液压与气压传动习题(含解答)

1．液压传动中常用的液压泵分为哪些类型？

答：1） 按液压泵输出的流量能否调节分类有定量泵和变量泵。

2）按液压泵的结构型式不同分类有齿轮泵（外啮合式、内啮合式）、 叶片泵（单作用式、双作用式）、柱塞泵（轴向式、径向式）螺杆泵。

2．什么叫液压泵的工作压力，额定压力？二者有何关系？

答：液压泵的工作压力是指液压泵在实际工作时输出油液的压力，取决于外负载。

液压泵的额定压力是指液压泵在正常工作条件下，按试验标准连续运转的最高工作压力，即在液压泵铭牌或产品样本上标出的压力。

考虑液压泵在工作中应有一定的压力储备，并有一定的使用寿命和容积效率，通常它的工作压力应低于额定压力。应当指出，千万不要误解液压泵的输出压力就是额定压力，而是工作压力。 3．什么叫液压泵的排量，流量，理论流量，实际流量和额定流量？

答：液压泵的排量是指泵轴转一转所排出油液的体积，常用V表示，单位为ml/r。

液压泵的流量是指液压泵在单位时间内输出油液的体积，又分理论流量和实际流量。 理论流量是指不考虑液压泵泄漏损失情况下，液压泵在单位时间内输出油液的体积。

实际流量q是指液压泵在单位时间内实际输出的油液体积。由于液压泵在工作中存在泄漏损失，所以液压泵的实际输出流量小于理论流量。

额定流量qs是指泵在额定转速和额定压力下工作时，实际输出的流量。泵的产品样本或铭牌上标出的流量为泵的额定流量。

4．什么叫液压泵的流量脉动？对工作部件有何影响？哪种液压泵流量脉动最小？

答：液压泵由于结构的原因，在排油过程中，瞬时流量是不均匀并随时间而变化。这种现象称为液压泵的流量脉动。液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使管道，阀等元件产生振动和噪声。而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密的液压传动系统更为不利。通常，螺杆泵的流量脉动最小，双作用叶片泵次之，齿轮泵和柱塞泵的流量脉动最大。

5．齿轮泵的径向不平衡力是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡的措施有哪些?

答：齿轮泵产生径向力不平衡的原因有三个方面：一是液体压力产生的径向力。这是由于齿轮泵工作时，压油腔的压力高于吸油腔的压力所产生的径向不平衡力。二是齿轮啮合时径向力时所产生的径向不平衡力。三是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。

工作压力越高，径向不平衡力也越大。径向不平衡力过大时能使泵轴弯曲，齿顶与泵体接触，产生摩擦；同时也加速轴承的磨损，这是影响齿轮泵寿命的主要原因。

为了减小径向不衡力的影响，常采用的最简单的办法就是缩小压油口，使压油腔的压力油仅作用在一个齿到两个齿的范围内；也可采用在泵端盖设径向力平衡槽的办法。 6．齿轮泵的困油现象及其消除措施？

答：为使齿轮平稳转动，齿轮啮合重合度必须大于1，即在一对轮齿退出啮合之前，后面一对轮齿已进入啮合，因而在两对轮齿同时啮合的阶段，两对轮齿的啮合线之间形成的密封容积，也就有一部分油液会被围困在这个封闭腔之内。这个封闭容积先随齿轮转动逐渐减小，以后又逐渐增大。封闭容液受挤而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液会受到附加的不平衡负载的作用；封闭容积增大使溶于油中的气体分离出来，产生气穴，引起噪就是齿轮泵的困油现象。

消除困油现象的方法，通常是在齿轮的两端盖板容积减小时卸荷槽与压油腔相通，封闭容积增大槽与吸油腔相通。在很多齿轮泵中，两槽并不对布，而是整个向吸油腔侧平移一段距离，实践证的卸荷效果。

上开卸荷槽，使封闭时通过左边的卸荷称于齿轮中心线分明，这样能取得更好积减小会使被困油发热，轴承等部件也又会造成局部真空，声、振动和气蚀，这

8．齿轮泵的泄漏及危害？

答：齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：齿轮齿面啮合处的间隙；泵体内孔和齿顶圆间的径向间隙；齿轮两端面和端盖间的端面间隙。在三类间隙中，以端面间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的75%～80%。泵的压力愈高，间隙越大，泄漏就愈大，因此一般齿轮泵只适用于低压系统，且其容积较率很低。

9．为什么称单作用叶片泵为非平衡式叶片泵，称双作用叶片泵为平衡式叶片泵？

答： 由于单作用式叶片泵的吸油腔和排油腔各占一侧，转子受到压油腔油液的作用力，致使转子所受的径向力不平衡，单作用式叶片泵被称作非平衡式叶片泵。

双作用叶片泵有两个吸油腔和两个压油腔，并且对称于转轴分布，压力油作用于轴承上的径向力是平衡的，故又称为平衡式叶片泵。

10．液压缸为什么要设缓冲装置？

答：当液压缸拖动质量较大的部件作快速往复运动时，运动部件具有很大的动能，这样，当活塞运动到液压缸的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，引起液压缸的损坏。故一般应在液压缸内设置缓冲装置，或在液压系统中设置缓冲回路。

11．液压缸为什么要设排气装置？

答：液压系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、噪声及工作部件爬行和前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作。因此设计液压缸时必须考虑排除空气。

在液压系统安装时或停止工作后又重新启动时，必须把液压系统中的空气排出去。对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将油口布置在缸筒两端的最高处，通过回油使缸内的空气排往油箱，再从油面逸出，对于速度稳定性要求较高的液压缸或大型液压缸，常在液压缸两侧的最高位置处(该处往往是空气聚积的地方)设置专门的排气装置。 12．溢流阀在液压系统中有何功用？ 答：

1）起稳压溢流作用：一般在定量泵节流阀调速（旁路节流除外），溢流阀起稳压溢流作用，工作时，阀口随着压力的波动常开呈浮动状态，调定系统压力为恒定值，并将多余油液排回油箱，起稳压溢流作用。

2）起安全阀作用：如在容积调速回路，定量泵旁路节流调速回路，容积节流调速回路中，不起溢流作用，其阀口常闭，只有负载超过规定的极限时才开启，起安全作用，避免液压系统和机床因过载而引起事故。通常，把溢流阀的调定压力比系统最高压力调高10~20%。

3）作卸荷阀用：如由先导型溢流阀与二位二通电磁阀配合使用，可使系统卸荷。

4）作远程调压阀用：利用先导式溢流阀的遥控口接至调节方便的远程调节进口处，以实现远控目的。

5）作多级控制用：利用先导式溢流阀的遥控口，通过换向阀与几个远程调压阀连接，即可实现高低压多级控制。

6）作背压阀用：将溢流阀串联在回油路上，可以产生背压，使执行元件运动平稳。此时溢流阀的调定压力低，一般用直动式低压溢流阀即可。

13．试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。

答：相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是通过液压力与弹簧力进行比较来控制阀

口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。

不同点：1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油口相通。

2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力 控制，阀口关小后保证出口压力稳定。

3）溢流阀出口接油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减

压阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油 口引回油箱。

14. 先导型溢流阀：

1) 主阀芯的阻尼小孔作用为何？

当有油液流动时，产生压力差（压力损失），克服主阀芯上弹簧力，使主阀芯抬起，产生溢流。 2) 主阀芯上弹簧作用为何？

只在阀口关闭时起复位作用，弹簧力很小 3) 欲改变阀的调节压力应调节哪根弹簧？ 先导阀上的调压弹簧

- 2 -

4) 溢流流量是否全部流经先导阀？ 不是，流经先导阀的流量很小。 5) 若将远控口接油箱，情况如何？ 可实现远控或多级调压

15.溢流阀和内控外泄式顺序阀相比，为何溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油方式？

答：因为溢流阀的出油口接油箱，出口压力为零，而内控外泄式顺序阀的出油口接系统，出口压力不为零，所以溢流阀可采用内部回油而顺序阀必须采用外部回油

16．若先导型溢流阀主阀芯或导阀的阀座上的阻尼孔被堵死，将会出现什么故障？

答：若阻尼孔完全阻塞，油压传递不到主阀上腔和导阀前腔，导阀就会失去对主阀的压力调节作用，。因主阀芯上腔的油压无法保持恒定的调定值，当进油腔压力很低时就能将主阀打开溢流，溢流口瞬时开大后，由于主阀上腔无油液补充，无法使溢流口自行关小，因此主阀常开系统建立不起压力。 若溢流阀先导锥阀座上的 阻尼小孔堵塞，导阀失去对主阀压力的控制作用，调压手轮无法使压力降低，此时主阀芯上下腔压力相等，主阀始终关闭不会溢流，压力随负载的增加而上升，溢流阀起不到安全保护作用。

17．写出下图所示阀的名称；说明图中节流阀的作用；并注明1、2、3、4、5、6各接何处？ 答:：该阀为电液换向阀。其中 1．接控制压力油 2．接主油路通执行元件 3．接主油路的压力油 4．接油箱

5．接主油路通执行元件 6．接油箱

18．什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？

答：由某些液压元件组成、用来完成特定功能的典型回路，称为液压基本回路。

常见的液压基本回路有三大类：

1）方向控制回路，它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。

2）压力控制回路，它的作用利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压，增压和多级调压等控制，满足执行元件在力或转矩上的要求。

3）速度控制回路，它是液压系统的重要组成部分，用来控制执行元件的运动速度。 19．什么叫液压爬行？为什么会出现爬行现象？

答：液压系统中由于流进或流出执行元件（液压缸，液压马达）的流量不稳定，出现间隙式的断流现象，使得执行机械的运动产生滑动与停止交替出现的现象，称为爬行。 产生爬行现象的主要原因是执行元件中有空气侵入，为此应设置排气装置。 20．节流阀应采用什么形式的节流孔？为什么？

答：多采用薄壁孔型，因其m=0.5，q=KAT(Δp) 当Δp变化时，引起的q变化小，速度刚性好。 二、 分析题 1.

如图所示定量泵输出流量为恒定值qp ，如在泵的出口接一节流阀，并将阀的开口调节的小一些，试分析回路中活塞运动的

m

速度v和流过截面P，A，B三点流量应满足什么样的关系（活塞两腔的面积为A1和A2，所有管道的直径d相同）。

- 3 -

解：

本系统采用定量泵，输出流量qP不变。由于无溢流阀，根据连续性方程可知，泵的流量全部进入液压缸，即使阀的开口开小一些，通过节流阀的流量并不发生改变，qA= qp ，因此该系统不能调节活塞运动速度v，如果要实现调速就须在节流阀的进口并联一溢流阀，实现泵的流量分流。

连续性方程只适合于同一管道，而活塞将液压缸分成两腔，因此求回油流量qB时，不能直接使用连续性方程。先根据连续性方程求活塞运动速度v = qA/A1，再根据液压缸活塞运动速度求qB = vA2=（A2 / A1）qP 2.

如图所示的回路为带补油装置的液压马达制动回路，说明图中三个溢流阀和单向阀的作用。

解：

系统工作时，溢流阀5做安全阀，当系统超载时，开启卸荷。

溢流阀1，2起制动缓冲作用，制动时换向阀切换到中位，由于换向阀中位机能为M型，锁死回路，但液压马达由于惯性还要继续旋转，因而会引起液压冲击，溢流阀1，2则可以起到液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力。

单向阀3和4做补油装置，以补偿由于液压马达制动过程泄漏，zaocheng马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象。 3.

如图所示是利用先导式溢流阀进行卸荷的回路。溢流阀调定压力 py＝4MPa。要求考虑阀芯阻尼孔的压力损失，回答下列问

题：1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路D与泵出口处B点的油路是否始终是连通的？2） 在电磁铁DT断电时，若泵的工作压力 pB＝4MPa， B点和D点压力哪个压力大？若泵的工作压力pB＝2MPa，B点和D点哪个压力大？3）在电磁铁DT通电时，泵的流量是如何流到油箱中去的？

- 4 -

解：

1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路D与泵出口处B点的油路始终得保持连通；

2） 当泵的工作压力pB＝4MPa时，等于溢流阀的调定压力，故先导阀开启，油液通过主阀芯上的阻尼孔产生流动，由于阻尼孔的阻尼作用，使溢流阀主阀芯的两端产生压力差，在其作用下，主阀芯开启溢流，先导阀入口处的压力等于主阀芯上腔的压力，即远程控制口E点的压力，故pB> pD；而当泵的工作压力pB＝2MPa 时，小于溢流阀的调定压力，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，溢流阀主阀芯的两端无压力差，故pB＝ pD。

3）在电磁铁DT通电时， 二位二通阀的开启，使溢流阀在零压下开启卸荷，油泵流量主要是通过C流回油箱。通过阻尼孔经D和E流回油箱的流量，仅仅满足使溢流阀主阀芯的两端产生压力差，故这部分的流量很小， 4.

图（a），（b），（c）所示的三个调压回路是否都能进行三级调压（压力分别为6MPa、4MPa、1MPa）？若能进行三级调压，

溢流阀压力调定值分别应取多少？

解：

图a）不能进行三级压力控制。三个调压阀选取的调压值无论如何交换，泵的最大压力均由最小的调定压力所决定，p＝10×105Pa。

图b）的压力阀调定值必须满足p1＝60×105Pa，p2＝40×105Pa，p3＝10×105Pa。如果将上述调定值进行交换，就无法得到三级压力控制。图a）所用的元件中，1、2必须使用先导型溢流阀，以便远程控制。3可用远程调压阀（直动型）。

图c）的压力阀调定值必须满足p1＝60×105Pa ，而p2、p3是并联的阀，互相不影响，故允许任选。设p2＝40×105Pa ，p3＝10×105Pa，阀1必须用先导式溢流阀，而2、3可用远程调压阀。

5.

如图所示压力分级调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问：

1）回路能实现多少级压力的调定？ 2）每级压力各为多少？

- 5 -

解：

1) 可实现8级压力调定 2) 6.

液压缸无杆腔面积A=50cm2,负载F=10000N，各阀的调定压力如图示，试确定活塞运动时和活塞运动到终点停止时A、B

Pp 0 0.5 1 1.5 2.5 3 3.5 4 1Y 2Y 3Y - - - - - + - + - - + + + - - + - + + + - + + + 各电磁铁通电情况及泵出口压力MPa 两处的压力。 解：活塞运动时：

PBF A2MPaPA= 2MPa PB=2MPa

活塞运动到终点停止时： PA= 5MPa PB=3MPa

7.

如图所示的系统中，主工作缸Ⅰ负载阻力FⅠ=2000N，夹紧缸II在运动时负载阻力很小可忽略不计。两缸大小相同，无杆腔

2

2

面积 A1=20cm，有杆腔有效面积A2=10cm，溢流阀调整值py =3MPa，减压阀调整值pj=1.5MPa。试分析： 1） 当夹紧缸II运动时：pa和pb分别为多少？ 2） 当夹紧缸II夹紧工件时：pa和pb分别为多少？ 3）夹紧缸II最高承受的压力pmax为多少？

- 6 -

解：

1）2）两问中，由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上，所以夹紧缸无论在运动或夹紧工件时，减压阀均处于工作状态，故pA=pj=1.5MPa。此时溢流阀始终处于溢流工况，故pB= py=3MPa。

3）当夹紧缸负载阻力FII=0时，节流调速回路仍处于工作状态，因此夹紧缸的回油腔压力处 于最高值：

pmax(A1A2)pA(21.5)3MPa

8．在如图所示系统中，两液压缸的活塞面积相同，A=20cm2，缸I的阻力负载FⅠ=8000N，缸II的阻力负载FⅡ=4000N，溢流阀的调整压力为py =45×105Pa。问：在减压阀不同调定压力时（pj1 =10×105Pa 、pj2 =20×105Pa、pj3 =40×105Pa）两缸的动作顺序是怎样的？

解：

1）启动缸II所需的压力：

p2F400020105Pa A20当减压阀调定压力为：pj1 =10×105Pa 时，pj1小于 p2 ，减压阀处于工作状态，其出口压力为pA= pj1 =10×105Pa不能推动阻力F2,故缸II不动，此时，pB =py =45×105Pa，压力油使缸Ⅰ右移。

当减压阀调定压力为：pj2 =20×105Pa时， pj2 = p2 ，减压阀处于工作状态，流量根据减压阀口、节流阀口及溢流阀口的液阻分配，两缸同时动作。

当减压阀调定压力为：pj3 =40×105Pa时， pj2 > p2 ，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失，此时pA =pB = p2 =20×105Pa，故缸II单独右移，直到缸II运动到端点后，压力上升至pA =pj =40×105Pa， pB =py =45×105Pa，压力油才使缸I向右运动。

9．试分析图示回路在下列情况下，泵的最高出口压力（各阀的调定压力注在阀的一侧）：

- 7 -

1）全部电磁铁断电；

2）电磁铁2DT通电，1DT断电； 3）电磁铁2DT断电，1DT通电。 答：1）全部电磁铁断电，PP=5.5MPa；

2）电磁铁2DT通电，1DT断电，PP=3MPa； 3）电磁铁2DT断电，1DT通电，PP=0.5MPa。

10．如图所示调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问： 1）1Y通电，2Y断电时，A点和B点的压力各为多少？ 2）2Y通电，1Y断电时， A点和B点的压力各为多少？ 3） 1Y和2Y都通电时，A点和B点的压力各为多少？ 4） 1Y和2Y都断电时，A点和B点的压力各为多少？ 答：

1）右侧溢流阀起调压作用，PA=PB=1MPa； 2）左侧溢流阀起调压作用，PA=2.5MPa ，PB=0； 3）两个溢流阀都不起调压作用，PA= PB=0； 4）两个溢流阀串联，PA=3.5MPa ，PB=1 MPa；

11．已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损失，试说明图示各种工况下液压泵出口出的工作压力。 答： a)p=0 b)p=0 c)p=Δp d)p=F/A e)p= 2πTm/Vm

12．如图所示双泵供油回路，1－小流量高压泵，2－大流量低压泵，3－顺序阀，4－单向阀，5－溢流阀 1）此基本回路适用于什么场合？ 2）叙述工作原理并说明各元件的作用。 答：

1）适用于空载快进和工进速度相差大的回路，功率损耗小，系统效率高。 2）工作原理：

泵1为高压小流量泵，泵2为低压大流量泵，阀5为溢流阀，调定压力为进工作压力；阀3为液控顺序阀，调定压力为系统快进时所须压力；当系需要低压大流量时，泵1、泵2同时向系统供油。当系统工进时，压力升控顺序阀3打开，低压大流量泵2卸荷，高压小流量泵1向系统提供高压油液。 三、 计算题

1．泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp＝10MPa，排量Vp=1×10m/r，机械效率ηVm=1×10m/r，机械效率η

－5

－5

BA系统工统快进高，液小流量

3

pm=0.95，容积效率ηpv=0.9；马达排量

3

，容积效率ηmv=0.9，各种损失忽略不计， mm=0.95，

- 8 -

试求：1）泵转速np为1500r/min时，液压泵的理论流量qpt，液压泵的实际流量qp；（L/min）

2）泵输出的液压功率Ppo，所需的驱动功率Ppr，（W） 3）马达输出转速nm；（r/min） 4）马达输出转矩Tm；（Ｎ.ｍ） 5）马达输出功率Pmo。（W）

答：

1）液压泵的理论流量为：qpt＝Vpnp＝2.5×10m/s

液压泵的实际流量为：qp＝qptη

pv＝2.25×10

－4－4

3

m/s

3

2) 液压泵的输出功率为：Ppo＝pp qp＝2250w

所需的驱动功率为： Ppr＝Ppo/η

pmηpv=2632w

∵pm＝pp＝10MPa，qm= qp＝2.25×10m/s ∴马达输出转速nm= qmη

mv/Vm=1215r/min

－43

4) 马达输出转矩为： Tm＝pmVmηmm/2π=15.13Ｎ.ｍ

5) 马达输出功率为： Pm＝2πTmnm＝1924w

2．某轴向柱塞泵直径d=22mm，分度圆直径D = 68mm，柱塞数z =7，当斜盘倾角为α= 22°30′，转速n=960r/min，输出压力p=10MPa，容积效率ηv=0.95，机械效率η电机功率。（Kw）

解：

M=0.9

时，试求： 1） 泵的理论流量；（m3/s） 2） 泵的实际流量；（m3/s） 3） 所需

πd2排量：VDztanα1.045105(m3)43泵的理论流量：qtnV1.2103(m)

s3泵的实际流量：qqtηv1.14103(m)spq所需电需电机的功P11.3(kw)ηvηm3．某液压泵在输出压力为6.3MPa时,输出流量为8.83×104m3/s,这时实测油泵轴消耗功率7Kw，当泵空载卸荷运转时,输出流量

－

为9.33×104m3/s,求该泵的容积效率ηV=?和总效率η=?

－

答：

以空载流量为理论流量，即qt＝9.33×10m/s，实际流量为q＝8.83×10m/s 所以ηV=q/qt=0.946 据已知，PO=pq＝5247.9w，Pr=7000w

所以η= PO/ Pr=0.75

4．有一径向柱塞液压马达，其平均输出扭矩T=24.5Nm，工作压力p=5MPa，最小转速nmin=2 r/min，最大转速nmax=300 r/min，容 - 9 -

－4

3

－4

3

积效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？ 解：

理论转矩：TmtVqmminpV22Tmt3.08105(m3)p

3nVmin1.1106(m)svqmmaxnmaxVv1.7104(m－

3s)－4

5．马达排量Vm=10×106 m3，供油压力pM=10MPa，流量qM =4×10转矩TM 、转速nM和实际输出功率PMo ？ 答：

马达输出扭矩TM=pM×Vm×η/（2πηmv）=12.57N.m 马达转速nM=qM×ηmv/ Vm =38r/s=2280rpm 马达输出功率PMo=pM×qM×η=3Kw

m3/s，容积效率ηmv=0.95，总效率η=0.75，求马达输出

6．液压泵输出油压P =20MPa,转速n=1450rpm,排量V=100ml/r,若容积效率V=0.95,总效率η=0.9,求该泵输出的液压功率P=?和驱动该泵的电机功率P电机=?

qtVn

qqtVPpqP电机P/

7．马达输出转矩TM=170N.m,转速n=2700rpm,排量V=84ml/r,机械效率η流量qM=?

Mm=0.85, 容积效率ηMV=0.9,求马达所需供油压力p=?和

TMtTMtqMTMMm

2TMtpVp2VqVnMtMVMV8．一单杆液压缸快速向前运动时采用差动连接,快退时,压力油输入有杆腔。假如泵的输出流量q=25L/mln，活塞往复快速运动的速度都是0.1m/s,求活塞和活塞杆的直径：D=？；d=？ 解：

v快进v快退v快进q0.1msd24q0.1ms （D2d2）4v快退联立即可求解。9．有一齿轮泵，铭牌上注明额定压力为10Mpa，额定流量为16L/min ，额定转速为1000rpm，拆开实测齿数z=12，齿宽B=26mm，齿顶圆直径da＝45mm，

求：1）泵在额定工况下的容积效率ηv；

- 10 -

2）在上述情况下，当电机的输出功率为3.1KW时，求泵的机械效率η解：

m和总效率η

。

dam(z3)m3mm理论流量：qt2zm2Bn2.94104(m1)泵在额定工况下的容积效率：3s)17.63(L)minvqsq90.73%2)总效率：＝psqs86%Pr

机械效率：m＝v94.8%10.用一定量泵驱动单活塞杆液压缸，已知活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，被驱动的负载FL=1.2×105N。有杆腔回油背压为0.5Mpa，设缸的容积效率ηv=0.99，机械效率ηm=0.98，液压泵的总效率η=0.9。 求：1）当活塞运动速度为100mm/s时液压泵的流量q（L/min）；

2）电机的输出功率P（KW）。(47.6；13.96) 解：

1)液压泵的流量：(D2d2)qv4v2）电机的输出功率：FLvPpq/

mv11．如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py＝5MPa，减压阀调整压力pj＝3MPa。试分析下列各种情况，并说明减压阀阀芯处于什么状态。 1） 当泵压力为5MPa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、B、C点压力为多少？ 2）当泵压力由于其它工作缸的快进，压力降至2MPa时（工件原先处于夹紧状态）：这时，A点、B、C点压力为多少？ 3）夹紧缸在未夹紧工件前做空载运动时，A、B、C三点压力为多少？ 解：

1)此时，减压阀起减压作用，阀口减小，出口压力等于其调定压力，即：pB=pC=pj＝3MPa；而pA=5MPa；

2)主油路压力降至2MPa时，减压阀不起减压作用，阀口全开，pA= pB=2MPa，减压回路上，由于单向阀的作用，分隔了高低压油路，使pC= 3MPa，保障了卡紧安全。 3)此时，减压阀不起减压作用，阀口全开，pA= pB= pC=0 12．图示进油节流调速回路，若油缸面积A1=2×103m2，溢流阀调定压力－pP=3Mpa，泵流量qp=1×104 m3/s，负载F=4000N，节流阀通流面积AT=1×10－－6

m2，流量系数Cd=0.62,油液密度ρ=900Kg / m3，略管道损失, 求活塞运动速度v=?和通过溢流阀的流量qY=?。 解：

P1=F/A1=2 Mpa； 节流阀压差ΔP=PP- P1=1 Mpa； 通过节流阀流量qj=CdAT(2ΔP/ρ)1/2 =2.92×10活塞运动速度v= qj/A1=1.42×10m/s ； 溢流量qY=qP- qj=7.17×10-5 m/S。 13．图示回油节流调速回路，若液压缸无杆腔面积A1=60cm2，有杆腔面积

3-2－5 3VFm/S - 11 - A2=30cm2，溢流阀调定压力pp=2.4MPa，泵流量qp=10L/min，负载F=10000N，节流阀通流面积AT=0.01cm2，流量系数Cq=0.62,油液密度ρ=870Kg / m3，略管道损失,求: 1）活塞运动速度V=? 2）通过溢流阀的流量qY=?

3）溢流功率损失ΔPr和节流功率损失ΔPT 4）回路的效率η 解;

1）假设节流阀起节流作用，故p1=pp=2.4MPa 又 p1A1= p2 A2+F ∴ p2=1.47MPa 故通过节流阀流量

qj=q2 =CqAT(2p2/ρ)1/2=3.6×10又q1= q2 A1/ A2=4.32 L/min1) 活塞运动速度V= q2/ A2=72 cm/min=1.2×10m/s 2) 通过溢流阀的流量qY=qp- q1=5.68 L/min 3) 溢流功率损失ΔPr= ppqY=227.2W 节流功率损失ΔPT= p2q2=52.92W 4) 回路的效率η=FV/ppqp=30%

14．如图平衡回路，油缸D=100mm，d=70mm，活塞与负载总重量FG=15000N，提升时要求在t=0.15s内均匀达到升速v=6m / min，停止时，负载不能自行下落。不计任何损失，求溢流阀和平衡阀的调定压力各为多少？ 解;

顺序阀的调整压力Ps: ps溢流阀的调整压力Py:

提升时的加速度：a=v/t=0.667m/s2

惯性力为： Fa

溢流阀的调整压力Py:

-2

－5

m/S s=2.16L/min

3

4FG3.75MPa 22(Dd)FGmaFGa1020N gpy4(FGFa)4MPa (D2d2)

15．图示回油节流调速回路，若油缸面积A1=50cm2，A2=25cm2，溢流阀调定压力P=3Mpa，略管道损失，求：1）当负载F=0时，P2与P的比值？2）回路最大承载能力？ 解：

- 12 - 1)由活塞受力平衡pA1P2A2FF0

p2A1

pA22)回路的最大承载能力FPA1一、

填空题（每小题 1 分，共 20分）

1．液压传动是以 液体 为传动介质，利用液体的 压力能 来传递运动和动力的。 2．液压传动装置由 动力元件 、 执行元件 、 控制元件 和 辅助元件 四部分组成。 3．液体的流动状态可分为 层流 和 紊流 ；并可由 雷诺数 判断。 4．液压系统的压力取决于 外负载 。

5．常用的液压泵分为 齿轮泵 、 叶片泵 和 柱塞泵 三大类。 6．流体流经管道的能量损失可分为 沿程 压力损失和 局部 压力损失。

8．为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开 卸荷槽 ，使闭死容积由大变小时与 压油

腔相通，闭死容积由小变大时与 吸油 腔相通。

9．溢流阀稳定的是 进口 压力，减压阀稳定的是 出口 压力。

二、

说出以下执能符号所代表元件的名称（每小题 2 分，共 10 分）

先导式溢流阀；先导式减压阀；外控外泄式顺序阀；三位四通电磁换向阀（中位机能为“M”型）；单向定量泵。三、

问答题（每小题 10 分，共 20 分）

1. 齿轮泵的泄漏途径有哪几个？哪个为主？

- 13 -

端面泄漏、径向泄漏；啮合泄漏； （各2分）

其中端面泄漏为主。 （4分） 2. 已知液压泵的额定压力和额定流量，若忽略管道及元件的损失，试说明图示各种工况下液压泵出口出

的工作压力。 a)p=0 b)p=0 c)p=Δp d)p=F/A e)p= 2πTm/Vm

（每问2分）

3. 液压缸无杆腔面积A=50cm,负载F=10000N，各阀的调定压力如图示，试确定活塞运动时和活塞运动到终点停止时A、B两处的压力。运动时和活塞运动到终点停止时A、B两处的压力。

活塞运动时：

2

PBF10000(2分) 2MPa，

A50104小于减压阀所调定的压力值，减压阀阀口全开，不起调压作用，所以 PB=2MPa (2分) PA= 2MPa(2分)

活塞运动到终点停止时：

大于减压阀所调定的压力值，减压阀起调压作用，溢流阀开启，油泵输出的油液在调定压力下流回油箱，所以 PB=3MPa(2分) PA= 5MPa(2分)

4. 如图所示调压回路（各阀的调定压力注在阀的一侧），试问： 1) 1Y通电2Y停电时，A点和B点的压力各为多少？ 2) 2Y通电1Y停电时，A点和B点的压力各为多少？ 3) 1Y和2Y都通电时，A点和B点的压力各为多少？ 4）1Y和2Y都停电时，A点和B点的压力各为多少？

- 14 - 1）PA= PB =1MPa;2) PA2.5Mpa, PB0;

3) PA0;PB0 4) PA3.5MPa;PB1MPa

（每问2.5分）

5. 分析如图所示回路的工作原理（将描述内容填入表格）。

要求叙述清楚回路在快进、工进、快退不同动作阶段时的实现过程（快进4分，工进3分，快退3分）

四、

计算题（每小题 10分，共 20 分）

－3

1. 图示进油节流调速回路，若油缸面积A1=2×10m，泵流量qp=1×10m/s，负载F=4000N，节流阀进、出口压差Δpj= 1MPa，通过节流阀qj=6×10m/s，忽略各种损失, 求1）活塞运动速度V=?

2）通过溢流阀的流量qY=? 3）确定溢流阀的调定压力pY

4）溢流功率损失ΔPY和节流功率损失ΔPj 5) 回路的效率η

－5

2－43

3

1) 活塞运动速度v= q1/A1= qj/A 1=0.03m/s (2分)

2) 通过溢流阀的流量qY= qy=qp- qj=4×10－5m3/s (2分) 3) p1=F/A1=2MPa

溢流阀的调定压力pY= p1+Δp=3 MPa (2分) 4) 溢流功率损失ΔPY= pY×qy=120W

节流功率损失ΔPj=Δp×qj=60W (2分) 5) 回路的效率 pp= pY=3 MPa

η=Fv/ pp qp=0.4 (2分)

－4

2. 某液压泵在输出压力为6.3MPa时,输出流量为

8.83×10m/s,这时实测油泵轴消耗功率7Kw，当泵空载卸荷运转时,输出流量为9.33×10m/s,求该泵的容积效率ηV=?和总效率η=?

以空载流量为理论流量，即qt＝9.33×10m/s，实际流量为q＝8.83×10m/s 所以ηV=q/qt=0.946 (5分) 据已知，PO=pq＝5247.9w，Pλ=7000w

所以η= PO/ Pλ=0.75 (5分)

－4

－4

33

3－43

- 15 -