车辆液压与液力传动-习题课答案.doc

1 习题4-8
液压缸1负载压力
液压缸2负载压力
1）当减压阀调定压力为=1MPa：
当节流阀2开度最大时，减压阀入口压力（即泵出口压力）==4MPa， 〉，减压阀先导阀开启，使减压阀出口压力稳定在1MPa，由于液压缸2的负载压力为2MPa，所以液压缸2不动作。此时，液压缸1运行速度最大，随着节流阀逐渐调小，当溢流阀1开始溢流后，液压缸1的速度逐渐减小。
当减压阀调定压力为=2MPa：
当节流阀2开度最大时，减压阀入口压力（即泵出口压力）==4MPa， 〉，减压阀先导阀开启，使减压阀出口压力稳定在2MPa，液压缸2稳定运行，此时液压缸1也稳定运行。两个液压缸的运行速度可根据阀2和3的通流面积，利用节流口流量公式计算。随着节流阀逐渐调小，当溢流阀1开始溢流后，液压缸1的速度逐渐减小，液压缸2的速度保持不变。
当减压阀调定压力为=4MPa：
此时减压阀出口压力为2MPa，不足以克服减压阀先导阀弹簧力，于是，减压阀主阀芯开口量最大，不起减压作用，即泵出口压力=2MPa。由于液压缸1的负载压力为4MPa，所以液压缸1不动作。液压缸2以最大速度运行。

2 习题7-9
1）
设溢流阀无溢流，则液压泵输出的流量全部进入液压缸，液压缸活塞运动的速度为：

节流阀通过的流量即液压缸输出的流量：

由节流阀的流量公式：

于是，液压缸出口压力即节流阀入口压力为：

由液压缸受力平衡：

得：

若AT=0.05cm2，则p2=0.325MPa，p1=2.16MPa<pY，假设溢流阀不溢流成立。
液压缸速度：

液压泵压力：
pp=p1=2.16MPa
溢流阀无溢流，所以压力损失：
=0
回路效率：
=92.59%
若AT=0.01cm2，则p2=8.13MPa；p1=6.07MPa>pY，假设溢流阀不溢流不成立，即溢流阀实际上已经打开，此时泵出口的压力及液压缸入口压力为：

由液压缸受力平衡可求出：
=0.8MPa
通过节流阀的流量（即流出液压缸有杆腔的流量）为：

液压缸的速度：

液压泵的压力：

溢流阀压力损失：
=2.4MPa
回路效率：
=26.14%
2）
当AT=0.01cm2时，设溢流阀无溢流，由1）中的计算知：
p2=8.13MPa
由液压缸受力平衡可求出（此处F=0）：
=4.065MPa>pY，假设溢流阀不溢流不成立，即溢流阀实际上已经打开，此时泵出口的压力及液压缸入口压力为：

由液压缸受力平衡可求出：
=4.8MPa
此时液压泵的压力：
pp=p1=2.4MPa
3）
当节流阀通过最小稳定流量时，溢流阀必定溢流，泵出口压力及液压缸入口压力为：

由1）中的计算知此时：
=0.8MPa
由节流阀的流量公式：

得节流阀通过最小稳定流量时，节流阀节流口通流面积为：

此时液压缸速度为：

若将回路改为进口节流调速，液压缸出口压力为0，由液压缸受力平衡，液压缸入口压力为：

由节流阀流量公式：

得节流阀通过最小稳定流量时，节流阀节流口通流面积为：

此时液压缸速度为：

两种结果对比，说明：
进油节流调速回路能够获得比回油节流调速回路更低的稳定速度。

3 习题7-12
1）
快进时两个泵合流，总流量为：

液压缸运行速度：

油路ABC内的流速：

管内油液流动的雷诺数：

管内液体流动状态为层流，沿程压力损失为

由于通过换向阀的压力损失为0.25MPa，所以油路ABC上的总压力损失为：

由液压缸活塞受力平衡：
联立上述两个方程，可解出：

即为压力表的读数

2）
工进时，泵1卸荷，泵2单独供油，换向阀移至右位。
进入液压缸的流量为：

压力表的读数即为泵出口的压力（也等于缸入口压力）：

忽略管路损失，则液压缸输出最大推力为：

即为回路承受载荷能力。
液控顺序阀应该保证液压缸快速运动时关闭，工进速度时打开，所以其调定压力应在4.15MPa~8MPa之间，如取7MPa。

4 习题7-16
泵输出流量：

液压马达输出的转矩按下式计算：

于是，马达入口压力为：

设溢流阀不溢流，则泵输出的流量全部通过节流阀：

于是可求出泵出口压力为：

这说明溢流阀已经打开溢流，所以泵出口压力为：

通过节流阀的最大流量为：
=87.43L/min
液压马达的最大转速为：

液压马达输出功率为：

液压泵的输入功率（依题意不计泵的机械损失）为：

回路效率为：

效率很低是由于节流阀前后压差太大，消耗了大部分功率；同时溢流阀溢流也损失部分功率，导致回路效率很低。
2）
若PY=8.5MPa，由1）中计算可知
马达入口压力为：

泵出口压力为：

这说明溢流阀已经打开溢流，所以泵出口压力为：

则通过节流阀的流量为：
=97.414L/min
液压马达的最大转速为：