液压习题参考答案

习 题参考答案
1-1．液体传动装置由哪几部分组成的，各有什么作用？
1-2．某5MN 油压机，压制工件时液体最大压力p max =25MPa ，滑块最大行程为0.9m ，油缸内
径为0.5m ，油的体积压缩系数为6.5×10-10m 2/N 。

求该压机油缸中油液压缩时能够吸收的最大能量。

解： V
p 2
1L pA 21L F 21w ∆=∆=∆= Vp V κ=∆ )
J (358954
5.09.0)10250(105.621V p 21w 22
5102=⨯π⨯⨯⨯⨯⨯⨯=κ=- （相当将质量为100Kg 的重物提升35m ）
1-3．如图所示液压缸，直径D=120mm ，d=119.8mm ，L=140mm ，油液粘度u=0.065pa·s ，活塞以速度v=0.5m/s 运动时，求油液产生的磨擦力（间隙较小时速度按线性分布）。

题1-3图
解： y
u A
F ∆∆μ= DL A π= m 0001.02/)1198.012.0(y =-=∆
N 15.170001
.05.014.012.0065.0F =⨯
⨯⨯π⨯=
1-4．图中液压缸直径D=150mm ，活塞直径d=100mm ，负载F=5×104N 。

若不计液压油自重及活
塞或缸体重量，求a 、b 两种情况下液压缸内的压力。

题1-4图
1-5．比压计中水银面高差h=0.36m ，其它液体为水，A 、B 两管道位置高差为1m ，试求A 、B
管道中心处压力差p A -p B 。

解：
gh )h x h (g p gx p hg 1B A ρ++-ρ-=ρ+
=
-B A p p 1hg gh gh gh ρ-ρ-ρ
=12.5×9.81×0.36-1000×9.81×1 =3.45×104Pa
1-6．有一管道充满了密度为ρ的油液，用水银压力计测
(a)
D d F
(b)
d
D
定压力p 。

现将压力计向下移动一段距离α，问压力计的读数变化∆h 为多少？
题1-6图
1-7．伯努利方程的物理意义是什么？该方程的理论式和实际式有什么区别？
1-8．如图所示管路，由两根不同直径的管子和一段渐变管组成，其中d A =200mm ，d B =400mm ；A 点相对压力为0.7大气压，B 点相对压力0.4大气压；B 断面流速υB =1m/s ，A 、B 两点高差∆Z =1m ，要求判明水流方向，并计算两断面水头损失h W 。

（水的运动粘度取10-6m 2/s ）
s
m 24
2B 4b 3
13.04.01d q =⨯⨯=υ=ππ
由连续性方程：
s m
138.4d q
A
4A ==υπ
827600d R A
A e =ν
υ=
判断为紊流，α1＝α2＝1 设流动方向从A 流向B ，在A －A 、B －B 截面列伯努力
方程：
w
2B B B 2A
A A h g
2g p z g 2g p z +υ+ρ+=υ+ρ+ g
2g 2g p g p z z h 2
B
2A B A B A w υ-υ+ρ-ρ+-=
m 88.281
.921138.481.91000104.0107.010255=⨯--⨯⨯-⨯+-损失能量（高度表示）为正，方向假设正确。

1-9．如图所示，液压泵的流量为32L/min ，吸没管通径d=20mm ，液压泵吸油口距液面高h=500mm ，粗滤网的压力降∆p r =104Pa 。

油的密度ρ=900kg/m 3，油的运动粘度ν=210-5m 2/s 。

求液压泵吸油口的真空度。

解：
s m 7
.102.014.36041032A q 2
3=⨯⨯⨯⨯==υ-
2320169710202.07.1d R 5
e <=⨯⨯=νυ=
- 判断为层流 α＝2
沿程阻力损失：
Pa
14202
02.016977.19005.0752d L R 75p 2
2e f =⨯⨯⨯⨯⨯=ρυ=∆ （
λ取64/Re 也正确，要求按实际管道计算）
列伯努力方程：
由于，取相对压力－坐标原点取在A A ;0;A A B ≈υυ>>υ
ζ∆+∆+ρυα+
+ρp p 2
p gh 0f B
B B ＝ Pa 1843510000142027.190025.081.9900p 2
B -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⨯⨯+⨯⨯＝－ 答：真空度＝18435Pa
1-10．如图所示，文丘里流量计水平放置，入口直径为d 1，喉部直径为d 2，试按理想液体推导
流量计算公式。

解：
该题要用伯努力方程，理想液体 α1=α2=1;
水平放置，z 1＝z 2＝0 求p a--p b
h g gx p h g gx p hg b a ∆ρ+ρ+=∆ρ+ρ+ ()h g p p hg b a ∆ρ-ρ=-
列伯努力方程和连续性方程：
2
p 2p 2
b b 2
a a ρυ+=ρυ+
b 2a 24d 4D υπ=υπ 可以求出：
h
)
(g 2D d 1d 4
d q hg 4
4
24
b 2
∆ρ
ρ-ρ-
=
υπ=π
1-11．某圆柱形滑阀部分结构原理如图所示，已知阀芯直径d=20mm ，进口油压p 1=9.8MPa ，出
口油压p 2=9.5MPa ，油液密度ρ=900kg/m 3，阀口的流量系数C=0.65，阀口开度x=2mm 。

求通过阀口的流量。

d
p 2
p 1
1-12．柱塞在力F 作用下运动，已知F=1200N 。

D=39.8mm ，δ=0.1mm ，L=40mm ，油的运动粘度
ν=0.2cm 2/S ，密度为880kg/m 3，试求柱塞下降的速度。

（设活塞、缸筒处于同心状态） 解：
Pa A
F p 5
24
14
.31065.90398.01200⨯=⨯=
=∆ δπυ
ηδπυπd L p d d q 2
12432
-∆==
()s
m
d L p
0114.020001.040398.004.0880102.01210
646.9101.0241245
3
33=⎪
⎭
⎫
⎝⎛+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=
⎪
⎭
⎫ ⎝⎛+∆=
--δηδυ
ρν=η
2-1．某液压泵额定压力为32MPa ，实际最大工作压力为25MPa ，转速为1450r/min ，排量为175mL/r ，液压泵的容积效率为0.91，总效率为0.87，求该泵工作时最大输入功率和最大输出功率。

解：
KW 21.9691.01017560
14501025pnV pq P 66v o =⨯⨯⨯⨯⨯=η==-
KW
6.11087
.021
.96P P P o in ==η= 2-2．一液压泵的负载为液压马达。

已知电动
机输入液压泵的功率是 2.6KW ，泵的排量为10mL/r ，转速为1450r/min ，容积效率为0.9，总效率为0.85。

管道压力损失为0.5MPa ，液压马达的排量是10mL/r ，容积效率为0.91，总效率为0.87。

求液压马达输出转矩和输出转速。

解： 1、求转速
rpm 6.118791.09.010
1010101450V V n V q V q n 6
6
mv Pv m P
P m mv Pv PL mv m mi m =⨯⨯⨯⨯⨯=ηη=ηη=η=--
2、求扭矩（从后向前推导）
Pv p P P P P Pi P P Mi Mv M Mm Mm M Mi V n q ;q p p ;p p p ;;2V p T η=η=∆-=ηη=ηηπ=
Nm
7.14105.09.01010601450106.291.014.3287.01010p V n P 2V T 6
685.036
Pv P P P
P Mv Mm M =⎪⎪⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛∆-ηηπηη=
-⨯-
2-3．已知双作用定量叶片泵的结构尺寸为：定子长径D=65mm ，短径d=57mm ，叶片厚度
b=2025mm ，叶片宽度B=24mm ，叶片数z=12，叶片倾角θ=13○。

求转速n=960rpm 时的理论流量。

2-4．一变量轴向泵，有9个柱塞，其分布圆直径D=125mm ，柱塞直径d=16mm ，若泵以3000rpm 转动，测定输出流量为50L/min 。

求斜盘的倾角是多少？（忽略泄漏）
2-5．齿轮泵的困油现象是如何产生的，有何危害。

叶片泵和轴向柱塞是否有困油现象？ 答：齿轮啮合的重叠系数大于1，使闭死容积发生体积变化，…… 双作用叶片泵理论上无困油现象，单作用叶片泵和柱塞泵有困油现象。

2-6．对双作用叶片泵的定子内曲线有什么要求，双作用叶片是否可作液压马达使用？
2-7．某变量叶片泵的转子外径d=83mm ，定子内径D=89mm ，叶片宽度b=30mm 。

求： (1)当泵的排量为16mL/r 时，定子与转子之间的偏心量有多大？ (2)泵的最大排量是多少？
3-1．结合溢流阀的特点回答下列问题：
(1)先导式溢流阀的阻尼小孔有何作用；可否扩大或堵死；如果这样扩大或堵死，有何后果？ (2)遥控口可否接油箱，主阀和先导阀分别处于何种状态？
(3)溢流阀的进、出油口可否接反，说明原因。

答：
3-2．一溢流阀调定压力为30MPa ，溢流量为95L/min ，该阀溢流时消耗的功率为多少？ 解：
KW 5.47wW 4750060
10951030pq P 3
6
==⨯⨯⨯==-
3-3．直动式溢流阀和直动式顺序阀的调定压力均为9MPa ，给两阀的进、出油口均通10MPa
的压力油，那个阀可以开启，为什么？
3-4．先导式溢流阀主阀芯上的阻尼孔直径d0=1mm，长度为L=12mm，通过小孔的流量为0.5L/min，油液密度 =860kg/m3，运动粘度r=20mm2/s，试求小孔两端压力差。

3-5．把减压阀的进出油口反接行不行？为什么？
3-6．图示各溢流阀调定压力均为p，当节流阀关闭时，压力表的读数是多少？
P
a) b)
题3-6图
答：a）图读书为p；b）图读数为2p。

3-7．现有两块阀，铭牌看不清，要求不拆开阀，根据阀的工作原理判断哪个是先导式溢流阀，哪个是先导式减压阀？
3-8．何谓换向阀的位，通和中位机能？试举例说明。

答：
3-9．在图示回路中，任一电磁铁通电，液压缸都不动，这是为什么？如何解决？
题3-9图
3-10．图中溢流阀的调定压力为5MPa，减压阀的调定压力为2.5MPa，设缸的无杆腔面积为50cm2液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，压力损失分别为0.2MPa和0.3MPa。

试问：当负载F分别为0，7.5KN和30KN时(1)、缸能否移动？(2)、A、B和C三点压力数值各为多少？（不计摩擦力和液体流动阻力）
题3-10图
解：
1、判断是否能运动，如果系统的压力大于负载要求的压力就能动，否则不动。

系统调定的最高压力为5MPa。

F＝0时，p0＝0，液压缸可以运动；
F＝7.5KN时，p=1.5MPa,可以运动；
F＝30KN时，p=6MPa,液压缸不动。

2、A、B、C 3点压力需分开讨论：
1）F=0, p c=0; p b=0.2PMa; p a=0.5MPa;
2) F=7.5KN, p c=1.5MPa; p b=1.7MPa; p a=2.0MPa;
3) F=30KN, p c=6Mpa(2.5Mpa); p b=2.5MPa; p a=5.0MPa;
3-11．流量控制阀的节流口采用哪种形式最好，为什么？
3-12．调速阀和节流阀有何不同？
4-1．图示三种结构形式的液压缸，进入液压缸的流量为q ，压力为p1，试计算各液压缸的推力和速度，并指出运动方向。

解：左图：()
cm 122
p d D 4
F η-π=
； (
)
cv
2
24
d D q η-=υπ ；缸向左运动，
中图：差动连接，缸向右运动，cm 2
d 4F ηπ=
；cv 24
d q η=υπ，
右图：为柱塞缸，缸只能向右运动，速度、推力同中图。

4-2．图示两种结构相同且串联的液压缸，设缸的无杆腔面积A 1=100cm 2，有杆腔面积为A 2=80cm 2，缸1输入压力p=0.9MPa ，流量q=12L/min ，若不计摩擦损失和泄漏，问： (1)、两缸承受相同负载时，该负载大小及两缸的运动速度各是多少？ (2)、缸2的输入压力P P 1
22
1
=
时，两缸各能承受多少负载？
(3)、缸1不承受负载时，缸2能承受多大负载？
题4-2图
解：先列缸1、缸2的力平衡方程：
p 1A 1=F 1+p 2A 2 (1)
p 1,q
p 1,q
d
D
p 1,q
题 4-1 图
D
d
d
p 2A 1=F 2 （2）
1)当F 1=F 2时，带入上式，
N 500001.0008.0101.0101A A 1A p F F A A F F A p 5211212111111=+⨯⨯=+==→⨯+= s /m 02.001
.0601012A q 3
11=⨯⨯==υ- s /m 016.001
.0008.002.0A A 1212=⨯=⨯υ=υ 2）当p 2=p 1/2时：N 45002
01.0109A p F 511212=⨯⨯== N 54002008.001.0109A p A p F 52121111=⎪⎭⎫ ⎝
⎛-⨯=-= 3）当F 1＝0时：N 11250008
.001.0109A A p F A A p p 2
5221122112=⨯⨯==→= 4-3．如图所示，已知油缸I 大端活塞面积为A 2，小端活塞面积A 1，油缸II 无杆腔面积为A 3，输入油缸I 的流量q ，压力为p ，求：
(1)、油缸II 的输出推力F ；
(2)、缸II 的速度与缸I 的速度之比。

题
4 -3图
解：212A pA p = 2
3132A A pA A p F == 111A q v = 3212A A v v = 3
212A A v v =→
4-4．O 型密封圈在低压和高压下如何起密封作用的？在什么条件下安装时必须在侧面加挡圈。

4-5．比较V 型、Y 型密封原理和结构特点有何异同。

5-1．滤油器有几种类型？它们的滤油效果有什么差别？
5-2．怎样考虑滤油器在各安装位置上的精度要求？
5-3．一波纹气囊式蓄能器容量V0=4L，若系统的最高压力P2=6MPa，最低工作压力P1=3.5MPa，
5-5．叙述油箱的结构及各部分的作用。

5-6．常用的油管接头有哪几种形式，密封机理各是什么？
6-1．溢流阀在液压系统中有那些用途，试绘出几种溢流阀用途的基本回路。

6-2．什么叫卸荷回路？有何作用？画出两种卸荷回路。

6-3．如图所示增压回路，泵的出口压力为p P =2.5MPa ，缸径分别为D 1=100mm ，D 2=140mm ，若夹紧力为 1.53×105N ，不计其它损失，试求增压缸高压腔缸径。

题6-3图
6-4．在什么情况下，液压系统需要设计泄压回路？
答：在压力较高，液压缸内储存油液较多时，需要考虑泄压（释压）回路。

6-5．在进油、回油和旁油路节流调速回路中，泵的泄漏对执行元件的运动速度有无影响？液压缸的泄漏对速度有无影响？为什么？
6-6．试推导双出杆进、出联合节流阀调速回路的速度负载特性方程（不计管路损失）。

6-7．容积调速回路中，泵和马达的泄漏对马达转速有无影响？
6-8．变量泵－变量马达容积调速回路怎样进行调速？有何特点？
6-9．图示液压回路，限压式变量泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀调定的流量为
2.5L/min ，液压缸的两缸有效面积A 1=2A 2=50cm 2，不计管路损失，求：
(1)、缸的无杆腔压力P 1；
(2)、当负载F=0和F=9000N 时有杆腔压力P 2。

解：1）无杆腔压力：
无杆腔的压力取决于限压式变量泵的
工作点，先要求出变量泵的工作流量，
有杆腔的流量为2.5L/min,则：
min /L 525
505.2A A q q A q A q 21p 21p
=⨯==⇒=阀阀
由图中变量泵的p-q 曲线可知，
MPa 2.22
4.22p 1=+= 2）求有杆腔压力：
F ＝0时：MPa 4.425
502.2A A p p A p A p 21122211=⨯==⇒= 33
1121
2D 1
34
D 2
F ＝9000N 时；
MPa 8.0Pa 800000102590001050102.2A F A A p p 44622112==⨯-⨯⨯⨯=-=-- 6-10．双泵供油，差动快进速度换接回路如图所示。

已知泵的输出
流量q 1=16L/min ，q 2=4L/min ，缸的面积A 1=100cm 2，A 2=60cm 2，
快进时负载F=1000N ，油液流过方向阀的压力损失∆p=0.25MPa 。

不计管路损失，试求：
(1)、快进时缸速υ和压力表的读数；
(2)、工进时若压力表读数为8MPa ，液控顺序阀的调定压力宜
选多大？
解：要计算该题，必须先看懂液压回路，该回路是双泵、差动快进，
调速阀回油路节流调速回路。

快进时，两泵同时供油，且电磁换向阀断电，形成差动回路。

1）快进时的压力与速度
()()s /m 083.010601006010416A A q q 4
32121=⨯-⨯⨯+=+υ-－＝快压力取决于负载， ()MPa 625.0Pa 625000006.001.0006.025********A A pA F p A p p F pA 21221==-⨯+=-∆+=⇒
∆++=
2）液控顺序阀调定压力：
该问题是考查对回路的理解能力，顺序阀用于工进时卸荷，因此调定压力肯定小于工进压力，要保证快进动作的可靠性，该调定压力必须大于快进压力。

在保证快进动作可靠的前提下，调定压力小一点较好。

6-11．实现多缸顺序动作的控制方式有哪几类？各有什么特点？
6-12．在图示串联缸同步回路中，已知D 2=100mm ，D 1=80mm 、载荷F=2×105N ，不计阻力损失，求：
(1)、右缸的活塞杆直径d ；
(2)、当载荷F 分别作用在A 、B 、C 各点，计算两缸无杆腔压力p 1和p 2。

题6-12图
A
B C
L/2L/2D 1D 2。