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液压复习题
三、名词解释
理想液体：既无粘性又不可压缩的假想液体。
定常流动：流体流动时，流体中任何点处的压力、速度和密度都不随时间而变化，称
这种流动为定常流动。
通流截面：液体在管道中流动时，垂直于流动方向的截面称为通流截面。
流量：在单位时间内流过某一通流截面的液体体积称为体积流量，简称流量。
平均流速：流量与通流截面积的比值即为平均流速v=q/A
层流：液体质点互不干扰、液体的流动呈线状或层状、且平行于管道轴线。
紊流：液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在剧烈的横向
运动。
雷诺数：由平均流速υ 、管径d 和液体的运动粘度ν 三个参数组成的无量纲数用来表
明液体的流动状态。
四、简答题
1．液体传动有哪两种形式？它们的主要区别是什么？
答：用液体作为工作介质来进行能量传递的传动方式被称之为液体传动。按照其工作
原理的不同，液体传动又可分为液压传动和液力传动，其中液压传动是利用在密封容器内
液体的压力能来传递动力的；而液力传动则的利用液体的动能来传递动力的。
2．液压油的选用应考虑几个方面？
答：对液压油液的选用，首先应根据液压传动系统的工作环境和工作条件来选择合适
的液压油液类型，然后再选择液压油液的粘度。
3．说明连续性方程的本质是什么？它的物理意义是什么？
答：连续性方程的本质是质量守恒定律。它的物理意义是单位时间流入、流出的质量
流量的差等于体积V 中液体质量的变化率。
4．说明伯努利方程的物理意义并指出理想液体伯努利方程和实际液体伯努利方程有什么区别？
答：伯努利方程表明了流动液体的能量守恒定律。实际液体的伯努利方程比理想液体伯努利方程多了一项损耗的能量hw 和比动能项中的动能修正系数。
理想液体伯努利方程：const
实际液体伯努利方程：
5．从能量的观点来看，液压泵和液压马达有什么区别和联系？从结构上来看，液压泵和液压马达又有什么区别和联系？
答：从能量的观点来看，液压泵是将驱动电机的机械能转换成液压系统中的油液压力能，是液压传动系统的动力元件；而液压马达是将输入的压力能转换为机械能，输出扭矩和转速，是液压传动系统的执行元件。它们都是能量转换装置。
从结构上来看，它们基本相同，都是靠密封容积的变化来工作的
6．液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生这些损失的原因是什么？
答:功率损失分为容积损失和机械损失。容积损失是因为内泄漏，气穴和油液在高压下的压缩而造成的流量上的损失；机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。
7．试说明齿轮泵的困油现象。
答：齿轮泵要正常工作，齿轮的啮合系数必须大于1，于是总有两对齿轮同时啮合，并有一部分油液因困在两对轮齿形成的封闭油腔之内。当封闭容积减小时，被困油液受挤压而产生高压，并从缝隙中流出，导致油液发热并使轴承等机件受到附加的不平衡负载作用；当封闭容积增大时，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴，这就是齿轮泵的困油现象。
消除困油的办法，通常是在两端盖板上开卸荷槽。
8．试说明叶片泵的工作原理。
答：叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及通入叶片根部压力油的作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是两相邻叶片、配油盘、定子和转子间便形成了一个个密封的工作腔。当转子旋转时叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生真空，于是通过吸油口和配油盘上窗口将油吸入。叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液往配油盘另一窗口和压油口被压出而输到系统中去，这就是叶片泵的工作原理。
9．设计一个液压系统一般应有哪些步骤？
答：设计一个液压系统一般应有下列步骤：（1）明确液压系统设计要求；（2）进行工况分析；（3）确定执行元件主要参数；（4）拟订液压系统原理草图；（5）选择液压元件；（6）验算液压系统性能；（7）绘制工作图，编制技术文件。
10．设计液压系统要进行哪些方面的计算？
答：设计液压系统要对液压缸承受的工作负载、导轨、摩擦负载、惯性负载、重力负载、密封负载、背压负载进行计算；要对液压缸的主要尺寸D、d和马达的排量V进行计算；复算执行元件的工作压力；要对液压元件进行计算。
五、计算题
1．液压泵的额定流量为100 L/min，液压泵的额定压力为2.5 MPa，当转速为1 450 r/min时，机械效率为=0.9。由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min；压力为2.5 MPa时，流量为100.7 L/min，试求：（1）液压泵的容积效率是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500 r/min，在额定压力下工作时，估算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？

3．如图所示的叶片泵，铭牌参数为q = 18 L/min，p = 6.3 MPa，设活塞直径D = 90 mm，活塞杆直径d = 60 mm，在不计压力损失且F = 28 000 N时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p=2 MPa）

4．如图所示，一具有一定真空度的容器用一根管子倒置一液面与大气相通的水槽中，液体与大气相通的水槽中，液体在管中上升的高度h=1m,设液体的密度为，试求容器内真空度。
解：设为大气压，为绝对压力，则真空度：
取水槽液面为基面，列出静力学基本方程：
则真空度为： pa

5.图示容器A中的液体的密度ρA＝900Kg/m3,B中液体的密度为ρB＝1200 Kg/m3， ZA=200mm, ZB =180mm,h=60mm,U形管中的测试介质是汞，试求A,B之间的压力差。
解：此为静压力问题，可列出静压力平衡方程：
PA+ρA g ZA＝ρB g ZB + ρ水银g h + PB
得 ΔPAB＝PA -PB＝ρB g ZB + ρ水银g h -ρA g Z
＝1200×9.8×0.18＋13.6×103×0.06－900×9.8×0.2Pa=8350 Pa

6.图示两个结构和尺寸均相同相互串联的液压缸，无杆腔面积A1＝100cm2，有杆腔面积A2＝80cm2，缸1输入压力P1＝0.9MPa，输入流量q1＝12 L/min。不计损失和泄漏，试分析确定：
①两缸承受相同负载时（F1= F2），负载和速度各为多少？
②缸1不受负载时（F1＝0），缸2能承受多少负载？
③缸2不受负载时（F2＝0），缸1能承受多少负载？
解：① 对缸1和2的活塞分别列平衡方程
F1＝P1 A1－P2 A2
F2＝P2 A1
其中，F1＝F2
联立以上方程得，
P2=0.9×106×100×10-4/（80×10-4+100×10-4）Pa =0.5×106Pa
负载：
F1＝F2= P2 A1=0.5×106×100×10-4=5000N
缸的速度：
V1＝q1/ A1=12×10－3/（100×10-4）m/min =1.2m/min
又由 V1 A2= V2 A1
得 V2＝V1 A2/ A1=0.96m/min
② 由 F1＝P1 A1－P2 A2=0
得 P2＝P1 A1/ A2=1.125 MPa
F2= P2 A1=1.125×106×100×10-4=11250 N
③ 由 F2= P2 A1=0 得 P2＝0
F1＝P1 A1＝0.9×106×100×10-4N =9000 N
7、如图所示液压缸，液控单向阀用作闭锁以防止液压缸下滑，阀的控制活塞面积是阀心承受面积A的3倍。若摩擦力，弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力为多少？
解：对刚缸体作受力分析有
由于控制面积为阀心承压面积的3倍
故开启阀需
即 取临界条件

开启最高压力
8、如图所示系统，溢流阀的调定压力为5Mpa，减压阀的调定压力为2.5Mpa。试分析下列各工况，并说明减压阀阀口处于什么状态？
1）当泵口压力等于溢流阀调定压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A，C点压力各为多少？
2）当泵出口压力由于工作缸快进，压力降低到1.5Mpa时（工件原处于夹紧状态），A.C点压力各为多少？
3）夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A.B.C点压力各为多少？
答：1）PA=PC=2.5MPa, PB=5MPa;减压阀阀口处于关闭状态。
工件夹紧后，由于泵的流量继续输出，使得A点和C点的压力同时升高，当升高到减压阀的调定压力时，减压阀工作，阀口关闭，并稳定A,C两点压力为其调定压力2.5Mpa；B点的压力为溢流阀的调定压力5Mpa。
2）PA=PB=1.5Mpa, PC=2.5Mpa;减压阀阀口处于打开状态。
当泵的出口压力降到1.5Mpa时，溢流阀和减压阀都不工作，溢流阀阀口关闭，B点压力PB=PP=1.5MPa; 减压阀阀口打开，即相当于一个通道，所以PA=PB=1.5MPa;由于单向阀的作用，C中的压力仍为刚才的压力，即2.5MPa。
3）PA=PB=PC=0Mpa；减压阀阀口处于打开状态
当夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，负载压力PL=0MPa,因为 PL小于减压阀的调整压力，所以减压阀阀口全开，PC=PB=PL=0MPa; 由于溢流阀阀口关闭，所以PA=PB=0MPa
9、在图示回路中，若溢流阀的调整压力分别为。泵出口处的负载阻力为无限大，试问在不计管道损失和调压偏差时：
1) 换向阀下位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点和C点的压力各为多少？
2）换向阀上位接入回路时，泵的工作压力为多少？B点和C点的压力各为多少？
解：1）换向阀下位接入回路时，即关闭的外泄油口（但换向阀有泄漏）。则泵的工作压力
（视换向阀的泄漏情况而定）
2）换向阀上位接入回路时，阀1和阀2并联，泵的工作压力为两者调整压力的较小者，故，，（通油箱）。
10、在图示回路中，已知活塞运动时的负载F＝1200N，活塞面积A＝15×10－4，溢流阀调整值为Pp＝4.5MPa，两个减压阀的调整压力分别为pj1＝3.5 MPa和pj2＝2 MPa，如油液流过减压阀及管路时的损失可略去不计，试确定活塞在运动时和停在终端位置处时，A,B,C三点压力值。
解：1)运动时，此时，Pc=F/A=1200/（15×10－4）Pa＝0.8MPa，即，故两减压阀都不工作，阀口常开，相当于一通道，又，溢流阀关闭，所以，
2)停在终端位置时，
此时，液压阀的负载无穷大，使得减压阀2、1相继工作，故，随着泵的流量继续增加，B点压力迅速憋高，使得该溢流阀工作，故。