Accumulatori come riserva di energia: dimensionamento Le formule di carico degli accumulatori si basano sulla legge dei gas perfetti:
P0Vok= P1V1k=P2V2k
dove k vale per 1 per la condizione isotermica e 1.4 per la condizione adiabatica e
P0 è la pressione di precarica del gas alla temperatura d’esercizio nel circuito liquido;
P1 è la pressione minima del lato liquido;
P2 è la pressione massima del lato liquido;
V0 è il volume effettivo di gas;
V1 è il volume effettivo di gas alla pressione P1; V2 è il volume effettivo di gas alla pressione P2;
Nelle formule vanno considerate pressioni assolute (pressioni manometro + 1 bar) e sono scritte in maiuscolo.
Carica e scarica non sono mai temporalmente simmetriche: di regola la carica è lenta
Accumulatori come riserva di energia: dimensionamento
Negli accumulatori impiegati come riserva di energia, la pressione di precarica alla temperatura di esercizio deve rispettare le seguenti condizioni:
P0<= 0.9 P1 P0>= 0.25 P2
La prima condizione serve a evitare che la parte inferiore della sacca vada a urtare contro il fondo dell’accumulatre ogni volta che la pressione lato liquido scende a P1. La secondo condizione serve a impedire l’eccessivo accorciamento della sacca quando la pressione lato liquido sale a P2.
Si assume per la pressione di precarica in esercizio il valore P0=0.9 P1. Poiché la precarica si esegue a temperatura ambiente tA, si risale da P0 a
P0a= P0[ta+273/te+273]
Accumulatori come riserva di energia: dimensionamento Calcolo volume accumulatore nel caso di scarica lenta
Questa condizione si verifica se la scarica dura più di 3 minuti e corrisponde al comportamento isotermico k=1.
Si può calcolare il volume di gas effettivo V0 in funzione del volume di liquido erogato W=V1-V2
V0 =W/(P0/ P1- P0/ P2)
Calcolo volume accumulatore nel caso di scarica veloce
Questa condizione si verifica se la scarica dura meno di 3 minuti e corrisponde al comportamento adiabatico k=1.4.
V0 =W/[(P0/ P1)1/k – (P0/ P2)1/k ]
A parità di pressioni e di volume di liquido erogato la scarica veloce richiede un
volume di gas maggiore rispetto alla scarica lenta; viceversa, a parità di pressioni e di
Accumulatori come riserva di energia: esempi di calcolo Calcolare il volume dell’accumulatore che
con scarica rapida eroga:
W= 5 litri
P2=201 bar P1=101 bar
temperatura ambiente ta=25 °C temperatura d’esercizio te=45 °C
La pressione di precarica in esercizio e a temperatura ambiente
P0=0.9 P1= 0.9 101=91 bar
P0a=91[(25+273)/(45+273)]=85.3 bar
V0=5/[(85.3/101)0.714 – (85.3/201)0.714]=14.5 l Volume di gas reale: dal diagramma si riva per P2/ P1=201/101=2 Ca= 1.16 e, quindi V0R=14.5 1.16=16.8 litri
P0a= P0[ta+273/te+273]
V0 =W/[(P0/ P1)1/k – (P0/ P2)1/k ]
Accumulatori come riserva di energia: esempi di calcolo Calcolare il volume dell’accumulatore che
con scarica lenta eroga:
W= 5 litri
P2=201 bar P1=101 bar
temperatura ambiente ta=25 °C temperatura d’esercizio te=45 °C
La pressione di precarica in esercizio e a temperatura ambiente
P0=0.9 P1= 0.9 101=91 bar
P0a=91[(25+273)/(45+273)]=85.3 bar V0=5/[(85.3/101)– (85.3/201)]=11.9 litri
Volume di gas reale: dal diagramma si riva per P2/ P1=201/101=2 Ci 1.05 e, quindi
V0R=11.9 1.05=12.5 litri
P0a= P0[ta+273/te+273]
V0 =W/(P0/ P1- P0/ P2)
Sospensione idropneumatica
Le sospensioni idropneumatiche migliorano non solo il confort dei mezzi di trasporto, ma anche la loro stabilità e sicurezza, oltre a consentire di variare la distanza del telaio rispetto al terreno.
Il telaio A è supportato dal cilindro B, che trasmette il carico alla ruota C. Sulla condotta di collegamento tra cilindro B e accumulatore D è inserito lo strozzatore E.
Cilindro e accumulatore costituiscono la sospensione meccanica, mentre lo strozzatore interviene come strozzatore delle oscillazioni.
La servovalvola consente in alternativa di alimentare il cilindro con l’olio in pressione erogato da una fonte G oppure di scaricarlo al serbatoio.
Il livello di sollevamento del telaio viene regolato dalla cabina di guida con un sistema digitale, che imposta il valore desiderato e lo confronta con il livello effettivo, provocando l’intervento della servovalvola per le
necessarie correzioni.
