气压传动基本回路(大题)

液压传动(南京航空航天大学版)

五、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）。

解：图示系统为定量泵，表示输出流量qP不变。根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口的流速增加，但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，活塞将液压缸分成两腔，因此求qB不能直接使用连续性方程。根据连续性方程，活塞运动速度v = qA/A1，qB = qA/A1=（A2 / A1）qP

32．如图所示节流阀调速系统中，节流阀为薄壁小孔，流量系数C=0.67，油的密度ρ=900kg/ cm，先导式溢流

52阀调定压力py=12×10Pa，泵流量q=20l/min，活塞面积A1=30cm，载荷Ｆ=2400N。试分析节流阀开口（面积为AT）

在从全开到逐渐调小过程中，活塞运动速度如何变化及溢流阀的工作

状态。

解：节流阀开口面积有一临界值ATo。当AT>ATo时，虽然节流开口调小，但活塞运动速度保持不变，溢流阀阀口关闭起安全阀作用；当AT<ATo时，活塞运动速度随开口变小而下降，溢流阀阀口打开起定压阀作用。 液压缸工作压力p1 FA1 2400(30 10) 4 8 105Pa

液压泵工作压力pp p1 p

式中 △p为节流阀前后压力差，其大小与通过的流量有关。

3．已知一个节流阀的最小稳定流量为qmin，液压缸两腔面积不等，即Ａ1>Ａ2，缸的负载为F。如果分别组成进油节流调速和回油节流调速回路，试分析： 1） 进油、回油节流调速哪个回路能使液压缸获得更低的最低运动速度。2）在判断哪个回路能获得最低的运动速度时，应将下述哪些参数保持相同，方能进行比较。

解：1）进油节流调速系统活塞运动速度v1= qmin/A1；

出口节流调速系统活塞运动速度 v2= qmin/A2

因Ａ1>Ａ2，故进油节流调速可获得最低的最低速度。

52）节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下（2～3×10Pa），节流阀在最小允许开度 ATmin时能正常工作的最小

流量qmin。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时，就应保持节流阀最小开口量ATmin 和两端压差△p

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相同的条件。

设进油节流调速回路的泵压力为pp1,节流阀压差为△p1则： pp1 FA1 p1 p1 pp1 FA1

设出口调速回路液压缸大腔压力（泵压力）为pp2 ，节流阀压差为△p2 ，则：

A1pp2 F p2A2 p2 pp2A1A2 FA2

由最小稳定流量qmin相等的定义可知：△p1=△p2 即： pp1 pp2A1A2 FA1 FA2为使两个回路分别获得缸最低运动速度，两个泵的调定压力 pp1、 pp2 是不相等的。

4．在图示的回路中，旁通型调速阀（溢流节流阀）装在液压缸的回油路上，通过分析其调速性能判断下面哪些结论是正确的。（A）缸的运动速度不受负载变化的影响，调速性能较好；（B）溢流节流阀相当于一个普通节流阀，只起回油路节流调速的作用，缸的运动速度受负载变化的影响；（C）溢流节流阀两端压差很小，液压缸回油腔背压很小，不能进行调速。

解：只有C正确，当溢流节流阀装在回油路上，节流阀出口压力为零，差压式溢流阀有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，溢流节流阀两端压差很小，在液压缸回油腔建立不起背压，无法对液压缸实现调速。

5．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：液压马达在工作时，溢流阀5起安全作用。制动时换向阀切换到中位，液压马达靠惯性还要继续旋转，故产生液压冲击，溢流阀1，2分别用来限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力，起制动缓冲作用。另一方面，由于液压马达制动过程中有泄漏，为避免马达在换向制动过程中产生吸油腔吸空现象，用单向阀3和4从油箱向回路补油。

56．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＝30×10Pa。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E，F段与泵出口处B点的油路是否始终是连通的？

52） 在电磁铁DT断电时，若泵的工作压力 pB＝30×10Pa， B点和E点压力哪个压力大？若泵的工作压力pB＝15

5×10Pa，B点和E点哪个压力大？3）在电磁铁DT吸合时，泵的流量是如何流到油箱中去的？

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解：1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路E，F段与泵出口处B点的油路始终得保持连通

52）当泵的工作压力pB＝30×10Pa时，先导阀打开，油流通过阻尼孔流出，这时在溢流阀主阀芯的两端产生压

降，使主阀芯打开进行溢流，先导阀入口处的压力即为远程控制口E点的压力，故pB> pE；当泵的工作压力pB＝15

5×10Pa 时，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，pB＝ pE。

3）二位二通阀的开启或关闭，对控制油液是否通过阻尼孔（即控制主阀芯的启闭）有关，但这部分的流量很小，溢流量主要是通过CD油管流回油箱。

557．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60×10Pa、40×10Pa、10×

510Pa）？三级调压阀压力调整值分别应取多少？使用的元件有何区别？

解：图（b）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

5所决定，p＝10×10Pa。

555图（a）的压力阀调定值必须满足pa1＝60×10Pa，pa2＝40×10Pa，pa3＝10×10Pa。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，a1、a2必须使用先导型溢流阀，以便远程控制。a3可用远程调压阀（直动型）。

5图（c）的压力阀调定值必须满足pc1＝60×10Pa ，而pc2、pc3是并联的阀，互相不影响，故允许任选。设pc2

55＝40×10Pa ，pc3＝10×10Pa，阀c1必须用先导式溢流阀，而c2、c3可用远程调压阀。两者相比，图（c）比图

（a）的方案要好。

58．如图所示的系统中，两个溢流阀串联，若已知每个溢流阀单独使用时的调整压力，py1=20×10Pa，py2=40×

510Pa。溢流阀卸载的压力损失忽略不计，试判断在二位二通电磁阀不同工况下，A点和B点的压力各为多少。

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解：电磁铁 1DT－ 2DT－ pA=0 pB=0

51DT+ 2DT－ pA=0 pB=20×10Pa

551DT－ 2DT+ pA=40×10Pa pB=40×10Pa

551DT+ 2DT+ pA=40×10Pa pB=60×10Pa

5当两个电磁铁均吸合时，图示两个溢流阀串联，A点最高压力由py2决定，pA＝40×10Pa。由于pA压力作用在溢

流阀1的先导阀上（成为背压），如果要使溢流阀1的先导阀保持开启工况，压力油除了克服调压弹簧所产生的调

55定压力py1＝20×10Pa以外，尚需克服背压力pA＝40×10Pa的作用，故泵的最大工作压力：pB＝ py1+ pA＝（20+40）

55×10=60×10Pa 。

9．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

2255小相同，大腔面积 A1=20cm，小腔有效面积A2=10cm，溢流阀调整值py =30×10Pa，减压阀调整值pj=15×10Pa。

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？

解：1）2）由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上，属回油节流调速。因此无论夹紧缸在运动时或夹紧工件时，减压

55阀均处于工作状态，pA=pj=15×10Pa。溢流阀始终处于溢流工况，pB= py=30×10Pa。

3）当夹紧缸负载阻力FII=0时，在夹紧缸的回油腔压力处于最高值：

pmax (A1A2)pA (2 15) 105 30 105Pa

10．图示为大吨位液压机常用的一种泄压回路。其特点为液压缸下腔油路上装置一个由上腔压力控制的顺序阀（卸荷阀）。活塞向下工作行程结束时，换向阀可直接切换到右位使活塞回程，这样就不必使换向阀在中间位置泄压后再切换。分析该回路工作原理后说明： 1） 换向阀1的中位有什么作用？ 2） 液控单向阀（充液阀）4的功能是什么？ 3） 开启液控单向阀的控制压力pk是否一定要比顺序阀调定压力px大?

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解：工作原理：活塞工作行程结束后换向阀1切换至右位，高压腔的压力通过单向节流阀2和换向阀1与油箱接

5通进行泄压。当缸上腔压力高于顺序阀3的调定压力（一般为20～40×10Pa）时，阀处于开启状态，泵的供油通

过阀3排回油箱。只有当上腔逐渐泄压到低于顺序阀3调定压力（一般为）时，顺序阀关闭，缸下腔才升压并打开液控单向阀使活塞回程。

1） 换向阀1的中位作用：当活塞向下工作行程结束进行换向时，在阀的中位并不停留，只有当活塞上升到终点时换向阀才切换到中位，所用的K型中位机能可以防止滑块下滑，并使泵卸载。

2） 由于液压机在缸两腔的有效面积相差很大，活塞向上回程时上腔的排油量很大，管路上的节流阀将会造成很大的回油背压，因此设置了充液阀4。回程时上腔的油可通过充液阀4排出去。当活塞利用重力快速下行时，若缸上腔油压出现真空，阀4将自行打开，充液箱的油直接被吸入缸上腔，起着充液（补油）的作用。

3） 图示的回路中在换向时要求上腔先泄压，直至压力降低到顺序阀3的调定压力px时，顺序阀断开，缸下腔的

5压力才开始升压。在液控顺序阀3断开瞬间，液控单向阀4反向进口承受的压力为px （20～40×10Pa），其反向出

口和油箱相通，无背压，因此开启液控单向阀的控制压力只需pk=（0.3～0.5）px即可。

11．图示的液压回路，原设计要求是夹紧缸I把工件夹紧后，进给缸II才能动作；并且要求夹紧缸I的速度能够调节。实际试车后发现该方案达不到预想目的，试分析其原因并提出改进的方法。

解：图（a）的方案中，要通过节流阀对缸I进行速度控制，溢流阀必然处于溢流的工作状况。这时泵的压力为溢流阀调定值，pB= py。B点压力对工件是否夹紧无关，该点压力总是大于顺序阀的调定值px，故进给缸II只能先动作或和缸I同时动作，因此无法达到预想的目的。

图（b）是改进后的回路，它是把图（a）中顺序阀内控方式改为外控方式，控制压力由节流阀出口A点引出。

这样当缸I在运动过程中， A点的压力取决于缸I负载。当缸I夹紧工件停止运动后，A点压力升高到py，使外控顺序阀接通，实现所要求的顺序动作。图中单向阀起保压作用，以防止缸II在工作压力瞬间突然降低引起工件自行松开的事故。

12．图（a），（b）所示为液动阀换向回路。在主油路中接一个节流阀，当活塞运动到行程终点时切换控制油路的电磁阀3，然后利用节流阀的进油口压差来切换液动阀4，实现液压缸的换向。试判 断图示两种方案是否都能

正常工作？

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解：在（a）图方案中，溢流阀2装在节流阀1的后面，节流阀始终有油液流过。活塞在行程终了后，溢流阀处于溢流状态，节流阀出口处的压力和流量为定值，控制液动阀换向的压力差不变。因此，（a）图的方案可以正常工作。

在（b）图方案中，压力推动活塞到达终点后，泵输出的油液全部经溢流阀2回油箱，此时不再有油液流过节流阀，节流阀两端压力相等。因此，建立不起压力差使液动阀动作，此方案不能正常工作。

5413．在图示的夹紧系统中，已知定位压力要求为10×10Pa，夹紧力要求为3×10Ｎ，夹紧缸无杆腔面积Ａ

1=100cm，试回答下列问题： 1）A，B，C，D各件名称，作用及其调整压力； 2）系统的工作过程。

5解：1） A为 内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于10×10Pa ；

5 B为卸荷阀，作用是定位、夹紧动作完成后，使大流量泵卸载，调整压力略大于10×10Pa ；

5 C为压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发讯控制其他元件动作，调整压力为30×10Pa

5D 为溢流阀，作用是夹紧后，起稳压作用，调整压力为30×10Pa 。

2）系统的工作过程：系统的工作循环是定位—夹紧—拔销—松开。其动作过程：当1DT得电、换向阀左位工

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作时，双泵供油，定位缸动作，实现定位；当定位动作结束后，压力升高，升至顺序阀A的调整压力值，A阀打开，夹紧缸运动；当夹紧压力达到所需要夹紧力时，B阀使大流量泵卸载，小流量泵继续供油，补偿泄漏，以保持系统压力，夹紧力由溢流阀D控制，同时，压力继电器C发讯，控制其他相关元件动作。

2 14．图示系统为一个二级减压回路，活塞在运动时需克服摩擦阻力Ｆ=1500Ｎ，活塞面积A=15cm，溢流阀调整

555压力py =45×10Pa，两个减压阀的调定压力分别为pj1=20×10Pa和pj2=35×10Pa，管道和换向阀的压力损失不计。

试分析： 1） 当DT吸合时活塞处于运动过程中，pB、pA、pC三点的压力各为多少？2） 当DT吸合时活塞夹紧工件，

55这时pB、pA、pC三点的压力各为多少？3） 如在调整减压阀压力时，改取 pj1=35×10Pa和pj2=20×10Pa，该系统是

否能使工件得到两种不同夹紧力?

解：1）DT吸合，活塞运动时：

pL F15005 10 10A15 10 4Pa

55因pL<pj，减压阀阀口处于最大位置，不起减压作用，pA＝pC＝pL＝10×10Pa，pB＝10×10＋Δpj Pa，Δpj为油

液通过减压阀时产生的压力损失。

2）DT吸合，活塞夹紧工件：

5溢流阀必然开启溢流，pB＝py＝45×10Pa。对于减压阀1，由于pL的作用使其先导阀开启，主阀芯在两端压力

差的作用下，减压开口逐渐关小，直至完全闭合；对于减压阀2，由于pL的作用使其主阀口关小处于平衡状态，允

5许（1～2）l/min的流量经先导阀回油箱，以维持出口处压力为定值，pC＝pA＝pj2＝35×10Pa。

3）由以上分析可知，只要DT一吸合，缸位于夹紧工况时，夹紧缸的压力将由并联的减压阀中调定值较高的

5那一减压阀决定。因此，为了获得两种不同夹紧力，必须使pj1<pj2。如果取pj1=35×10Pa，则无法获得夹紧缸压力 pj=20

5×10Pa。

2 15． 在如图所示系统中，两液压缸的活塞面积相同，A=20cm，缸I的阻力负载FⅠ=8000N，缸II的阻力负载F

555溢流阀的调整压力为py =45×10Pa。1）在减压阀不同调定压力时（pj1 =10×10Pa 、pj2 =20×10Pa、pj3 =40Ⅱ=4000N，

5×10Pa）两缸的动作顺序是怎样的？2）在上面三个不同的减压阀调整值中，哪个调整值会使缸II运动速度最快？

解：1）启动缸II所需的压力：p2 F 4000 20 105Pa A20

pj1 =10×105Pa < p2 ，减压阀处于工作状态，由于出口压力不能推动阻力F2,故缸II不动，v2=0、pA=10×105Pa，pB =py =45×105Pa，压力油使缸Ⅰ右移。

pj2 =20×105Pa = 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

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动作。

pj3 =40×105Pa > p2 ，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失，pB ≈ p2 =20×105Pa，该压力不能克服

55缸I负载，故缸II单独右移，待缸II运动到端点后，压力上升pA =pj =40×10Pa， pB =py =45×10Pa，压力油才使

缸I向右运动。

552）当pj3 =40×10Pa 时，减压阀口全开、不起减压作用。泵的压力取决于负载，pB = p2 =20×10Pa 。因为溢

流阀关闭，泵的流量全部进入缸II，故缸II运动速度最快，vII=q/A 。

16． 如图所示采用蓄能器的压力机系统的两种方案，其区别在于蓄能器和压力继电器的安装位置不同。试分析它们的工作原理，并指出图（a）和（b）的系统分别具有哪些功能？

解：图（a）方案，当活塞在接触工件慢进和保压时，或者活塞上行到终点时，泵一部分油液进入蓄能器。当蓄能器压力达到一定值，压力继电器发讯使泵卸载，这时，蓄能器的压力油对压力机保压并补充泄漏。当换向阀切换时，泵和蓄能器同时向缸供油，使活塞快速运动。蓄能器在活塞向下向上运动中，始终处于压力状态。由于蓄能器布置在泵和换向阀之间，换向时兼有防止液压冲击的功能。

图（b）方案，活塞上行时蓄能器与油箱相通，故蓄能器内的压力为零。当活塞下行接触工件时泵的压力上升，泵的油液进入蓄能器。当蓄能器的压力上升到调定压力时，压力继电器发讯使泵卸载，这时缸由蓄能器保压。该方案适用于加压和保压时间较长的场合。与（a）方案相比，它没有泵和蓄能器同时供油、满足活塞快速运动的要求及当换向阀突然切换时、蓄能器吸收液压冲击的功能。

55517． 在图示的系统中，两溢流阀的调定压力分别为60×10Pa、20×10Pa。1）当py1＝60×10Pa，py2＝20×105Pa ，

55DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少？2）当py1＝20×10Pa，py2＝60×10Pa，DT吸合和断电时泵最大工作

压力分别为多少？

解：1）DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1进出口压力相等，由于作用在阀芯两端的压差为零，阀1始终处于

5关闭状态不起作用，泵的压力由py2决定：ppmax＝py2＝20×10Pa；DT吸合时活塞向左运动，缸的大腔压力为零，泵

5的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定：ppmax＝py2＝20×10Pa。

52）同上一样，DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1不起作用，泵的压力由py2决定：ppmax＝py2＝60×10Pa；

5DT吸合时活塞向左运动，泵的最大工作压力将由py1、py2中较小的值决定：ppmax＝py1＝20×10Pa。

18．下列供气系统有何错误？应怎样正确布置？

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解：气动三大件是气动系统使用压缩空气质量的最后保证，其顺序分水滤气器、减压阀、油雾器。图a）用于气阀和气缸的系统，三大件的顺序有错，油雾器应放在减压阀、压力表之后；图b）用于逻辑元件系统，不应设置油雾器，因润滑油会影响逻辑元件正常工作，另外减压阀图形符号缺少控制油路。

19．有人设计一双手控制气缸往复运动回路如图所示。问此回路能否工作？为什么？如不能工作需要更换哪个阀？

解：此回路不能工作，因为二位二通阀不能反向排气，即二位四通换向阀左侧加压后，无论二位二通阀是否复位，其左侧控制压力都不能泄压，这样弹簧就不能将它换至右位，气缸也就不能缩回； 将两个二位二通阀换为二位三通阀，在松开其按钮时使二位四通换向阀左侧处于排气状态，回路即可实现往复运动。

六、问答题

1．是门元件与非门元件结构相似，是门元件中阀芯底部有一弹簧，非门元件中却没有，说明是门元件中弹簧的作用，去掉该弹簧是门元件能否正常工作，为什么？

答：当“是门”元件正常工作时，气流由气源流向输出口S，若由于某种原因使气源压力p为零而输出仍保持压力，则输出口S气流会回流到气源口，输出口S的污秽会进入是门元件甚至是门元件前的其它控制阀。这种情况应该避免。故采用弹簧使是门元件阀芯复位，防止输出口S气流回流。此中情况下非门元件输出口S回流气流正好使阀芯关断，故不需弹簧。

2．简述压缩空气净化设备及其主要作用。

答：压缩空气净化设备一般包括后冷却器、油水分离器、贮气罐、干燥器。后冷却器安装在空气压缩机出口管道上，它将压缩空气中油雾和水汽达到饱和使其大部分凝结成滴而析出。油水分离器安装在后冷却器后的管道上，作用是分离压缩空气中所含的水分、油分等杂质，使压缩空气得到初步净化。贮气罐的主要作用是贮存一定数量的压缩空气，减少气源输出气流脉动，增加气流连续性，进一步分离压缩空气中的水分和油分。干燥器的作用是进一步除去压缩空气中含有的水分、油分、颗粒杂质等，使压缩空气干燥。

3．试比较截止式气动逻辑元件和膜片式气动逻辑元件的特点。

答：（1）在工作原理上：高压截止式逻辑元件的动作是依靠气压信号推动阀芯或通过膜片变形推动阀芯动作，改变气流的通路以实现一定的逻辑功能；高压膜片式逻辑元件由带阀口的气室和能够摆动的膜片构成，它通过膜片两侧造成压力差使膜片向一侧摆动，从而开关相应的阀口，使气流的流向、流路切换，以实现各种逻辑控制功能。

（2）在性能上各有长处：高压截止式逻辑元件的阀芯是自由圆片或圆柱体，检查、维修、安装方便，行程短，流量大。高压膜片式逻辑元件结构简单，内部可动部件摩擦小，寿命长，密封性好。

4．简述冲击气缸的工作过程及工作原理。

答：它的工作过程可简单地分为三个阶段。第一段，气源由孔A供气，孔B排气，活塞上升并用密封垫封住喷嘴，气缸上腔成为密封的储气腔。第二段，气源改由孔A排气，孔B进气。由于上腔气压作用在喷嘴上面积较小，而下腔作用面积较大，可使上腔贮存很高的能量。第三段，上腔压力增大，下腔压力继续降低，上下腔压力比大于活塞

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与喷嘴面积比时，活塞离开喷嘴，上腔的气体迅速充入到活塞与中盖间的空间。活塞将以极大的加速度向下运动，气体的压力能转换为活塞的动能，利用这个能量对工件冲击做工，产生很大的冲击力。

5．使用气动马达和气缸时应注意那些事项？

答：气动马达在使用中必须得到良好的润滑。一般在整个气动系统回路中，在气动马达控制阀前设置油雾器，并按期补油，使油雾混入空气后进入气动马达，从而达到充分润滑。

气缸在使用时应注意环境温度为-35~+80℃；安装前应在1.5倍工作压力下进行试验，不应漏气；装配时所有工作表面应涂以润滑脂；安装的气源进口处必须设置油雾器，并在灰大的场合安装防尘罩；安装时应尽可能让活塞杆承受轴线上的拉力载荷；在行程中若载荷有变化，应该使用输出力充裕的气缸，并附设缓冲装置；多数情况下不使用满行程。

6．简述气压传动系统对其工作介质—压缩空气的主要要求。

答：气动系统要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量，具有一定的净化程度，所含杂质（油、水及灰尘等）粒径一般不超过以下数值：气缸、膜片式和截止式气动元件—不大于50μm，气动马达、硬配滑阀—不大于25μm，射流元件—10μm左右。

7．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。定量泵：液压泵输出流量不能调节，即单位时间内输出的油液体积是一定的。 变量泵：液压泵输出流量可以调节，即根据系统的需要，泵输出不同的流量。

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。

8．如果与液压泵吸油口相通的油箱是完全封闭的，不与大气相通，液压泵能否正常工作？

答：液压泵是依靠密闭工作容积的变化，将机械能转化成压力能的泵，常称为容积式泵。液压泵在机构的作用下，密闭工作容积增大时，形成局部真空，具备了吸油条件；又由于油箱与大气相通，在大气压力作用下油箱里的油液被压入其内，这样才能完成液压泵的吸油过程。如果将油箱完全封闭，不与大气相通，于是就失去利用大气压力将油箱的油液强行压入泵内的条件，从而无法完成吸油过程，液压泵便不能工作了。

9．什么叫液压泵的工作压力，最高压力和额定压力？三者有何关系？

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，即油液克服阻力而建立起来的压力。液压泵的工作压力与外负载有关，若外负载增加，液压泵的工作压力也随之升高。

液压泵的最高工作压力是指液压泵的工作压力随外载的增加而增加，当工作压力增加到液压泵本身零件的强度允许值和允许的最大泄漏量时，液压泵的工作压力就不再增加了，这时液压泵的工作压力为最高工作压力。

液压泵的额定压力是指液压泵在工作中允许达到的最高工作压力，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。在液压系统中，定量泵的工作压力由溢流阀调定，并加以稳定；变量泵的工作压力可通过泵本身的调节装置来调整。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。

10．什么叫液压泵的排量，流量，理论流量，实际流量和额定流量？他们之间有什么关系？

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。液压泵的排量取决于液压泵密封腔的几何尺寸，不同的泵，因参数不同，所以排量也不一样。

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，常用qt表示，单位为l/min（升/分）。排量和理论流量之间的关系是：qt nV(lmin)

式中 n——液压泵的转速（r/min）；q——液压泵的排量（ml/r）

实际流量q是指考虑液压泵泄漏损失时，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。

11．什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：液压泵在排油过程中，瞬时流量是不均匀的，随时间而变化。但是，在液压泵连续转动时，每转中各瞬时的流

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量却按同一规律重复变化，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。

12．齿轮泵的径向力不平衡是怎样产生的?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，并且齿顶圆与泵体内表面存在径向间隙，油液会通过间隙泄漏，因此从压油腔起沿齿轮外缘至吸油腔的每一个齿间内的油压是不同的，压力逐渐递减。二是齿轮传递力矩时产生的径向力。这一点可以从被动轴承早期磨损得到证明，径向力的方向通过齿轮的啮合线，使主动齿轮所受合力减小，使被动齿轮所受合力增加。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。

齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向一侧，使齿轮轴受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小，从而使齿轮与泵体内产生摩擦或卡死，影响泵的正常工作。

消除径向力不平衡的措施： 1） 缩小压油口的直径，使高压仅作用在一个齿到两个齿的范围，这样压力油作

用在齿轮上的面积缩小了，因此径向力也相应减小。有些齿轮泵，采用开压力平衡槽的办法来解决径向力不平衡的问题。如此有关零件（通常在轴承座圈）上开出四个接通齿间压力平衡槽，并使其中两个与压油腔相通，另两个与吸油腔相通。这种办法可使作用在齿轮上的径向力大体上获得平衡，但会使泵的高低压区更加接近，增加泄漏和降低容积效率。

13．为什么称单作用叶片泵为非卸荷式叶片泵，称双作用叶片泵为卸荷式叶片泵？

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，使得轴承受到的较大载荷作用，这种结构类型的液压泵被称作非卸荷式叶片泵。因为单作用式叶片泵存在径向力不平衡问题，压油腔压力不能过高，所以一般不宜用在高压系统中。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，故又称为卸荷式叶片泵。

14．双作用叶片泵如果要反转，而保持其泵体上原来的进出油口位置不变，应怎样安装才行？

答：要使一个向前倾斜的双作用叶片泵反转，而反转时仍保持叶片前倾状态，须将泵拆开后，把转子及其上的叶片，定子和配流盘一块翻转180°（即翻转过去），这样便可保持其转子叶片仍处于前倾状态。但也由于是反转了，吸油口便成了压油口，而压油口又变成了吸油口。为了保持其泵体上原有的进出油口不变，在翻转180°的基础上，再将它们绕转子的轴线转90°，然后再用定位销将定子，配流盘在泵体上相对应的孔中穿起来，将泵装好即可。

15．限压式变量叶片泵适用于什么场合?有何优缺点?

答：限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线如图所示

。 在泵的供油压力小于p限时，流量按AB段变化，泵只是有泄漏损失，当泵的供油压力大于p限时，泵的定子相对于转子的偏心距e减小，流量随压力的增加而急剧下降，按BC曲线变化。由于限压式变量泵有上述压力流量特性，所以多应用于组合机床的进给系统，以实现快进→工进→快退等运动；限压式变量叶片泵也适用于定位、夹紧系统。当快进和快退，需要较大的流量和较低的压力时，泵在AB段工作；当工作进给，需要较小的流量和较高的压力时，则泵在BC段工作。在定位﹑夹紧系统中，当定位、夹紧部件的移动需要低压、大流量时，泵在AB段工作；夹紧结束后，仅需要维持较高的压力和较小的流量（补充泄漏量），则利用C点的特性。总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化（即外负载的大小），自动地调节流量，也就是压力高时，输出流量小；压力低时，输出流量大。

优缺点：1）限压式变量叶片泵根据负载大小，自动调节输出流量，因此功率损耗较小，可以减少油液发热。2）液压系统中采用变量泵，可节省液压元件的数量，从而简化了油路系统。3）泵本身的结构复杂，泄漏量大，流量脉动较严重，致使执行元件的运动不够平稳。4）存在径向力不平衡问题，影响轴承的寿命，噪音也大。

16．什么是双联泵？什么是双级泵？

答：双联泵：同一根传动轴带动两个泵的转子旋转，泵的吸油口是公共的，压油口各自分开。泵输出的两股流量可单独使用，也可并联使用。

双级泵：同一根传动轴带动两个泵的转子旋转，第一级泵输出的具有一定压力的油液进入第二级泵，第二级

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泵将油液进一步升压输出。因此双级泵具有单泵两倍的压力。

17．什么是困油现象？外啮合齿轮泵、双作用叶片泵和轴向柱塞泵存在困油现象吗？它们是如何消除困油现象的影响的？

答：液压泵的密闭工作容积在吸满油之后向压油腔转移的过程中，形成了一个闭死容积。如果这个闭死容积的大小发生变化，在闭死容积由大变小时，其中的油液受到挤压，压力急剧升高，使轴承受到周期性的压力冲击，而且导致油液发热；在闭死容积由小变大时，又因无油液补充产生真空，引起气蚀和噪声。这种因闭死容积大小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象称为困油现象。困油现象将严重影响泵的使用寿命。原则上液压泵都会产生困油现象。 外啮合齿轮泵在啮合过程中，为了使齿轮运转平稳且连续不断吸、压油，齿轮的重合度ε必须大于1，即在前一对轮齿脱开啮合之前，后一对轮齿已进入啮合。在两对轮齿同时啮合时，它们之间就形成了闭死容积。此闭死容积随着齿轮的旋转，先由大变小，后由小变大。因此齿轮泵存在困油现象。为消除困油现象，常在泵的前后盖板或浮动轴套（浮动侧板）上开卸荷槽，使闭死容积限制为最小，容积由大变小时与压油腔相通，容积由小变大时与吸油腔相通。

在双作用叶片泵中，因为定子圆弧部分的夹角>配油窗口的间隔夹角>两叶片的夹角，所以在吸、压油配流窗口之间虽存在闭死容积，但容积大小不变化，所以不会出现困油现象。但由于定子上的圆弧曲线及其中心角都不能做得很准确，因此仍可能出现轻微的困油现象。为克服困油现象的危害，常将配油盘的压油窗口前端开一个三角形截面的三角槽，同时用以减少油腔中的压力突变，降低输出压力的脉动和噪声。此槽称为减振槽。

在轴向柱塞泵中，因吸、压油配流窗口的间距≥缸体柱塞孔底部窗口长度，在离开吸（压）油窗口到达压（吸）油窗口之前，柱塞底部的密闭工作容积大小会发生变化，所以轴向柱塞泵存在困油现象。人们往往利用这一点，使柱塞底部容积实现预压缩（预膨胀），待压力升高（降低）接近或达到压油腔（吸油腔）压力时再与压油腔（吸油腔）连通，这样一来减缓了压力突变，减小了振动、降低了噪声。

18．柱塞缸有何特点？

答：1）柱塞端面是承受油压的工作面，动力是通过柱塞本身传递的。

2）柱塞缸只能在压力油作用下作单方向运动，为了得到双向运动，柱塞缸应成对使用，或依靠自重（垂直放置）或其它外力实现。

3）由于缸筒内壁和柱塞不直接接触，有一定的间隙，因此缸筒内壁不用加工或只做粗加工，只需保证导向套和密封装置部分内壁的精度，从而给制造者带来了方便。

4）柱塞可以制成空心的，使重量减轻，可防止柱塞水平放置时因自重而下垂。

19．液压缸为什么要密封？哪些部位需要密封？常见的密封方法有哪几种？

答：液压缸高压腔中的油液向低压腔泄漏称为内泄漏，液压缸中的油液向外部泄漏叫做外泄漏。由于液压缸存在内泄漏和外泄漏，使得液压缸的容积效率降低，从而影响液压缸的工作性能，严重时使系统压力上不去，甚至无法工作；并且外泄漏还会污染环境，因此为了防止泄漏的产生，液压缸中需要密封的地方必须采取相应的密封措施。 液压缸中需要密封的部位有：活塞、活塞杆和端盖等处。

常用的密封方法有三种：１）间隙密封 这是依靠两运动件配合面间保持一很小的间隙，使其产生液体摩擦阻力来防止泄漏的一种密封方法。用该方法密封，只适于直径较小、压力较低的液压缸与活塞间密封。为了提高间隙密封的效果，在活塞上开几条环形槽,这些环形槽的作用有两方面，一是提高间隙密封的效果，当油液从高压腔向低压腔泄漏时,由于油路截面突然改变，在小槽内形成旋涡而产生阻力，于是使油液的泄漏量减少；另一是阻止活塞轴线的偏移，从而有利于保持配合间隙，保证润滑效果，减少活塞与缸壁的磨损，增加间隙密封性能。2）橡胶密封圈密封 按密封圈的结构形式不同有Ｏ型、Ｙ型、Yx型和Ｖ型密封圈，Ｏ形密封圈密封原理是依靠Ｏ形密封圈的预压缩，消除间隙而实现密封。Ｙ型、Yx型和Ｖ型密封圈是依靠密封圈的唇口受液压力作用变形，使唇口贴紧密封面而进行密封，液压力越高，唇边贴得越紧，并具有磨损后自动补偿的能力。3）橡塑组合密封装置 由O型密封圈和聚四氟乙烯做成的格来圈或斯特圈组合而成。这种组合密封装置是利用O型密封圈的良好弹性变形性能，通过预压缩所产生的预压力将格来圈或斯特圈紧贴在密封面上起密封作用。O型密封圈不与密封面直接接触，不存在磨损、扭转、啃伤等问题，而与密封面接触的格来圈或斯特圈为聚四氟乙烯塑料，不仅具有极低的摩擦因素（0.02～0.04，仅为橡胶的1/10），而且动、静摩擦因素相当接近。此外因具有自润滑性，与金属组成摩擦付时不易粘着；启动摩擦力小，不存在橡胶密封低速时的爬行现象。此种密封不紧密封可靠、摩擦力低而稳定，而且使用寿命比普通橡胶密封高百倍，应用日益广泛。

20．液压缸为什么要设缓冲装置？

答：当运动件的质量较大，运动速度较高时，由于惯性力较大，具有较大的动量。在这种情况下，活塞运动到缸筒的终端时，会与端盖发生机械碰撞，产生很大的冲击和噪声，严重影响加工精度，甚至引起破坏性事故，所以在大型、高压或高精度的液压设备中，常常设有缓冲装置，其目的是使活塞在接近终端时，增加回油阻力，从而减缓运

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动部件的运动速度，避免撞击液压缸端盖。

21．液压缸工作时为什么会出现爬行现象？如何解决？

答：液压缸工作时出现爬行现象的原因和排除方法如下：

1) 缸内有空气侵入。应增设排气装置，或者使液压缸以最大行程快速运动，强迫排除空气。

2) 液压缸的端盖处密封圈压得太紧或太松。应调整密封圈使之有适当的松紧度，保证活塞杆能用手来回平稳地拉动而无泄漏。

3) 活塞与活塞杆同轴度不好。应校正、调整。

4) 液压缸安装后与导轨不平行。应进行调整或重新安装。

5) 活塞杆弯曲。应校直活塞杆。

6) 活塞杆刚性差。加大活塞杆直径。

7) 液压缸运动零件之间间隙过大。应减小配合间隙。

8) 液压缸的安装位置偏移。应检查液压缸与导轨的平行度，并校正。

9) 液压缸内径线性差（鼓形、锥形等）。应修复，重配活塞。

10) 缸内腐蚀、拉毛。应去掉锈蚀和毛刺，严格时应镗磨。

11) 双出杆活塞缸的活塞杆两端螺帽拧得太紧，使其同心不良。应略松螺帽，使活塞处于自然状态。

22．液压马达和液压泵有哪些相同点和不同点？

答：液压马达和液压泵的相同点：1）从原理上讲，液压马达和液压泵是可逆的，如果用电机带动时，输出的是液压能（压力和流量），这就是液压泵；若输入压力油，输出的是机械能（转矩和转速），则变成了液压马达。 2）从结构上看，二者是相似的。 3）从工作原理上看，二者均是利用密封工作容积的变化进行吸油和排油的。对于液压泵，工作容积增大时吸油，工作容积减小时排出高压油。对于液压马达，工作容积增大时进入高压油，工作容积减小时排出低压油。

液压马达和液压泵的不同点：1）液压泵是将电机的机械能转换为液压能的转换装置，输出流量和压力，希望容积效率高；液压马达是将液体的压力能转为机械能的装置，输出转矩和转速，希望机械效率高。因此说，液压泵是能源装置，而液压马达是执行元件。2）液压马达输出轴的转向必须能正转和反转，因此其结构呈对称性；而有的液压泵（如齿轮泵、叶片泵等）转向有明确的规定，只能单向转动，不能随意改变旋转方向。3）液压马达除了进、出油口外，还有单独的泄漏油口；液压泵一般只有进、出油口（轴向柱塞泵除外），其内泄漏油液与进油口相通。4）液压马达的容积效率比液压泵低；通常液压泵的工作转速都比较高，而液压马达输出转速较低。另外，齿轮泵的吸油口大，排油口小，而齿轮液压马达的吸、排油口大小相同；齿轮马达的齿数比齿轮泵的齿数多；叶片泵的叶片须斜置安装，而叶片马达的叶片径向安装；叶片马达的叶片是依靠根部的燕式弹簧，使其压紧在定子表面，而叶片泵的叶片是依靠根部的压力油和离心力作用压紧在定子表面上。

23．液压控制阀有哪些共同点？应具备哪些基本要求？

答：液压控制阀的共同点：1）结构上，所有的阀都由阀体、阀芯和操纵机构三部分组成。2）原理上，所有的阀都是依靠阀口的开、闭来限制或改变油液的流动和停止的。3）只要有油液流经阀口，都要产生压力降和温度升高等现象，通过阀口的流量满足压力流量方程q CdA2

p，式中A为阀口通流面积，Δp为阀口前后压力差。

对液压控制阀的基本要求：1）动作灵敏，工作可靠，冲击和振动尽量小。2）阀口全开时，油液通过阀口时的压力损失要小。3）阀口关闭时密封性能好，不允许有外泄漏。4）所控制的参数（压力或流量）稳定，受外干扰时变化量小。4）结构要简单紧凑、安装调试维护方便、通用性好。

24．使用液控单向阀时应注意哪些问题？

答：1) 必须保证有足够的控制压力，否则不能打开液控单向阀。

2) 液控单向阀阀芯复位时，控制活塞的控制油腔的油液必须流回油箱。

3) 防止空气侵入到液控单向阀的控制油路。

4) 在采用液控单向阀的闭锁回路中，因温度升高往往引起管路内压力上升。为了防止损坏事故，可设置安全阀。

5) 作充液阀使用时，应保证开启压力低、过流面积大。

6) 在回路和配管设计时，采用内泄式液控单向阀，必须保证液流出口侧不能产生影响活塞动作的高压，否则控制活塞容易反向误动作。如果不能避免这种高压，则采用外泄式液控单向阀。

25．什么是换向阀的“位”与“通”？各油口在阀体什么位置？

答：1）换向阀的“位”：为了改变液流方向，阀芯相对于阀体应有不同的工作位置，这个工作位置数叫做“位”。

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职能符号中的方格表示工作位置，三个格为三位，两个格为二位。换向阀有几个工作位置就相应的有几个格数，即位数。

2）换向阀的“通”：当阀芯相对于阀体运动时，可改变各油口之间的连通情况，从而改变液体的流动方向。通常把换向阀与液压系统油路相连的油口数（主油口）叫做“通”。

3）换向阀的各油口在阀体上的位置：通常，进油口P位于阀体中间，与阀孔中间沉割槽相通；回油口O位于P口的侧面，与阀孔最边的沉割槽相通；工作油口A、B位于P口的上面，分别与P两侧的沉割槽相通；泄漏口L位于最边位置。

26．选择三位换向阀的中位机能时应考虑哪些问题？

答：1）系统保压 当换向阀的P口被堵塞时，系统保压。这时液压泵能用于多执行元件液压系统。

2）系统卸载 当油口P和O相通时，整个系统卸载。

3）换向平稳性和换向精度 当工作油口A和B各自堵塞时，换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差，但换向精度高。反之，当油口A和B都与油口O相通时，换向过程中机床工作台不易迅速制动，换向精度低，但换向平稳性好，液压冲击也小。

4）启动平稳性 换向阀中位，如执行元件某腔接通油箱，则启动时该腔因无油液缓冲而不能保证平稳启动。

5）执行元件在任意位置上停止和浮动 当油口A和B接通，卧式液压缸和液压马达处于浮动状态，可以通过手动或机械装置改变执行机构位置；立式液压缸则因自重不能停止在任意位置。

27．电液换向阀有何特点？如何调节它的换向时间？

答：1）电液换向阀的特点：电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀两部分组成，其中电磁换向阀起先导阀作用，而液动换向阀起主阀作用，控制执行元件的主油路。它换向平稳，但换向时间长；允许通过的流量大，是大流量阀。

2）换向时间的调节：电液换向阀的换向时间可由单向阀进行调节。如图，当1DT通电时，液动换向阀的阀芯向右移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀4开度的办法进行调节；2DT通电时，液动换向阀向左移动的速度（即换向时间）可用改变节流阀3的开度的办法进行调节。节流阀开度大，则回油速度高，即换向时间短；反之，则低，换向时间长。

28．溢流阀在液压系统中有何功用？

答：溢流阀在液压系统中很重要，特别是定量泵系统，没有溢流阀几乎不可能工作。它的主要功能有如下几点：

1）起稳压溢流作用 用定量泵供油时，它与节流阀配合，可以调节和平衡液压系统中的流量。在这种场合下，阀口经常随着压力的波动而开启，油液经阀口流回油箱，起稳压溢流作用。

2）起安全阀作用 避免液压系统和机床因过载而引起事故。在这种场合下，阀门平时是关闭的，只有负载超过规定的极限时才开启，起安全作用。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 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 用管路将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）作高低压多级控制用 换向阀将溢流阀的遥控口和几个远程调压阀连接，即可实现高低压多级控制。

6）用于产生背压 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。

29．何谓溢流阀的开启压力和调整压力?

答：当油压对阀芯的作用力大于弹簧预紧力时，阀芯开启，高压油便通过阀口溢流回油箱。将溢流阀开始溢流时打开阀口的压力称为开启压力。溢流阀开始溢流时，阀的开口较小，溢流量较少。随着阀口的溢流量增加，阀芯升高，弹簧进一步被压缩，油压上升。当溢流量达到额定流量时，阀芯上升到一定高度，这时的压力为调整压力。

30．使用顺序阀应注意哪些问题？

答：1) 由于执行元件的启动压力在调定压力以下，系统中压力控制阀又具有压力超调特性，因此控制顺序动作的顺序阀的调定压力不能太低，否则会出现误动作。

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2) 顺序阀作为卸荷阀使用时，应注意它对执行元件工作压力的影响。由于卸荷阀也可以调整压力，旋紧调整螺钉，压紧弹簧，使卸荷的调定压力升高；旋松调整螺钉，放松弹簧，使卸荷的调定压力降低，这就使系统工作压力产生了差别，应充分注意。

3) 顺序阀作为平衡阀使用时，要求它必须具有高度的密封性能，不能产生内部泄漏，使它能长时间保持液压缸所在位置，不因自重而下滑。

31．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，都是由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。

差别：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。

32．影响节流阀的流量稳定性的因素有哪些？

答：1) 节流阀前后压力差的影响。压力差变化越大，流量q的变化也越大。

2）指数m的影响。m与节流阀口的形状有关，m值大，则对流量的影响也大。节流阀口为细长孔（m=1）时比节流口为薄壁孔（m=0.5）时对流量的影响大。

3) 节流口堵塞的影响。节流阀在小开度时，由于油液中的杂质和氧化后析出的胶质、沥青等以及极化分子，容易产生部分堵塞，这样就改变了原来调节好的节流口通流面积，使流量发生变化。一般节流通道越短，通流面积越大，就越不容易堵塞。为了减小节流口堵塞的可能性，节流口应采用薄壁的形式。

4) 油温的影响。油温升高，油的粘度减小，因此使流量加大。油温对细长孔影响较大，而对薄壁孔的影响较小。

33．为什么调速阀能够使执行元件的运动速度稳定？

答：调速阀是由节流阀和减压阀串联而成。调速阀进口的油液压力为p1，经减压阀流到节流阀的入口，这时压力降到p2再经节流阀到调速阀出口，压力由p2又降到p3。油液作用在减压阀阀芯左、右两端的作用力为（p3A+Ft）和p2A，其中A为减压阀阀芯面积，Ft为弹簧力。当阀芯处于平衡时（忽略弹簧力），则 p2A= p3A+ Ft ， p2－p3＝Ft /A＝常数。为了保证节流阀进、出口压力差为常数，则要求p2和p3必须同时升高或降低同样的值。当进油口压力 p1升高时，p2也升高，则阀芯右端面的作用力增大，使阀芯左移，于是减压阀的开口减小，减压作用增强，使p2又降低到原来的数值；当进口压力p1降低时，p2也降低，阀芯向右移动，开口增大，减压作用减弱，使p2升高，仍恢复到原来数值。当出口压力 p3升高时，阀芯向右移动，减压阀开口增大，减压作用减弱，p2也随之升高；当出口压力p3减小时，阀芯向左移动，减压阀开口减小，减压作用增强了，因而使p2也降低了。这样，不管调速阀进、出口的压力如何变化，调速阀内的节流阀前后的压力差（p2－p3）始终保持不变，所以通过节流阀的流量基本稳定，从而保证了执行元件运动速度的稳定。

34．调速阀和旁通型调速阀（溢流节流阀）有何异同点？

答：调速阀与旁通型调速阀都是压力补偿阀与节流阀复合而成，其压力补偿阀都能保证在负载变化时节流阀前后压力差基本不变，使通过阀的流量不随负载的变化而变化。

用旁通型调速阀调速时，液压泵的供油压力随负载而变化的，负载小时供油压力也低，因此功率损失较小；但是该阀通过的流量是液压泵的全部流量，故阀芯的尺寸要取得大一些；又由于阀芯运动时的摩擦阻力较大，因此它的弹簧一般比调速阀中减压阀的弹簧刚度要大。这使得它的节流阀前后的压力差值不如调速阀稳定，所以流量稳定性不如调速阀。旁通型调速阀适用于对速度稳定性要求稍低一些、而功率较大的节流调速回路中。液压系统中使用调速阀调速时，系统的工作压力由溢流阀根据系统工作压力而调定，基本保持恒定，即使负载较小时，液压泵也按此压力工作，因此功率损失较大；但该阀的减压阀所调定的压力差值波动较小，流量稳定性好，因此适用于对速度稳定性要求较高，而功率又不太大的节流调速回路中。 旁通型调速阀只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可以安装在执行元件的回油路、旁油路上。这是因为旁通型调速阀中差压式溢流阀的弹簧是弱弹簧，安装在回油路或旁油路时，其中的节流阀进口压力建立不起来，节流阀也就起不到调节流量的作用。

35．什么是液压基本回路？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。

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36．液压系统中为什么要设置背压回路？背压回路与平衡回路有何区别？

答：在液压系统中设置背压回路，是为了提高执行元件的运动平稳性或减少爬行现象。这就要在回油路上设置背压阀，以形成一定的回油阻力，一般背压为0.3～0.8MPa，背压阀可以是装有硬弹簧的单向阀、顺序阀，也可以是溢流阀、节流阀等。

无论是平衡回路，还是背压回路，在回油管路上都存在背压，故都需要提高供油压力。但这两种基本回路的区别在于功用和背压的大小不同。背压回路主要用于提高进给系统的稳定性，提高加工精度，所具有的背压不大。平衡回路通常是用于立式液压缸或起重液压马达平衡运动部件的自重，以防运动部件自行下滑发生事故，其背压应根据运动部件的重量而定。

37．图示为三种不同形式的平衡回路，试从消耗功率、运动平稳性和锁紧作用比较三者在性能上的区别。

答：图a为采用单向顺序阀的平衡回路，运动平稳性好，但顺序阀的调定压力取决于活塞部件的重量，运动时消耗在顺序阀的功率损失较大。由于顺序阀是滑阀结构，锁紧性能较差。多用于重物为恒负载场合。

图b为采用远控平衡阀的平衡回路，远控平衡阀是一种特殊结构的远控顺序阀，它不但具有很好的密封性，能

起到长时间的锁闭定位作用，而且阀口大小能自动适应不同负载对背压的要求，保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化的影响，且功率损失小。这种远控平衡阀又称为限速锁。多用于变负载场合。

图c为采用液控单向阀的平衡回路，由于液控单向阀是锥面密封，故锁闭性能好。单向阀接通后液压缸不产生

背压，功率损失小。但最大的缺点是运动平稳性差，这是因为活塞下行过程中，控制油失压而使液控单向阀时开时关，致使活塞下降断断续续。为此应在回油路上串联一单向节流阀，活塞部件的重量由节流阀产生的背压平衡，保证控制油路有一定压力，其运动平稳性和功率损失与节流阀开口大小有关。

38．多缸液压系统中，如果要求以相同的位移或相同的速度运动时，应采用什么回路？这种回路通常有几种

控制方法？哪种方法同步精度最高？

答：在多缸液压系统中，如果要求执行元件以相同的位移或相同的速度运动时，应采用同步回路。从理论上讲，只要两个液压缸的有效面积相同、输入的流量也相同的情况下，应该做出同步动作。但是，实际上由于负载分配的不均衡，摩擦阻力不相等，泄漏量不同，均会使两液压缸运动不同步，因此需要采用同步回路。

同步回路的控制方法一般有三种：容积控制、流量控制和伺服控制。容积式同步回路如串联缸的同步回路、采用同步缸（同步马达）的同步回路，其同步精度不高，为此回路中可设置补偿装置；流量控制式同步回路如用调速阀的同步回路、用分流集流阀的同步回路，其同步精度较高（主要指后者）；伺服式同步回路的同步精度最高。

39．液压系统中为什么要设置快速运动回路？实现执行元件快速运动的方法有哪些？

答：在工作部件的工作循环中，往往只要部分时间要求较高的速度，如机床的快进→工进→快退的自动工作循环。在快进和快退时负载小，要求压力低，流量大；工作进给时负载大，速度低，要求压力高，流量小。这种情况下，若用一个定量泵向系统供油，则慢速运动时，势必使液压泵输出的大部分流量从溢流阀溢回油箱，造成很大的功率损失，并使油温升高。为了克服低速运动时出现的问题，又满足快速运动的要求，可在系统中设置快速运动回路。

实现执行元件快速运动的方法主要有三种： 1) 增加输入执行元件的流量，如双泵供油快速运动回路、自重充液快速运动回路； 2) 减小执行元件在快速运动时的有效工作面积，如液压缸差动连接快速运动回路、增速缸的增速回路、采用辅助缸的快速运动回路； 3) 将以上两种方法联合使用。

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40．什么叫液压爬行？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。

41．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，这时调压手轮失效。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。

七、计算题

1．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，

3输出压力p=10MPa，容积效率ηv=0.95，机械效率ηM=0.9时，试求： 1） 泵的理论流量；（m/s） 2） 泵的实际流

3量；（m/s） 3） 所需电机功率。（kW）（0 .0012；0 .00114 ；11.3 ）

2．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，容积效率ηv=0.9，求所需的最小流量和最大流量为多少？（m3/s） （1.1×10-6；170×10-6）

3．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1000r/m，拆开实测齿数z=12，齿宽B=26mm，齿顶圆直径De＝45mm，求：1）泵在额定工况下的容积效率 ηv(%)； 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ηm和总效率η(%)。 (90.73；94.8、86)

54.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∑R=1.2×10N。

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（l/min）；2）电机的输出功率（kW）。(47.6；13.96)

555．有一液压泵，当负载压力为p＝80×10Pa时，输出流量为96l/min，而负载压力为100×10Pa时，输出流

3量为94l/min。用此泵带动一排量V=80cm/r的液压马达，当负载扭矩为120Ｎ.ｍ时，液压马达机械效率为0.94，

其转速为1100r/min。求此时液压马达的容积效率。（%）（93.6）

536．增压缸大腔直径D=90mm，小腔直径d=40mm，进口压力为p1＝63×10Pa ，流量为q1=0.001 m/s，不计摩擦

3-3和泄漏，求出口压力p2和流量q2各为多少？（MPa、m/s）（31.9；0 .198×10）

557．在图示液压系统中，泵的额定压力为ps＝25×10Pa，流量q=10l/min，溢流阀调定压力 py＝18×10Pa，两

2油缸活塞面积相等，A1=A2=30 cm，负载R1=3000N，R2=4200N其他忽略不计。试分析：1）液压泵启动后两个缸速度

分别是多少（m/s）；2）各缸的输出功率和泵的最大输出功率可达多少（W）。( .056、.056 ；168、235、

300 )

8．如图所示，如果液压缸两腔的面积A1 =100 cm， A2=40 cm，泵的供油量q=40l/min，供油压力p＝20×10Pa，

所有损失均忽略不记，试求：1）液压缸在该工况下可能产生的最大推力（N）；2）差动快进管内允许流速为4m/s，管径d应选多大（mm）？ （12000 ；18） 225

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559．如图所示的夹紧回路中，如溢流阀的调整压力py＝50×10Pa，减压阀调整压力pj＝25×10Pa。试分析下列

5各种情况，并说明减压阀阀芯处于什么状态。 1） 当泵压力为50×10Pa时，夹紧液压缸使工件夹紧后，A点、C

55点压力为多少（10Pa）？ 2）当泵压力由于其它工作缸的快进，压力降至pb＝15×10Pa时（工件原先处于夹紧状

5态）：这时，A点、C点压力各为多少（10Pa）？ 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

5少（10Pa）？ （25、25 ；15、 25；0、0、0

）

10．如图所示的回路采用进油路与回油路同时节流调速。采用的节流阀为薄壁小孔型，两节流阀的开口面

222积相等，f1=f2=0.1 cm，流量系数Cd=0.67，液压缸两腔有效面积A1=100 cm， A2=50 cm，负载R=5000N，方向始终

5向左。溢流阀调定压力py＝20×10Pa，泵流量q=25l/min。试求活塞往返运动速度各为多少（m/s），两者有可能相

等否？（ .036；.036；有可能）

2211．在图示的回路中，液压缸两腔面积A1=100 cm， A2=50 cm，当缸的负载F从0变化到30000N时，缸向右

5运动速度保持不变，调速阀最小压差△p＝5×10Pa，试求： 1） 溢流阀最小调定压力py为多少（调压偏差不考虑）

555（10Pa） 2） 负载F=0时泵工作压力是多少？（10Pa） 3） 缸可能达到的最高工作压力是多少？（10Pa） （32.5 ；65 ；65 ）

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512．图示为某专用液压铣床的油路图。泵输出流量qp=30l/min，溢流阀调定压力 py＝24×10Pa，液压缸两腔

22有效面积A1=50 cm， A2=25 cm，切削负载Ft=9000N，摩擦负载Ff=1000N切削时通过调速阀的流量为qT=1.2l/min，

若元件的泄漏和损失忽略不计。试求： 1） 活塞快速接近工件时，活塞的运动速度v1（cm/s）及回路的效率η1；（%） 2） 当切削进给时，活塞的运动速度v2（cm/s）及回路的效率η2。（%） （10 、100 ；0.8 、6.7 ）

3/513．在图示的回路中，变量泵的转速np=1200r/min，排量Vp=0～8cmr；安全阀调定压力 py＝40×10Pa，变量

3/马达排量VM=4～12cmr。试求：马达在不同转速nM=200、400、1000、1600r/min时，该调速装置可能输出的最大转

矩T（Ｎ.ｍ）和最大功率P是多少？（Ｗ） (7.64、160 ；7.64 、320；6.11、640 ；3.82 、

640 )

14．图（a）为限压式变量泵及调速阀组成的联合调速回路，图（b）为限压式变量泵的特性曲线。调速阀正常

5522工作时所需压差为5×10Pa，背压阀调定值为4×10Pa，活塞两腔有效面积A1=50 cm， A2=25 cm，在调速阀通过

流量为5l/min时，试求： 1） 缸能克服多大负载阻力；（N） 2） 如需推动14000N的负载，其他条件不变，应将泵特性曲线调成何种形状系统效率最高（画出特性曲线图）。 （9000；图示黑线所示，调整压力调节螺钉即可）

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5 5515．将二个减压阀串联成图示系统。取py＝45×10Pa，pj1＝35×10Pa， pj2＝20×10Pa，活塞运动时，负载Ｆ

2=1200Ｎ，活塞面积A=15 cm，减压阀全开时的局部损失及管路损失不计。试确定： 1） 活塞在运动时和到达终端

5位置，A，B，C各点处的压力等于多少？（10Pa） 2） 若负载阻力增加到Ｆ=4200Ｎ，所有阀的调整值仍为原来数

5值，这时A，B，C各点的压力为多少？（10Pa） （运动时8、8、8，终端35、45、20；35、45、20 ）

16．在图示系统中。A1=80 cm， A2=40 cm，立式缸活塞与运动部件自重FG=6000N，活塞在运动时的摩擦阻力Ff=2000N，向下工作进给时工件负载Ｒ=24000N，系统停止工作时保证活塞不因自重而下滑。试求： 1） 顺序阀的

55最小调定压力为多少？（10Pa） 2） 溢流阀的最小调定压力为多少？（10Pa） （≥10；≥30）

22

2217．图示的系统中，缸I为进给缸，活塞面积A1=100 cm，缸II为辅助装置缸，活塞面积A2=50 cm。溢流阀

555调整压力py＝40×10Pa，顺序阀调整压力px＝30×10Pa，减压阀调整压力pj＝15×10Pa，管道损失不计，要求： 1）

辅助缸II工作时可能产生的最大推力为多少？（N） 2）进给缸I要获得稳定的运动速度且不受辅助缸负载的影响，缸I允许的最大推力Ｒ1应为多少？（N） （7500；25000）

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5318．泵和马达组成系统，已知泵输出油压pp＝100×10Pa，排量Vp=10cm/r，机械效率ηmp=0.95，容积效率ηvp=0.9；

35马达排量VM=10cm/r，机械效率ηmM=0.95，，容积效率ηvM=0.9，泵出口处到马达入口处管路的压力损失为5×10Pa，

泄漏量不计，马达回油管和泵吸油管的压力损失不计，试求： 1） 泵转速为1500r/min时，所需的驱动功率Prp；（W） 2） 泵输出的液压功率Pop；（W） 3） 马达输出转速nM；（r/min） 4） 马达输出功率PM；（W） 5） 马达输出转矩TM。（Ｎ.ｍ） (2632、2250 ；1215；1828、14.37 )

19．在图示的液压系统中，液压缸活塞直径D=100mm，活塞杆直径d=70mm，活塞及负载的总重量FG=15000N，提升时要求在0.15s内均匀地达到稳定上升速度v=6m/min，停止时活塞不能下落，若不计损失，试确定溢流阀及顺

5序阀的调整压力。（10Pa） （40；37.5）

5520．如图示液压回路，已知溢流阀的调定压力为py＝50×10Pa，顺序阀的调定压力为px＝30×10Pa，液压缸1

的有效面积A=50 cm2，，负载F=10000N。当两换向阀处于图示位置时，试求活塞1运动时和活塞1运动到终端后，A、

55B两处的压力各为多少？（10Pa）又当负载F=20000N时，A、B两处的压力各为多少？（10Pa）（管路压力损失不

计）（30、20，50、50 ；40 、40）

21．图示液压系统，液压缸的有效面积A1= A2=100 cm，缸I负载F=35000N，缸II运动时负载为零。不计摩擦2

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