать повреждения машины или трубопроводов. Аккумуляторы будут разряжать жидкость с любой скоростью, которую позволяет выходной путь потока. Такой высокий поток длится недолго, но ущерб, который он наносит, наносится быстро.
Всегда изолируйте насос от гидроаккумулятора с помощью обратного клапана, чтобы жидкость не могла протекать обратно в насос. Без обратного клапана обратный поток из гидроаккумулятора может двигать насос в обратном направлении, а в некоторых случаях приводить к превышению скорости и разрушению.
Проверяйте давление предварительной зарядки гидроаккумулятора при установке и не реже одного раза в день в течение первой недели работы. Если в течение этого времени заметной потери давления не наблюдается, сделайте следующую проверку через неделю. Если все в порядке, то после этого делайте плановую проверку каждые три-шесть месяцев.Когда предварительная зарядка аккумулятора падает ниже номинального давления, объем доступной жидкости уменьшается, и, наконец, цикл замедляется.

Один из способов проверить предварительную зарядку гидроаккумулятора — выключить насос, дать возможность гидроаккумулятору полностью слить масло обратно в бак, а затем подсоединить элементы зарядного комплекта, рисунок 16-6. Сначала снимите колпачок газового клапана и установите на газовый клапан манометр, шланг и тройниковую рукоятку. Затем поверните тройник внутрь, чтобы открыть клапан и снять показания манометрического давления.Однако каждый раз, когда выполняется эта операция, существует вероятность того, что клапан не переустановится, и газ начнет течь.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3ee» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика и пневматика Ком-сайты Гидравлика и пневматика com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig166png 00000042789 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/draulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics / image} .com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig166png_00000042789.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «].} На рис. 16-7 показаны два неинвазивных метода проверки предварительной зарядки. Оба являются быстрыми, простыми и могут выполняться практически в любое время без длительного перерыва в производстве. Любой из этих способов обеспечивает быструю и достаточно тщательную проверку без вторжения сантехника.Они не на 100% точны, но будут находиться в пределах ± 5% от показаний манометра — и их делает почти любой. Метод слева является наименее точным, особенно при использовании манометра, заполненного глицерином.

Только запуск насоса Метод слева показывает скачок давления после запуска насоса, а затем устойчивый подъем до установленного давления. Этот первый скачок представляет собой давление предварительной зарядки, а устойчивый подъем происходит во время сжатия газа в баллоне или за поршнем. Время между первым скачком давления и достижением давления в системе зависит от объема гидроаккумулятора и производительности насоса.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3f0» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, гидравлическая система, пневматика. com Файлы загружаются Пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig167png 00000042790 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/draulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics / image} .com_files_uploads_custom_inline_archive_www.Hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig167png_00000042790.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}% Рис. 16-7. Две неинвазивные процедуры для проверки давления предварительной зарядки гидроаккумулятора Отключение насоса

Метод давления является самым простым и наиболее точным, особенно если клапан сброса давления гидроаккумулятора управляется вручную. Жидкость можно стравливать вручную с помощью ручного сброса, поэтому манометр медленно достигает давления предварительной зарядки.

При использовании этого метода система должна находиться под давлением, а аккумулятор заряжен как минимум выше давления предварительной зарядки.При отключении системы открывается либо автоматический, либо ручной слив, и давление начинает падать. Поскольку манометр показывает давление масла, и единственная причина, по которой оно существует, это из-за захваченного газа над ним, давление упадет до точки, а затем внезапно упадет до нуля. Считайте давление, когда манометр внезапно упадет до нуля, чтобы определить предварительную заправку газа.

Этот метод является наиболее точным, но не точным, как показания манометра, поэтому используйте его для беглой проверки так часто, как это необходимо, чтобы увидеть, удерживается ли газовый заряд.

Давление предварительной зарядки гидроаккумулятора

Обычно газовые аккумуляторы предварительно заряжаются примерно до 85% от минимального рабочего давления системы. Это гарантирует, что баллон или поршень не будут выпускать всю жидкость во время каждого цикла. Если вся жидкость откачивается с высокой скоростью, баллоны могут попасть в тарельчатые клапаны, а поршни могут деформироваться при ударе металла по металлу.

В некоторых случаях это значение 85% может быть низким из-за низкого минимального давления в системе.В таком случае используйте гидроаккумулятор поршневого типа, потому что поршень может перемещаться вверх по каналу почти на любое расстояние без повреждений. Баллонный аккумулятор не следует использовать, если давление предварительной зарядки меньше половины максимального давления. Это позволяет избежать настолько сильного сжатия мочевого пузыря, что при трении самого себя в нем образуются дыры.

Применение аккумуляторов

Многие приложения могут использовать аккумулятор любого типа с одинаково удовлетворительными результатами. Однако бывают случаи, когда один конкретный стиль более отзывчив или предлагает более длительный срок службы.Как упоминалось в предыдущем разделе, величина давления предварительной зарядки является одной из причин выбора баллонного или поршневого аккумулятора.

Аккумуляторы с тяжелой нагрузкой медленно реагируют на повышение давления, поэтому они не работают как амортизаторы. Аккумуляторы с тяжелой нагрузкой уменьшают, но не останавливают скачки давления. Поршневые гидроаккумуляторы не так быстро реагируют на быстрое повышение давления, как баллонные. Так что в этих ситуациях лучшим выбором будет баллонный аккумулятор.

Некоторые контуры гидроаккумуляторов устанавливаются для гашения скачков высокого давления на выходе поршневых насосов.Поршневой аккумулятор в этом приложении не может реагировать достаточно быстро, чтобы выполнить свою работу. Кроме того, короткий ход поршня и уплотнений может вызвать чрезмерный износ отверстия и уплотнений. В схеме этого типа лучше всего работает баллонный аккумулятор.

Калибровочные аккумуляторы

Большинство поставщиков аккумуляторов предлагают в своей литературе информацию о размерах аккумуляторов для любой из вышеперечисленных схем. Многие предлагают компьютерные программы, требующие только ввода системных требований.Затем программа рассчитывает размер аккумулятора и выводит номер детали. Одна компания предлагает формулу и программное обеспечение для использования в Интернете.

Клапаны сброса гидроаккумулятора

Во всех вышеупомянутых применениях гидроаккумуляторов (за исключением случая аварийного питания) жидкость из гидроаккумулятора сливалась автоматически при остановке. Это очень важно, потому что аккумуляторы накапливают энергию, которая может представлять угрозу безопасности и может вызвать повреждение машины. Вот примеры различных типов разгрузочных клапанов и схем гидроаккумулятора.

На рисунке 16-8 показана одна часто используемая схема. Нормально открытый двухходовой распределительный клапан с электромагнитным управлением входит в линию насоса между стопорным обратным клапаном и аккумулятором. Электромагнитный клапан подключен так, что он находится под напряжением при запуске насоса и обесточивается при остановке насоса. Отверстие перед 2-ходовым клапаном контролирует поток, когда гидроаккумулятор разряжается, чтобы предотвратить повреждение клапана. Такая конструкция одинаково хорошо работает с насосами с фиксированным рабочим объемом или с насосами с компенсацией давления.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3f2» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, Гидравлика, пневматика. com Файлы загружаются в пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 г. 66530fig168png 00000042791 «data-embed-src =» https://img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/draulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics_hydraulics / image / dra7 / .com_files_uploads_custom_inline_archive_www.Hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig168png_00000042791.png? auto = format & fit = max & w = 1440 «data-embed-caption =» «]}% Рис. 16-8. Цепь, в которой используется клапан с электромагнитным приводом для сброса заряда аккумулятора

. Электромагнитные клапаны, даже если они предназначены для непрерывного режима работы, сильно нагреваются при длительном включении питания.Такой перегрев может вызвать образование отложений лака и заблокировать внутренние части клапана в закрытом состоянии после выключения насоса.Это означает, что захваченная энергия не разряжается, и аккумулятор может причинить вред любому, кто работает в цепи.

Схема сброса на Рисунке 16-9 предназначена только для насосов с компенсацией давления. Комплектный набор клапанов изолирует гидроаккумулятор во время работы насоса и автоматически опорожняет его при остановке. Комплект состоит из запорного обратного клапана, запирающего обратного клапана и диафрагмы для регулирования потока.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3f4» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, гидравлическая система, пневматика. com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www Hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig169png 00000042792 «data-embed-src =» https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2007/05/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig169png_00000042792.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = «»]}% Рис. 16 -9. Гидравлический контур, который изолирует и опорожняет аккумулятор, питаемый насосом с компенсацией давления

При запуске насоса поток направляется в контур и аккумулятор.Давление на выходе из насоса приводит к смещению запорного клапана с пилотным закрытием, блокируя поток в резервуар. Когда аккумулятор полон, насос компенсирует отсутствие потока, и контур ожидает нового цикла. Когда давление падает, насос возвращается в рабочий режим и компенсирует поток, идущий в контур. При отключении насоса давление в пилотном клапане на закрывающем пилотном обратном клапане падает, и клапан переключается на открытие. Теперь накопленная в аккумуляторе энергия передается в резервуар через отверстие. Этот контур очень надежен, поскольку закрытие и / или открытие клапанов зависит от давления в системе или насоса.

Насос фиксированного объема необходимо подключить к резервуару при очень низком давлении, когда его поток не работает. Общая схема разгрузки насоса фиксированного объема и разгрузки аккумулятора показана на Рисунке 16-10. Разгрузочный предохранительный клапан с внутренним управлением и встроенным обратным клапаном направляет весь поток насоса в контур и гидроаккумулятор до тех пор, пока система не достигнет установленного давления. Когда управляющий шар начинает разгружаться, давление в системе давит на разгрузочный поршень и выталкивает его из седла.Это снимает все давление с верхней части тарелки предохранительного клапана. Насос разгружается в резервуар под давлением от 25 до 100 фунтов на квадратный дюйм, пока давление в системе не упадет примерно на 15%. После этого падения сила пружины толкает разгрузочный поршень назад, и поток насоса снова возвращается в контур.

% {[data-embed-type = «image» data-embed-id = «5df281bdf6d5f267ee43c3f6» data-embed-element = «aside» data-embed-align = «left» data-embed-alt = «Гидравлика, пневматика, гидравлическая система, пневматика. com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Www hydraulicspneumatics com Контент Site200 Электронные книги 01 01 2006 66530fig1610png 00000042793 «data-embed-src =» https: // img.hydraulicspneumatics.com/files/base/ebm/hydraulicspneumatics/image/2007/05/hydraulicspneumatics_com_sites_hydraulicspneumatics.com_files_uploads_custom_inline_archive_www.hydraulicspneumatics.com_Content_Site200_ebooks_01_01_2006_66530fig1610png_00000042793.png?auto=format&fit=max&w=1440″ данных встраивать-заголовок = «»]}% Рис. 16 -10. Контур с гидравлическим приводом, который изолирует, разгружает и опорожняет аккумулятор, питаемый насосом постоянной производительности

Разгрузочный клапан гидроаккумулятора блокирует попадание жидкости в резервуар во время работы насоса и открывается для сброса накопленной энергии при его отключении.Разгрузочный клапан гидроаккумулятора представляет собой запорный клапан с высоким коэффициентом (до 200: 1), который закрывается из-за ненагруженного или рабочего давления насоса. При соотношении площадей 200: 1 между тарельчатым клапаном и пилотным поршнем давление 25 фунтов на кв. Дюйм в порту управления остановится до 5000 фунтов на квадратный дюйм при отключении тарельчатого клапана. Это удерживает жидкость в контуре гидроаккумулятора до тех пор, пока насос не будет остановлен. Затем вся хранящаяся под давлением жидкость быстро и безопасно стекает в резервуар. (Один поставщик предлагает разгрузочный предохранительный клапан и разгрузочный клапан гидроаккумулятора в одном корпусе.Эта комбинация упрощает прокладку трубопроводов, обеспечивая при этом тот же эффект.)

Другое применение аккумуляторов

Аккумуляторы также используются в системах, где тепловое расширение может вызвать чрезмерное давление. Цилиндры с заблокированными портами в зоне с высокой температурой окружающей среды могут перейти под высокое давление, если нет места для расширяющейся жидкости.

Еще одно применение аккумуляторов — это барьер между двумя разными жидкостями. Насос, в котором используется гидравлическая жидкость, поддерживает давление в контуре, в котором используется вода или другая несовместимая среда.

Один поставщик предлагает аккумуляторы низкого давления в качестве дыхательных устройств для герметичных резервуаров. Это предотвращает попадание переносимых по воздуху загрязняющих веществ в гидравлическое масло при повышении и понижении уровня жидкости.

Дополнительные схемы и другую информацию об аккумуляторах см. В готовящейся к публикации электронной книге автора Fluid Power Circuits Explained.

типов гидроаккумуляторов | Работа, приложения — Engineering Arena | Проекты | Тема семинара | Ворота | Учебники

Аккумуляторы — это простые устройства, которые хранят энергию в виде жидкости под давлением.

Назначение гидроаккумулятора — накапливать гидравлическую энергию в виде жидкости под давлением, подаваемой насосом, а затем подавать ее в систему, когда это необходимо. Благодаря своей способности накапливать избыточную энергию и высвобождать ее при необходимости, аккумуляторы являются полезными инструментами при разработке эффективной гидравлической системы.

Аккумуляторы находят множество применений, они используются вместе с гидравлической системой на больших гидравлических прессах, строительной технике, сельскохозяйственной технике, силовых тормозах, автомобильных подвесках, крышках люков на кораблях, механизмах шасси на самолетах и т. Д.

Типы аккумуляторов

Аккумуляторы обычно классифицируются по использованию накопителей энергии. Аккумуляторы классифицируются как,

Вес груженых аккумуляторов
Аккумуляторы подпружиненные
Аккумуляторы газовые

Газовые аккумуляторы подразделяются на без сепаратора и сепараторного типа.

Аккумуляторы газонаполненные сепараторного типа состоят из

шт.

Тип мочевого пузыря
Тип диафрагмы
Поршневого типа.

Типы гидроаккумуляторов

Остановимся вкратце на каждом типе аккумулятора.

Аккумулятор с грузоподъемностью

Аккумулятор с грузом показан на рисунке.

Вес с аккумулятором

Аккумулятор с грузоподъемностью представляет собой гидроцилиндр, нагруженный собственным грузом.Собственной массой может быть бетон, сталь или другой тяжелый материал. Шток поршня намного больше по размеру, чтобы избежать потери устойчивости из-за большой нагрузки. Давление в гидроаккумуляторе определяется по формуле

w = Вес поршня и поршневого штока

А объемная емкость весогруженного аккумулятора равна,

Преимущества гидроаккумулятора

Давление остается постоянным на протяжении всего хода.
Может подавать большой объем жидкости под высоким давлением.
Ограничения веса загруженного аккумулятора
Они больше по размеру и намного громоздки по сравнению с другими аналогичными по вместимости. Они занимают больше места и нуждаются в тяжелых конструкциях, чтобы поддерживать их.

Применение гидроаккумулятора с весовой нагрузкой

Из-за их размера и объема их применение ограничивается стационарным оборудованием, таким как прессы для тяжелых условий эксплуатации, где требуются большие объемы.

Пружинный аккумулятор

Подпружиненный аккумулятор показан на рисунке ниже.

Подпружиненный аккумулятор

Подпружиненный аккумулятор состоит из цилиндра, содержащего подпружиненный поршень, жидкость которого поступает с другой стороны цилиндра. Жидкость сохраняется под давлением пружины. Когда пружина полностью сжата, давление в гидроаккумуляторе достигает своего пика, а когда пружина приближается к своей свободной длине, давление в гидроаккумуляторе падает до минимума. Конструкция в основном многопружинная, чтобы уменьшить размер гидроаккумулятора при том же давлении.

Преимущества подпружиненного аккумулятора

Благодаря использованию нескольких пружин компактный аккумулятор может быть разработан для того же давления, что и балластный аккумулятор.
Все части заключены в кожух, движущиеся части не выступают наружу.

Ограничения подпружиненного гидроаккумулятора

Давление, оказываемое на жидкость, не является постоянным, как у грузоподъемного типа.Когда пружины полностью сжаты, давление в гидроаккумуляторе достигает своего пика, а когда пружина приближается к своей свободной длине, давление в гидроаккумуляторе падает до минимума.
Из-за наличия пружин в верхней части цилиндра полезный ход поршня ограничен. Следовательно, аккумулятор не может обеспечить более высокие объемы.

Применение подпружиненного аккумулятора

Подпружиненные аккумуляторы используются там, где ограниченность пространства является основным критерием и требуются значительно меньшие объемы.Например, автомобильные и мобильные гидравлические системы.

Газовый аккумулятор без сепаратора

Аккумулятор, заряженный газом, сжимает жидкость за счет давления газа. Газовые аккумуляторы еще называют гидропневматическими аккумуляторами.
Когда между гидравлической жидкостью и газом расположен сепаратор, он называется сепараторным типом, а когда между гидравлической жидкостью и газом размещается барьер, он называется газонагруженным аккумулятором с сепаратором.

Газовый аккумулятор без сепаратора

Когда жидкость загружается в оболочку, уровень жидкости повышается, что приводит к сжатию газа. Сжатие газа вызывает в нем давление, и это давление оказывает давление на поверхность жидкости.

Преимущества газонаполненного аккумулятора без сепаратора

Нет механических элементов для приложения силы к гидравлической жидкости, поэтому конструкция проста.
Он может поглощать удары и колебания, поскольку газ легко сжимается.
Низкие эксплуатационные расходы.

Ограничения газонагруженного аккумулятора без сепаратора

Из-за отсутствия физического сепаратора газ может абсорбироваться маслом. Это делает масло сжимаемым, что приводит к рывкам приводов.
Его необходимо всегда держать в вертикальном положении, чтобы газ оставался наверху.
Давление на жидкость продолжает уменьшаться по мере увеличения объема газа.

Применение газонаполненного аккумулятора без сепаратора

Газонагруженный аккумулятор без сепаратора используется в тех случаях, когда гидравлическая жидкость, используемая в системе, имеет высокую сепарационную способность, а небольшой недостаток газа в жидкости не создает каких-либо функциональных проблем.

Накопитель баллонный

В баллонном аккумуляторе используется баллон в качестве эластичного разделителя между гидравлической жидкостью и сжимаемым газом, обычно азотом.

Тип мочевого пузыря Накопитель

Баллон закреплен внутри стальной оболочки с помощью вулканизированного газового клапана. Мочевой пузырь можно перезарядить или заменить, сняв его. Задача узла масляного клапана состоит в том, чтобы закрыть впускное отверстие, когда баллон полностью расширился, тем самым предотвращая попадание баллона в отверстие.

Работа гидроаккумулятора мочевого типа

На рисунке выше показана работа баллонного аккумулятора.Как показано на рисунке, в нормальном положении баллон полностью расширен до номинального объема V0 и давления газа P _0. По мере зарядки аккумулятора баллон продолжает сжиматься из-за сжатия газа гидравлической жидкостью. . Аккумулятор заряжается до достижения максимального рабочего давления P ₂ и соответствующего объема V ₂. Следовательно, максимальный заправленный объем гидравлической жидкости равен ΔV = V ₁ -V _2.

Позже, когда системе требуется жидкость, она выводится за счет расширения мочевого пузыря.

Преимущества гидроаккумулятора баллонного типа

Баллон обеспечивает надежное уплотнение между газовой и масляной камерой.
Компактный и легкий.
Поскольку баллон представляет собой резиновый элемент и имеет небольшую инерцию, он обеспечивает быструю реакцию на давление даже при незначительных изменениях.
У них очень мало функциональных деталей, и они менее дороги.

Ограничения гидроаккумулятора мочевого типа

Давление, оказываемое на жидкость, непостоянно и продолжает уменьшаться по мере расширения пузыря.
Вмещает сравнительно меньшие объемы.
Баллон необходимо заменить после определенного периода эксплуатации.
Они не могут работать с высокотемпературными жидкостями.

Применение гидроаккумулятора баллонного типа

Благодаря быстродействию, баллонный аккумулятор широко используется в системе подвески колес автомобильной техники. Кроме того, он применим там, где требуются меньшие объемы при сравнительно более высоком давлении.

Мембранный аккумулятор

В гидроаккумуляторе мембранного типа мембрана используется в качестве эластичного разделителя между гидравлической жидкостью и газом, обычно азотом.

Тип мембраны Аккумулятор

Между стенками сосуда высокого давления зажата диафрагма. На основании диафрагмы закреплена кнопка отключения. Эта кнопка служит для блокирования впускного отверстия для жидкости, когда диафрагма полностью раскрыта, предотвращая, таким образом, проникновение диафрагмы в отверстие.Принцип работы гидроаккумулятора диафрагменного типа показан на рисунке.

Работа мембранного гидроаккумулятора

В нормальном положении диафрагма полностью расширена до номинального объема V0 и давления газа P ₀. Когда аккумулятор начинает заряжаться, диафрагма поднимается вверх, вызывая сжатие газа.

Когда достигается максимальное рабочее давление P ₂, аккумулятор считается полностью заряженным.Этот объем равен, ΔV = V ₁ -V ₂

После этого, когда системе требуется жидкость, она сбрасывается из-за расширения содержащейся в газе части сосуда.

Преимущества мембранного гидроаккумулятора

Мембрана обеспечивает надежное уплотнение между газовой и масляной камерой.
Он компактен и легче по весу, а также в нем отсутствуют механически движущиеся части.
Обеспечивает быструю реакцию даже на незначительные изменения давления.
Рабочее давление выше, чем у баллонного гидроаккумулятора.

Ограничения мембранного гидроаккумулятора

Давление, оказываемое на жидкость, непостоянно и продолжает уменьшаться по мере расширения диафрагмы.
Вмещает сравнительно меньшие объемы.
Диафрагму необходимо заменить через определенное время.
Он не может работать с высокотемпературными жидкостями.

Применение мембранного гидроаккумулятора

Благодаря быстрому реагированию он широко используется в системе подвески колес автомобильных транспортных средств.Кроме того, он применим там, где требуются меньшие объемы при сравнительно более высоком давлении.

Газовый аккумулятор поршневого типа

В этом типе аккумулятора поршень является барьером между газовой камерой и масляной камерой. Конструкция газового аккумулятора поршневого типа такая же, как и у подпружиненного аккумулятора, за исключением того, что пружина заменяется сжатым газом.

Поршневой газовый аккумулятор

Преимущества газового аккумулятора поршневого типа

Может работать с высокотемпературными или низкотемпературными жидкостями.
Его можно установить в любом положении, но предпочтительнее вертикальный монтаж.
Поршень обеспечивает надежное уплотнение между газом и маслом.
Срок службы дольше.

Ограничения поршневого газового аккумулятора

Сравнительно дорого в производстве.
Давление зависит от сжатия газа и изменяется в зависимости от объема масла в камере.
Сравнительно более медленная реакция на изменения давления, поэтому не может использоваться в качестве демпфера пульсаций давления.

Применение поршневого газового аккумулятора

Из-за дороговизны их применение ограничивается высокотемпературными системами с меньшими требованиями к объему.

Нужна эта статья офлайн?
Скачать Типы гидроаккумуляторов PPT и PDF .

Аккумуляторы

— Advanced Fluid Power, Inc.

Гидравлический аккумулятор накапливает жидкость под давлением и может выполнять ряд функций в гидравлической системе. Аккумуляторы могут брать определенное количество жидкости под давлением и накапливать ее.Затем жидкость выпускается, когда это необходимо для выполнения определенной задачи в гидравлической системе. Аккумуляторы могут выполнять несколько функций, например:

Накопитель энергии
Компенсация утечки масла
Компенсация температурных колебаний
Аварийный режим
Гашение скачков давления, которые могут возникнуть при внезапном переключении клапанов
Гашение колебаний
Компенсатор волнения (в судовой гидравлике)

Добавление гидроаккумулятора в гидравлическую систему дает ряд преимуществ.Кроме того, это приводит к значительной экономии энергии и увеличению срока службы системы. Приложения, которым требуется много энергии в течение ограниченного периода времени, могут получить наибольшую выгоду от использования аккумуляторов.

Приложения, которые используют большие потоки на высоких скоростях, могут использовать аккумуляторы для хранения энергии. При необходимости гидроаккумулятор проталкивает жидкость в гидравлический контур, чтобы увеличить поток насоса. Когда приводы в гидравлической системе не находятся в движении, аккумулятор наполняется. Аккумуляторы также могут работать как источники энергии во время нормальной работы системы (т.е. амортизация).

Аккумуляторы в основном состоят из двух отсеков: один отсек заполнен газом; другой отсек, связанный с гидравлическим контуром, заполнен жидкостью. Корпус аккумулятора изготовлен из углеродистой стали, нержавеющей стали или алюминия. В зависимости от разделяющих элементов можно выделить три типа гидроаккумуляторов:

Баллонные аккумуляторы
Мембранные гидроаккумуляторы
Поршневые гидроаккумуляторы

Мы также предлагаем различные аксессуары для аккумуляторов для вашего удобства и безопасности.Обратите внимание, что наиболее распространенным типом гидроаккумуляторов, используемых в современных гидравлических системах, является аккумулятор с азотом.

Аккумуляторы гидросистемы самолетов | Авиационные системы

Аккумулятор представляет собой стальной шар, разделенный на две камеры диафрагмой из синтетического каучука. Верхняя камера содержит жидкость под давлением системы, а нижняя камера заполнена азотом или воздухом. Цилиндрические типы также используются в гидравлических системах высокого давления. Многие самолеты имеют несколько гидроаккумуляторов в гидравлической системе.Это может быть аккумулятор основной системы и аккумулятор аварийной системы. Также могут быть вспомогательные аккумуляторы, расположенные в различных подсистемах.

Функция гидроаккумулятора:

Гашение скачков давления в гидравлической системе, вызванных срабатыванием какого-либо агрегата и усилием насоса по поддержанию давления на заданном уровне.
Помогает или дополняет силовой насос, когда несколько агрегатов работают одновременно, обеспечивая дополнительную мощность от его накопленной или накопленной мощности.
Накопитель энергии для ограниченной работы гидравлического агрегата, когда насос не работает.
Подача жидкости под давлением для компенсации небольших внутренних или внешних (нежелательных) утечек, которые могут вызвать непрерывный цикл системы из-за постоянного срабатывания реле давления.

Типы аккумуляторов

Сферический аккумулятор

Аккумулятор сферического типа состоит из двух половин, которые скреплены между собой с резьбой или сваркой.Имеются два резьбовых отверстия. Верхний порт принимает фитинги для подключения гидравлической системы под давлением к гидроаккумулятору. Нижний порт оборудован клапаном обслуживания газа, например клапаном Шредера. Диафрагма из синтетического каучука или баллон устанавливается в сфере для создания двух камер. Гидравлическая жидкость под давлением занимает верхнюю камеру, а азот или воздух заполняют нижнюю камеру. Экран на канале давления жидкости предотвращает выдавливание диафрагмы или баллона через порт, когда нижняя камера заряжена и давление гидравлической жидкости равно нулю.Для этой цели к диафрагме или баллону также может быть прикреплена жесткая кнопка или диск. [Рис. 1] Баллон устанавливается через большое отверстие в нижней части сферы и фиксируется стопорной заглушкой с резьбой. Клапан обслуживания газа устанавливается в стопорную пробку.

Рисунок 1. Сферический аккумулятор с диафрагмой (слева) и баллоном (справа)

Цилиндрический аккумулятор

Цилиндрический аккумулятор состоит из цилиндрического гидроаккумулятора.К обоим концам цилиндра прикреплены торцевые крышки. Внутренний поршень разделяет камеры с жидкостью и воздухом / азотом. Торцевые крышки и поршень герметизированы прокладками и уплотнениями для предотвращения внешней утечки вокруг торцевых крышек и внутренней утечки между камерами. В одной торцевой крышке используется гидравлический фитинг для присоединения камеры для жидкости к гидравлической системе. В другой торцевой крышке установлен заправочный клапан, выполняющий ту же функцию, что и заправочный клапан, установленный в сферическом гидроаккумуляторе.[Рис. 2]

Рис. 2. Цилиндрический аккумулятор

Работа аккумулятора

Во время работы камера сжатого воздуха нагнетается до заданного давления, которое несколько ниже, чем давление рабочее давление в системе. Эта начальная зарядка называется предварительной нагрузкой аккумулятора. В качестве примера работы аккумулятора предположим, что цилиндрический аккумулятор рассчитан на предварительную нагрузку 1300 фунтов на квадратный дюйм в системе 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Когда в агрегат вводится начальный заряд 1300 фунтов на квадратный дюйм, давление в гидравлической системе равно нулю. Когда давление воздуха подается через газовый сервисный клапан, он перемещает поршень к противоположному концу, пока он не опустится до дна. Если воздух за поршнем имеет давление 1300 фунтов на квадратный дюйм, насос гидравлической системы должен создать давление в системе выше 1300 фунтов на квадратный дюйм, прежде чем гидравлическая жидкость сможет привести в действие поршень. При давлении 1301 фунт / кв.дюйм поршень начинает двигаться внутри цилиндра, сжимая воздух при движении.При давлении 2000 фунтов на квадратный дюйм он выдержал несколько дюймов. При давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм поршень вернулся в свое нормальное рабочее положение, сжимая воздух до тех пор, пока он не займет пространство, меньшее половины длины цилиндра. Когда срабатывание гидроагрегатов снижает давление в системе, сжатый воздух расширяется по направлению к поршню, вытесняя жидкость из гидроаккумулятора. Это обеспечивает мгновенную подачу жидкости к компоненту гидравлической системы. Заряженный аккумулятор может также подавать давление жидкости для кратковременного приведения в действие компонента (ов) в случае отказа насоса.

Техническое обслуживание аккумуляторов

Техническое обслуживание состоит из осмотров, мелкого ремонта, замены комплектующих и тестирования. В обслуживании аккумуляторов есть элемент опасности. Поэтому необходимо строго соблюдать надлежащие меры предосторожности, чтобы предотвратить травмы и повреждения.

Перед разборкой любого гидроаккумулятора убедитесь, что давление предварительно нагруженного воздуха (или азота) сброшено. Если не снять предварительную нагрузку, это может привести к серьезной травме техника. Перед выполнением этой проверки убедитесь, что вы знаете тип используемого воздушного клапана высокого давления.Когда вы знаете, что все давление воздуха было снято, вы можете разобрать устройство. Обязательно следуйте инструкциям производителя для конкретного устройства, которое у вас есть.

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

Узнать о гидроаккумуляторах

Аккумуляторы могут также называться резервуарами для хранения давления или устройствами для хранения энергии.

Аккумуляторы используются для хранения объема жидкости под давлением и выпуска его при снятии давления, например они обеспечивают дополнительный поток жидкости, когда системные насосы недостаточно велики для обеспечения максимального требуемого потока, как правило, в течение короткого периода времени.

В качестве резервуара для жидкости аккумуляторы используются для обеспечения дополнительного потока, когда насос не может достичь максимальной требуемой скорости потока. Эта ситуация довольно распространена, потому что, если машине требуется, скажем, 60 л / мин в течение 4 секунд, тогда намного дешевле использовать насос 10 л / мин с аккумулятором, чем насос 60 л / мин без него. За 4 секунды общий требуемый объем жидкости составляет всего 4 литра. Если машина перемещается только раз в минуту, то вполне возможно, что насос 10 л / мин и его гораздо меньший электродвигатель, работающий с аккумулятором на 20 л, могут обеспечить полные 4 л со скоростью 60 л / мин.

Для динамического отклика аккумуляторы используются, когда системе требуются или принимаются очень большие мгновенные пики расхода в течение очень коротких периодов времени. Это может быть, например, для подачи потока к быстродействующему сервоклапану или для гашения пиков давления в длинных возвратных линиях резервуара из-за быстрого ускорения цилиндра.

В качестве аварийного источника питания аккумуляторы могут подавать давление в тормозную систему, например, при выходе из строя источника питания или во избежание проблем при остановке насоса.

В качестве резервного потока аккумуляторы используются для компенсации небольших утечек и поддержания давления в системе в течение длительных периодов времени, когда блок питания выключен.

В качестве глушителя шума и вибрации аккумуляторы используются для гашения пульсаций давления или пиковых амплитуд и позволяют системам работать более плавно или тихо.

В качестве компенсатора замкнутой системы аккумуляторы используются для компенсации изменений объема, вызванных изменением температуры и т. Д.

Аккумуляторы | Конструкция машины

Аккумуляторы — это простые устройства, которые хранят энергию в виде жидкости под давлением. Благодаря своей способности накапливать избыточную энергию и высвобождать ее при необходимости, аккумуляторы являются полезными инструментами при разработке эффективных гидравлических систем. Их обычно классифицируют по запасенной энергии: газовая, подпружиненная или весовая. Последние, как правило, представляют собой очень большие устройства с бетонными дисками, загруженными на поршень увеличенного размера.Часто используемые в более старых, востребованных областях применения, таких как сталелитейные заводы, весовые аккумуляторы имеют большую емкость и равномерное выходное давление, но вызывают проблемы с установкой и обслуживанием.

Подпружиненные аккумуляторы — другая крайность. Обычно они маленькие и легкие, что делает их полезными в мобильных приложениях, а пружина обеспечивает повторяемое выходное усилие. Однако подпружиненные аккумуляторы ограничены небольшими объемами и давлением ниже 500 фунтов на квадратный дюйм.

Основная часть гидроаккумуляторов — газовые.Они используют сжимаемость газа — обычно азота — для хранения энергии. В основном гидропневматический аккумулятор имеет отсек для жидкости и отсек для газа с газонепроницаемым элементом, разделяющим их. (Однако некоторые типы, такие как ресиверы воздуха, не имеют разделительного элемента.) Секция жидкости соединяется с гидравлическим контуром, так что при повышении давления жидкость попадает в аккумулятор, а газ сжимается. Затем, когда давление в системе падает, сжатый газ расширяется и выталкивает накопленную жидкость обратно в систему.

Гидравлические аккумуляторы с разделительными элементами делятся на баллонные, диафрагменные и поршневые.

Баллонные аккумуляторы состоят из сосуда высокого давления и внутреннего эластомерного баллона, содержащего газ. Баллон заряжается через газовый клапан в верхней части аккумулятора, а тарельчатый клапан внизу предотвращает выброс баллона с вытекающей жидкостью.

Размер тарельчатого клапана такой, что максимальный объемный расход (обычно до 15 л / сек, но до 140 л / сек для конструкций с высоким расходом) не может быть превышен.Мочевой пузырь можно заменить, обычно через жидкостный конец сосуда.

Для работы баллон заполняется азотом до давления, указанного производителем в соответствии с условиями эксплуатации. Когда давление в системе превышает давление предварительной зарядки газа в гидроаккумуляторе, тарельчатый клапан открывается и гидравлическая жидкость поступает в гидроаккумулятор. Изменение объема газа в баллоне между минимальным и максимальным рабочим давлением определяет полезный объем жидкости.

Мембранные аккумуляторы обычно представляют собой сферический или цилиндрический сосуд высокого давления, содержащий разделительный элемент — эластомерную диафрагму.Есть две разные конструкции: сварная и резьбовая. В первом случае диафрагма вдавливается в нижнюю половину сосуда перед сваркой шва электронно-лучевой сваркой; в моделях с резьбой диафрагма удерживается между верхней и нижней половинами сосуда с помощью резьбового кольца. Как и в баллонном типе, тарельчатый клапан предотвращает выталкивание диафрагмы через соединение для жидкости.

Модели с резьбой можно разобрать и заменить диафрагму. Сварные диафрагменные аккумуляторы ремонту не подлежат.Однако они легче и стоят значительно дешевле, чем конструкции с резьбой или баллон.

Еще одно отличие — это отношение максимального рабочего давления к давлению предварительной зарядки газа. Соотношение давлений обычно составляет 10: 1 для резьбовых, 8: 1 для сварных и 4: 1 для баллонных аккумуляторов. Другими словами, для аккумулятора с максимальным рабочим давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм минимальное давление предварительной зарядки газа будет составлять 300 фунтов на квадратный дюйм для резьбовых, 375 фунтов на квадратный дюйм для сварных и 750 фунтов на квадратный дюйм для баллонов. Аккумуляторы с более высоким перепадом давления более эффективны, потому что они содержат больший объем используемой жидкости.

Поршневые гидроаккумуляторы имеют трубу внешнего цилиндра, торцевые крышки, поршневой элемент и систему уплотнения. Цилиндр удерживает давление жидкости и направляет поршень, который образует разделительный элемент между газом и жидкостью. Заправка на стороне газа прижимает поршень к торцевой крышке на стороне подачи жидкости. Когда давление в системе превышает минимальный рабочий уровень для гидроаккумулятора, поршень перемещается и сжимает газ в цилиндре.

Каждый тип отдельного гидропневматического аккумулятора имеет свои преимущества, но конструкции баллонов обычно считаются наиболее универсальными из трех.Например, для ударов и пульсации идеально подходят модели с диафрагмой и мочевым пузырем. Поршневые агрегаты не рекомендуются, так как они слишком медленно реагируют на ударные волны. Однако для аварийных служб многие пользователи предпочитают поршневые аккумуляторы. Однако уплотнения поршневого типа не предназначены для неограниченного удержания давления без циклического переключения. Система может протечь и выйти из строя без видимых внешних признаков. Преимущество удержания мембранных аккумуляторов в том, что они могут быть установлены в любом положении. Для поршневых и баллонных аккумуляторов предпочтительной является вертикальная установка газовой стороной вверх.

Мембранные аккумуляторы являются наименее дорогими, но максимальная емкость составляет всего около одного галлона.

Виды и типы аккумуляторов

Автомобильные аккумуляторы виды и характеристики

Аккумуляторные батареи. Виды и устройство. Применение

Виды и типы АКБ

Мы не будем приводить все типы, а лишь дадим небольшую таблицу с описанием наиболее распространенных:

У свинцовых-кислотных батарей есть следующие разновидности:

Похожие темы:

Типы автомобильных аккумуляторных батарей

Традиционные («сурьмянистые»)

Малосурьмянистые

Кальциевые

Гибридные

Гелевые, AGM

Щелочные

Литий-ионные

Другие статьи

Основные типы аккумуляторов

Типы аккумуляторов

Классификация аккумуляторов

Аккумуляторные батарейки

Аккумуляторы для радиотелефонов

Аккумуляторы для фонариков

Автомобильные аккумуляторы

Аккумуляторы для ИБП

Промышленные аккумуляторы

Заключение

Аккумулятор. Виды и применение. Как выбрать. Плюсы и минусы

Если ее можно снять, то открывают заднюю крышку телефона и внимательно изучают характеристики батареи:

Преимущества NiCd устройств:

Недостатки будут такие:

Особенности NiMh батарей:

LiIon батареи имеют следующие достоинства:

Недостатки таких АКБ следующие:

Похожие темы:

Виды, классификация аккумуляторов, АКБ

Традиционные свинцовые аккумуляторные батареи

Малосурьмянистые аккумуляторные батареи

Гибридные аккумуляторные батареи

Кальциевые аккумуляторные батареи

Серебряно-кальциевые аккумуляторные батареи (кальциевые с дополнительным легированием серебром)

Аккумуляторы | Гидравлика и пневматика

Функции

Эксплуатация

Монтажное положение

Размеры и мощность

Составные части

Установки для газовых баллонов

Расход и время отклика

Амортизатор

Сервооборудование

Настройка и обслуживание: предварительная зарядка

ГЛАВА 16: Аккумуляторы | Гидравлика и пневматика

Гидропневматические аккумуляторы

Гидроаккумуляторы

Типы аккумуляторов

Почему используются аккумуляторы?

Меры предосторожности для аккумулятора

Давление предварительной зарядки гидроаккумулятора

Применение аккумуляторов

Калибровочные аккумуляторы

Клапаны сброса гидроаккумулятора

Другое применение аккумуляторов

типов гидроаккумуляторов | Работа, приложения — Engineering Arena | Проекты | Тема семинара | Ворота | Учебники

Типы аккумуляторов

Аккумулятор с грузоподъемностью

Преимущества гидроаккумулятора

Применение гидроаккумулятора с весовой нагрузкой

Пружинный аккумулятор

Преимущества подпружиненного аккумулятора

Ограничения подпружиненного гидроаккумулятора

Применение подпружиненного аккумулятора

Газовый аккумулятор без сепаратора

Преимущества газонаполненного аккумулятора без сепаратора

Ограничения газонагруженного аккумулятора без сепаратора

Применение газонаполненного аккумулятора без сепаратора

Накопитель баллонный

Преимущества гидроаккумулятора баллонного типа

Ограничения гидроаккумулятора мочевого типа

Применение гидроаккумулятора баллонного типа

Мембранный аккумулятор