第一章 绪论
液压传动，由于它有很多突出的优点，所以在工业部门中获得了广泛的应用。它的主要优点是：在极低的稳定速度下能够产生极大的推力(或转矩)；单位功率的系统重量轻，尺寸小。而它的缺点—--泄漏，可以采用密封技术加以减小或消除。
1-1 千斤顶的小活塞直径为10mm，行程20mm，大活塞直径为40mm，重物W为50000N，杠杆比为L：l=500:25,求1)杠杆端施加多少力才能举起重物W？2)此时密封容积中的液体压力等于多少？3)杠杆上下动作一次，重物的上升量。又如小活塞上有摩擦力200N，大活塞上有摩擦力1000N，并且杠杆每上下一次，密封容积中液体外泄0.2cm到油箱，重复上述计算。
注：演算此题，可体会到得之于力，失之于速的道理。考虑损失后，对输入功率、输出功率及功率损失有一初步的概念。
1-2 液压传动系统有泵、阀、执行元
3件、油箱、管路等元件和辅件，还得有驱动泵的电机。而如电机驱动系统，似乎只需一只电机就行了。为什么说液压系统的体积小，重量轻呢？
1-3 液压系统中，要经过两次能量的转换，一次是电机的机械能转换成泵输出的流动液体的压力能，另一次是输入执行元件的流动液体的压力能转换成为执行元件的机械能。经过能量转换是要损失能量的，那么为什么还要使用液压系统呢？
1
第二章 液 压 油
在液压系统中，液压油是一个重要的环节，它不仅传递动力和信号，而且还起到润滑冷却的作用。常用的液压油是矿物油型的。液压油的性质对液压系统的特性有很大的影响。在液压油的物理性质中，最主要的有：粘性、可压缩性、比热容及体积膨胀系数。粘性影响着液压系统的阻力以及液压油通过缝隙的泄漏；在研究液压系统的动态特性时要考虑油液的可压缩性；而液压系统中油液的温升却和系统的功率损耗、装置散热条件以及和油液的比热容值有关。因此要熟悉这几个参数的物理概念和它们的计算方法。
2-1 有密闭于液压缸中的一段直径d=15cm，长L=40cm的液压油，它的体积膨胀系数?t?6.5?101/K，此密闭容积一端的活塞可以移动。如活塞上的外负载力不变，油温从-20℃上升到+25℃，求活塞移动的距离。
2-2 同题2-1，如果活塞不能移动，液压缸又是刚性的，问由于温度的变化，油液的膨胀使液压缸中的液压油的压力上升多少？
注：由此可见，完全密闭的液压油，由于油温的增大而产生的数值如此高的液体压力，很有可能使液压缸爆裂。这在使用环境周围的气温会发生很大变化的野外装置的液压系统时应该注意的。
?42-3 密闭容器内的油，压力为0.5MPa时容积为2L。求压力升高到5MPa时的容积，其压缩率是多少(用%表示)？设油的压缩系数为??6?10cm/N。
2-4 如图所示，根据标准压力表检验一般的压力表的活塞式压力计。机内充满油液，其压缩系数??4.75?10cm/N。机内的压力由手轮丝杆和活塞产生。活塞直径d=1cm，螺距t=2mm。当压力为0.1MPa时，机内油液体积V=200mL。求压力计内形成20MPa的压力，手轮要摇多少转？
2-5 某液压系统的油液中混入
?62?62
占体积1%的空气，求压力分别为35×10Pa和70×10Pa时该油的等效体积模量。若油中混入5%的空气，压力为35×10Pa时油的等效体积模量等于多少(没钢管的弹性忽略不计)？
注：由此例可见，混入空气对油液的体积模量影响很大。当混入空气从1%增大到5%时，油的体积模量从0.394×109555N/m2Pa下降到
0.093?109N/m2，几乎减小了
75%，而如与纯油的
2.0?109N/m2相比，则几乎减小了95%，由此可见油中气泡的危害了。这就是为什么液压油要有消泡
性能的原因。
此例还可看到，同样的空气混入量，当压力增大时，油的等效体积模量也增大，所以在高压时混入空气的影响要比低压时小些。
2-6 某容器中有2L的油，它的压力从0.5MPa升高到20.5MPa时，1)设容器是刚性的；2)假定压力每升高0.1MPa容器本身的体积增大0.01%，试计算必须由泵补充输入该容器的油的体积。
2-7 油经溢流阀流入油箱消耗了全部的能量，已知此阀两端压力降为11.3MPa，而油的比热容为1.67kJ/(kg?K)，试概略计算油的温升。
2-8 20℃时200mL的蒸馏水从恩氏粘度计中流尽的时间为51s,若200mL的某液压油在50℃时从恩氏粘度计中流尽的时间为229.5s，试求该液压油的E、?及?的值，设油的
3??900kg/m密度为。
? 2
2-9 已知某液压油在20℃时为10E，在80℃时为3.5E，试求温度为60℃时的运动粘度。
?222-10 矿物质油在20℃及1大气压(atm)时的粘度为??20?10cm/s，求在50℃及
??21MPa以Pa?s为单位的动力粘度值。设油的相对密度为0.88。
2-11 图示一液压缸，内径D=12cm，活塞直径d=11.96cm，活塞宽度L=14cm，油液粘度?=0.065Pa?s，活塞回程要求的稳定速度为v=0.5m/s，试求不计油液压力时拉回活塞所需的力F等于多少？
2-12 图示一粘度计，若D=100mm, d=98mm, l=200mm ,外筒转速n=8r/s时，测得的转矩T=40N?cm，试求油液的粘度。
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第三章 液压流体力学基础
液压传动的力学基础是液压流体力学。在液压流体力学中，主要研究了流体在静止时和运动时的一些基本规律。这些基本规律在研究液压系统和元件时是非常重要的。这里主要包括：压力以及它对固体壁面作用力的计算；流体流动时的四个主要方程（运动方程﹑连续方程﹑能量方程和动量方程）；和液压传动紧密相关的几种流动（管流﹑孔口流和缝隙流）以及影像系统主要性能的两个主要因素（液压冲击和空穴现象）。
本章运算的题目较多，要注意单位之间的换算。如都用国家法定单位计算，可以省去不少麻烦。在有的例题中，指出了一些容易引起的错误和算题的技巧，但最主要的一点，就是不要忘记题目所包含的基本概念。
3—1 静止流体力学
3??1000kg/m3-1 连通器中，存在两种液体，已知水的密度1，h1?60cm，h2?75cm，
求另一种液体的密度?2。
3-2 用三种不同而不相混的液体A﹑B﹑C盛在同一容器之内，如果它们的密度分别是800
3kg/m﹑1000﹑1600，试求容器右侧各测压管的液面高度。
3-3 U形管中有两种液体，密度为?1﹑?2，高度分别为h1﹑h2，管一端通大气，另一端为
球形容器（内为气体），求球形容器内气体的绝对压力和真空度。 3-4 图中容器内装有水，容器上半部充满压力为p的气体，液面高度h?40cm，小管内液
柱高度H?1m，其上端和大气相通，问容器内气体的绝对压力﹑表压力各是多少？
4
3-5图示油箱通大气，油液中插入一玻璃管，管内气体的绝对压力为0.6?10Pa，求玻璃
53??900kg/m管内液面上升高度h等于多少？设油的密度为。
3-6 如图所示，有一直径为的，重量为G的活塞浸在液体中，并在压力F的作用下处于静3-7 有一微压计，根据读数计算p1?p2。
止状态。若液体的密度为?，活塞浸入深度为h，试确定液体在测压管内的上升高度x。
h1?0.1m，h2?0.2m。3-8 用多个U形管汞压强计测量水管中A点的压力，设y?0.3m，
问A点的压力等于多少？
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ZA?200mm，ZB?180mm，h?60mm，3-9 图示容器A中液体密度?A?900kg/m，
U形计测压介质为汞，试求A﹑B之间的压差。
3-10 被相对密度为0.91的油所充满的容器中的压力为p，由水银压力计的读数和来确定。
水银的相对密度为13.6。如压力p不变，而使压力计下移a距离，求压力计的读数变
化量?h。
3
3-11 将水银一小部分﹑一小部分地从左肢管注入断面不变的U形管，但右肢管的上端是封
闭的，其水银柱高为h。停止注入后，试求左﹑右肢管内液面高度Z1和Z2间的函数关系（水银的密度为?s，管内气压按等温压缩）。
3-12 水平截面是圆形的容器，上端开口，求作用在容器底的作用力。如在开口端加一活塞，
连活塞重量在内，作用力为30000N，问容器底总作用力是多少？
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3-13 图示用一圆锥体堵塞直径d?1cm的底部通孔，求作用于锥形体的总作用力。容器中
的液体为水。 3-14 图示容器，有直径D?200mm的钢球堵塞着垂直壁面上直径d?150mm的圆孔。试
求钢球（相对密度为8）恰好处于平衡状态时容器内油（相对密度为0.82）的高度h。
3-15 液压缸直径D?150mm，柱塞直径d?100mm，液压缸内充满油液。如果柱塞上作
用着F?50000N的力，不计油液的重量，求图示两种情况下液压缸中的压力分别为多少？
3-16 试确定安全阀上弹簧的预压缩量x0，设压力p?3MPa时阀开启，弹簧刚度为8N/mm，
D?22mm，D0?20mm。
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3-17 两液压缸的结构和尺寸均相同，无杆腔和有杆腔的面积各为A1和A2，A1?2A2两缸
承受负载F1和F2，且F1?2F2，泵流量q，求两缸并联和串联时，活塞移动速度和缸内压力。
23-18 一盛水容器，水流沿变截面管向外作恒定流动。已知A0?4m，A1?0.04m，
2A2?0.1m2，A3?0.03m。液面到各截面的距离为H1?1m，H2?2m，H3?3m。试求A1和A2处的相对压力。
2
h?11m，3-19 图示倾斜管路，压力表上指示pA?4.2?10Pa，p53??900kg/m内中流动的油液密度，问油的流动方向如何？
?4.2?10Pa，
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3-20 图示管路由两根圆管和一段异径管接头连接而成。d1?200mm，d2?400mm，截
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面1相对压力p1?0.07MPa，截面2相对压力p2?0.04MPa，v2?1m/s，截面1﹑2间中心高度差为1m，判断液流方向，并计算两截面间的水头损失。
3-21 有油从垂直安放的圆管中流出，如管内径d1?10cm，管口处平均流速v1?1.4m/s，
求管垂直下方H?1.5m处的流速和油柱直径d2。
3-22 水管以q?10m/s的流量垂直向上喷水，喷嘴口面积为15cm，忽略损耗，求水
柱升高两米时的截面积。
2?233-23 水在图示竖管中流动，v1?6m/s，d1?300mm，为使截面1﹑2的压力读数相等，
求d2。
3-24 有一管路，尺寸为d1?100mm，d2?150mmd3?125mm，d4?75mm，
p0?245250Pa（绝对压力），H?5m，不计阻力损失，求通过管路的水流量。
3-25 如图所示，管端喷嘴直径d?50mm，管道直径100mm，不计损失，求：1）喷嘴出
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流速度及流量；2）E处的流速和压力。
3-26 有一容器的出水管管径d?10cm，当龙头关闭时压力计的读数为49000Pa（表压）。
龙头开启时，压力计读数降至19600Pa（表压）。如果总能量损失为4900Pa，试求通过管路的水流流量。 3-27 一个水深1.5m，水平截面积为3m?3m的水箱，底部接一直径d?200mm，长为2m
的竖直管，在水箱进水量等于出水量下作恒定流动，求3点的压力及流出速度，略去水流阻力。
3-28 图示虹吸管自水池中吸水，如不计管中流动的能量损失和动能的修正，求3点处的真
空度。如果使3点的真空度最大不超过7m水柱，问h1何h2有何限制？
3-29 当油在管道内流动时，用测压计测A﹑B两点间的压力损失。A﹑B间距离l?3m，
3d?20m，油在管中流速v?1m/s，??920kg/m。水银的密度??13600kg/m3。求在管中油流方向不同时，压差计读数值?h为多少？
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53-30 密度为800kg/m,气化压力为0.268?10Pa的液体在管中流动。截面1—1的相对压
355力为0.7?10Pa。设当地的大气压为0.94?10Pa，为防止管中发生气蚀，问管中的流量最大可达多少？
3-31 图示抽吸设备水平放置，出口通大气，求开始能够抽吸时的流量。抽吸和被抽吸介质相同。设备尺寸为：细管处A1?3.2cm，出口处A2?4A1，h?1m，不计液体流动的能量损失。
3-32 用文丘利管测量流量。如输水管轴线水平放置或者倾斜放置时，流量q和测压水头差
h间的关系又没有变化？
2
11
3-33 图同题3-32，已知d1?250mm，d2?100mm，h?800mm水银柱高，忽略损失，
不计动能修正，求理论流量等于多少？
kg/m。测得3-34 利用毕托管测量水流速度。差压计中液体为CCl4，密度为1600h??80mm，求：1）v??；2）如管中液体为密度800kg/m的油，h?读数不变，
问v??
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3-35 一高架水箱，横截面为矩形3m?6m，通过底部一根100mm直径的竖管放水入水池。
设放水时水池水位不变，水箱原来水深1.5m，竖管的沿程阻力系数??0.02，其余尺寸见图。邱2分钟内由水箱放入水池中的水量。
3—3动量定理
3-36 如图所示的阀芯，当液流方向是外流式和内流式时，分析控制体的取法，并确定作用
在阀芯上的液动力的方向。
3-37 上题中，设出口压力p2不等于零，则控制体应如何取法？作用在阀芯上的液动力等于
多少？ 3-38 图示内流式锥阀，锥阀阀座孔无倒角，阀座孔直径d?2.7cm，主阀芯直径
D?2.8cm，锥阀半锥角??15?。当阀芯的开口量x?0.64cm时，阀进口压力p1?4?105Pa，出口压力p2?0，流量系数cd?0.8，速度系数cv?1，求液流
对阀芯的作用力。
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3-39 将一平板探入水的自由射流之内，并垂直于射流的轴线。该平板截去射流流量的一部
分q1，并引起射流剩余部分偏转?角。已知射流速度v?30m/s，全部流量
q?30L/s，q1?12L/s，求?角及平板上的作用力F。
3-40 有一股在大气中的射流流量为q，以速度v射到与射流中心线成?角的平板A后，射
流分成两股，求作用于平板A上的力F，两股射流流量为q1和q2，动量修正系数等
于1。
?3-41 图示一水平放置的固定导板，将直径d1?10cm，流速为v?20m/s的射流转过 90角，求导板作用于流体的合力大小及方向。
3-42 垂直安装的弯管，弯头转角90，起始截面1—1和终止截面2—2间的轴线长度
?l?3.14m，两截面的高度差h?2m。当水在管中流动时，1—1处压力p1?1.176?105Pa，两截面之间的能量损失?pw?980Pa，管径d?0.2m，动能
3??1000kg/m及动量修正系数均为1，水的密度，流量q?60L/s，求水流对弯
头的作用力。
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3-43 液压缸直径D?100mm，活塞杆直径 d?60mm，负载F?2000N，进油压力
?pp?5MPa，滑阀阀芯直径dv?30mm，阀口开度xv?0.4mm，射流角度??69，
阀口速度系数cv?0.98，流量系数cd?0.62。不考虑沿程损失，求阀芯受力大小和
方向以及活塞运动的速度。
3-44 图示圆柱形阀芯，D?2cm，d?1cm，阀口开度x?2mm。压力油在阀口处的压力
降为?p1?3?10Pa，在阀腔a点到b点的压力降?p2?0.5?10Pa，油的密度
55??900kg/m3，通过阀口时的角度??69?，流量系数cd?0.65，求油液对阀芯
的作用力。
3-45 同题3-44的图，确定液流向左，阀口开大和关小时；以及液流向右，阀口开大和关小
时四种情况下瞬态液动力的方向。
53-46 液压系统的安全阀，阀座直径d?25mm，当系统压力为50?10Pa时，阀的开度
x?5mm，通过的流量q?600L/min。如果阀的开启压力为43?105Pa，油液密
3??900kg/m度，弹簧刚度k?20N/mm，求油液出流角?。
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3-47 力F?3000N作用在D?50mm的活塞上，使油从缸底孔口中流出。孔口
3d?20mm，cv?0.97，??900kg/m。忽略活塞摩擦，求作用在缸底壁面上的
力。
3-48 水力清砂高压水枪的结构如图所示。喷嘴出口直径d0?7mm，d1?15mm，流过的
水流量q?160L/min。用喷出的射流冲毁铸型芯砂。试求球形阀座受水枪的作用力。
3—4管流及压力损失
3-49 计算d?12mm圆管，d?12mm﹑D?20mm以及d?12mm﹑D?24mm同心环状管道的水力半径。
?33-50 有一管径不等的串联管道，d1?20mm，d2?10mm，流过黏度为30?10Pa?s，
流量为q?20L/min的液体，液体密度为??900kg/m，求液流在两通流截面上的平均速度和雷诺数。
3
3-51 长1.5m﹑孔径为3mm的管子两端压降为5MPa，概略计算通过管子的流量以及油的黏
32??900kg/m0.5cm/s度为时的雷诺数，设油的密度为。
??223-52 某系统泵的最大流量为40L/min，油的黏度在50C时为20?10cm/s，已知系统
15
?22??的最低工作温度是15C，这时的黏度为150?10cm/s，最高工作温度为60C，?22年度为13?10cm/s。如果要求管路的液流处于层流状态，油管的直径应选多少？
?623-53 液体在管中的流速为4m/s，管道内径为60mm，有的黏度为30?10m/s，试确
定流态。如要为层流，其流速应为多大？ 23-54 已知一管道直径50mm，油的黏度0.2cm/s，如果液流为层流状态，问可通过的最
大流量为多少？
3??900kg/md?20mml?6m3-55 图见习题3-19，内径﹑的圆直管倾斜放置，输送﹑
55??40?10?3Pa?s的油液，p?2?10Pa，p?1?10PaAB已知B处的压力，A处
两点位置高度差h?2m，计算油液在管中流量。
3-56 油液以q?0.3L/min的流量流过内径d?1mm的毛细管，油液密度??900kg/m，
?62黏度v?20?10m/s，要使毛细管两端保持1MPa的压差，计算毛细管长度。
33-57 液流在边长为a的方形截面槽中作层流运动，它的水力半径R?a/4，如果用圆管的
?l)估计方形截面槽流量时，对公式中的d应该作如何更改流量公式q??d?p/(128较好？
3-58 在直径D?25mm的液缸中放置着一个具有4条矩形截面(a?b)槽的活塞，缸左腔的
表压力为p?2?10Pa，右腔直接回油箱。设油的黏度??30?10Pa?s，槽进口
处压力损失忽略不计，确定缸左腔沿4条槽流到右腔去的流量。已知槽的尺寸
5?34a?1mm，b?2mm和长度l?120mm。
3-59 如有两条长度相等的管道相互并联，管道直径d1﹑d2（d1?d2），油在管中作层流
运动，如仅计及管内的沿程损失，问两管内的流速哪一个大？ 3-60 试求图示两并联管中的流量各为多少？已知总流量q?25L/min，d1?50mm，
d2?100mm，l1?30m，l2?50m，沿程阻力损失系数?1?0.04和?2?0.03，
并联管中的流量和总压力损失等于多少？
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?623-61 液压装置导管全长25m，管径20mm，液体流速3m/s，油黏度30?10m/s，密度
??900kg/m3，求压力损失等于多少？
3-62 装有滤油器﹑吸油管﹑泵﹑压油管﹑压力阀﹑缸及回油管的系统，它的管路阻力相当
于d?25mm﹑长35m的管子，求作用在缸上的有效压力，设泵出口压力为
335?105Pa流量80L/min，油的密度??900kg/m和黏度0.4cm2/s。 3?62??900kg/m40?10m/s3-63 黏度为的油液通过水平管道，油液密度，管道内径为
d?10mm，长l?5m，进口压力p1?4MPa，问当流速为3m/s时，出口压力p2为多少？
3-64 水平放置的光滑圆管由两段组成，直径d1?10mm，d2?6mm，长度l?3m，油液
?62密度??900kg/m，黏度v?20?10m/s，流量q?18L/min。分别计算油液通过两段油管时的压力损失。
3
3-65 在直径d，长为l的输油管中，年度为v的油在液面位差H的作用下运动着。如果只考
虑运动时的摩擦损失，试求从层流过渡到紊流时H的表达式。
3-66 图示连接两水池的水平管道，d?150mm，l?50m，在l1?40m处装一阀门，水流
作恒定出流。H1?6m，H2?2m，设管道的??0.03，?进?0.5，?阀?0.4，
?出?1.0，求管中流量。
?623-67 运动黏度v?40?10m/s的油液通过300m长的光滑管道，管道连接两个液面差保
持不变的容器，液面差h?30cm。如仅计及液体在管道中流动时的沿程损失，试确定：1）当流量为10L/s时液体作层流运动，管道必须的直径；2）当直径为算出直径时，不发生紊流时两容器最高的液面差hmax。
3-68 某动力系统采用长25m﹑内径20mm的管道，油液密度870kg/m，运动黏度
30.4?10?4m2/s，求流量为0.314L/s时管道的压力损失。若流量增加到2.512L/s?0.25时压力损失是多少？假设流动状态为紊流，沿程摩擦阻力系数取??0.3164Re。
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3-69 水乡保持液位h不变，水箱中液体经水箱底部直径为d﹑长为l的垂直管通入大气。设
管中的沿程阻力系数为?，水的密度为?，不计局部损失，求流量和管长的关系。
?623-70 油在垂直管中流动，油的黏度v?40?10m/s，密度??900kg/m，大直径管
3道d2?20mm，小直径管道d1?10mm，从1—1到2—2的高度差为2m，l2?1m。两直径间有一缩接，长度忽略不计。如其逐渐收缩方向与流向一致时，?1?0.2，如相反时?2?0.6（均与d1截面处的流速相对应）。如果2—2的平均流速和表压不随流
5向改变，始终保持v2?1m/s，p2?5?10Pa，求油在两种不同流向时1—1处压力表读数。
3-71 某系统由泵到马达的管路如图所示。已知d?16mm，管总长l?384cm，油的
??900kg/m3，v?18.7?10?6m2/s，v?5m/s，在45?处?1?2，90?处?2?1.12，135?处?3?0.3，求由泵到马达的全部压力损失（位置高度及损失之间
的扰动均不计，管道看作光滑管）。
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cm/s，油的黏度40?E，??900kg/m，3-72 泵从油池中吸取润滑油，流量q?1200求：1）泵在油箱液面以上的最大允许安装高度，假设油的饱和蒸汽压为2.3m水柱，吸油管直径d?40mm，长l?10m，仅考虑管中的沿程损失；2）当泵的流量增大一
倍时，最大允许高度将如何变化？
?623-73 流量q?16L/min的液压泵，安装在油面以下，油液的黏度v?20?10m/s，密
33度??900kg/m，其它尺寸如图所示。仅考虑吸油管沿程损失，试求泵入口处绝对压力的大小。
3
3-74 有一液压泵，流量为25L/min，泵轴比油箱液面高出400mm，油液的黏度为
v?30?10?2cm2/s。如只考虑吸油管中的沿程压力损失，问泵吸油腔处的真空度为
多少？油的密度为??900kg/m。
23-75 泵从一个大油池中抽吸油液，流量为150L/min，油的黏度0.34cm/s，密度
3??900kg/m3，吸油管直径60mm，泵吸油管弯头的局部阻力系数为0.2，吸油管粗
55滤网的压力损失为0.178?10Pa。如希望泵入口处的真空度不大于0.4?10Pa，求泵的吸油高度。液面到滤网间的管路沿程损失可忽略不计。
L/min的流量通过长l?5000m和管径d?0.3m的管道抽送3-76 泵以 q?4250??950kg/m3的油，温度变化时油的密度不变。求在温度t1?40?C,运动黏度
v1?1.5cm2/s和 t2?10?C，v2?25cm2/s时抽油所需的功率。
3—5孔口流
3-77 安装在管内的薄壁小孔，孔前后的压力分别为p1和 p2，推导小孔流量公式时，可取
截面1-1及收缩截面c-c，写出伯努利方程，设??1，v1??vc，则
通过小孔的流量
vc2p1p2vc2?????g?g2g2g
122vc?(p1?pc)?cv?pc??1?? q?Acvc?cccvA02?A0?pc?cdq?cdA02?pc??2
可是实用的小孔流量公式
??p，?p?p1?p2
19
?是否和cd相等？ 将上述两式进行比较，是否可以认为pc和p2是近似相等的？cd
3-78 为减少水头损失，在大水管上装一分路，以量测分路的流量，来推导主水管的流量。
试说明大水管上的流量q为分路流量q?的倍数。
3-79 当水流经d?10mm的孔口，在水头H?2m作用下流入大气时，试确定流量系数﹑
速度系数和截面收缩系数。已知流量q?0.294L/s时射流某一截面中心的坐标
x?3m和y?1.2m。
3-80 同上题图，水箱下H?2.5m处壁上开有d?4cm的圆孔，设液面保持不变，孔口的
cc?0.64，cv?0.97。如果与空气的摩擦损失不计，试确定通过小孔流束下降2.5m
处的流速及直径为多少？
3p?0.28MPap?0.06MPa??900kg/md?12mm3-81 阀关闭时1，打开时2，，，
求阀门打开时的流量q是多少？
3-82 直径为6mm的小孔两端的压降为7MPa，试概略计算通过这个小孔的流量，小孔的流
量系数取cd?0.6。
3-83 有一薄壁节流小孔，通过流量q?25L/min时，压力损失为0.3MPa，试求节流孔的
3c?0.61??900kg/md通流面积，设流量系数，油的密度。
3-84 为什么在孔口处套上一段适当长度的管嘴，可增大孔口的出流量？最适合的管嘴长度
20
应该依什么原则来考虑？管嘴长度太长了为什么不行？
3-85 液压泵的流量可变，当q1?417?10m/s时，测得阻尼孔前的压力为
?33p1?5?105Pa。如泵的流量增加到q2?834?10?3m3/s时，求阻尼孔前的压力p2等于多少？设阻尼孔分别以细长孔和薄壁孔来进行计算。
3-86 圆柱形滑阀如图所示，已知阀芯直径d?2cm，进口处压力p1?98?10Pa，出口
53p?95?10Pa??900kg/m处液压2，油的密度，阀口的流量系数cd?0.65，
5阀口开度x?0.2cm，求通过阀口的流量。
523-87 如图所示，已知泵的供油压力为32?10Pa，薄壁小孔节流阀I的面积为0.02cm，
薄壁小孔节流阀II的面积为0.01cm，求活塞向右运动的速度等于多少？活塞面积
3N，液流的流量系数A?100cm2，油的密度??900kg/m，负载F?16000cd?0.6。
2
3-88 图示水箱侧壁上孔口的速度系数cv相等，尺寸如图，当两股水流相遇于空中一点，求
证h1y1?h2y2。
3-89 圆柱形油箱D?0.5m，深H?0.35m，在容器底有一薄壁小孔d?30mm，流量系
数cd?0.62。孔打开后将油放尽需多少时间？
21
3—6缝隙流
3-90 组成缝隙的双方，其长度往往不相等，总是一方较长，另一方较短，如液压缸和活塞
那样，而且彼此间还有相对运动，因此有人提出要建立坐标的问题。有人主张坐标应建立在短的一方上，以此来确定由压差和剪切联合作用下通过缝隙的泄漏量。但也有人主张坐标的位置应与人们观察泄漏量的位置一致。如液压缸和活塞，液压缸固定在机座上，则因人与机座无相对运动，故坐标应建立在液压缸上。相反，如活塞固定在机座上时，则坐标应建立在活塞上。这些看法是否有道理？
3-91 直径为60mm的缸内，有一活塞偏心放置，压力差?p?35MPa，半径向缝隙
h0?15?m，活塞宽l?20mm，油的黏度??1.2Pa?s,偏心量e?5?m，求通过缝
隙的泄漏量。
3-92 活塞直径d?50mm，长l?40mm，半径缝隙h?0.05mm，油的黏度
??45?10?3Pa?s，缸两腔压力差?p?100?105Pa，求：1）活塞静止，缸与活
塞同心；2）活塞静止，缸与活塞有e?0.03mm的偏心；3）缸固定，活塞与缸同心，活塞以v?10cm/s速度向右运动时的泄漏量。
3-93 图示柱塞直径d?19.9mm，缸套直径D?20mm，长l?70mm，柱塞在力F?40N作用下向下运动，并将油液从缝隙中挤出。若柱塞与缸套同心，油液黏度
22
??0.784?10?3Pa?s，问柱塞下落S?0.1m所需的时间。
3-94 图同习题3-93，F?50N，柱塞直径与缝隙长度同上，油的黏度??50?10Pa?s，
求柱塞和缸的偏心量e，设下降0.1m测得时间为600s。 3-95 汽车上用的滤油器为一组环形平板叠成的滤芯，平板间的缝隙h?0.2mm，环形平板
?外径D?75mm，内径d?30mm，平板数为21片，过滤油液的黏度为6E，求流
?3量为12L/min时滤油器的压力损失。如将这滤油器放在12L/min流量的泵的吸油口处过滤同样品种的油液，问泵能否正常工作？
23
3-96 润滑油的黏度??1.375?10Pa?s，在p?1.6?10Pa的压力下，进入l0?0.8m，
直径d0?6mm的管道，然后流入轴承中部b?10mm的环状槽中。轴承长
?35l?120mm，轴颈d?60mm，缝隙h0?0.05mm。如果不考虑轴转动时对油液流
动的影响，试求轴与轴承同心时以及偏心距为0.025mm时从轴承两端流出的流量。 3-97 承受负载为F?40000N的水力枢纽，液体顺序的流经两个阻力：毛细管（d1?2mm，
l?150mm）及顶端缝隙（d2?40mm，d3?120mm,??0.1mm）。试确定：1）
经过枢轴的液体流量q；2）贮油池中的压力p1。假设液体黏度??0.042Pa?s，环境压力p2?0。
3-98 如图，已知液压缸的有效面积A?50cm，负载F?12500N，滑阀直径d?20mm，
2 24
?62同心径向缝隙h0?0.02mm，配合长度l?5mm，油黏度v?10?10m/s，密度
??900kg/m3，泵的流量q?10L/min。若考虑油液流经滑阀的泄漏，试计算活
塞运动的速度（按同心和完全偏心两种不同情况计算）。
3-99 处于偏心状态下的锥形阀芯，形成锥形环状缝隙，在压差作用下会产生液压卡紧现象。
试依图示情况推导液压卡紧力的公式。
3-100 内径22mm﹑壁厚2.5mm的铜管装有体积模量为21?10Pa的水，计算液压冲击波
在管中的传播速度。 3-101 某管道内径d?12mm，管壁厚度??1mm，油在管内流速v?2m/s，压力
8p?2MPa，油的体积模量K?2?109Pa，管壁材料弹性模量
第四章 液压泵和液压马达
液压系统中的泵和以达，并不需要自行设计，因而是选择和使用的问题。为了选择泵和马达，所以要对它们的工作参数的含义、参数间的关系以及参数的计算等要有所了解。为了能正确地使用泵和马达，以及在产生故障进能正确地排除故障，就必须了解各类泵和马达的结构以及它们的特点。
§4-1 泵的工作参数
4-1 如图所示，A阀是一个通流截面可变的节流阀，B阀是一溢流阀，如不计管道压力损失，试说明泵出口处的压力等于多少？
25
4-2 已知泵的额定压力和额定流量，设管道内压力损失忽略不计，而图c中的支路上装有节流小孔，试说明图示各种工况下泵出口处的工作压力值。
注：如图d的情况，泵出口处压力为F/A，并不是泵的额定压力值。曾有不少人有一种看法，他们认为：泵有一额定压力p，只要泵一转动，其出口处压力就是p，所以如果F＜的负载不平衡，因而活塞运动的速度就越来越快。这是非常错误的。
ppppA，则作用有活塞上
2A?A?A?20cm1234-3 图示液压系统，液压缸活塞的面积，所受的负载
F1?4000N，F2?6000N，F3?8000N泵的流量为q试分析：
1) 三个缸是怎样动作的？
2) 液压泵的工作压力有何变化？ 3) 各液压缸的运动速度。
注： 由此例可知缸顺序动作的情况，在以后的液压回路中，有利用缸上作用的负载不同实现多缸顺序
26
动作的例子。
4-4 泵的额定流量为100L/min，额定压力为2.5MPa，当转速为1450r/min时，机械效率为m=0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min，压力为2.5MPa时，流量为100.7L/min，求：
1) 泵的容积效率；
2) 如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，估算泵的流量为多少？ 3) 上述两种转速下泵的驱动功率。
?
4-5 泵的输出压力为5MPa，排量为10mL/r，机械效率为0.95，容积效率为0.9,当转速为1200转每分时，泵的输出功率和驱动泵的电机功率等于多少？
4-6 设液压泵转速为950r/min，排量为p=168mL/r，在额定压力295×10Pa和同样转速下，测得的实际流量为150L/min,额定工况下的总效率为0.87,求：
1) 泵的理论流量2) 泵的容积效率
q5qt；
?V； ?3) 泵的机械效率m；
4) 泵在额定工况下，所需电机驱动功率； 5) 驱动泵的转矩。
4-7 一液压马达排量为80mL/r，负载转矩50Nm时，测得机械效率为0.85,将此马达作泵使用，在工作压力为46.2×10Pa时，其扭矩机械损失与上述液压马达工况时相同，求此时泵的机械效率。
4-8 某液压马达的进油压力为100×10Pa，排量为200mL/r，总效率为0.75，机械效率为0.9，试计算：
1) 该马达能输出的理论转矩；
2) 若马达的转速为500r/min，则输入马达的流量为多少？
3) 若外负载为200Nm时，该马达输入功率和输出功率各为多少？ 4-9 图示马达的排量q'=250mL/r，入口压力100×10Pa，出口压力5×10Pa，总效率?=0.9，容积效率V=0.92，当输入流量为22L/min时，试求：
1) 马达的实际转速； 2) 马达的输出转矩。
5555? 27
4-10 一液压马达，要求输出转矩为52.5Ncm,转速为30r/min,马达排量为105mL/r,马达的机械效率和容积效率均为0.9,出口压力各为多少？
p2=2×105Pa，试求马达所需的流量和压力
§4-2 泵、马达的结构特点
4-11 分析双作用叶片泵配油盘上在压油窗口端开的三角须槽的作用。
4-12 双作用叶片泵两叶片之间夹角为2?/Z，配油盘上封油区夹角为?，定子内表面曲线圆弧段的夹角为?，它们之间应满足怎样的关系？为什么？
28
4-13 柱塞泵是否存在困油现象？
4-14 变量泵中，有恒流量泵、恒压泵和恒功率泵。恒流量泵的输出流量不随压力而变化，保持定值；恒压泵的输出压力调定后保持定值；恒功率泵的输出流量随工作压力而变化，但保持泵的输出功率不变。试画出这三种泵的原理示意图。以叶片泵为例，推导恒流量泵的结构参数间的关系。
4-15 泵和马达在工作原理上是可逆的，那么是否任何泵都可作为马达用？
§4-3 泵 的 使 用
4-16 某机床液压系统采用一限压式变量泵。泵的流量-压力特性曲线ABC如图所示。泵的总效率为0.7。如机床在工作进给时泵的压力和流量分别为45×10Pa和2.5L/min，在快速移动时，泵的压力和流量为20×10Pa，20L/min，问泵的特性曲线应调成何种形状？泵所需的最大驱动功率为多少？
55
4-17 限压式变量叶片泵，如要使其特性曲线的拐点在D点，但要保持泵的最大压力
工作压力为10×10Pa，工作进给时大流量泵卸荷(卸荷压力为3×10Pa)[注：大流量
泵输出的油通过左方的阀回油箱]，由小流量泵供油，压力为45×10Pa。若泵的总效率为0.8，求该双联泵所需的电机功率为多
29
555pmax不变，问应如何进行调节？
4-18 某组合机床动力滑台采用双联叶片泵YB-40/6，快速进给时两泵同时供油，
少？
4-19 在实践中应如何选用液压泵？
§4-4 泵、马达系统
4-20 图为定量泵和定量马达系统。泵输出压力转速
pp=100×10Pa，排量
5qp=10mL/r，
np=1450r/min，机械效率
?mP=0.9,容积效率?VP=0.9；马达排量qM=10mL/r，机械效
5率mM=0.9，容积效率VM=0.9，泵出口和马达进口间管道压力损失5×10Pa，其它损失不计，试求：
1) 泵的驱动功率； 2) 泵的输出功率；
3) 马达输出转速、转矩和功率。
??
4-21 泵驱动马达，泵和马达的机械效率同为0.95，容积效率同为0.90，泵的排量为10mL/r,输出压力为10MPa,转速为1450r/min,如马达上的为30Nm，问应选用多大规格的马达，且马达的转速为多少？整个系统的功率损失等于多少？
4-22 一个泵，当负载压力为8×10Pa时，输出流量为96L/min，压力为100×10Pa时，输出流量为94L/min，用此泵带动一排量为80mL/r的马达，当负载转矩为120Nm时，马达的机械效率为0.94，转速为1100r/min。试求此时马达的容积效率。
4-23 图为调速回路，泵排量120mL/r,转速1000r/min，容积效率0.95。溢流阀B使泵压力限定为7MPa。节流阀C的阀口最大通流面积为0.27cm，流量系数0.65。马达D的排量160mL/r,容积效率0.95，机械效率0.8，负载转矩61.2Nm求马达的转速和从溢流
30
355阀流回油箱的流量。
31
4-24 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力量
py=4×10Pa，泵最大排
5qPmax=100mL/r，转速nP=1000r/min，容积效率?VP=0.9，机械效率?MP=0.85。马达的
qM?50mL/r,?VM?0.95,?mM?0.9。不计管道损失，当马达输出转矩为
相应参数为
TM?40Nm，转速为nM?160r/min时，求变量泵的排量、工作压力和输入功率。
4-25 图示系统，泵和马达的参数如下：
qPmax=115mL/r，nP=1000r/min,?mP?0.9,
?P=0.84, qM?148mL/r,?mM?0.9,?M?0.84,回路最大允许压力pr?83?105Pa，
不计管道损失，求
1) 马达最大转速及该转速下的输出功率和输出转矩； 2) 驱动泵所需的转矩。
第五章液压缸
液压系统中的液压缸，有些规格可以购得，但在有的情况下需自行设计，因此要熟悉缸的结构、主要计算以及设计的内容。一般是依负载选定压力确定缸的尺寸，但个别情况下也有依最小运动速度的要求来确定缸径的。差动缸的应用对减小系统的能耗有重大作用的。在设计缸时，只有在某些条件下才需要考虑缓冲和压杆稳定的问题。
5-1 图示三种结构形式的液压缸，直径分别为D、d，如进入缸的流量为q，压力为p，分析各缸产生的推力、速度大小以及运动的方向。 注：注意运动件及其运动的方向
5-2 图示两个结构相同相互串联的液
1?100cm，有杆腔压缸，无杆腔的面积A2p1?9?105Pa，输入流量q1?12L/min，
不计损失和泄漏，求：
1) 两缸承受相同负载时(F1?F2)，该
负载的数值及两缸的运动速度；
32
2A?80cm2面积，缸1输入压力
2) 缸2的输入压力是缸1的
33
1p12)，两缸各能承受多少负载？ 一半时(
1?0)，缸2能承受多少负载 ？ 3) 缸1不承受负载时(Fp2?5-3 图示两液压缸，缸内径D，活塞杆直径d均相同，若输入缸中流量都是q，压力
为p,出口处的油都直接通油箱，且不计一切摩擦损失，比较它们的推力、运动速度和运动方向。
5-4 图示一与工作台相连的柱塞缸，工作台重980kg，如缸筒柱塞内摩擦阻力为
Ff?1960N，D=100mm,d=70mm, d0?30mm ,求工作台在0.2s时间内从静止加速到最
大稳定速度v=7m/min时，泵的供油压力和流量各为多少？
5-5 图示两单柱塞缸，缸内径D，柱塞直径d，其中一个柱塞缸的缸固定，柱塞克服负载而运动。如果在这两个柱塞缸中输入同样流量和压力的油液，它们产生的速度和推力是否相等？为什么？
34
5-6 图示液压缸，节流阀装在进油路上，设缸内径D=125mm，活塞杆直径d=90mm,
5p?40?10Pa，回油压力1节流阀流量调节范围为0.05~10L/min，进油压力
p2?10?105Pa，求活塞最大、最小运动速度和推力。
5-7 缸径D=63mm,活塞杆径d=28mm,采用节流口可调式缓冲装置，环形缓冲腔小径
dc?35mm，求缓冲行程lc?25mm，运动部件质量m=2000kg,运动速度v0?0.3m/s，
5F?950Np?70?10Pa时的最大缓冲压力。如缸筒强度不够时该fP摩擦力，工作腔压力
怎么办？
35
55-8 设计一差动连接的液压缸，泵的流量为q=25L/min，压力为63?10Pa，工作台3快进快退速度为5m/min，试计算液压缸的内径D和活塞杆的直径d，当外载为25?10N时，溢油阀的调定压力为多少？
45-9 设计一单杆活塞液压缸，已知外载F?2?10N，活塞和活塞杆处的摩擦力
Ff?12?102N，进入液压缸的油液压力为50?105Pa，计算缸的内径，若活塞最大速度vmax?4cm/s，系统的泄漏损失为10%，应选多大 流量的泵？若泵的总效率为0.85，电机
的驱动功率应多大？
5-10 一单杆液压缸快进时采用差动连接，快退时油液输入缸的有杆腔，设缸快进、快退的速度均为0.1m/s，工进时杆受压，推力为25000N。已知输入流量q=25L/min，背压
p2?2?105Pa，求：
1) 缸和活塞杆直径D、d；
2) 缸筒材料为45号钢，缸筒的壁厚；
3) 如活塞杆铰接，缸筒固定，安装长度为1.5m，校核活塞杆的纵向稳定性。
5-11 如双杆活塞缸，两侧的杆径不等，当两腔同时通入压力油时，活塞能否运动？如左右侧杆径为d1,d2(d1?d2)，且杆固定，当输入压力油的压力为p，流量为q时，问缸向哪方向走？速度、推力各为多少？
5-12单杆缸差动连接时，由于有杆腔的油液流出，产生背压，所以无杆腔和有杆腔的压力并不一样大，有杆腔的压力比无杆腔的大，在此情况下能实现差动动作吗？如果外载为零，差动连接时，有杆腔和无杆腔的压力间有什么关系？
5-13 多级伸缩套筒缸一般是单作用式的，如要设计一个双作用式的多级伸缩套筒缸，其结构示意图如何？
5-14 单作用多级套筒缸在伸出和缩进时，各级套筒的运动顺序是怎样的？对于双作用多级套筒缸，设在伸缩时的负载都是阻力负载，问它在伸出和缩进时各级套筒的运动顺序如何？
5-15 设计一个双作用连续动作式的增压缸的原理示意图。
第六章 液压阀
液压系统是利用液压阀来实现控制的。液压系统工作的好坏在很大程度上取决于由液压阀组成的控制系统。因此液压阀在系统中作用比泵、执行元件等更为重要。通过本章习题的演习，可以熟悉各类阀的功用及它们的主要特点，为在后续章节中组成典型回路奠定必要的基础。
6-1液控单向阀
36
6-1图示液压缸，A1?30cm，
2A2?12cm2，F=30?103N，液控单向阀
用作闭锁以防止液压缸下滑。阀内控制活塞面积Ak是其阀芯承压面积A的三倍。若摩擦力、弹簧力均忽略不计，试计算需要多大的控制压力才能开启液控单向阀？开启前液压缸中最高压力为多少？
6-2图示回路，活塞在上升时，如将换向阀切换到中位，重物迅速停止并不下滑；活塞下降时，如将换向阀换到中位，重物会缓慢下滑，下滑的速度和换向阀的泄露量有关，但过了一段时间，重物就停止下滑了。试解释这两种现象，并提出改进的方法（提示：分析问题时，注意单向阀能否迅速关闭）
6-3图示回路，内泄式液控单向阀的控制压力由电磁阀控制。试车时发现电磁铁断电时，液控单向阀无法迅速切断油路；此外，开启液控单向阀所需的控制压力pK也较高。试非系原因并提出改进方法。
6-4图示回路，液控单向阀用以防止重物下滑。试分析能否选用普通内泄式的液控单向阀？如果将节流阀与液控单向阀的位置对调，情况又会怎样？如果将节流阀去掉，活塞能否平稳的下降？
6-5若单杆液压缸两腔工作面积相差很大，当小腔进油大腔回油得到快速运动时，大腔回油量很大。为避免选用油量很大的两位四通阀，常增加一个大流量的液控单向阀旁通排油，试画出油路图。
6-2换向阀
6-6弹簧对中型的三位四通电液换向阀，其先导阀的中位机能及主阀的中位机能能否任意选择？
6-7三位换向阀的哪些中位机能能满足表列特性，请在相应位置打“√”
37
6-8用一个三位四通电磁阀来控制单杆活塞缸的往返运动，如果要求活塞能平稳地停在任意位置且液压泵保持高压，该用何种中位机能为好？可供选择的有：O、M、H、P、Y和K型。
6-9高压电液换向阀，如以内控方式安装，它的外控油口接管用堵塞封住。如现场需要用低压外控油来控制，能否直接将控制油源与这个外控油口接管相连，系统就可以正常工作了？
6-10 图示回路中的电液换向阀不能正常工作，指出故障的原因并改正之。
6-11 二位四通电磁阀能否作二位三通或者二位二通？应如何接法？
6-12 用若干个二位二通电磁阀可使双作用液压缸换向，用二位三通电磁阀呢？画出上述两种换向回路图。
6-3 溢流阀
6-13 某溢流阀的流量压力特性曲线如图所示，开启压力为4 MP，全流压力为5MP，定量泵流量为10L/min，若溢流量为1 L/min时，试分析溢流阀的稳压性能。
38
6-14 若将先导式溢流阀主阀芯的阻尼小孔堵死，会出现什么故障？如果溢流阀先导阀锥阀座上的进油小孔堵塞，又会出现什么故障？
6-15 先导式溢流阀的压力损失Δp损通常是指溢流阀的调压手轮在全松位置，在通过额定流量时的进出口间的压力差，而溢流阀的卸荷压力Δp卸通常是指远程控制口和油箱直通，阀处于卸荷状态下通过额定流量时进出口间的压力差，试分析这两种压力损失的大小是否相同？为什么？
6-16 图示系统中溢流阀的调整压力分别为pA?3MP，pB?1.4MP，pC?2MP试求系统的外负载趋于无限大时，泵输出的压力为多少？如将溢流阀B的远程控制口堵住，泵输出的压力为多少？
6-17 图示的两个系统中，各溢流阀的调整压力分别为pA?4MP，pB?3MP，
pC?2MP如系统的外负载趋于无限大，泵的工作压力各为多少？对图a的系统，要
求说明溢流量时如何分配的？
39
6-18 图示溢流阀的调定压力为4 MP，若阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表读数各为多少？
1）DT断电，且负载为无限大时； 2）DT断电，且若负载压力为2MP； 3）DT得电，且负载压力为2MP时。
6-19 直动式溢流阀和普通节流阀都能作背压使用，它们在作用上有无差别？
6-4 减压阀
6-20 若减压阀在使用中不起减压作用，原因是什么？又如出口压力调不上去，原因是什么？
6-21 两个不同调整压力得减压阀串联后得出口压力决定于哪一个减压阀得调整压力？为什么？如两个不同调整压力的减压阀并联时，出口压力又决定于哪一个减压阀？为什么？
6-22 Y型溢流阀与减压阀的铭牌掉了，在不拆开阀的情况下，如何判断哪个时溢流阀，哪个时减压阀？
6-23 板式连接的Y-10B中压溢流阀与J-10B减压阀，底板上除了两个进出油口外，还有一个标有L（或K）的小孔。如果选用安装底板时不加区分，将L孔直接通油箱的
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底板安装溢流阀，或者将不开L孔的底板用来安装减压阀。试分析在这两种情况下，溢流阀，减压阀会产生什么异常现象？正确的底板应如何设计？
6-24 图示回路中，溢流阀的调整压力
p?5MP，
减压阀的调整压
力pJ?2.5MP。试分析下列各情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？ 1）当泵压力pB?pY时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C点的压力为多少？
2）当泵压力由于工作缸快进，压力降到pB?1.5MP时（工件原先处于夹紧状态），A、C点的压力各为多少？
3）夹紧缸在未夹紧工件前作空载运动时，A、B、C点的压力各为多少？
6-25 图示回路，负载压力pL，减压阀调整压力pJ，溢流阀调整压力pY，且pY>pJ， 试分析泵的工作压力由什么值来确定？
6-26 图示回路，溢流阀的调整压力为5MP，减压阀的调整压力1.5MP，活塞运动时负载压力为1MP，其它损失不计，试求：
1）活塞在运动期间和碰到死挡铁后管路中A、B处的压力值；
2）如果减压阀的外泄油口在安装时未接油箱，当活塞碰到死挡铁后A、B处的压力值。
41
6-27 图示的减压回路，已知缸无杆腔、有杆腔的面积未100cm、50cm,最大负载
2
F1?14?103N,F2?4N,背2压
50p?1.5?105Pa,节流阀2的压差Δp?2?105Pa,求：
1）A、B、C、各点的压力（忽略管路阻力）；
2）泵和阀1、2、3应选用多大的额定压力？
3）若两缸的进给速度分别为
v1?3.5cm/s，v2?4cm/s，泵和各
阀的额定流量应选多大？
6-5 顺序阀
6-28 图示回路，顺序阀的调整压力pX?3MPa，溢流阀的调整压力pY?5MPa，问在下列情况下：
1）液压缸运动时，负载压力；pL?4MPa； 2）如负载压力pL变为1MP；
3）如活塞运动到右端位时，A、B两点压力等于多少？
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N，F2?30000N，有效工作6-29 图示系统，缸Ⅰ、Ⅱ上的外负载F1?20000面积都是A?50cm，要求缸Ⅱ先于Ⅰ动作，问：
1）顺序阀和溢流阀的调整压力分别为多少？
2）不计管路阻力损失，缸Ⅰ动作时，顺序阀进口、出口压力分别为多少？ 6-30 图示回路，顺序阀和溢流阀串联，它们的调整压力分别为pX和pY，当系统的外负载趋于无限大时，泵出口处的压力是多少？若把两只阀的位置互换一下，泵出口处的压力是多少？
2
6-31 先导式顺序阀的工作原理和先导式溢流阀基本相同，但顺序阀导阀泄漏量大得多，严重时可达10 L/min以上，试分析泄漏大的原因。
6-32 根据顺序阀结构原理图，试6-33 顺序阀和溢流阀是否可以互问： 换使用？
1）如将调压弹簧的外泄油口安装成内部回油形式，即L口与p2口相通时，
顺序阀能否正常工作？
2）如果阀芯内阻尼孔a堵塞，将会出现什么故障？
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6-34 从结构原理图和符号图，说明顺序阀、溢流阀的异同特点。
6-6 节流阀
6-35 节流阀的最小稳定流量有什么意义？影响其数值的因素主要有哪些？ 6-36 定压式进口节流调速回路中，溢流阀溢流，在考虑溢流阀调压偏差时，试分析：
1）如果负载为定值，将节流阀开口减小，泵的工作压力如何变化？
2）如果节流阀开口不变，负载减小，泵的工作压力如何变化？
6-37 图中定量泵的输出流量qP为一定值，若改变泵出口处节流阀的开口大小，问活塞运动速度会不会发生变化？流过a、b、c三点处的流量各是多少？
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6-7 调速阀
6-38 缸的活塞面积A=100cm，负载在500～40000N的范围内变化，为使负载变化时活塞运动速度稳定，在液压缸进口处使用一个调速阀。如将泵的工作压力调到额定压力6.3MP，试问是否适宜？
6-39 在缸的回油路上，用减压阀在前，节流阀在后相互串联的方法，能否起到和调速阀相同的作用，使缸的活塞运动速度得到稳定呢？使用时要注意什么？而如将它们（减压阀在前，节流阀在后的串联）装在缸的进油路或旁油路上，活塞运动速度能稳定吗？
26-8 插装式锥阀
6-40 图示为插装式锥阀组成方向阀的两个例子。如果阀关闭时A、B有压力差，试判断DT得电和断电时，图a和b的压力油能否开启锥阀产生流动？并分析锥阀的密封性。
6-41 各类阀的进出口如果接反了，阀还能工作吗？对系统产生什么影响？逐一分析之。
第七章 辅助装置
辅助装置在系统中虽起辅助作用,但千万不可忽视.设计系统时,因不注意辅助装置,因而油温过高,系统污染严重而鼓掌频繁者也不乏其例.因此,为节能而正确确定油箱的容积;以及为减小压力损失和防止气穴而正确选定导管内径等等,都是非常重要的.这就是本章要演习的问题.
7-1 蓄能器
7-1 某一蓄能器的冲气压力pA?9MPa(所给压力均为绝对压力),流量q?5L/min的泵冲油,升压到压力p1?20MPa时快速向系统排油,当压力降到p2?10MPa时排出的体积为5L,试确定蓄能器的容积VA.
7-2 液压机的压制力500kN,液压缸行程10cm,速度4cm/s,每分钟动作2次.泵的工作压力14MPa,效率0.9.如果改用工作压力范围10-14MPa的蓄能器对液压缸供油,冲气压力为9MPa,试计算采用与不采用蓄能器时泵所需的功率以及蓄能器的容积.
7-3 皮囊式蓄能器容量为2.5L,气体的冲气压力为2.5MPa当工作压力从p1?7MPa变化到p2?4MPa时, 蓄能器能输出的油液体积是多少?
7-4 有一系统,采用输油量为25L/min,系统中的最大表压力为7MPa,执行元件作间歇运动,在0.1s能需用油0.8L,如执行元件间歇运动的最短间歇时间为30s,系统允许的压力差为
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1MPa.试确定系统中所用蓄能器的容量.
7-5 有一液压回路,换向阀前管道长20m,内径35mm,流过的流量为200L/min,工作压力为5MPa,若要求瞬时关闭换向阀时,冲击压力不超过正常工作压力的5%,试确定蓄能器的容
3900kg/m量(油的密度为).
7-6 图示为蓄能器液压缸系统,活塞面积为A,负载质量为m.在初始时刻,活塞在左端位置不动,蓄能器压力为p1时,气体容积为V1.假定排液为等温过程,不计管道压力损失和液压缸的摩擦阻力,试确定仅用蓄能器向液压缸供油时,活塞运动速度u与p1,V1的关系.
7-2 滤油器
7-7 某液压系统的叶片泵流量为40L/min,吸油口安装XU-80X100线隙式滤油器(该型号
5q?80L/min,?p?0.6?10Pa).试讨论该滤油100?mnn表示流量过滤精度,压力损失
器是否会引起泵吸油不充分的现象?
7-8 选择滤油器安装方式时要考虑哪些问题?如果一个液压系统采用轴向柱塞泵,已购置了一个壳体能承受高压的精滤油器,其规格与泵的流量相同,该滤油器可安装在液压系统中的什么位置上?
7-3 油箱
7-9 液压系统工作时,如果液压缸的容积很大,在活塞往复移动过程中,油箱液面的位置是波动的.试分析在系统中泵的吸油滤油器.回油管管端.泄油管管端以及油箱隔板高度位置应取在什么位置比较恰当?管端的形状取什么为好?
7-10 某高压液压系统长期连续工作,泵的工作压力为26MPa,流量40L/min,效率0.85.油箱有效容积500L,通风情况良好,环境温度25度.试估算热平衡时油箱的温度为多少?设阀及管道损失可不予考虑.
7-11 一单杆液压缸,活塞直径为100mm,活塞杆直径为56mm,行程为500mm.现从有杆腔进油,无杆腔回油,问由于活塞的移动而使有效底面积为200cm的油箱液面高度的变化是多少?
7-12 某调速阀调速系统,液压缸所需流量为3L/min,系统所用的定量泵流量为10L/min,溢流阀的调整压力为4.8MPa,泵的效率为0.8,油箱通风条件良好,若允许油箱中的油的温度升为30度,试确定油箱的容积.
27-4 密封装置
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7-13 用聚氨脂橡胶制成的YX型密封圈,其内外唇长短不等,因此有孔用和轴用两种结
构.如果用于活塞杆与导套的密封,能否选用孔结构的密封圈?与Y型密封圈相比较, YX型密封圈有何特点?
7-14 O形密封圈在液压系统中可以用与动密封和固定密封,在使用压力上及装配方面应考虑哪些问题?
7-5 管件
7-15 某液压系统,使用YB叶片泵,压力为6.3MPa,流量为40L/min,试选油管的尺寸. 7-16 液压系统中的油管,吸油管选?42mm?2,油压管选?28mm?2,都是无缝钢管,问它可用在多大压力和流量的系统?
第八章 调速回路
回路是液压系统的基本组成单元,是为了完成某种特定功能而由元件组成的油路结构.注意回路中各个元件的结构类型,布置方式(串联,并联),作用功能和相互影响是认识,理解和分析讨论每种回路的关键.必须详加推敲.
对机床液压系统来说,调速回路是它的组成核心,在探讨这种回路的工作原理,功能特点,应用范围时,每次都须从它的运动特性,机械特性和功率特性这三个主要方面出发,才能把握住要领.
8-1 节流调速回路
8-1 试求教材中图8-1b所示回路的液压缸活塞在负载消失时的前冲加速度,影响着个速度的因素有哪些?
8-2 定压式节流调速回路中的节流阀如具有理想的薄壁孔节流特性,回路的最高效率值为多少?在什么情况下才能得到?
8-3 试列表说明负载变化及节流阀开口大小变化对教材中图8-1所示节流调速回路的速度刚性,输入功率和输出功率的影响.
1max,如当8-4 试证明变压式节流阀节流调速回路的液压缸输出功率亦有一个最大值P0.6q1以L/min计, pp以MPa计时有: q1?(40?0.6pp?8.1pp).试绘制P?pp特性曲线
图.
8-5 如使教材中图8-1a和b两调节回路具有相同的液压泵输油量qp,液压缸参数A1和
A2,节流阀参数c和?,并使他们的活塞在相同的负载F下都以速度v移动,试在:1) pp相同;2) ?pT相同这两种情况下,对比他们的速度刚性,输入功率,输出功率,功率损失和效率.
8-6 上题的哪种回路能使活塞在节流阀的最小稳定流量下获得最低稳定速度?为什么?在哪种情况下能使这两种回路的活塞最低移动速度尽可能接近?为什么?
8-7 试对教材表8-1 中进-出口节流阀调速回路的各个表达式进行推导.这种调速回路的调速任务究竟是由哪个节流阀来完成的?为什么?
8-8 如图所示回路中的活塞在其往返运动中受到的阻力大小F相等,方向与运动方向相反,试比较:
1)活塞向左和向右的运动速度哪个大?
2)活塞向左和向右运动时的速度刚性哪个大?
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8-9 在图示回路中，若泵的输出流量qp?10L/min,溢流阀调整压力pY?2MPa,两
22个薄壁孔型节流阀的流量系数都是cd?0.67,开口面积, AT1?0.02cm,AT2?0.01cm,
油液密度??900kg/m,试求不考虑溢流阀的调压偏差时
1)液压缸大腔的最高工作压力; 2)溢流阀的最大溢流量.
8-10 图示两节流阀可以联动调节进-出口调速回路.如两阀节流口的形状大小完全相同,试写出在不考虑液压缸泄漏和机械损失时活塞向右运动的回路机械特性方程.
3 48
8-11 试求用上题的调速回路来使单杆液压缸中活塞往复运动速度相等的具体条件. 8-12 在图示的调速阀节流调速回路中,已知化,v=20cm/min,如调速阀要求的最小压差?pmin?0.5MPa,试问:
1)溢流阀的调整压力pY是多少?(不计调压偏差)?泵的工作压力是多少? 2)液压缸可能达到的最高工作压力是多少? 3)回路的最高效率是多少?
:
qp?25L/min,A1?100cm2,A2?50cm2,F由零增至3000N时活塞向右移动速度基本无变
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8-13 图示节流调速回路,试问:1)是怎样进行工作的?;2)属于哪种类型?;3)它的效率表达式是怎样的?与教材中式(8-10)有何不同?
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