Hydraulisk energilagring Forklart: Hvordan akkumulatorer lagrer og frigjør væskekraft

Hvordan en akkumulator lagrer og frigjør hydraulisk energi

Inne i en akkumulator skilles en gass som nitrogen fra hydraulisk væske av en blære, en membran eller et stempel. Når det hydrauliske trykket øker, kommer væske inn i fartøyet og komprimerer gassen. Når trykket faller, utvider gassen seg og skyver væske tilbake i kretsen. Den klassiske relasjonen er Boyles lov, P1V1 = P2V2, som betyr at den brukbare energien avhenger av forladetrykket og arbeidstrykkområdet.

Forladning er gasstrykket når akkumulatoren ikke inneholder væske. En vanlig regel er å sette forlading mellom 70 og 80 prosent av minimum systemtrykk. Hvis forladningen er for lav, kan ikke akkumulatoren levere nok væske. Hvis forhåndsladingen er for høy, fylles den aldri helt. Riktig dimensjonering og forhåndslading er de to viktigste faktorene for lagring av hydraulisk energi.

For et mer presist estimat kan det nødvendige effektive væskevolumet relateres til gassvolum og trykknivåer. En forenklet formel for en isoterm prosess er V_acc = V0 multiplisert med differansen mellom (P0/P1) og (P0/P2), der P0 er precharge, P1 er minimum arbeidstrykk og P2 er maksimalt arbeidstrykk. I virkelige applikasjoner legges det til en teknisk sikkerhetsfaktor på grunn av rask sykling og temperaturvariasjoner.

Akkumulatorer stabiliserer også trykket. Ladede enheter absorberer støt og krusninger fra pumper og ventiler, og beskytter sensorer og tetninger. Under en pumpesvikt kan den lagrede væsken drive en sylinder eller ventil til en sikker posisjon, og det er grunnen til at akkumulatorer er kjernekomponenter i nødavstengningssystemer.