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第一章 液压传动概述
第一章 液压传动概述
1-1. 液压传动的两个基本特征是什么？
答：液压系统工作压力的大小取决于负载；
液压系统的速度取决于流量。
1-2. 液压系统的组成部分有哪些？
答：液压泵；执行元件；控制元件；辅助元件。
1-3. 液压传动有哪些优缺点？（机械、电气）
液压传动的主要优点：
（1） 液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置；
（2） 重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快；
（3） 操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围可达2000：1）
（4） 可自动实现过载保护；
（5） 一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长；
（6） 很容易实现直线运动；
（7） 容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。
液压传动的主要缺点：
（1） 由于流体流动的阻力损失和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。
（2） 工作性能易受温度变化的影响，因此不宜字很高或很低的温度条件下工作。
（3） 液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。
（4） 由于液体介质的泄露及可压缩性影响，不能得到严格的定比传动 。
（5） 液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。
1-4. 液压传动系统中常用的工作介质有哪些类型？
答：石油基液压油；含水液压油；合成液压油。
第二章 液压流体力学
2-6
答：（1）假设1→2，列伯努利方程。hw>0

又∵
∴

∴ 油液流动方向应从2到1。
（2）
∴ 油液流动方向应从1到2。
注：两处的压力差值是和油液流动的方向有关的。
A→B ΔP=PA-PB>0
B→A ΔP=PA-PB<0
2-7

解：（1）
∵ （p1、p2为空气压力）
v1=0 a2=1(取) z2=0 z1=40
∴ 40= (取g=10) Vn240×20=800 Vn=28.3 m/s

（2）用连续性方程 V2A2=V3A3
A2=
A3=
V3=7.1m/s
用伯努利方程
p1=pa z3= - 10m

（3）为了增大流量，可以加大喷嘴直径，加大到E处不发生气穴为止，即p3>2400Pa(0.24m H2O)
由伯努利方程
∵p1为空气压力、v1=0 、 z3=0 z1=10
∴ V3≈28 m/s
再用连续性方程 V2/A2=V3/A3=2547.8
A2=28.3/2547.8=0.0111
d2=≈0.12m
注：1）适当选取基准面一般液平面p=pa v≈0
2）修正系数 =2（层流）
=1（湍流）
3）液体不可压缩，密度在运动中保持不变
4）液流是恒定流

2-8

解：油液作用在阀上的液压力为：
N
弹簧作用在油液上的力为：
N
根据动量定理：
p2=pa=0
V1=
V2=

注：正确选择控制体积

补做：

1. 液压泵从一个大的,油池中抽油，流量q=150L/min，油液的运动v=,油液密度=900kg/m3，吸油管直径d=60mm。设泵吸油管弯头的局部阻力系数=0.2，吸油口粗滤网的压力损失=0.0178Mpa。如希望入口处的真空度pb不大于0.04 Mpa。求泵的吸油高度H。
解：吸油管内液流速度为：
m/s=0.885m/s
R=(层流)
=

真空度=
带入数值解得 H=2.35m

2. 液压系统产生气穴现象有和危害，应采取哪些措施防止它的产生。
答： 如果液流中产生了气穴现象，会使系统中的局部压力猛烈升高，引起噪声、振动，再加上气泡中有氧气，在高温高压和氧化的作用下就会产生气蚀，使零件表面受到腐蚀甚至造成元件失灵。液压泵产生气穴会产生噪声、振动，降低吸油能力和使用寿命。
防止措施：
（1） 减小阀孔口前后的压差 p1/p2 <3.5
（2） 正确设计和使用液压泵站
（3） 各元部件的连接可靠，防止空气侵入
（4） 采用抗腐蚀的金属材料，提高零件强度

第三章 液压泵
3-1 液压泵标牌上注明的额定压力的意义什么？和泵的实际工作压力有什么区别？
答：额定压力，在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力，由泵的结构决定。
实际压力，泵在实际工作中由负载决定的压力。
3-6 什么是齿轮泵的困油现象，产生困油现象有何危害，如何消除困油现象。
答：为了使齿轮泵的齿轮平稳地啮合运转、吸压油腔严格地密封以及均匀而连续地供油，必须使齿轮啮合的重叠系数ε>1，这样会出现两对齿啮合的情况，而在两对齿之间便形成了封闭的容积，称为闭死容积，闭死容积从最大变到最小，再从最小变到最大的现象称为困油现象。
困油现象的危害：当闭死容积由大变小时，由于液体的不可压缩性，闭死容积内的液体受挤压，压力急剧升高，远远超过齿轮泵的输出压力，闭死容积内的液体也从一切可泄露的缝隙中强行挤出，使轴和轴承受到很大的冲击载荷，同时增加了功率损失，并使油液发热，引起振动和噪声，降低了齿轮泵工作的平稳性和使用寿命。当闭死容积由小变大时，由于得不到油液的填充，使闭死容积形成了局部真空，于是，溶解于液体中的空气便被析出而产生气泡，这些气泡进入吸油腔，并被带到压油腔，产生气蚀现象，引起振动和噪声。
为了消除困油现象，可在齿轮泵的侧板上开卸荷槽。（P59）
3-8 齿轮泵高压化的主要障碍是什么？
答： 径向不平衡力和端面泄露
解决径向不平衡力的方法：开压力平衡槽和缩小压油口
解决端面泄露的方法：设置端面间隙自动补偿装置
3-22 定性地绘出内反馈限压式变量叶片泵的“压力流量特性曲线”，并说明“调压弹簧的预压缩量”、“调压弹簧刚度”、“流量调节螺钉”对“压力流量特性曲线”的影响。
答：P84 —P85 图略
增加：
1.

已知液压泵的额定压力和额定流量，若不计管道内压力损失，试说明各种工况下液压泵出口处的工作压力。（图略）
解：（a）P=0 （b）P=0 （c）P=P （d）P=
2.设液压泵转速为950r/min，排量vp=168mL/r,在额定压力29.5Mpa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min，额定工况的总效率为0.87。试求：
1） 泵的理论流量
2） 泵的容积效率
3） 泵的机械效率
4） 泵在额定工况下所需电动机功率
5） 驱动泵的转矩
解：1）泵的理论流量：
2）泵的容积效率：
3）泵的机械效率：
4）泵在额定工况下所需电动机功率：

5）驱动泵的转矩：

3.试分析双作用叶片泵配油窗口开三角形槽，为什么能降低压力脉动和噪声？
解：处于封油区两叶片间的容积为V的油液，如突然与高压腔接通，压力突然增大，油液被压缩，高压腔油液倒流，引起流量压力脉动，从而产生冲击和噪声，开三角槽工作容积逐渐与高压腔接通，压力变化小，就可降低压力脉动和噪声。

第四章 液压执行元件
4-1
答：液压泵的吸油腔一般为真空，为改善吸油性能和抗气蚀能力，通常把进口做得比出口大；而液压马达的排油腔压力稍高于大气压力，所以没有上述要求，进、出油口尺寸相同。
4-10
解：
∵
∴

4-15
答：液压缸一般都要设置缓冲装置，特别是活塞运动速度较高和运动部件质量较大时，由于惯性力作用会出现前冲现象，为了防止活塞行程终点或缸底发生机械碰撞，引起噪声、冲击，甚至造成液压缸或被驱动件的损坏，则必须设置缓冲装置。
可设置节流缓冲装置和阀式卸压缓冲装置。

增加：
1.如图所示三种结构形式的液压缸。活塞和活塞杆直径分别为D、d，如进入液压缸的流量q，压力为p。试分析各缸产生的推力、速度大小以及运动方向。

（1）
方向：缸体向左
（2）
方向：缸体向右
（3）
方向：缸体向右

2.两个结构和尺寸相同相互串联的液压缸，无杆腔面积A1=1x10-2m2，有杆腔面积A2=0.8x10-2m2，输入油压力p0.9MPa，输入流量q1=12L/min，不记损失和泄露。试求：
1） 两缸承受相同负载时（F1=F2），负载和速度个为多少
2） 缸1不受负载（F1=0），缸2能承受的负载
3） 缸2不受负载（F2=0），缸1能承受的负载
解：1）当F1=F2时，p1A1= F1+ p2A2 p2A1= F2

F1 = F2 =p2A1=0.5x106x1x10-2=5000N

2)当F1=0时，p1A1= p2A2 p2A1= F2

速度：

3）当F2=0时
F1 =p1A1=0.9x106x1x10-2=9000N
速度：

注：两液压缸串联使用，不管各缸负载如何变化，速度均保持不变。
第五章 阀
5-3
答：作用：
溢流阀用来保持系统或回路的压力恒定，在系统中起过载保护，稳压、保压。
减压阀使出口压力低于进口压力控制阀，减压、稳压。
顺序阀以系统压力为信号，使多个执行元件自动地按先后顺序动作不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断。
差别：
溢流阀控制进口压力为一定值，阀口常闭，出口接回油箱，出口压力为零，弹簧腔泄露油由内部引到出口。常旁接在液压泵的出口或执行元件的进口。
减压阀控制出口压力为一定值，阀口常开，出口油液去工作，压力不为零，弹簧腔泄露油单独引到油箱。常串联在某一支路上，提供二次压力。
顺序阀利用进口压力，控制开启，阀口常闭，出口油液去工作，压力不为零，弹簧泄露油单独引到油箱。内控外泄顺序串接在执行元件上。
5-11
答：O型：各油口全部关闭，系统保持压力，缸封阀
M型：P、T口连通，泵卸荷，缸A、B两油口都封闭
P型： P口与A、B口都连通，回油口封闭
H型：各油口A、B、P、T全部连通，泵卸荷，缸两腔连通
增加：

（图略）（a）（b）调整压力，PA=4MPa PB=3MPa PC=2MPa。当系统外负载为无穷大时，出口压力各为多少？
解：（a）当PP=2MPa阀A、阀B全打开，所以PP=2MPa
（b）B阀阀口打开，相当于一个通道，所以PP=4+2=6MPa
第七章 液压基本回路
7-2 液压回路的功用
答：减压回路的功用是，使系统中的某一部分油路具有较低的稳定压力。
7-4 缸荷回路的功用是什么？试绘出两种不同的缸荷回路。
答：卸荷回路的功用是，在液压泵的驱动电机不频繁起闭，且使液压泵在接近零压的情况下运转，以减少功率损失和系统发热，延长泵和电机的使用寿命。
7-6 什么是平衡回路？平衡阀的调定压力如何确定？
答：为了防止立式液压缸及其工作部件因自重而自行下落，或在下行运动中由于自重而造成失控、失速的不稳定运动，可设置平衡回路。可用单向节流阀限速、液控单向阀锁紧。
7-7 进油节流阀调速回路有何特点
答：进油节流阀调速回路容易实现压力控制，能获得更低的稳定速度，长期停车后当泵重新向缸供油时，活塞前冲小。但是其速度平稳性不高，发热和泄露对它的影响较大。
7-8 回油节流阀调速回路有何特点
答：回油节流阀调速回路的节流阀使缸的回油腔形成一定的背压，因而能承受负值负载，并提高了缸的速度平稳性，发热及泄露对其影响小。但当长期停车后泵重新向缸供油时，由于油路上没有节流阀控制流量，会使活塞前冲。
7-9旁路节流阀调速回路有何特点
答：这种回路是把节流阀接在与执行元件并联的旁路上，其速度-负载特性很软，低速承载能力差，只用于高速、重载、对速度平稳性要求不高的较大功率的系统。
7-14什么叫差动回路
答：泵输出的油和缸返回的油合流，进入缸的无杆腔，此时缸呈差动连接，形成差动回路。
7-20 如何使用顺序阀实现执行元件顺序动作。P247
7-23 怎样实现串联液压缸同步。P249
7-30 浮动回路的功用是什么
答：浮动回路是把执行元件的进、回油路连通或同时接通油箱，借助于自重或负载的惯性力，使其处于无约束的自由浮动状态。