發(fā)布時(shí)間:2023-08-19 13:42:05
17世紀(jì)和18世紀(jì)是液壓理論發(fā)展的鼎盛時(shí)期。形成并成熟于這段時(shí)期的流體靜壓傳遞理論、現(xiàn)代流體動(dòng)力潤(rùn)滑理論、流體動(dòng)力學(xué)等理論，基本上奠定了現(xiàn)代液壓理論的基礎(chǔ)。而因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用的要求，也出現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的蓄能器，比如用裝滿水的容器作質(zhì)量塊的重錘式蓄能器。
第二次世界大戰(zhàn)后期，液壓機(jī)械受到青睞，液壓伺服傳動(dòng)在軍事武器制造業(yè)的應(yīng)用使液壓傳動(dòng)和控制技術(shù)得以發(fā)展，液壓控制技術(shù)、材料密封潤(rùn)滑技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步也為液壓控制理論的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。戰(zhàn)后由于軍事需要而發(fā)展起來(lái)的技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向工業(yè)民用領(lǐng)域，并開始蓬勃發(fā)展。也就是從這一時(shí)期開始，針對(duì)成熟液壓控制理論和實(shí)用技術(shù)的蓄能器理論研究逐步受到重視。出現(xiàn)了一些具有通用性的蓄能器，比如彈簧式蓄能器、更加成熟的重錘式蓄能器和一些簡(jiǎn)單的氣體蓄能器。
從20世紀(jì)70年代開始，研究人員開始重視蓄能器基本理論（諸如參數(shù)選擇公式和頻率計(jì)算公式等）的研究，并不斷使其發(fā)展和完善。70年代末期，汽車節(jié)能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了蓄能器和蓄能器節(jié)能技術(shù)的研究，利用蓄能器在液壓系統(tǒng)中節(jié)能的功用開始引起重視。80年代，蓄能器的結(jié)構(gòu)、種類、形式及功用開始多樣化，研制各種類型的蓄能器成為主要研究?jī)?nèi)容。90年代，新型計(jì)算機(jī)軟、硬件和控制技術(shù)的發(fā)展為液壓系統(tǒng)和智能型液壓元件的研究提供了先進(jìn)的研究工具和研究手段，這為蓄能器的研究提出新的要求。
液壓理論及技術(shù)的發(fā)展離不開新型液壓元件的研制和開發(fā)。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)蓄能器的研究工作大致有以下幾個(gè)方面。
①適應(yīng)新型液壓系統(tǒng)研究的發(fā)展，技術(shù)應(yīng)用方面的研究開展較多。因?yàn)殡S著液壓系統(tǒng)向高壓、高速、高精度方向發(fā)展，很多特殊系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，這些系統(tǒng)對(duì)某個(gè)方面的要求一般很高，單純依靠改進(jìn)其他元件不能達(dá)到目的，所以需要研制特殊蓄能器作為手段。比如針對(duì)吸收脈動(dòng)，日本的Shini-chi YOKOTA研制了一種新型有源蓄能器，由多級(jí)式的PED（Piezo-Electric Device）裝置驅(qū)動(dòng)，可有效消除由液壓元件引起的高頻脈動(dòng)（500～1000Hz）。又如西安交大的邢科禮等人研制的一種串聯(lián)囊式蓄能器，對(duì)頻率為112～288Hz的脈動(dòng)有良好的吸收效果，而且與常規(guī)蓄能器相比，它的衰減頻寬更寬。
②將已有的蓄能器理論和新的分析手段、控制理論等結(jié)合起來(lái)，在理論上進(jìn)行創(chuàng)新，即以現(xiàn)有理論為基礎(chǔ)，采用較先進(jìn)的研究手段和方法得出更有價(jià)值的理論成果。比如，哈工大的陳照第等人運(yùn)用鍵圖理論分析蓄能器對(duì)管路系統(tǒng)壓力沖擊的影響。他們利用鍵圖理論建立了蓄能器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，證明了蓄能器對(duì)壓力沖擊的抑制作用，針對(duì)蓄能器吸收壓力脈動(dòng)的功用提出了有價(jià)值的理論。此方法還可推廣到其他含有蓄能器的液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析中去。
③以現(xiàn)有蓄能器理論和液壓系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合不斷出現(xiàn)的新型設(shè)計(jì)和計(jì)算軟件為支撐軟件，開發(fā)用于蓄能器回路輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算或測(cè)試的軟件。比如Par.ker Hannifin Corp推出的 Sharp EL512計(jì)算器，可以幫助用戶進(jìn)行蓄能器參數(shù)選擇。還有燕山大學(xué)的吳曉明等人在對(duì)蓄能器及其理論進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上，利用“嵌入式”專家系統(tǒng)理論，對(duì)蓄能器及其回路軟件進(jìn)行智能化開發(fā)，得到的蓄能器及其回路輔助設(shè)計(jì)軟件，可以幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)便選擇合適的蓄能器。目前對(duì)蓄能器的特征測(cè)試還缺乏十分有效的方法，直接導(dǎo)致蓄能器的參數(shù)不完善，動(dòng)態(tài)特性不明確，對(duì)蓄能器的最佳工作區(qū)域等屬性認(rèn)識(shí)也比較模糊，這給蓄能器的選型帶來(lái)很大的困難，也間接導(dǎo)致了選型的誤差；另外選型系統(tǒng)不能根據(jù)液壓回路的動(dòng)態(tài)特性來(lái)精確確定它，如充氮壓等，也就是說在根本上還沒有解決蓄能器參數(shù)與應(yīng)用環(huán)境的匹配問題。開發(fā)蓄能器動(dòng)態(tài)性能測(cè)試技術(shù)具有重大實(shí)用價(jià)值。將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用在蓄能器的測(cè)試當(dāng)中，充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)在檢測(cè)中的簡(jiǎn)便、快速、高效、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，準(zhǔn)確地測(cè)試出蓄能器性能動(dòng)態(tài)參數(shù)，使系統(tǒng)適用于蓄能器的性能特點(diǎn)和使用要求。通過對(duì)蓄能器的在線、模擬測(cè)試可得出不同規(guī)格蓄能器的性能曲線。
隨著液壓系統(tǒng)的發(fā)展，系統(tǒng)要求越來(lái)越高，現(xiàn)有蓄能器的基礎(chǔ)理論和蓄能器結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足液壓系統(tǒng)和液壓元件研究的發(fā)展。其主要原因是現(xiàn)有蓄能器基本理論大部分是建立在20世紀(jì)70～80年代，而且是通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得到的，所以這些理論很多是經(jīng)驗(yàn)化的，既不標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)只能起到初步的指導(dǎo)作用，實(shí)際的使用還要依靠工作人員不斷調(diào)試選擇。而且現(xiàn)有蓄能器的結(jié)構(gòu)決定了在其安裝到系統(tǒng)上之后就不能根據(jù)系統(tǒng)要求隨動(dòng)地改變自身參數(shù)以滿足系統(tǒng)的不同需要。這給液壓系統(tǒng)的研究和液壓系統(tǒng)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用帶來(lái)了障礙。
