Mục đích của việc lắp thêm bình tích áp trong hệ thống là làm giảm áp lực làm việc lớn nhất và giảm thời gian dao động áp suất trong hệ. Nếu lắp bình tích áp trực tiếp vào đường ống cao áp nối với bơm, trong q trình làm việc nó có tác dụng điều hịa áp suất trong hệ thống, khi áp suất trong hệ có xu hướng tăng thì chất lỏng được nạp thêm vào bình tích áp, làm áp suất trong hệ tăng từ từ, ngược lại khi áp suất trong hệ giảm bình tích áp phóng chất lỏng trở lại mạch làm áp suất giảm từ từ, tức là nó có tác dụng dập tắt xung động áp suất hệ thủy lực.
Hình 4.8. Sơ đồ thủy lực TBTNGCTTL lắp thêm bình tích áp
1. Bơm thủy lực 2. Van phân phối 3. Bình tích áp
4. Đầu đo lưu lượng 5. Sensor áp suất 6. Kích thủy lực
7. Gối cầu 8. encoder đo chuyển vị 9.Tấm đệm đầu kích
10. Cảm biến nhiệt độ
- Hệ số tích lũy đàn hồi tương đương của ắc quy thủy lực, �a �a
= V d
Ea (4.1)
Trong đó, Vd - Thể tích dầu cơng tác trong ắc quy thủy lực, m3; Ea - Mô đun đàn hồi tương đương của ắc quy thủy lực, Pa; Mô đun đàn hồi tương đương của ắc quy thủy lực theo [52], như sau:
1 = Vk ( 1 ) + Vd ( 1 ) + 1 (4.2) Ea Vt Ek Vt Ed Eb
Trong đó, Vt - Thể tích tổng của ắc quy thủy lực, m3; Vk - Thể tích khí trong ắc quy thủy lực, m3 Ek - Mơ đun đàn hồi thể tích của khí nén, Pa; Ed - Mơ đun đàn hồi thể tích của dầu thủy lực, Pa; Eb - Mơ đun đàn hồi của thép chế tạo bình chứa, Pa;
Xác định thể tích dầu thủy lực trong ắc quy theo các điều kiện làm việc của ắc quy thủy lực:
Gọi Vk0, Pk0 lần lượt là thể tích và áp suất khí ban đầu của ắc quy; Vk, Pk lần lượt là thể tích và áp suất khí làm việc của ắc quy;
Đối với bình ức quy thủy lực khí nén thì q trình nạp và xả diễn ra giống q trình trao đổi khí nói chung, khi đó:
1 n n Pk0.Vn n �k0. �k0 = �k1. �k1 => �k = ( k0) Pk (4.3)
Theo [21], Q trình nén - giãn nở khí trong ắc quy khi làm việc là q trình đa biến với n=1,4.
Áp suất thủy lực của hệ thống, P1 ln bằng với áp suất khí Pk, nên phương trình 4.3 viết lại như sau:
�k = ( 1
Pk0.Vn n k0 ) P1
(4.4) + Nếu P1 ≤ Pk0, thì ắc quy thủy lực chưa làm việc, tức là Vd = Vd0;
+ Nếu P1 > Pk0, thì quá trình nạp xả xảy ra; Mặt khác:
1
Pk0.Vn n
�d = �t − �k => �d = �t −
(
Thay (4.4), (4.5) vào biểu (4.2) ta được:
k0) P1
1 Pk0.Vn Ea PA1 1 n ( 1 Vt Ek 1 n n 1 ) + [�t − ( k0) ] PA1 Vt ( 1 ) + 1 Ed Eb (4.6)
Thay (4.5), (4.6) vào (4.1), ta được
1 Pk0.Vn n 1 Pk0.Vn n 1 1 1 Pk0.Vn n 1 1 1 �a = [�t −
( PA1k0) ] . [( PA1k0) Vt E(k) + (�( t − PA1k0) ) ( ) +
Vt Ed ] (4.7)
Eb
Chạy chương trình mơ phỏng với Ca như cơng thức 4.7, ta có đồ thị so sánh hệ thống TĐTL khi lắp và chưa lắp bình tích áp.
Hình 4.10a. Hệ thống khi chưa lắp bình tích áp
Hình 4.10b. Hệ thống lắp bình tích áp.
Hình 4.10. Mơ phỏng dao động áp suất trong hệ thủy lực có bình tích áp và khơng có bình tích áp
= ( k0) P
1
Bảng 4.4. Tổn thất áp suất và sai số đo giữa có bình tích áp và khơng có bình tích áp
Từ hình 4.10, ta thấy rằng khi lắp bình tích áp đồ thì biên độ dao động áp suất của hệ thống TĐTL nhỏ hơn so với khi chưa lắp bình tích áp. Đồng thời độ dốc của đồ thị cũng mềm mại hơn rất nhiều. Điều đó khiến cho hệ số Kđ và sai số đo giảm đi đáng kể.
Nhìn vào bảng 4.4, cơng dụng của việc lắp bình tích áp càng được thể hiện rõ rệt. Với hệ số kđ giảm từ 1,03 xuống 1,02 và sai số lớn nhất giảm đến 1,1%.
Từ việc nghiên cứu, khảo sát tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số Kđ của áp suất hệ thống TĐTL của thiết bị TNGCTTL, NCS sẽ đề xuất các giải pháp kĩ thuật và ứng dụng các giải pháp đó lắp đặt vào hệ thống TĐTL nhằm làm giảm sai số đo, tăng độ chính xác cho thiết bị.