液压课后答案第三章

3-1 容积式油泵的困油现象是必然的吗？斜盘式柱塞泵和双作用叶片泵是否有困油现象？
解：容积式液压泵的困油现象是必然的。

闭死容积的存在是产生困油现象的条件，闭死容积的变化是产生困油现象的原因，在容积式液压泵中，为保证液压泵正常泵油必然存在闭死容积。

斜盘式柱塞泵和双作用叶片泵都存在困油现象。

但通常在双作用叶片泵的左右配有盘腰形孔端部开有卸荷三角槽，在斜盘式柱塞泵配油盘的吸油窗口与排油窗口的两端开小三角油槽，以消除困油现象。

3-2如图所示，齿轮泵有几个吸、排油口，试用箭头表示进出油口。

答案：
3-3一单杆油缸快速向前运动时采用差动连接，快速退回时，压力油输入液压缸有杆腔。

假如活塞往复运动时的速度都是m/s 0.1，当活塞直径为100mm 时，求活塞杆的直径和输入流量？ 解：由差动连接中往复运动速度相同得：d D 2=
mm D d 7.701002
222=⨯== 圆整后取活塞杆直径mm d 70=
输入流量：
362210601.010704
4⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=-ππv d q
min /1.23l =
3-4泵的转速为min /1450r ，泵的出口压力为零时，其流量为min /106L 。

泵的出口额定压力为Mpa 5.2时,其流量为min /7.100L ，试求：
（1）泵在额定压力时的容积效率；
（2）当泵的转速min /500r n =、压力同为Mpa 5.2时，泵的流量和容积效率各为多少？
解：（1）泵在额定压力下的容积效率：
%951067.100===t V q q η （2）当MPa p r n a 5.2m in /500'==时，泵的理论流量：
min /55.361450
500106'''L n n q n V q t p t =⨯=⋅=
⋅= 泵的泄漏量： m in /3.57.100106L q q q t =-=-=∆
此时泵的实际流量：
m in /25.313.555.36''L q q q t =-=∆-=
泵的容积效率：
%5.8555
.3625.31'''===t V q q η 答案：（1）%95=V η；
（2）min /25.31'L q =，%5.85'=V η。

3-5有一液压泵在某工况的压力为Mpa 4,流量为min /48L ，泵轴转速为min /1200r ,求：
（1）当输入功率为kw 9.3时，液压泵的总效率为多少？
（2）当压力为零，流量为min /53L 时，容积效率为多少？
（3）当泵的压力降到Mpa 0.2时，泵的流量及所消耗的功率为多少？
解：（1）泵的输出功率：kw q p P o 2.360104810436=⨯⨯⨯=⋅=- 泵的总效率：%05.829
.32.3===i o P P η （2）泵的容积效率：%57.9053
48==
V η （3）当压力为MPa 4时，泵的泄漏量： m in /54853L q q q t =-=-=∆
由p k q ⋅=∆1知，当压力为MPa 2时，泵的泄漏量：
m in /5.254
2''L q p p q =⨯=∆⋅=∆ 此时泵的流量：
m in /5.505.253''L q q q t =-=∆-=
此时泵的输出功率：
kw q p p o 68.160
105.50102'''3
6=⨯⨯⨯=⋅=-
3-6如图所示，一个变量泵和一个变量马达及一个安全溢流阀组成的系统，已知泵出口的流量为min /30L 马达的排量为r ml /25，阀打开的压力为Mpa 7，所有效率均取1，求：
（1）马达输出的最大功率、最大转速和最大扭矩？
（2）如果马达输出恒功率为kw 2,计算此时马达转速和以最大转速运转时的扭矩；
（3） 液压泵或液压马达的工作油温发生变化时，对泵和马达的容积效率产生怎样的影响？
解：（1）马达的最大输出功率：
kw q p P t O 5.360103010736=⨯⨯⨯=⋅=- 最大转速：min /12001025303
r V q n t =⨯==- 最大扭矩：m N V P T ⋅=⨯⨯⨯=⋅=-85.272102510726
6π
π （2）马达的转速：min /12001025303r V q n t =⨯==
- 此时的扭矩：m N n P T ⋅=⨯==92.151200
220002'ππ （3）泵和马达的泄漏量均属于缝隙层流流动，由油液粘温性质可知，液流流经缝隙时的流量和液体粘度成反比。

而液体粘度则随温度变化，温度升高，粘度减小，因而通过缝隙的泄漏量明显增加，温度降低，粘度增大，因而通过缝隙的泄漏量明减少。

液压泵的容积效率： t
t pv q q q q ∆-==
1η 当温度升高时，泄漏量增加，使容积效率降低；
液压马达的容积效率：q
q q q q t t t MV ∆+==η 当温度升高时，泄漏量增加，使容积效率降低。

3-7.由变量泵和变量马达组成的系统，泵的最大排量为ml/r 115， 泵直接由转速为min /1000r 的电机拖动，马达的排量为r ml /148，回路的最大压力为Mpa 3.8，泵和马达的总效率均为%84，机械效率均为%90，在不计液压阀等附件压力损失时求：
（1）马达最大速度和该速度下的功率；
（2）泵的驱动扭矩；
（3）泵和马达的泄漏量各为多少；
（4）系统功率损失的百分数。

解：（1）泵的容积效率：933.09
.084.0===mP P VP ηηη 马达的容积效率：933.09
.084.0===mM M VM ηηη 泵的最大输出流量为马达的理论流量，所以：
933.01000115max max ⨯⨯=⋅⋅==VP P P P tM n V q q η
min /103.1073mL ⨯=
得马达的最大转速：
min /4.676148
933.0103.1073max r V q n M VM tM M =⨯⨯=⋅=η 此时马达的输出功率：
60
84.010103.107103.86360⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=-M tM M q P P η kw 47.12=
（2）泵的驱动扭矩:
9
.02103.107103.826
6m ⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=-πηπP P P V P T i m N ⋅=88.168
(3)泵的泄漏量：
min /7705)933.01(1000115)1(max mL n V q VP P P p =-⨯⨯=-⋅⋅=∆η
马达的泄漏量：
min /7189)933.01(103.107)1(3mL q q VM tM M =-⨯⨯=-⋅=∆η
（4）系统的总效率：%56.7084.084.0=⨯=⋅=P M ηηη
系统功率损失的百分数：%44.29%56.7011=-=-=ηη损
3-9图示为两个结构相同串联连接的活塞式油缸，已知油缸无杆腔面积
21100cm A =，有杆腔面积2280cm A =，缸Ⅰ输入压力为Pa P 51109⨯=，输入流量
为 min /12L Q =，若不计损失和泄漏，求：
（1）当两缸承受相同负载时，该负载的大小是多少，两缸的运动速度各为多少;
（2）若缸Ⅱ的输入压力是缸Ⅰ的一半，两缸各能承受多大负载；
（3）当缸Ⅰ不承受负载)0(1=F 时，缸Ⅱ能承受多大负载。

解：（1）当21F F =时
22111A p F A p += 212F A p =
得：
a 10510
)80100(10100109544
521112P A A A p p ⨯=⨯+⨯⨯⨯=+=-- 负载：
N A p F F 500010100105451221=⨯⨯⨯===-
速速：
s m A q v /02.010
10060101243111=⨯⨯==-- s m A v A v /016.002.010********
4
1122=⨯⨯⨯==-- （2）当2
12p p =
时 由（1）知得负载;
2
1010010924
511122-⨯⨯⨯=⋅==A p A p F N 4500= 2111221112A p A p A p A p F ⋅-
=-= N 54002
1080109101001094
545=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=-- （3）当01=F 时2211A p A p = 122A p F = 所以得负载：
N p A A F 112501091080)10100(542
412212=⨯⨯⨯⨯==--。