المُراكم الهيدروليكي
ودوائر أسطوانة الرفع
تخزين الطاقة · استجابة سريعة · نظام التحكم في القيادة

الشحن
مرحلة

بين دورات تشغيل أسطوانة الرفع، تقوم المضخة بشحن المُراكم من أدنى ضغط (P1) إلى أعلى ضغط (P2). تعمل المضخة بمعدل تدفقها المُصنّف - حيث يمكن لمضخة صغيرة شحن المُراكم بالكامل خلال الفترة الفاصلة بين الدورات. يُمثل حجم الزيت المُخزّن الطاقة المُتاحة لتشغيل أسطوانة الرفع في المرة القادمة. ولضمان دعم المُراكم لأسطوانة الرفع بشكل كافٍ، يجب أن تكون الفترة الفاصلة بين الدورات طويلة بما يكفي لكي تُعيد المضخة شحنه بالكامل قبل بدء التشغيل التالي.

يطلب
مرحلة

عندما يحتاج أسطوانة الرفع إلى تدفق، يُفرغ المُراكم بمعدل لا يحده سوى مقاومة الصمام والأنابيب، وقد يصل هذا المعدل إلى 5-10 أضعاف قدرة المضخة المقدرة خلال الثواني الأولى من التفريغ. تُوفر المضخة التدفق في الوقت نفسه، لكن المُراكم يُساهم بمعظم ذروة الطلب. ومع انخفاض ضغط المُراكم من P2 إلى P1، يقل معدل التفريغ ويزداد إسهام المضخة. تتلقى أسطوانة الرفع ضغطًا متناقصًا مع تفريغ المُراكم.

ضغط
القيود

يؤدي انخفاض الضغط أثناء تفريغ المُراكم إلى تقليل القوة التي تتلقاها أسطوانة الرفع مع تقدم شوطها، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب الحفاظ على القوة الكاملة طوال الشوط. في حال الحاجة إلى قوة ثابتة، يجب ضبط نطاق ضغط المُراكم P2/P1 بحيث يظل الحد الأدنى للضغط P1 أعلى من الحد الأدنى للضغط اللازم لأسطوانة الرفع لإكمال شوطها تحت الحمل الكامل. توفر نسبة P2/P1 الواسعة طاقة قابلة للاستخدام أكبر، ولكنها تؤدي إلى تباين أكبر في الضغط؛ بينما توفر النسبة الضيقة قوة أكثر ثباتًا، ولكنها توفر طاقة مخزنة أقل.

دائرة
متطلبات

يجب أن يبقى المُراكم مشحونًا بالحد الأدنى من الضغط المطلوب طوال فترة رفع المنصة، حتى لو كان محرك المضخة متوقفًا لساعات. يتصل المُراكم بأسطوانة الرفع عبر صمام لولبي لا يُفتح إلا عند إصدار أمر خفض طارئ (يدويًا بضغطة زر أو تلقائيًا عند انقطاع التيار الكهربائي). يجب قياس التدفق عبر صمام تحكم في التدفق لتحقيق سرعة هبوط مُتحكم بها، إذ أن تصريف المُراكم بشكل غير مُتحكم به إلى خط إرجاع أسطوانة الرفع سيؤدي إلى هبوط غير مُتحكم به للمنصة بسرعة غير آمنة.

مقدار
مطلوب

يجب أن يوفر المُراكم كمية كافية من الزيت لخفض أسطوانة الرفع من أقصى ارتفاع لها إلى مستوى الأرض. هذه الكمية تساوي مساحة غطاء الأسطوانة مضروبة في أقصى شوط: حجم الأسطوانة = المساحة × الشوط. بالنسبة لأسطوانة رفع بقطر 100 مم وشوط 1200 مم: حجم الأسطوانة = (π/4 × 0.1²) × 1.2 = 9.4 لتر. يجب أن يُوفر المُراكم هذه الكمية من الزيت على الأقل مع الحفاظ على ضغط أعلى من الحد الأدنى المطلوب لفتح صمام التحكم في التدفق طوال عملية الهبوط، مما يتطلب حجمًا إجماليًا للمُراكم يتراوح عادةً بين ضعفين إلى ثلاثة أضعاف حجم الزيت المطلوب للسماح بتمدد الغاز والحفاظ على الضغط.

يراقب
متطلبات

يشترط معيار EN 280 وجود مفتاح ضغط على خزان الضغط الاحتياطي مع إنذار مرئي أو مسموع في مقصورة المشغل عند انخفاض ضغط الخزان عن الحد الأدنى المطلوب للهبوط الاضطراري الكامل. يضمن هذا أن يكون المشغل على دراية بتعطل وظيفة الهبوط الاضطراري قبل حدوث أي موقف يستدعي استخدامها. يجب فحص ضغط الخزان والتأكد من أنه أعلى من الحد الأدنى في كل عملية فحص للمنصة - يُعد انخفاض ضغط الخزان مخالفة تتعلق بالسلامة، ويجب معالجتها قبل استخدام الآلة.

①

حجم الزيت القابل للاستخدام المطلوب: ΔV = 8 لترات

٢

عامل قانون الغاز (أديباتي، n = 1.4): النسبة = (P2/P1)^(1/1.4) = (200/160)^0.714 = 1.25^0.714 = 1.175

③

حجم الغاز عند P1 (أدنى ضغط تشغيل): V_gas_P1 = ΔV / (1 − 1/النسبة) = 8 / (1 − 1/1.175) = 8 / 0.149 = 53.7 لترًا

④

إجمالي حجم البطارية من الشحن المسبق: الحجم الكلي = حجم الغاز عند الضغط 1 × (الضغط 1/الضغط 0)^(1/ن) = 53.7 × (160/140)^(1/1.4) = 53.7 × 1.143^0.714 = 53.7 × 1.101 = 59.1 لترًا اختر مُجمِّع سعة 60 لترًا

⑤

تَحَقّق: عند ضغط P2 = 200 بار، يكون حجم الغاز = 60 × (140/200)^(1/1.4) = 60 × 0.7^0.714 = 60 × 0.744 = 44.6 لترًا. كمية الزيت القابلة للاستخدام = 60 − (60 × (140/160)^0.714) = 60 − 53.7 = 6.3 لترًا. يتم ضبط الخزان على سعة 65 لترًا للحصول على هامش أمان كامل قدره 8 لترات: V_total ≈ 65 لترًا. تم الاختيار: خزان ضغط غشائي سعة 65 لترًا، P0 = 140 بار، P2 = 200 بار كحد أقصى

س 01

يحتاج مُجمِّع دائرة أسطوانة الرفع لدينا إلى الاستبدال - هل يمكننا تركيب مُجمِّع أكبر لتحسين أداء ذروة التدفق؟

نعم، سيؤدي استخدام مُجمِّع أكبر إلى تحسين ذروة التدفق من خلال تخزين كمية أكبر من الزيت القابل للاستخدام، ولكن هناك عدة قيود يجب مراعاتها قبل تركيب المُجمِّع الجديد. أولًا، قد لا يتناسب تركيب المُجمِّع الجديد وتوصيل الأنابيب في الجهاز إلا مع حجم مُحدد، لذا يُرجى التحقق من المساحة المُتاحة. ثانيًا، قد يحتاج صمام أمان المُجمِّع (إن وُجد في الدائرة) إلى إعادة ضبط ليتناسب مع زيادة حجم الزيت، حيث يُمكن للمُجمِّع الأكبر أن يُفرِّغ كمية أكبر من الزيت في حالة حدوث عطل، مما يزيد من المخاطر المُحتملة. ثالثًا، قد تحتاج المضخة والمحرك إلى وقت إعادة شحن أطول إذا زاد الحجم الإجمالي للمُجمِّع بشكل ملحوظ، لذا يُرجى التأكد من أن الفترة الفاصلة بين الدورات لا تزال كافية للوصول إلى الشحن الكامل قبل طلب أسطوانة الرفع التالية. رابعًا، قد يتغير تصنيف PED، حيث قد ينتقل وعاء أكبر عند نفس الضغط إلى فئة PED أعلى تتطلب مستوى مختلفًا من تقييم المطابقة. تأكد من جميع هذه الاعتبارات الأربعة قبل تركيب وحدة أكبر. إذا تم استيفاء جميع القيود، فإن استخدام مُجمِّع أكبر يُعد تحسينًا مباشرًا لأداء ذروة التدفق دون الحاجة إلى تغيير أسطوانة الرفع نفسها.

س 02

يُظهر المُجمِّع الموجود على دائرة خفض مستوى الطوارئ AWP وجود زيت في جانب الغاز عندما نتحقق من الشحن المسبق - فماذا يشير هذا؟

وجود الزيت في جانب الغاز من المُراكم يُشير بوضوح إلى تلف عنصر الفصل (الغشاء أو الغشاء) - حيث لم يعد الزيت والنيتروجين منفصلين. وبالتالي، يصبح المُراكم غير فعال كجهاز لتخزين الطاقة، ويجب إخراجه من الخدمة فورًا. بالنسبة لمُراكم خفض الطاقة في حالات الطوارئ لمنصة العمل الجوية، يعني هذا أن وظيفة خفض الطاقة في حالات الطوارئ غير متاحة - يجب عدم تشغيل المنصة مع وجود أفراد على ارتفاع حتى يتم استبدال المُراكم والتأكد من وظيفة الطوارئ. لاستبدال الغشاء: قم بتفريغ الضغط من جانب الزيت تمامًا، ثم فرّغ شحنة النيتروجين عبر صمام الغاز، وفكّ المُراكم، وأزل الغشاء التالف وتخلص منه، وركّب الغشاء الجديد (من نفس المادة والحجم الأصلي)، وأعد تجميع المُراكم، وأعد شحن النيتروجين إلى ضغط الشحن المسبق المحدد، وتأكد من الشحن المسبق قبل إعادة توصيله بالدائرة. احرص دائمًا على حمل غشاء احتياطي للمُراكم لأنظمة خفض الطاقة في حالات الطوارئ لمنصة العمل الجوية في حال كانت المنصة بعيدة عن مرافق الصيانة - ففترة الفحص التي تبلغ سنتين لا تضمن عدم تلف الغشاء بين عمليات الفحص، خاصةً في التطبيقات ذات دورات التشغيل العالية.

س 03

تم تفعيل نظام التحكم في حركة آلة نقل الأخشاب، لكن ذراع الرافعة لا يزال يرتد بشدة فوق الأرض الوعرة - هل تعطلت البطارية؟

يشير الارتداد الشديد مع تفعيل نظام التحكم في الحركة في أغلب الأحيان إلى ارتفاع ضغط الشحن المسبق للنيتروجين بشكل مفرط مقارنةً بضغط تشغيل أسطوانة الرفع، مما يعني أن المُراكم شديد الصلابة ولا يسمح بحركة ذراع الرافعة. يحدث هذا عندما يتم ضبط الشحن المسبق بشكل صحيح عند حمل معين، ثم تُستخدم الآلة بحمل أخف بكثير. يعني الحمل الأخف على أسطوانة رفع ذراع الرافعة عند ضغط تشغيل منخفض أن نابض الغاز في المُراكم شديد الصلابة مقارنةً بالقوة التي تحاول ضغطه. تحقق من الشحن المسبق: إذا كان أعلى من 90% من ضغط تشغيل أسطوانة الرفع الاسمي مع الحمل الحالي، فسيكون نظام التحكم في الحركة غير فعال. خفّض الشحن المسبق إلى 60-70% من الحد الأدنى لضغط تشغيل أسطوانة الرفع عند أخف حمل نموذجي. سبب ثانوي آخر هو أن صمام الملف اللولبي لنظام التحكم في الحركة مغلق جزئيًا، تأكد من أنه مفتوح بالكامل عند تفعيل نظام التحكم في الحركة عن طريق فحص حركة بكرة الصمام. أخيرًا، تأكد من أن صمام فحص المُراكم ليس عالقًا في وضع الإغلاق، مما قد يمنع ذراع الرافعة من التمدد أثناء مرحلة الارتداد لأعلى ويؤدي إلى حركة غير متماثلة من جانب واحد.

س 04

هل يمكننا استخدام مُجمِّع أسطوانة الرفع الحالي لوظائف متعددة - توفير ذروة التدفق والخفض الطارئ في وقت واحد؟

من الناحية الفنية، نعم، ولكن يتطلب ذلك تحديدًا دقيقًا للحجم وتصميمًا متقنًا للدائرة لضمان حصول كلتا الوظيفتين على طاقة كافية من المُراكم المشترك. يكمن الخطر الرئيسي للمشاركة في أن يؤدي حدث ذروة الطلب على التدفق إلى تفريغ المُراكم كليًا أو جزئيًا، مما يترك ضغطًا وحجمًا غير كافيين لعملية خفض طارئة لاحقة. للمشاركة بأمان، يجب تحديد حجم المُراكم بناءً على مجموع المتطلبات - وليس على الأكبر منها. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تتضمن الدائرة مفتاحًا للحد الأدنى من الضغط يمنع وظيفة ذروة التدفق من سحب المُراكم إلى ما دون الحد الأدنى لضغط الخفض الطارئ: عندما ينخفض ​​الضغط إلى الحد الأدنى للطوارئ، يقوم صمام أولوية بإغلاق دائرة ذروة التدفق ويحتفظ بالطاقة المتبقية حصريًا للخفض الطارئ. يُعد تصميم دائرة الأولوية هذا أكثر تعقيدًا من استخدام مُراكم منفصلة ومخصصة، ويُضيف نقطة فشل واحدة إضافية في صمام الأولوية. بالنسبة للمنصات التي تحمل الأفراد حيث تُعد وظيفة الخفض الطارئ بالغة الأهمية للسلامة، فإن النهج المُفضل والأكثر موثوقية هو استخدام مُراكم مخصص مُصمم خصيصًا للخفض الطارئ، يتم شحنه بواسطة النظام الرئيسي ومعزول عن جميع الطلبات الأخرى. ثم يتم تلبية متطلبات التدفق القصوى بواسطة مُجمِّع منفصل في دائرة أسطوانة الرفع دون أي خطر من المساس بوظيفة السلامة.