液压综合题库（一）

第一章 液压泵和液压马达

本 章 提 要

本章主要内容为：①液压泵和液压马达的基本原理与性能参数；②齿轮式、叶片式、柱塞式液压泵；⑧高速液压马达及低速大扭矩马达。通过本章的学习，要求掌握这几种泵和马达的工作原理(泵是如何吸油、压油和配流的，马达怎样产生转速、转矩)、结构及主要性能特点；掌握各种泵和马达的流量、排量、功率、效率、转矩等参数的计算方法，理解其内在联系；了解不同类型的泵和马达之间的性能差异及适用范围，为日后正确选用奠定基础。 一、基本概念：液压泵和马达的性能参数

二、填空题

1.一部完整的机器一般由三部分组成，即__________、__________、___________。 （答案：原动机、传动机构、工作机）

2.液力传动主要是利用__________________________能的液体传动。 （答案：液体动能）

3.传动机构通常分____________、____________、_____________。 （答案：机械传动、电气传动、流体传动）

4.液压传动由四部分组成，即_________、_________、_________、________。 （答案：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件） 5.液压传动主要利用__________________的液体传动。 （答案：液体压力能）

6.液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括__________和_________。 （答案：液压传动、液力传动）

7.液压泵是一种能量转换装置，它将机械能转换为______，是液压传动系统中的动力元件。

（答案：压力能）

8.液压传动中所用的液压泵都是靠密封的工作容积发生变化而进行工作的，所以都属于 ______________。

（答案：容积式液压泵）

9.泵每转一弧度，由其几何尺寸计算而得到的排出液体的体积，称为_________________。

（答案：每弧度排量或角排量）

10.在不考虑泄漏的情况下，泵在单位时间内排出的液体体积称为泵的______________。 （答案：理论流量）

11.泵在额定压力和额定转速下输出的流量称为泵的_________________。 （答案：额定流量）

12.齿轮泵的泄漏一般有三个渠道：____、____、_____。其中以______最为严重。 （答案：端面间隙、齿轮啮合间隙、径向间隙。端面间隙。）

13.我国液压油的牌号是以____C0时的______粘度的______值来表示的。

（答案：40,运动，中心）

14.液压泵的实际流量是考虑________下的输出流量。 （答案：泄漏）

15.设液压马达的排量为VMcm3/r，液压马达轴的转速为nMr/min，则其理论输入流量为_______L/min。如果实际输入流量q，则该马达的容积效率为_______。

V?n?10?3（答案：V·n×10,）

q-3

16.为减轻和消除齿轮液压泵的困油现象，在两泵盖内侧开设的困油卸荷槽，应保证被密封的容积由大到小变化时，__________连通；被密封的容积由小到大变化时___________连通。

（答案：压油腔,吸油腔）

17.液压传动系统中油液的作用有两个：一是________；二是______________。 (答案：传递能量；润滑和冷却运动零件）

18.根据结构形式的不同，液压泵主要分为_______式、_______式、_______式三种类型。 (答案：齿轮、叶片、柱塞）

19.液压系统原理图通常采用________符号来绘制。 (答案：图形）

20.增大外啮合齿轮泵的流量最有效的措施是增大___________。 (答案：齿轮模数）

21.液压缸容积效率的表达式为________，液压马达的机械效率的表达式为_________,液压泵的容积效率表达式为____________。

(答案：

qpTAv,M,）

Av??qTMtqpt22.所学几类液压泵中，效率最高的是__________。 (答案：柱塞泵）

23.液压泵最高工作压力受_________和_________限制。 (答案：结构强度，密封性能）

24.柱塞泵为奇数时的脉动率_______而为偶数时的脉动率________。 (答案：小，大）

三、选择题

1.选择液压油时，主要考虑油液的_____。（密度，成份，粘度） （答：粘度）

2.液压系统的工作压力取决于_________。（泵的额定压力，溢流阀的调定压力，负载） （答：负载）

3.在_______工作的液压系统容易发生气蚀。（洼地，高原，平地） （答：高原）

4.液压系统利用液体的_____来传递动力。（位能，动能，压力能，热能） （答：压力能）

5.高压系统宜采用_________。（齿轮泵，叶片泵，柱塞泵） （答：柱塞泵）

6.液压系统的故障大多数是由_______引起的。（油液粘度不对，油温过高，油液污染） （答：油液污染）

7.野外工作的液压系统，拟选用粘度较______的液压油。（高，低） （答：低）

8.限制齿轮泵压力提高的主要因素是_______。（流量脉动，困油现象，泄漏，径向不平衡力）

（答：泄漏）

9.叶片泵的数量增多后，双作用式叶片泵输出流量______，单作用式叶片泵输出流量_______。（增大，减小，不变）

（答：减小，不变）

10.根据外反馈限压式单作用叶片变量泵的工作原理，试分析调整以下环节后，下述参数将发生什么变化：

1)流量调节螺钉向内伸：空载流量q0_____，限定压力pc____，最大压力pmax_____。 2)压力调节螺钉向外旋出，减小弹簧压缩量：空载流量q0_____，限定压力pc____，最大压力pmax_____，BC曲线斜率______。

3)更换原有弹簧，放置刚性系数较小的弹簧，装拆后其它条件（弹簧压缩量、流量和压力调节螺钉位置）均不变：空载流量q0_____，限定压力pc____，最大压力pmax_____，BC曲线斜率______。

（答：1）减小，增大，不变；2)不变，减小，减小，不变；3)不变，减小，减小，增大。） 11.下列几种泵在结构上不可作成变量泵的是___________。(齿轮泵,单作用叶片泵,径向柱塞泵,轴向柱塞泵)

四、简答题

1.液压油粘度的选择与系统工作压力、环境温度及工作部件的运动速度有何关系？ 答：当系统压力较高时，应选择粘度较大的液压油，以减少泄漏；当液压系统工作部件运动速度较高时，因选用粘度较小的液压油，以减轻液流的摩擦损失；当环境温度较高时，应选用粘度较大的液压油。

2.轴向柱塞泵的柱塞数为什么都取单数？ 答：为了减小流量脉动。

3.确定双作用叶片泵的叶片数应满足什么条件？通常采用的叶片数为多少？

答：双作用叶片泵的叶片数影响输出流量的脉动。故其叶片数应利于减小流量脉动，即应使同时位于过渡曲线内的叶片数是4的整数倍。常采用叶片数为12和16。

4.为什么柱塞泵一般比齿轮泵或叶片泵能达到更高的压力？

答：油泵的泄漏量随压力的提高而增加。柱塞泵的工作腔是规则的圆柱面配合，密封好，泄漏少，因而即使在高压下工作也可获得较高的效率。

5.何为油泵的困油？并说明困油引起的后果。

答：油泵正常工作时变化着的密封容积应该与配油装置的相应吸排腔相通。而由于泵结构上的原因形成：“闭死容积”（不与吸排油腔相通）叫困油现象。

“困油”将导致液体受挤压使压力升高，或产生局部真空造成气蚀。其后果是功率损失增加，油温升高、引起噪声、振动，影响泵工作的平稳性和寿命。

6.液压传动的优缺点?

答：1)与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点： (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而且可以实现灌控)。

2)液压传动的主要缺点

(1)由于流体流动的阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当，泄漏不仍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，因此不宜在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)由于液体介质的泄漏及可压缩性影响，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。 7.试述液压泵工作的必要条件。

答：(1)吸油腔和压油腔要互相隔开，并且有良好的密封性。

(2)由吸油腔容积扩大吸入液体；靠压油腔容积缩小排出(相同体积的)液体。

(3)吸油腔容积扩大到极限位置后，先要与吸油腔切断，然后再转移到压油腔中来；压油腔容积缩小到极限位置后，先要与压油腔切断,然后再转移到吸油腔中来。

8.试述内啮合齿轮泵的特点。 答：1)流量、压力的脉动小。 2)噪声小。

3)轮齿接触应力小，磨损小，因而寿命长。

4)主要零件的加工难度大，成本高，价格比外啮合齿轮泵高。

9.叶片泵能否实现正、反转?请说出理由并进行分析。

答：叶片泵不能否实现正、反转。因为叶片的安装角度是沿转子旋转方向向前倾斜一角度θ，通常θ＝100～140。其目的是为了减小叶片的压力角，保证叶片能够顺利地从叶片槽中滑出，以防叶片被卡死或折断。单作用叶片泵为沿转子旋转方向向后倾斜，而双作用叶片泵却沿转子旋转方向向前倾斜，如果叶片泵反向旋转，将使叶片损坏，无法实现吸油和压油。

10.要提高齿轮泵的压力需解决哪些关键问题?通常都采用哪些措施?

答：要提高齿轮泵的压力需解决的关键问题是端面泄漏。通常采用能自动补偿端面间隙的装置，如浮动轴套和弹性侧板。

11.根据图说明内反馈限压式变量叶片泵的工作原理，并根据其压力——流量特性曲线说明如何按需要对泵的参数进行调整。

答：内反馈式变量泵的操纵力来自泵本身的排油压力，内反馈式变量叶片泵配流盘的吸、排油窗口的布置如图2。由于存在偏角θ，排油压力对定子环的作用力可以分解为垂直于轴线oo1的分力F1及与之平行的调节分力F2，调节分力F2与调节弹簧的压缩恢复力、定子运动的摩擦力及定子运动的惯性力相平衡。定子相对于转子的偏心距及由此决定的泵的排量大小可由力的相对平衡来决定，其变量特性曲线如图2所示。

当泵的工作压力所形成的调节分力F2小于弹簧预紧力时，泵的定子环对转子的偏心距保持在最大值，不随工作压力的变化而变化，由于泄漏，泵的实际输出流量随其压力增加而稍有下降，如图2中AB；当

泵的工作压力超过pB值后，调节分力F2大于弹簧预紧力，随工作压力的增加，力F2增加，使定子环向减小偏心距的方向移动，泵的排量开始下降。当工作压力到达pC时，与定子环的偏心量对应的泵的理论流量等于它的泄漏量，泵的实际排出流量为零，此时泵的输出压力为最大。

改变调节弹簧的预紧力可以改变泵的特性曲线，增加调节弹簧的预紧力使pB点向右移，BC线则平行

右移。更换调节弹簧，改变其弹簧刚度，可改变BC段的斜率。调节弹簧刚度增加，BC线变平坦，调节弹簧刚度减弱，BC线变陡。调节最大流量调节螺钉，可以调节曲线A点在纵坐标上的位置。

13.根据下图所示，简述齿轮液压泵的困油现象的产生和消除措施。

答：分析过程见教材。 五、计算题

?D?3?D??p?v q?12?L2图7

有

(q??D?v/2)?12?L?p??D?3(vA??D?v/2)?12?L??D?3(10?10?3?50?10?4???95.5?10?3?1?10?3?10?10?3/2)?12?2?10?2?100?10?3???95.5?10?3?(1?10?3)3?4122Pa

所以

F??pA?4122?50?10?4N?20.6N

8.如图8所示，两个结构相同的液压缸串联起来，无杆腔的有效工作面积A1=100cm2，有杆腔的有效工作面积A2=80cm2，缸1输入的油压p1=18×105Pa，流量q1=16L/min，若不考虑一切损失，试求：

1)当两缸的负载相同（FL1=FL2）时，能承受的负载为多少？两缸运动的速度各为多少？ 2)缸1不承受负载（FL1＝0）时，缸2能承受多少负载？

3)又若缸2不承受负载（FL2＝0）时，则缸1能承受多少负载？哪个大？为什么？

图8

解：1)解答本题第一问时，往往最容易出错的是直接用压力乘以A1求出FL1,这实际上是忽略了p2,亦即缸2的工作压力，现在FL2≠0，所以p2≠0，因而必须从缸2开始列方程从而求出FL1=FL2=F的负载值。

FL2?p2?A1因为 FL1?FL2?FL 所以 p2?FL/A1

则 p1A1?FL?A2/A1?FL

FL1?p1?A1?p2?A2

p1A118?105?100?10?4FL??N?10000NA2801?1?100A1q16?10?3??1.6m/min所以 v1?A1100?10?4v2?

v1A2A280?v1??1.6m/min?1.28m/minA1A1100所以两液压缸推力相同而速度不等。

2)当FL1＝0时 p2?p1A1100??18?105N/m2?22.5?105N/m2 A280FL2?p2A1?22.5?105?100?10?4N?22500N

3)当FL2＝0时

当FL2＝0时，p2?0FL1?p1A1?18?105?100?10?4N?18000N FL2max?FL1maxFL2max>FL1max的根本原因是：当F1＝0时，两缸串联，由于单杆活塞液压缸两腔面积不

等，缸1的输出压力p2大于输入压力p1，相当于增压缸在工作。而当FL2＝0时，相当于单个液压缸在无背压的情况下工作，而没有增压作用，所以FL2max>FL1max。

9.如图9所示，已知泵的流量q＝10L/min，工进速度v1=0.5m/min，快进和快退的速比为

v33?, 试求：1)缸两腔的有效面积及快进及快退的速度；2）通过换向阀的最大流量。 v22

解：1)缸两腔的有效面积：

q10?10?32A1??m?2?10?2m2?200cm2

v10.5快进速度和快退速度： 因为 v3?q(差动连接）

A1?A2 v2?q A2

qvA?A2A2v33?? 由已知可得3?, 则3?1v2qA1?A22v22A2A2?33A1??200cm2?120cm2 55图9

由此解得

10?10?3v3?m/min?1.25m/min(200?120)?10?4v2?10?10m/min?0.838m/min120?10?4?3

2)快进时，通过换向阀的最大流量为泵流量与液压缸有杆腔输出流量之和 q3?q?v3A3?10?12.5?120?10?2L/min?25L/min 快退时回油路通过换向阀的流量

q2?v2A1?8.38?200?10?2L/min?16.76L/min

差动快进时，通过换向阀的流量为最大值，这一定要引起重视。

10.差动液压缸如图10所示，若无杆腔面积A1＝50cm2，有杆腔面积A2=25cm2,负载F＝27.6×103N，机械效率ηm＝0.92，容积效率ηv＝0.95，试求：1)供油压力大小；2)当活塞以0.95m/min的速度运动时所需的供油量；3)液压缸的输入功率。

解：1)供油压力p

F27.6?1032p??N/m(A1?A2)?m(50?25)?10?4?0.92 ?120?105N/m22)所需供油量

q?(A1?A2)?v?vFv(50?25)?10?2?0.95?10?L/min?2.5L/min0.95图10

3)液压缸的输入功率

2.5?10?3 N??pq?120?10?W?50W0

?m?v605解答本题的关键就是要正确应用差动连接条件下的计算公式，公式中的面积应是液压

缸两腔的面积差。

11.五种不同形式的液压缸如图11所示。设供油压力为p，供油流量为q，活塞直径为D，活塞杆和柱塞直径为d。试确定：1)缸筒或活塞（或柱塞）的运动方向；2)液压缸输出作用力的大小；3)液压缸输出速度大小。

图11

解：计算结果见下表 图 a 运动方向 向右 作用力 运动速度 F?p??(D2?d2)4v?4q ?(D2?d2)b c d e 向右 向左 向左 向右 F?p??4d2 F?p?F?p??4D2 4q 2?d4qv? 2?Dv?v?2q 22?(D?d)?(D2?d2)2F?p??4d2 v?4q 2?d12．如图12a所示，小液压缸（面积A1）排油腔的油液进入大液压缸（面积A3），而在如图12b中两活塞用机械直接相联，油路连接见图，若供给左端液压缸的流量为q，压力为p，试分别计算两图中右端活塞上的推力和运动速度。

图12

解：1)图a中右端活塞上的推力和运动速度分别为

F?p3?A3?p?

qv?3A3A2?A3A1

又 ?q3A1 ?qA2A1?q A2 ?q3?

则 v?A1?q

A2?A32)图b中的推力和速度分别为（活塞中间为刚性连接）：

F?pA1

q

v?A113．图13所示各液压缸的供油压力p＝2MPa，供油量q＝30L/min，各液压缸内孔面积为100cm2，活塞杆（或柱塞）的断面为50cm2，不计容积损失和机械损失，试确定各液压缸或活塞杆（或柱塞）的运动方向，运动速度及牵引力（或推力）的值。其中，b图中两缸速度相等；d图中两缸负载相等。

图13

解：a图为一柱塞缸，缸筒的运动方向向左，则缸筒的运动速度：

q30?10?3 v???6m/min

A250?10?4牵引力： F?pA2?20?105?50?10?4?10000N

b图为两个活塞杆固定的单活塞杆液压缸并联形式，缸筒的运动方向向左，则其运动速度：

?3q/230?10/2 v???1.5m/min ?4A1100?10牵引力： F?pA1?20?10?100?105?4?20000N

c图为一单活塞缸差动联结型式，缸筒运动方向向左，则缸筒运动速度： v?q/A2?30?105?3/(50?10?4)?6m/min

?4牵引力： F?pA2?20?10?50?10?10000N

d图为两个活塞杆固定的双杆活塞缸串联型式，缸筒运动方向向右，则其运动速度：

q30?10?3 v???6m/min

A1?A2(100?50)?10?4牵引力： F?

11p(A1?A2)??20?105?(100?50)?10?4?5000N 22

12.流量阀的节流口为什么通常采用薄壁孔而不采用细长小孔？

答：1)薄壁小孔的流量特性好（节流指数m＝0.5，而细长孔m＝1）； 2)薄壁小孔的流量公式中不含粘度参数，因而流量受温度的影响小；

3)薄壁小孔的流量不易堵塞，可以获得最小开度，故薄壁小孔可以得到更小的稳定流量。

13.为什么调速阀比节流阀的调速性能好？

答：所谓调速性能系指速度——流量特性和功率特性。用节流阀的调速回路，流量随负载而变化，特性软，溢流和节流损失大，用调速阀时，流量不随负载变化，有效功率随负载增加而线性上升而节流损失劓随之线性下降。

14.试述节流阀刚度的定义。它对流量阀的性能有什么影响？

答：节流阀的刚度定义为速度——负载特性曲线斜率的倒数。节流阀的刚度影响其流量的稳定性，刚度愈大，流量受负载的影响愈小。

15.说明直流电磁铁和交流电磁铁换向阀的特点。

答：电磁换向阀用交流电磁铁操作力较大，起动性能好，换向时间短。但换向冲击和噪声较大，当阀芯被卡阻时线圈容易因电流增大而烧坏，换向可靠性差，允许的换向频率低。而直流电磁铁换向频率高、冲击小，寿命长，工作可靠。但操作力小，换向慢。

16.液压系统中溢流阀的进、出口接错后会发生什么故障？

答：液压系统中溢流阀的进出口接错后因溢流阀始终不能开启，因而将产生超压现象，损坏液压元件。

17.何谓溢流阀的启闭特性？说明含义。

答：启闭特性系指阀在启闭时，由于摩擦力的方向不同而造成的开启与闭合压力特性曲线不重合的特性。

18.何谓溢流阀的超调压力。说明产生的原因。

答：超调压力是溢流阀动态特性的一项重要指标。即阀开启的瞬间，系统曲液压力比调整压力高出的值。是由惯性和阻尼作用产生。

19.说明作用在电磁换向阀内的圆柱式滑阀上的作用力有多少种，以及产生的原因。 答：作用在电磁换向阀圆柱阀芯上的力有： (1)电磁力。由于电磁铁通电产生。 (2)摩擦力。由油液粘性产生。

(3)侧向力(液压卡紧力)。由于圆柱阀芯的锥度和安装偏心产生。 (4)稳态液动力。由于液流通过滑阀通道时，因动量变化而产生。

(5)瞬态液动力。是滑阀移动过程中，阀腔内液流因加速或减速而产生。 (6)弹簧的弹性力。由于弹簧被压缩而产生。

20.若把先导式溢流阀远程控制口接通油箱，液压系统会产生什么问题？ 答：若把先导式溢流阀远程控制口接通油箱，则溢流阀主阀上腔油压便很低(接近于零)，这样阀的入口只需很低的油压(克服主阀平衡弹簧和摩擦力所需的油压)便可打开溢流阀溢流，故可实现系统卸荷。

21.若将减压阀的进出口反接，会出现什么情况？（分两种情况：压力高于减压阀的调定压力和低于调定压力时）

答：将减压阀进出油口反接，即将进油接通减压阀的出油口；将负载接通减压阀的进油口。这样，一是当来油油压低于减压阀调定压力时，减压阀阀口不变，即保持常开状态；二是当来油油压高于减压阀调定压力时，减压阀导阀打开，减压阀口关小，甚至关闭，有少量油液经导阀泄回油箱。

22.现有Y型先导式溢流阀、先导式减压阀各1个，其铭牌不清楚，试问在不拆阀的情

况下，如何判断哪个是减压阀，哪个是溢流阀？

答：可从下面几个方面加以区别： ①溢流阀口常闭，减压阀口常开：吹一口气，通气者为减压阀；不通气者为溢流阀。 ②减压阀有外泄油口；溢流阀则没有。 ③若阀是在管路上安装着，则a：减压阀和所控制的油路成串联，溢流阀则成并联； b：减压阀进出油口均为压力油，其出油口与系统相通，溢流阀出口不是压力油，其出口与油箱相通。

23.若减压阀在使用中不起减压作用，原因是什么？又若出口压力调不上去，原因是什么？

答：减压阀不起作用，是因其减压阀口全开：当减压阀的负载压力pL小于减压阀的调定

压力pJ时，即pL＜pJ时，减压阀芯不能抬起，其开口最大——全开，不起减压作用；当减压阀入口压力p1，小于其调定压力时，即p1＜pJ时，减压阀口也全开，不起减压作用。

减压阀出口压力调不上去的原因是：①没有负载(负载没加上)。因压力决定于负载，没有负载就建立不起来压力，当然也就调不上去。②负载虽有，但由其所决定的压力值小于减压阀的欲调定值。③减压阀进出油口压差偏低。当进出油口压差低于0.5MPa时，其出口压力不稳，调节困难，即调不上去。④减压阀进、出油口接反。

24.何谓滑阀的滑阀机能？

答：滑阀机能——指滑阀在不同的工作位置，各液口的连接关系。一般情况下，主要是指滑阀处在中间位置时，各液口的连通形式。

25.不同类型的液压控制阀有哪些共同特点？ 答：不同的液压控制阀具有以下共同特点：①结构上，都是由阀体、阀芯和操纵控制机构三个主要部分组成，②原理上，都是通过阀的开闭或改变阀芯与阀座间的通流面积，达到改变液流流量，方向和控制压力的目的。③性能上，液流流过各种阀的开口时，压降、流量与开口大小的关系基本上是相同的（都符合孔口流量公式）。

26.液压卡紧力是怎样产生的？它有什么危害？

答：液压卡紧力是由于阀芯和阀体孔的几何形状及相对位置误差，使液体在流过阀芯与阀孔间隙时产生了径向不平衡力。由于这个径向不平衡力的存在，引起阀芯移动时轴向摩擦阻力，称之为卡紧力。如果阀芯的驱动力不足以克服这个阻力，就会发生所谓卡紧现象。 三、分析说明题

1.图1所示阀组，各阀调定压力示于符号上方。若系统负载为无穷大，试按电磁铁不同的通断情况将压力表读数填在表中。

1YA － ＋ － ＋ 2YA － － ＋ ＋ 压力表 读 数 12MPa 9MPa 7MPa 4MPa 图1

答：答案见上表。

2.图2所示回路(a)、(b)最多能实现几级调压?阀1、2、3的调整压力之间应是怎样的关系?图(a)、(b)有何差别?

图2 图3

答：如图2所示，当图(a)、(b)中的三位四通电磁阀处中位时，泵的出口压力、即系统压力由溢流阀1调定；当(a)、(b)图中的1YA带电时，泵的出口压力由阀3调定；2YA带电时，泵的出口压力由阀2调定。故(a)、(b)两回路都能调出三级压力来。但是在两回路中，1YA带电时，阀3与阀1呈并联；2YA带电时，阀2与阀1呈并联。因此阀2、阀3的调定压力p2，p3必须分别都小于阀1的调定压力p1 (p2，p3＜ p1)时，才能实现上述三级调压。

两回路的区别。(a)图所示回路中的溢流阀1、2、3相互独立，每个阀的额定流量都较大，都等于泵的额定流量，且阀1是直动式还是先导式溢流阀均可；(b)图所示之回路，阀1的流量较大，为泵的额定流量，且必须是先导式溢流阀。而阀2、3的流量较小，为阀1导阀的过流量，但其值必须大于3L／min(溢流阀的最小稳定流量)，即(b)图阀2、3的流量规格小于(a)图。

3.三个溢流阀的调定压力如图3所示。试问泵的供油压力有几级？数值各多大？ 答：泵的供油压力共有8级，其数值如表所示。

A B C － － － － + + + + 压力 0 2 4 6 8 10 12 14 － － + － + － + + － － + － + － + + 4.图4所示为三个阀的结构示意图： ⑴说出每个阀的名称； ⑵画出每个阀的职能符号；

图4 图5

答：图4(a)为先导式溢流阀；(b)为先导式减压阀；(c)为先导式液控顺序阀。每个阀的职能符号及通油口符号如题解4-1图所示。

图4-1

对于图(a)，p口为溢流阀进油口，与系统相连。当阀的进油压力大于其导阀调定压力pY时，溢流阀开启，溢流定压；O口为出油口，经管道直接和油箱相连，将溢流阀的溢流量引回油箱。K口为远程控制口，当K口接通油箱时，可使溢流阀用于系统卸荷；当该口和远程调压阀相通时，可实现溢流阀的远程控制。L口为先导阀泄漏油口，将先导阀泄漏的油液经阀体内部从阀的出油口排回油箱。

对于图(b)，pl口为减压阀的进油口，即主油路、一次压力入油口；p2为减压阀出油口，该口直接与负载相通，当该口即负载压力大于减压阀的调定压力抑时，减压阀启动、关小减压阀口xR，将出口油压稳定在调定压力向pJ上；xR口为减压阀口，减压阀不工作时，该口全开，最大，不起减压作用；工作时，xR口关小，将入口一次压力p1降低为二次压力p2；L口为泄油口，将经导阀泄漏的油液经管道从阀体外引回油箱。

对于图(c)，pl口为进油口，与进油路相通；p2口为出油口，与出油路相通；K口为控制油口，与控制油路相通，L口为泄油口，把从导阀泄漏的油液从阀体外引回油箱。当K口的控制油压大于导阀的调定压力pX时，主阀芯抬起，进出油口pl、p2接通，致使与之相连

的油路接通；当控制油压低于pX时，主阀芯不动，进出油口切断，致使与之相连的油路被切断。

5.图5所示回路，顺序阀调定压力为px＝3MPa，溢流阀调定压力为py＝5MPa，求在下列情况下，A、B点的压力等于多少？

1)液压缸运动时，负载压力pL＝4MPa； 2)负载压力变为1MPa；

3)活塞运动到右端位不动时。 答：1)pA＝pB＝4MPa；

2) pA＝1MPa；pB＝3MPa 3) pA＝pB＝5MPa

第三章 液压控制阀

本 章 提 要

本章主要内容是各种方向控制阀、压力控制阀及流量控制阀的类型、工作原理、典型结构及其应用。通过本章学习应达到如下要求：①重点掌握各种控制阀的结构、工作原理及实际应用，②掌握各种控制阀的特点及使用条件：③牢记各种控制阀的职能符号，并能用职能符号绘制简单的液压回路；④弄清各种阀之间的区别与联系；⑤能够对压力控制回路中指定点进行压力分析或确定．这是本章的重点也是难点，望学习时给予足够的重视。 一、填空题

1.滑阀机能为_____型的换向阀，在换向阀处于中间位置时油泵卸荷；而______型的换向阀处于中间位置时可使油泵保持压力（每空白只写出一种类型）。

答：M；O。

2.顺序阀如果用阀的进口压力作为控制压力，则称该阀为_______式。 答：内控式。

3.调速阀是由______和节流阀串联而成的。 答：压差式减压阀。

4.溢流节流阀是由差压式溢流阀和节流阀_____联构成的。 答：并联。

5.采用出口节流的调速系统，若负载减小，则节流阀前的压力就会______。

答：增大。

6.节流阀流量公式q?CdA(?p)m，节流口形状近似细长孔时，指数m接近于______；近似薄壁孔时，指数m接近于______。 答：1，0.5。

7.当溢流阀通过______流量时，进口处的压力称为全流压力；全流压力与_______之差称为静态调压偏差。

答：额定，开启。

8.产生滑阀卡紧现象的主要原因是_______所引起的径向不平衡力，减小该力的方法是________。

答：滑阀副几何形状误差和中心线不重合，在阀芯上开均压槽。

9.滑阀的瞬态液动力只与阀的_______有关，而与阀的________无关。 答：阀芯的移动速度，阀口开度本身。

10.弹簧对中型电液阀，先导阀的中位应选_______型。 答：Y。

11.液压控制阀按其用途可分________阀、________阀和_________阀三大类。 答：方向控制阀，压力控制阀，流量控制阀。

12.方向控制阀按其用途可分为_______和_______两大类。 答：单向阀，换向阀。

13.如图1所示，设溢流阀的调整压力为p0，关小节流阀a和b的节流口，得节流阀a的前端压力为p1，后端压力为p2，若再将节流口b完全关死，此时节流阀a的前端压力为_____；后端压力为_______。

答：p0，p0

14.如图2所示，开启压力分别为0.2MPa，0.3MPa，0.4MPa的三个单向阀实现串联或并联，当O点刚有油液流过时，p点压力各为：串联（图a）时p＝_________，并联（图b）时p＝________。

答：0.9MPa，0.2MPa。

图1 图2

15.方向控制阀主要有________和________两大类。 答：单向阀，换向阀。

16.单向控制阀主要有________和________两类。 答：普通单向阀，液控单向阀。 17.按操纵方式分，换向阀主要有_________、________、_________、_________、________五种类型。

答：手动式，机动式，电磁式，液动式，电液动式。

18.电磁换向阀所使用的电磁铁分为______电磁铁和_______电磁铁两类。 答：直流电磁铁，交流电磁铁。

19.压力控制阀有_________、_________、_________、_________四大类。 答：溢流阀，顺序阀，减压阀，压力继电器。

20.溢流阀能保持________处的压力稳定，而减压阀能保持________处的压力稳定。 答：入口，出口。

21.溢流阀的阀口常____，而减压阀的阀口常____。 答：常闭，常开。

22.液压控制阀按结构形式可分为：______、_______、______、______和球阀五大类。 答：滑阀，锥阀，转阀，喷嘴挡板式。

23.根据结构不同，溢流阀可分为_________、_________两类。 答：直动式，先导式。

24.液压控制阀按连接方式可分为_________、_________、_________、_________、_________四种形式。

答：管式连接、板式连接、叠加式连接、插装式连接。

25.直动型溢流阀可分为_________、_________、_________三种形式。 答：锥阀式，球阀式，滑阀式。

26.溢流阀卸荷压力是指：当溢流阀作卸荷阀用时，额定流量下进、出油口的_________称卸荷压力。

答：压力差。

27.顺序阀的功用是以________使多个执行元件自动地按先后顺序动动作。 答：系统压力为信号。

28.流量控制阀是通过改变________的局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。 答：节流口通流面积或通流通道的长短。

29.减压阀是使出口压力低于进口压力的________。 答：压力控制阀。

30.定压输出减压阀有________和________两种结构形式。 答：直动式，先导式。

31.调速阀中的定差减压阀的作用是保持________________不变。 答：节流阀前后压差。 二、问答题

1.何谓控制阀?它可分哪些类型?

答：在液压系统中，用于控制系统中液体的压力、流量和液流方向的元件，总称为液压控制阀。按用途可分为，压力控制阀，流量控制阀和方向控制阀三大类。

2.简述直动式溢流阀和先导式溢流阀的工作原理，并定性分析其进口压力和流量发生微小波动时，如何调节进口压力保持不变。

答：直动式溢流阀的工作原理：压力油直接作用在阀芯下端，超过弹簧预调力时，阀芯开启，压力油经此溢出，压力降低时，弹簧力使阀芯关闭。

先导式溢流阀的工作原理：用直动式溢流阀作先导阀控制主阀动作压力，压力油经阻尼孔至主阀阀芯上部，并通至先导阀。当压力小于调定压力时，先导阀及主阀皆关闭。压力增至调定值时，先导阀即开启，一部分油液经阻尼孔、先导阀及主阀中心孔流回油箱，使主阀芯两端形成压力差，主阀开启溢流。

3.解释概念：开启压力、调定压力、额定压力、稳态特性、动态特性、压力超调，启闭特性。

答：开启压力——在压力油作用下溢流阀刚刚开始溢流时的油液压力为开启压力。 调定压力——溢流阀某个调压弹簧在规定范围内调节时，所确定的压力叫调定压力。

稳态特性——指在稳定状态情况下，溢流阀某些参数之间的关系。

动态特性——指溢流阀被控参数在发生瞬态变化情况下，某些参数间的关系。 压力超调——是溢流阀动态特性的一项重要指标，即阀开启的瞬间，系统油液压力比调整压力高出的值。

启闭特征——指阀在启闭时，由于摩擦力的方向不同而造成的开启与闭合压力特性曲线不重合的特性。

额定压力——液压阀进、出口允许的最高压力差。 4.结合溢流阀的特点回答问题： ①先导式溢流阀主阀芯的阻尼孔有何作用?可否加大或堵死?有何后果? ②遥控口可否接油箱，如这样会出现什么现象? ③遥控口的控制压力可否是任意的?与先导阀的限定压力有何关系? ④溢流阀的进出口可否反接?原因如何? 答：①先导式溢流阀阻尼孔的作用是当油液流过时产生压降，使阀芯顶端的压力小于底端的油液压力，通过这个压差作用使阀芯开启，使主阀的弹簧刚度降低，溢流阀在溢流量变化时控制压力变化较小。

阻尼孔不可加大或堵死，若阻尼孔加大，使液流产生降压过小，上下压力基本相等，主阀没有压差使之开启(液体从先导阀口溢出但流量很小)。若将阻尼孔堵死，先导阀就失去对主阀的压力调节作用，当进油压力很低时，就能使主阀打开溢瀛，由于主阀弹簧力很小，因此系统建立不起压力。若减小阻尼孔，对提高主阀芯运动平稳性，起减振作用，效果更为显著，但过小时，将会使溢流阀开启时的压力超调量增大，过渡过程时间加长。

②在当溢沉阀使用时，遥控口不能接油箱，若这样会使系统或油泵卸荷，系统不能建立起压力。

③遥控口的压力可以是任意的，当遥控口压力大于先导阀的限定压力时，先导阀对主阀才起控制作用。否则，先导阀不起控制作用，主阀芯受遥控压力控制。

④溢流阀进、出口不可反接。反接时，主阀芯始终打不开，不起稳压、溢流作用。使系统超压。

5.顺序阀可作溢流阀吗?溢流阀可作顺序阀吗? 答：顺序阀可作溢流阀使用，即当内控式顺序阀出口直接连抽箱，就相当于一个溢流阀。 溢流阀不可直接作顺序阀使用，必须把溢流阀的泄油口通道堵死，另钻新孔向外引出泄漏油液，即可当顺序阀使用。

6.画出以下各种方向阀的职能符号，二位四通电磁换向阀，二位五通手动换向阀，二位三通液压换向阀，双向液压锁，三位四通P型机能转阀，三位五通液压换向阀。

答：各符号如图3所示。

图3

7.从原始状态时阀口状况、什么压力控制阀芯移动，进出口压力状况；泄油方式起的作

用等项目比较溢流阀，减压阀,顺序阀的异同，列表说明之。

答：见表1所示．

表1 溢流阀 减压阀 顺序阀 相同点 1)都是通过阀芯开闭或改变阀芯与阀座的通流面积达到控制压力的目的； 2)液流通过三种阀的开口时，压降、流量与开口的关系基本上是相同的。 不二次压力为控制压力 一次压力为控制压力 同控制压力 一次压力为控制压力 点 进、出口压进油口压力恒定，出油口压出口压力恒定，进口压当阀开启时进口压力力 力回油箱。 力高于出口压力的某等于出口压力 一波动值。 泄油方式 内泄式 联接方式 并联在油路中 作用 外泄式 串联在油路中 外泄式 串联在油路中 使多个执行元件依次先后动作 阀口状况 当压力低于调定值时，阀口无论压力高于还是低当压力低于调定值是常闭的。 于调定值，阀口均常时，阀口常闭。 开。 起稳压、溢流或起限压和安减压、稳压 全保护作用。 8.选泽换向滑阀。 ①要求阀处手中位时液压泵可卸荷；②要求阀处于中位时不影响其它执行元件动； ③要求换向平稳；④要求对液压缸进行差动控制；⑤要求阀处于中位时执行元件处于浮动状态；⑧要求阀处于中位时可短时锁紧执行元件；

答：所选滑阀如图4所示（答案不是唯一的）。

图4 图5

9.调速阀在使用中，进出油口能反接吗?进出油口反接会出现怎样的情况?

答：调速阀在使用中进、出油不能反接；进出油口反接，减压阀阀口开启最大，不起减压、稳压作用，仅是一个普通的节流阀而不为调速阀。

10.将溢流节流阀装在回油路上，能否起速度稳定作用?

答：如图5所示：当溢流节流阀装在回油路上时，节流阀出口压力为零，差压式溢流阀在弹簧的一腔油液压力也为零。当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时，只要克服软弹簧的作用力，就能使溢流口开度最大。这样，油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱，溢流节流阀两端的压力差很小，在液压缸回油腔建立不起背压，故无法对液压缸实现速度的稳定与调节。

11.有哪些阀可以在液压系统中作为背压阀使用？

答：可以做背压阀的有溢流阀、单向阀、顺序阀以及节流阀。

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