第五章液压控制元件
第一节概述
一、一、液压控制阀的功能和分类
表5-1列出了液压阀的分类情况。
对液压阀的基本要求：
1）结构简单、紧凑、动作灵敏，工作可靠、调节方便。
2）密封性能好、压力损失小。
3）通用性好，便于维护和安装。
二、阀口的结构形式与对应的流量公式
液压阀的阀口结构形式及过流面积如表5-2所示。
通过各阀口的流量为
p
x A C q d ?=2
)
(ρ
三、液动力
液流流经阀口时，由于流动方向和流速的变化造成液体动量的改变，阀芯会受到附加作用力，即液动力。
液动力分为稳态液动力和瞬态液动力两种。 （一）稳态液动力
稳态液动力指的是阀芯移动完毕，阀口开度固定之后，液流流经阀口时因动量改变而附加作用在阀芯上的力。
1、滑阀液动力
油液流经一个完整腔滑阀阀口的轴向稳态液动力的大小为F bs =ρqvcosФ， 作用方向使阀口趋向于关闭。具体见圆柱滑阀稳态液动力 稳态液动力对滑阀性能的影响是
1）加大了操纵滑阀所需的力，尤其在高压大流量的情况下，成为操纵阀芯的突出问题； 2）使阀口趋于关闭，相当于一个回复力，使阀的工作趋于稳定。
为了解决稳态液动力增大滑阀操纵力的问题，通常在结构上采取一些措施来补偿或消除此力。图5-1所示为采用特种形式的阀腔补偿稳态液动力的例子。
图5-1a 为采用特种形式的阀腔；
图5-1b 为在阀套上开斜孔，使流入和流出阀腔液体的动量互相抵消，减小轴向液动力；
图5-1c 为加大阀芯的颈部直径，使液流流过阀芯时有较大的压力损失，以便在阀芯两端面产生不平衡的液压力，抵消轴向液动力等。
图5-1 滑阀上稳态液动力的补偿法
a)特种形状阀腔 b)阀套开斜孔 c)液流产生压降
a)b)
c)
2．锥阀
图5-2 锥阀上的稳态液动力
a)内流式 b)外流式
a)
b)
不同的锥阀结构所受液动力有所区别。图5-2所示为油液流经常用锥阀阀口的两种情况。锥阀为两通阀，可以是A 流向B ，也可以是B 流向A ，前者为外流式，后者为内流式。两种情况下的稳态液动力的大小均为
p dx C qv F d b ?==απαρ2sin cos
其中外流式锥阀阀口的稳态液动力使阀口趋于关闭，内流式的稳态液动力使阀口趋于开启。具体见圆锥滑阀稳态液动力
四、滑阀上的液压卡紧力
滑阀在工作时阀体和阀芯之间存在不平衡的径向力，引起移动阀芯时的轴向摩擦力，即液压卡紧力。
引起液压卡紧现象主要的原因是来自滑阀形状误差和同心度变化所引起的径向不平衡液压力。
图5-3所示为滑阀上产生不平衡径向力的几种情况。图中p 1、p 2分别表示高、低压腔的压力。
图5-3a 表示阀芯带有倒锥（锥部大端在高压腔），由于阀芯带有倒锥，阀芯上受到一个不平衡的径向力，直到阀芯与阀体二者接触为止。
图5-3a 滑阀产生不平衡的径向力（倒锥）
图5-3b所示为阀芯带有顺锥，这时阀芯如有偏心，也会产生不平衡的径向力，但此力恰好是使阀芯恢复到中心位置，从而避免了液压卡紧现象。
图5-3b滑阀产生不平衡的径向力（顺锥）
图5-3c所示为阀芯或阀体因弯曲等原因而倾斜的情况，由图可见该情况的不平衡的径向力较大。
图5-3c滑阀产生不平衡的径向力（倾斜）
具体见液压卡紧图为了减小液压卡紧力，可以采取以下措施
1）1）提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心。阀芯的椭圆度和锥度允差为0.003～0.005mm，要求带顺锥。
2) 在阀芯凸肩上开均压槽。均压槽可使同一圆周上各处的压力油互相沟通，并使阀芯在中心定位。具体见开均压槽图
其中K与均压槽条数n有关，均压槽的位置应尽可能靠近高压腔，槽的深度和宽度至少应为间隙的10倍，通常取宽度为0.3～0.5mm，深度为0.8～1mm，槽距为1～5mm。
3）3）轴向加适当频率和振幅的颤振。
4）精密过滤油液。
五、液压阀的连接方式
1.管式连接
把阀体上的进出油口由螺纹或法兰通过管接头或法兰与管路直接连接。
2.板式连接
板式阀的各油口均布置在同一安装面上，通过安装螺钉将其固定在过渡板上，阀的进出油口经过过渡板与管路相连。
3.集成块连接
当板式阀采用多个阀共用一个过渡板时，为集成块。集成块为六面体，阀可以安装在集成块的不同侧面上，阀与阀之间的油路通过块内的流道沟通，这种连接可减少连接管路。
4.叠加式连接
叠加式连接是在板式连接的基础上发展起来的一种连接型式。叠加阀的上下两面为安装面，并开有进出油口P、A、B、T及泄漏油口L。将所需的阀叠加并用长螺栓经安装孔串联固定在底板上，回路的油口由底板与管路相连。
5.插装式连接
根据阀的不同功能由阀芯、阀套等构成的组件（插入件）插入专用的阀块孔内，配以
盖板、先导阀组成不同要求的液压回路。阀块内的流道将各组件之间的进出油口、控制油口沟通，然后与外部管路相连接。
第二节 压力控制阀
一、概述
压力控制阀是用来对液压系统中液流的压力进行控制与调节的阀。
此类阀是利用作用在阀芯上的液体压力和弹簧力相平衡的原理来工作的。
常见的压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序法、压力继电器等。
二、溢流阀（产品图）
溢流阀
溢流阀
爆炸图
爆炸图
阀心等
阀心等零件
（一）直动式溢流阀
图5-4为直动式溢流阀的工作原理图。它由阀体、阀芯、调压弹簧、弹簧座、调节螺母等组成。进油口P
图5-4直动式溢流阀的工资原理图
1－阻尼孔2－阀体3－阀心4－弹簧座5－调节螺杆6－阀盖7－调压弹簧 直动式溢流阀动画图、直动式溢流阀装配动画图、直动式溢流阀装配动画图、直动式溢流阀产品照片、零件
若溢流阀的压力较高，流量较大，要求调压弹簧具有很大的弹簧力，使溢流阀调节性能变差，结构上也难以实现。
直动式溢流阀一般只用于低压小流量系统，或者作为先导阀使用。中、高压系统则采用先导式溢流阀。
（二）先导式溢流阀（产品图片）
溢流阀
溢流阀
溢流阀
溢流阀
溢流阀
溢流阀
溢流阀
溢流阀
先导式溢流阀组成，先导式溢流阀工作原理图
先导式溢流阀装配动画图、先导式溢流阀装配动画图2
图5-5为先导式溢流阀的工作原理图。它由先导阀和主阀组成。
图5-5先导式溢流阀的工作原理图
1－主阀心2－复位弹簧3－调压弹簧4－先导阀心5－阻尼孔阻尼孔的阻尼作用，使主阀两端形成压差，以打开主阀口，实现溢流。
调节先导阀3的调压弹簧4，便可调节溢流压力。
主阀弹簧2只用来克服阀芯运动时的摩擦力，故主阀弹簧力很弱，又称其为复位弹簧。
远程控制口K：
1）实现卸荷。
2）使用远程调压阀后便可对系统的溢流压力实行远距离调节。
图5-6为二级同心先导式溢流阀的结构，二级同心先导式溢流阀动画图。先导阀为锥阀，主阀芯为带圆柱面的锥阀。
1－阀心234－阻尼孔5－先导阀座6－先导阀体7－先导阀心8－调压弹簧9－复位弹簧
10－主阀体
图5-7为三级同心先导式溢流阀的结构、三级同心先导式溢流阀动画图1三级同心先
在先导式溢流阀中，溢流阀的溢流流量大部分经主阀阀口流回油箱，通过先导阀的流量很小，一般仅占主阀额定流量的1%，约1～5L/min；
由于通过先导阀的流量很小，阀座孔直径d很小，即使是高压阀，先导阀的弹簧刚度也不大，因此阀的调节性能较好；
先导式溢流阀要导阀和主阀都动作以后才能起控制作用，反应不如直动式溢流阀灵敏。
先导式溢流阀产品照片、零件
（三）主要性能
1．1．静态特性
（1）调压范围
（2）压力流量特性具体见在图5-4
图5-8
先导式溢流阀的开启比通常都比直动式大，即静态调压偏差值比直动式小。
（3）卸荷压力
（4) 最大允许流量和最小稳定流量
2 动态性能指标
当溢流阀的溢流量由零阶跃变化至额定流量时，其进口压力将迅速升高并超过额定压力的调定值，然后逐步衰减到最终稳态压力，完成其动态过渡过程。如图5-9所示。
（四）溢流阀的应用
（1)调压溢流在定量泵节流调速供油系统中，利用溢流阀将多余的油液排回油箱，调节弹簧的预紧力，也就调节了系统的工作压力。此时，溢流阀处于常开状态。
（2)安全保护在定量泵或变量泵供油系统中，没有多余的油液需要排回油箱，溢流阀处于常闭状态。只有在系统过载时溢流阀才打开，防止系统压力进一步升高，以保障系统的
安全。系统的工作压力由负载决定。
（3）实现远程调压或使系统卸荷将先导式溢流阀的远控口和远程调压阀或油箱接通以实现远程调压和系统卸荷。
三、减压阀
用于保证出口压力为定值的定值减压阀；用于保证进出口压力差不变的定差减压阀，用于保证进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，简称为减压阀。
1.直动式减压阀
图5-10
2.先导式减压阀
图5-11和图5-12为先导式减压阀的两种不同结
构型式。
先导式减压阀动画图、减压阀、先导式减压阀产品照片、零件
与溢流阀相比，减压阀有如下特点
1) 减压阀阀口常开，进出油口相通；溢流阀阀口常闭，进出油口不通。
2) 减压阀检测的是阀出口压力，保证阀出口压力为定值；而溢流阀检测的是阀进口压力，保证阀进口压力恒定。
3) 减压阀出口压力油接某一低压支路去工作，出口压力不为零；溢流阀的出口直接接回油箱，压力近似为零。
4）由于减压阀出口压力不为零，为了保证减压阀的正常工作，减压阀弹簧腔的泄漏油和先导阀的回油需要专门的回油口，单独引回油箱；而溢流阀弹簧腔的泄漏油和先导阀的回油经阀体内流道直接至出口。
3 性能
如果忽略稳态液动力则
在k较小，且考虑到x＜＜x0，则
上式说明了减压阀的出口压力可以基本保持恒定。
减压阀的p2-q特性曲线如图5-13所示。
当减压阀的出口处不输出油液时，它的出口压力基本上仍能保持恒定，此时有少量的油液通过减压阀开口经先导阀和泄油管流回油箱，保持该阀处于工作状态。
减压阀的出口压力与出口的负载有关，若负载建立的压力低于减压阀调定压力时，则阀出口压力由负载决定，此时减压阀不起减压作用，阀进出口压力相等。
四、顺序阀
直动式顺序阀动画图
图5-14直动式顺序阀
1－调压弹簧2－上盖3－阀体4－阀心5－控制活塞6－下盖顺序阀是一种利用压力控制使两个执行元件按先后实现顺序动作的压力阀。图5-14所示为板式连接的直动型顺序阀，阀芯为二台肩的滑阀。
如果将顺序阀的上盖或下盖旋转90°安装，则顺序阀又可以由内控外泄变换为内控内泄、外控内泄、外控外泄等三种型式。职能符号图见图
5-15。其中
1） 1）内控内泄型安装在液压系统的回油路，出口接油箱，由调压弹簧
保证阀的进口压力，即回油背压为调定值，
2） 2）因此又称为平衡阀或背压阀。此时阀芯受力平衡，阀芯稳定在某一位置，弹簧腔的泄漏油内引至阀的出口。
2）外控内泄型用于双泵供油回路，阀的进口旁接在低压大流量泵的出口，控制活塞的压力油引至高压小流量泵的出口（外控）。当高压小流量泵的出口压力大于阀的调定压力时，
阀口全开使低压大流量泵经此阀卸荷回油箱，故又称为卸荷阀。因阀的出口直接接回油箱，因此阀弹簧腔的泄漏油内引到阀的出口（内泄）。
3）外控外泄型安装在液压系统的某一支路做液压开关，即外控压力低于阀的调定压力时，阀口关闭；当外控压力大于阀的调定压力时，阀口全开使液流顺利通过。因阀的出口油液去工作、压力不等于零，因此弹簧腔的泄漏油须单独引回油箱（外泄）。
顺序阀与溢流阀相比较，相同的是它们检测和控制的都是阀进口的压力，并且处于常闭状态；不同的是顺序阀的出口视具体工作不同可以直接接回油箱，也可以接二次油路，前者弹簧腔的泄露油为内泄，后者为外泄。
五、压力继电器（产品图片）
压力继电器
压力继电器
压力继电器
压力继电器
压力继电器
压力继电器
压力继电器
压力继电器
压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件，是电器转换元件。其作用是，根据液压系统压力的变化，通过压力继电器的微动开关，自动接通或断开电气线路，实现执行元件的顺序控制或安全保护。压力继电器动画图
图5-16所示为单触点柱塞式压力继电器。主要零件包括柱塞1，调节螺帽2和电气微动开关3。
图5-16单触点柱塞式压力继电器
1-柱塞2-调节螺帽3－微动开关
第三节流量控制阀
一、概述
流量控制阀是通过改变阀口通流面积的大小，即改变液阻来实现流量调节的液压阀。流量调节的目的是改变进入执行元件的流量，调节执行元件的运动速度，以满足液压系统的工作要求。流量控制阀是节流调速回路中的基本调节元件。
流量控制阀包括节流阀、调速阀、旁通型调速阀和分流集流阀等。
二、节流阀
（一）
图5-17 节流阀的典型结构
1－螺纹调节机构2－阀体3－阀心（左边位结构图，右边是职能符号）
节流阀是一种最简单、最基本的流量控制阀。图5-17所示是一种典型的节流阀结构图，它主要由阀芯3、阀体2、螺母1等零件组成。节流阀动画图、节流阀装配动画
节流阀产品照片、零件
为了平衡阀芯上的液压径向力，轴向三角槽须对称布置，三角槽数n ≥2。 （二）主要性能 1.流量特性
通过节流阀的流量及其前后压差的关系可表示为
m p KA q ?=
式中 K —节流系数，一般可视为常数；
A —节流阀通流面积，其计算公式随阀口形式不同而异，见表5-2。
△p —阀口前后压差；
m —由孔口形式决定的指数，0.5≤m ≤1。
图5-18不同开口是节流的流量特性
2、节流阀的刚性
节流阀开口面积A q 变化量的比值
刚性T 越大，节流阀的性能越好。减小m 的值，可提高刚性，所以目前使用的节流阀多采用m=0.5的薄壁孔口式节流口；
提高△p 有利于提高节流阀刚性，但是△p 过大，可能造成压力损失的增大，而且可能导致阀口因面积太小而堵塞，因此一般取△p =（0.15～0.4）MPa 。
3.最小稳定流量
造成堵塞现象的主要原因是 1）油液中的污物堵塞节流口，
2）油液中的极化分子和金属表面的吸附作用导致节流缝隙表面形成吸附层，使节流口的大小和形状受到破坏。
3）阀口压差较大时，因阀口温升高，液体受挤压的程度增强，金属表面易受摩擦而形成电位差，引起堵塞。
减轻堵塞现象的措施有
1）选择水力半径大的薄刃节流口。
2）精密过滤并定期更换油液。
3）选择合适的节流口前后压差。
节流阀堵塞现象使其在小流量下工作时流量不稳定，以至执行元件出现爬行现象。所以，节流阀应有一个能正常工作的最小流量限制，即最小稳定流量。
（三）节流阀的应用
1.起节流调速作用
在定量泵供油的节流调速系统中，节流阀与溢流阀配合使用，调节执行元件的运动速度。其调速原理将在第七章的速度调节回路中讲述。
2.起负载阻尼作用
有些液压系统流量是一定的，改变节流阀的开口面积将导致阀的前后压力差的改变。此时节流阀起负载阻尼作用，称之为液阻。节流口面积越小液阻越大。节流元件的阻尼作用被广泛用于液压元件的内部控制中。
3.起压力缓冲作用
在液流压力容易发生突变的地方安装节流元件可以延缓压力突变的影响，防止液压冲击，起保护元件作用。典型的例子是压力表前的阻尼孔—可调式压力表开关；又如液压缸中的节流缓冲装置。
三、调速阀和旁通型调速阀
对于执行元件负载变化大和速度稳定性要求高的调速系统，必须对节流阀进行压力补偿，来保持节流阀前后压差不变，起到稳定流量的作用。常见的结构有调速阀和旁通型调速阀。
（一）调速阀（产品图片）
调速阀
调速阀
调速阀
调速阀
1. 1.调速阀的工作原理
1液压系统中的压力取决于—负载执行元件的运动速度取决于—流量_ 2 ?液压传动装置由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件四部分组成，其中动力元件、执行元件为能量转换装置。 3?液体在管道中存在两种流动状态，层流时内摩擦力起主导作用（雷诺数小），紊流时惯 性力起主导作用（雷诺数大） 4.理想液体的伯努利方程：表明了流动液体各质点、压力和速度的关系。物理意义：在管内作稳定流动的理想液体具有动能、位置势能和压力能三种能量，在任一截面上这三种能量 都可以互相转换，但其和都保持不变。 5.液压泵：是液压系统的动力元件，它是一种能量的转换装置即将原动机输入的机械能转变成液体的压力能，是液压系统重要的组成元件。 6.容积式液压泵工作条件：1、在结构上能形成密封的工作容积；2、密封的工作容积能实 现周期性的变化，密封工作容积由小变大时与吸油腔相通，由大变小时与排油腔相通。液压泵的基本性能参数：液压泵的压力（工作压力、额定压力、最高压力）、排量与流量、功率、效率（容积、机械）。 7?外啮合齿轮泄漏方式：1、轴向间隙泄漏；2、径向间隙泄漏；3、齿轮啮合线处的间隙泄漏。 &叶片泵分为变量泵和定量泵。限压式变量泵的工作原理：它是利用排油压力的反馈作用 来实现流量自动调节的，当泵的压力达到某一值时，反馈力把弹簧压缩到最短，定子移动到 最右端位置，偏心距减到最小，泵的实际输出量为零，泵的压力便不再升高。 9.液压执行元件：是将液压能转化为机械能的工作装置。（液压马达、液压缸一一最广泛） 10.高速马达（齿轮高速马达、叶片高速马达、柱塞式高速马达、螺杆马达） 11.液压缸按结构分为：活塞缸、柱塞缸（实现往复运动，输出推力和速度）、摆动缸（实现 小于360 °的往复摆动，输出转矩和角速度）和组合缸（具有特殊的结构和作用）；按液体 压力作分为：单作用（利用液体压力产生的推动力推动活塞向一个方向运动，反向复位靠外 力实现）和双作用液压缸（利用液体压力产生的推动力推动活塞正反两个方向运动）。 12.单杠杆：通常把单杠液压缸有杆腔和无杆腔同时进油的这种油路连接方式称为差动连 接。单杠缸往复运动范围约为有效行程的两倍，其结构紧凑，应用广泛，单活塞杆液压缸常用在“快速接近v3--慢速进给v1 —快速退回v2 “工作循环的组合机床液压传动装 置。 13.液压缸的组成：缸体组件、活塞组件、密封组件、缓冲装置和排气装置。 14.液压阀是控制液压系统中油液的流动方向、调节系统的压力和流量。按用途分为：方向 控制阀（单向阀、换向阀）、压力控制阀（溢流阀、顺序阀、减压阀）、流量控制阀（节流阀、调速阀）。按操作方式分为：手动阀、机动阀、电动阀、液动阀。 15. 压力控制阀：按其功能和用途分为溢流阀（直动式、先导式，实现定压和稳压作用） 、减压阀、顺序阀、压力继电器，他们的共同特点是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平 衡的原理进行工作的。 16.卸荷回路：流量卸荷和压力卸荷。速度控制回路：调速回路和快速运动回路调速回路： 节流调速回路（有节流损失、溢流损失）、容积调速回路（没有节流、溢流损失，用在高压 大容量）、容积节流调速回路（效率高、发热小。低速稳定性好） 17.节流调速回路（液压系统采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入执行元件的流量实现调速的回路称为节流调速回路。） 18.容积调速回路（液压系统采用变量泵供油，通
第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q = x L V K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏 流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c K ，两者相差很大。
理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 8、理想零开口阀具有线性流量增益，性能比较好，应用最广泛，但加工困难；因为实际阀总存在径向间隙和工作边圆角的影响。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3 d=810m ?，径向间隙-6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。 工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位 系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 c q0q K U = 零位流量-压力系数 c c0s q 2p K =
一、填空题 1．液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。 （负载；流量） 2．液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中 （）和（）为能量转换装置。（动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件；动力元件、执行元件） 3．液体在管道中存在两种流动状态，（）时粘性力起主导作用，（）时惯性力起主导作用，液体的流动状态可用（）来判断。 （层流；紊流；雷诺数） 4．在研究流动液体时，把假设既（）又（）的液体称为理想流体。 （无粘性；不可压缩） 5．由于流体具有（），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（）损 失和（）损失两部分组成。（粘性；沿程压力；局部压力）6．液流流经薄壁小孔的流量与（）的一次方成正比，与（）的1/2次方成正比。 通过小孔的流量对（）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。 （小孔通流面积；压力差；温度） 7．通过固定平行平板缝隙的流量与（）一次方成正比，与（）的三次方成正比，这说明液压元件内的（）的大小对其泄漏量的影响非常大。 （压力差；缝隙值；间隙） 8．变量泵是指（）可以改变的液压泵，常见的变量泵有( )、( )、( ) 其中（）和（）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（）是通过改变斜盘倾角来实现变量。（排量；单作用叶片泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵；单作用叶片泵、径向柱塞泵；轴向柱塞泵） 9．液压泵的实际流量比理论流量（）；而液压马达实际流量比理论流量 （）。（大；小） 10．斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（与）、（与）、（与）。（柱塞与缸体、缸体与配油盘、滑履与斜盘） 11．外啮合齿轮泵的排量与（）的平方成正比，与的（）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直径一定时，增大（），减少（）可以增大泵的排量。 （模数、齿数；模数齿数） 12．外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（）腔，位于轮齿逐渐进入啮 合的一侧是（）腔。（吸油；压油）
测试题（液压传动） 姓名：得分： 一、填空题（每空2分，共30分） 1．液压系统中的压力取决于（），执行元件的运动速度取决于（）。 2．液压传动装置由（）、（）、（）和（）四部分组成，其中（）和（）为能量转换装置。 3．仅允许油液按一个方向流动而反方向截止的液压元件称为（）。 4．溢流阀为（）压力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为（）压力控制，阀口常（），先导阀弹簧腔的泄漏油必须单独引回油箱。 5．为了便于检修，蓄能器与管路之间应安装（），为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油倒流，蓄能器与液压泵之间应安装（）。 二、选择题（每题2分，共10分） 1.将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是（）。 A.液压泵 B.液压马达 C.液压缸 D.控制阀 2.溢流阀一般是安装在（）的出口处，起稳压、安全等作用。 A.液压缸 B.液压泵 C.换向阀 D.油箱。 3．液压泵的实际流量是（）。 A.泵的理论流量和损失流量之和 B.由排量和转速算出的流量 C.泵的理论流量和损失流量的差值 D.实际到达执行机构的流量 4.泵常用的压力中，（）是随外负载变化而变化的。 A.泵的输出压力 B.泵的最高压力 C.泵的额定压力 5.流量控制阀使用来控制液压系统工作的流量，从而控制执行元件的（）。 A.运动方向 B.运动速度 C.压力大小 三、判断题（共20分） 1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。（）
2．流量可改变的液压泵称为变量泵。（） 3．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（） 4．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。（） 5．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。（）6．节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。（） 7．单向阀可以用来作背压阀。（） 8．同一规格的电磁换向阀机能不同，可靠换向的最大压力和最大流量不同。（）9．因电磁吸力有限，对液动力较大的大流量换向阀则应选用液动换向阀或电液换向阀。（） 10．因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。（） 四、问答题（共40分） 1、说明液压泵工作的必要条件？（15分） 2、在实际的维护检修工作中，应该注意些什么？（25分）
项目5：液压控制元件 项目目标： 1.液压阀的种类、工作原理、结构； 2.液压阀的应用。 3.掌握常见液压阀的故障排除方法。 教学任务：1.液压阀的种类、工作原理、结构； 2.液压阀的应用。 学时数：10 教学重点：液压阀的种类、工作原理、结构； 难点：常见液压阀的故障排除方法。 教学方法：讲授法 教学媒体：多媒体 教学过程： 第5章液压控制元件 在液压传动系统中，液压控制元件主要用来控制液压执行元件运动的方向、承载的能力和运动的速度，以满足机械设备工作性能的要求。按其用途可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。 5.1液压控制元件概述 液压控制阀是液压系统的控制元件，其作用是控制和调节液压系统中液体流动的方向、压力的高低和流量的大小，以满足执行元件的工作要求。 5.1.1对液压控制元件的基本要求 （1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动小，使用寿命长。 （2）油液通过液压控制阀时压力损失小。 （3）密封性能好，内泄漏少，无外泄漏。 （4）结构简单紧凑，体积小。 （5）安装、维护、调整方便，通用性好。 5.1.2液压控制阀的分类 1.按用途分 液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。这三类阀还可根据需要互相组合成为组合阀，使得其结构紧凑，连接简单，并提高了效率。 2.按控制原理分 液压控制阀可分为开关阀、比例阀、伺服阀和数字阀。 3.按安装连接形式分
（1）管式连接 （2）板式连接 （3）叠加式连接 （4）插装式连接 5.2方向控制阀 方向控制阀用以控制液压系统中液流的方向和通断，分为单向阀和换向阀两类。 5.2.1单向阀 1.普通单向阀 普通单向阀简称单向阀，其作用是控制油液只能按一个方向流动，而反向截止。如图5-1所示，它由阀体1、阀芯2、弹簧3等零件组成。图5-1（a）所示为管式单向阀，图5-1（b）所示为板式单向阀。压力油从进油口P1流入，作用于锥形阀芯2上，当克服弹簧3的弹力时，顶开阀芯2，经过环形阀口（对于图5-1（a）还要经过阀芯上的四个径向孔）从出油口P2流出。当液流反向时，在弹簧力和油液压力作用下，阀芯锥面紧压在阀体的阀座上，则油液不能通过。 图5-1普通单向阀 1—阀体;2—阀芯;3—弹簧 为了保证单向阀工作灵敏可靠，单向阀中的弹簧刚度一般都较小。单向阀的开启压力为0.035～0.05MPa，通过其额定流量时的压力损失一般不超过0.1～0.3MPa。若更换刚度较大的弹簧，使其开启力达到0.2～0.6MPa，则可作背压阀使用。 2.液控单向阀 图5-2（a）所示为液控单向阀，它由普通单向阀和液控装置两部分组成。当控油口K不通入压力油时，其作用与普通单向阀相同。当控油口K通入压力油时，推动活塞1、顶杆2，将阀芯3顶开，使P2和P1接通，液流在两个方向可以自由流动。为了减小活塞1移动的阻力，设有一外泄油口L。
` 第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 | 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时， 阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数为什么 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 ， 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性 答：理想零开口滑阀 c0=0 K， p0= K∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏
流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 > 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3 d=810m ?，径向间隙-6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。 工作，流量系数d C =0.62，求阀的零位 系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = ！ 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =? 2、已知一正开口量-3 =0.0510m U ?的四边滑阀，在供油压力5s p =7010a P ?下测得零位泄 露流量c q =5min L ，求阀的三个零位系数。 解：正开口四边滑阀的零位系数为：
一.填空题： 1.液压油的主要物理性质有（密度）、（闪火点）、（粘度）、（可压缩性），液压油选择时， 最主要考虑的是油液的（粘度）。 2.液体受压力作用而发生的性质称为液体的可压缩性，当液压油中混有空气时，其抗压缩 能力将（降低）。 3.液压油的常见粘性指标有（运动）粘度、（动力）粘度、和（相对）粘度，其中表示液 压油牌号的是（运动）粘度，其单位是（厘斯）。 4.我国油液牌号以( 40℃)时油液的平均(运动）黏度的（cSt）数表示。 5.我国采用的相对粘度是（恩氏粘度），它是用（恩氏粘度计）测量的。 6.油的粘性易受温度影响，温度上升，（粘度）降低，造成（泄漏）、磨损增加、效率降低 等问题；温度下降，（粘度）增加，造成（流动）困难及泵转动不易等问题。 7.液压传动对油温变化比较敏感，一般工作温度在（15）~（60）℃范围内比较合适。 8.液压油四个主要的污染根源是（已被污染的新油）、（残留）污染、（侵入性）污染和（内 部生成）污染。 9.流体动力学三大方程分别为（连续性方程）、（伯努利方程）和（动量方程）。 10.在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。 11.绝对压力等于大气压力+（相对压力），真空度等于大气压力－（绝对压力）。 12.根据液流连续性原理，同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管子细 的地方流速（大），管子粗的地方流速（小）。 13.理想液体的伯努利方程的物理意义为：在管内作稳定流动的理想液体具有（比压能）、 （比位能）和（比动能）三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以（相互转化），但总和为一定值。 14.在横截面不等的管道中，横截面小的部分液体的流速（大），液体的压力（小）。 15.液体的流态分为（层流）和（紊流），判别流态的准则是（雷诺数）。 16.由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损 失和（局部压力）损失两部分组成。 17.孔口流动可分为(薄壁)小孔流动和（细长）小孔流动，其中（细长）小孔流动的流量受 （温度）影响明显。 18.液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2 次方成正比。通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。19.通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正 比，这说明液压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。 20.为防止产生（空穴），液压泵距离油箱液面不能太高。 21.在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现 象称为（液压冲击）。 二.判断题： 1.液压油具有粘性，用粘度作为衡量流体粘性的指标。（√） 2.标号为N32的液压油是指这种油在温度为40℃时，其运动粘度的平均值为32mm2/s。（√） 3.空气的粘度主要受温度变化的影响，温度增高，粘度变小。（√） 4.液压油的密度随压力增加而加大，随温度升高而减小，但一般情况下，由压力和温度引起的这种变化较小，可以忽略不计。（√） 5.液压系统对液压油粘性和粘温特性的要求不高。（×） 6.粘度指数越高，说明粘度随温度变化越小。（√）
《液压与气压传动》复习资料及答案 液压传动试题 一、填空题 1．液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和传动介质元件五部分组成。 2．节流阀通常采用薄壁小孔；其原因是通过它的流量与粘度无关，使流量受油温的变化较小。 3．液体在管道中流动时有两种流动状态，一种是层流，另一种是紊流。区分这两种流动状态的参数是雷诺数 4．在液压系统中，当压力油流过节流口、喷嘴或管道中狭窄缝隙时，由于流速会急剧增加，该处压力将急剧降低，这时有可能产生气穴。 5．液压马达把液压能能转换成机械能能，输出的主要参数是转速和转矩 6．液压泵的容积效率是该泵实际流量与理论流量的比值。 7．液压缸的泄漏主要是由压力差和间隙造成的。 8．外啮合齿轮泵中，最为严重的泄漏途径是轴向间隙 9．和齿轮泵相比，柱塞泵的容积效率较高，输出功率大，抗污染能力差。 10．在旁油路节流调速回路中，确定溢流阀的 时应考虑克服最大负载所需要的压力，正常工作时溢流阀口处于 状态。 11．常用方向阀的操作方式有 、 、 等三种。 二、选择题 1．液压缸差动连接工作时，缸的（ ）。 A ．运动速度增加了 B ．压力增加了 C ．运动速度减小了 D ．压力减小了 2．液压缸差动连接工作时活塞杆的速度是（ ）。 A ．2 4d Q v π= B ．)(22 2d D Q v -=π C ．2 4D Q v π= D ．)(42 2d D Q -π 3．液压缸差动连接工作时作用力是（ ）。 A ．)(2 2 2d D p F -=π B ．2 2 d p F π= C ．)(42 2d D p F -=π D ．4 2d p F π= 4．在液压系统中，液压马达的机械效率是（ ）。 A ．T M M ?= η B ．M M M T T ?+=η C ．T M M ?-=1η D ．M M M T ?+?= η 5．在液压系统中，液压马达的容积效率是（ ）。 A ．T Q Q ?- =1η B ．T T Q Q Q ?-= η C ．T Q Q ?=η D ．Q Q Q T T ?+=η 6．液压系统的真空度应等于（ ）。 A ．绝对压力与大气压力之差 B ．大气压力与绝对压力之差 C ．相对压力与大气压力之差 D ．大气压力与相对压力之差 7．调速阀是用（ ）而成的。 A ．节流阀和定差减压阀串联 B ．节流阀和顺序阀串联 C ．节流阀和定差减压阀并联 D ．节流阀和顺序阀并联 8．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通，回油封闭，则此阀的滑阀机能为（ ）。 A ．P 型 B ．Y 型 C ．K 型 D ．C 型 9．与节流阀相比较，调速阀的显著特点是（ ）。 A ．流量稳定性好 B ．结构简单，成本低 C ．调节范围大 D ．最小压差的限制较小 10．双作用叶片泵配流盘上的三角槽是为使（ ）。 A ．叶片底部和顶部的液体压力相互平衡 B ．吸油区过来的密封容积进入压油区时，避免压力突变，减少流量脉动 C ．转子和叶片能自由旋转，使它们与配流盘之间保持一定的间隙 D ．叶片在转子槽中作径向运动时速度没有突变，而减小叶片泵的冲击 11．采用卸荷回路是为了（ ）。 A ．减小流量损失 B ．减小压力损失 C ．减小功率损失 D ．提高系统发热 12．设图中回路各阀的调整压力为 1p >2p >3p ，那么回路能实现（ ） 调压。 A ．一级 B ．二级 C ．三级 D ．四级 三 简答题 1． 液压冲击产生的原因。 2． 溢流阀与减压阀的区别。 3． 进油节流调速回路与回油节流调
1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 3、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ， 阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。零位工作点的条件是 q=p=x=0 L L V 。 4、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。流量-压力系 数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力，当各系 数增大时对系统的影响如下表所示。 稳定性响应特 性稳态误差 q K c K p K 5、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 6、什么叫液压动力元件？有哪些控制方式？有几种基本组成类型？ 答：液压动力元件（或称为液压动力机构）是由液压放大元件（液压控制元件）和液压执行元件组成的。控制方式可以是液压控制阀，也可以是伺服变量泵。有四种基本形式的液压动力元件：阀控液压缸、阀控液压马达、泵控液压缸和泵控液压马达。 7、何谓液压弹簧刚度？为什么要把液压弹簧刚度理解为动态刚度？ 答：液压弹簧刚度 2 e p h t 4A K V β =，它是液压缸两腔完全封闭由于液体的压缩性所
液压传动第一章练习题 一、填空题 1、液压传动的工作原理是( )定律。即密封容积中的液体既可以传递( )，又可以传递( )。 2、液体传动是主要利用( )能的液体传动。 3、传动机构通常分为( )、( )、( )。 4、液压传动由四部分组成即( )、( )、( )、( ) 其中（）和（）为能量转换装置。 二、单项选择题 1.液压系统中的压力取决于（）。 （A）负载（B）流量（C）速度（D）溢流阀 2.液压传动装置的组成部分中，（）为能量转换装置。 （A）控制元件、辅助元件（B）动力元件、执行元件 （C）泵和阀（D）油缸和马达 3、将发动机输入的机械能转换为液体的压力能的液压元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 4、液压传动主要利用（）的液体传动。 （A）机械能（B）液体压力能（C）电能（D）气压能 5.液压传动（）在传动比要求严格的场合采用。 （A）适宜于（B）不宜于（C）以上都不对 6.将液体的压力能转换为旋转运动机械能的液压执行元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 7.以下选项中，（）不是液压传动的优点 （A）操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（B）可自动实现过载保护。 （C）容易实现机器的自动化（D）适宜在很高或很低的温度条件下工作。 8.以下选项中，（）是液压传动的优点 （A）可自动实现过载保护。（B）能得到严格的定比传动。 （C）液压传动出故障时容易找出原因。（D）适宜在很高或很低的温度条件下工作。 9.将机械能转换为液体的压力能的液压执行元件是( )。 （A）液压泵（B）液压马达（C）液压缸（D）控制阀 10.属于液压执行装置的是（）。 （A）液压泵（B）压力阀（C）液压马达（D）滤油器 三、多项选择题 1.以下哪些是液压传动的组成部分（）。 （A）液压泵（B）执行元件（C）控制元件（D）辅助元件 2. 液体传动是以液体为工作介质的流体传动。包括（）和（）。 （A）液力传动（B）液压传动（C）液压传动（D）机械传动 3.传动机构通常分为( )。 （A）机械传动（B）电气传动（C）流体传动（D）原动机 4.与机械传动、电气传动相比，以下哪些是液压传动的优点（）。 (A)液压传动的各种元件，可根据需要方便、灵活地来布置； (B)重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； (C)可自动实现过载保护。 (D)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； (E)很容易实现直线运动； 四、判断题
液压控制系统王春行版课后题答案
第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却能够很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载 压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和 速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩 擦力负载的能力
当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏流量2c c0r =32W K πμ ，p0c K ，两者相差 很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线能够度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使经过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。
第八章液压系统控制元件（Control Components in Hydraulic Systems） 8.1概述（INTRODUCTION） 在任何液压传动系统中最重要的条件之一是控制。如果控制元件选择不正确，整个系统起不到所需要的作用。液压传动主要是通过称为液压阀的控制元件来实现控制的。控制元件的选择不仅涉及到它的类型而且还要考虑其尺寸大小，操纵技术和远控能力。控制元件有三种基本类型（One of the most important considerations in any fluid power system is control. If control components are not properly selected, the entire system will not function as required. Fluid power is controlled primarily through the use of control devices called
valves. The selection of these control devices not only involves the type but also the size, the actuating technique, and remote-control capability. There are three basic types of control devices）： ?方向控制阀（directional control valves）； ?压力控制阀（pressure control valves）； ?流量控制阀（flow control valves）。 方向控制阀在回路内部确定流动路线。例如，它们确定液压缸或液压马达的工作方向。控制流动路线的元件主要有单向阀、梭形阀和二位、三位、四位方向控制阀（Directional control valves determine the path through which a fluid traverses within a given circuit. For example, they establish the direction of motion of a hydraulic cylinder or motor. This control of the fluid path is accomplished primarily by cheek valves, shuttle
液压控制系统王春行版 课后题答案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
第二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀什么是实际滑阀 答：理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点零位工作点的条件是什么 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ， 阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是q=p=x=0 L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数为什么 答：流量增益 q q = x L V K ? ? ，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数 c q =- p L L K ? ? ，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益 p p = x L V K ? ? ，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的 能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性
答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影 响，存在泄漏流量2c c0r = 32W K πμ ，p0c =K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力什么是瞬态液动力 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。 习题 1、有一零开口全周通油的四边滑阀，其直径-3d=810m ?，径向间隙 -6c r =510m ?，供油压力5s p =7010a P ?，采用10号航空液压油在40C 。工作，流 量系数d C =0.62，求阀的零位系数。 解：零开口四边滑阀的零位系数为： 零位流量增益 q0d K C =零位流量-压力系数 2c c0r 32W K πμ = 零位压力增益 p0c K = 将数据代入得 2q0 1.4m s K = 123c0 4.410m s a K P -=?? 11p0 3.1710a m K P =?
液压系统的控制元件同步练习（答案） 一、判断 1．单向阀的作用是控制油液的流动方向，接通或关闭油路。（√ ）2．溢流阀通常接在液压泵出口处的油路上，它的进口压力即系统压力。（√ ）3．溢流阀用作系统的限压保护、防止过载的安全阀的场合，在系统正常工作时，该阀处于常闭状态。（√ ）4．使用可调节流阀进行调速时，执行元件的运动速度不受负载变化的影响。（X） 二、选择 1．溢流阀（B ）。 A．常态下阀口是常开的 B．阀芯随系统压力的变动而移动 C．进出油口均有压力 D．一般连接在液压缸的回油油路上 2．调速阀是组合阀，其组成是（ C ）。 A．可调节流阀与单向阀串联 B．定差减压阀与可调节流阀并联
C．定差减压阀与可调节流阀串联 D．可调节流阀与单向阀并联 3．要实现液压泵卸载，可采用三位换向阀的（ C ）型中位滑阀机能。 A．O B．P C．M D．Y 三、简述 1．先导型溢流阀由哪几部分组成？各起什么作用？与直动型溢流阀比较，先导型溢流阀有什么优点？ 先导型溢流阀的结构如图所示，由先导阀Ⅰ和主阀Ⅱ且两部分组成。先导阀实际上是一个小流量的直动型溢流 阀，阀芯是锥阀，用来控制压力；主阀阀芯是滑阀，用来 控制溢流流量。 先导型溢流阀设有远程控制口K，可以实现远程调压（与远程调压接通）或卸荷（与油箱接通），不用时封闭。
先导型溢流阀的结构先导型溢流阀 的工作原理图 1—调节螺母2—调压弹簧3—锥阀1—调节螺母2— 调压弹簧3—锥4—主阀弹簧5—主阀芯4 —主阀弹簧5—主阀芯 先导型溢流阀压力稳定、波动小，主要用于中压液压系统中。 2．画出溢流阀、减压阀和顺序阀的图形符号，并比较：（1）进出油口的油压； （2）正常工作时阀口的开启情况； （3）泄油情况。 1、a、b、c分别为溢流阀、减压阀和顺序阀 2、正常情况下，溢流阀阀口常闭；减压阀阀口常开；顺序阀阀口常闭。 3、先导型溢流阀设有远程控制口K，可以实现远程调压（与远程 调压接通）或卸荷（与油箱接通），不用时封闭。 先导型顺序阀阀芯下部有一个控制油口K。当由控制油口K 进入阀芯下端油腔的控制压力油产生的液压作用力大于阀芯上
第 二章 思考题 1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？ 答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 2、什么是理想滑阀？什么是实际滑阀？ 答： 理想滑阀是指径向间隙为零，工作边锐利的滑阀。 实际滑阀是指有径向间隙，同时阀口工作边也不可避免地存在小圆角的滑阀。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？ 答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为p L ，阀位移x V 时，阀的负载流量为q L 的位置。 零位工作点的条件是 q =p =x =0L L V 。 5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益q q = x L V K ??，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 流量-压力系数c q =- p L L K ??，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 压力增益p p = x L V K ??，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 当各系数增大时对系统的影响如下表所示。 7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？ 答：理想零开口滑阀c0=0K ，p0=K ∞，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏流量 2c c0r = 32W K πμ ，p0c = K ，两者相差很大。 理想零开口滑阀实际零开口滑阀因有径向间隙和工作边的小圆角，存在泄漏，泄漏特性决定了阀的性能，用泄漏流量曲线可以度量阀芯在中位时的液压功率损失大小，用中位泄漏流量曲线来判断阀的加工配合质量。 9、什么是稳态液动力？什么是瞬态液动力？ 答：稳态液动力是指，在阀口开度一定的稳定流动情况下，液流对阀芯的反作用力。 瞬态液动力是指，在阀芯运动过程中，阀开口量变化使通过阀口的流量发生变化，引起阀腔内液流速度随时间变化，其动量变化对阀芯产生的反作用力。
绪论 一、填空题 2、液压传动系统主要由__动力装置_______、_执行装置________、_控制调节装置________、_辅助装置____及传动介质等部分组成。 3、能源装置是把___机械能___转换成流体的压力能的装置，执行装置是把流体的___压力能___转换成机械能的装置，控制调节装置是对液(气)压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。 二、判断题 （×）1、液压传动不容易获得很大的力和转矩。 （√）3、液压传动系统不宜远距离传动。 （×）7、液压传动系统中，常用的工作介质是气油。 三、选择题 1、把机械能转换成液体压力能的装置是（ A ）。 A动力装置、B执行装置、C控制调节装置 2、液压传动的优点是（ A ）。 A比功率大、B传动效率低、C可定比传动 3、液压传动系统中，液压泵属于（ A ），液压缸属于（ B ，溢流阀属于（ D ），油箱属于（ C ）。 A.动力装置 B.执行装置 C.辅助装置 D.控制装置 第一章液压传动基础 一、填空题 1、流体流动时，沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体摩擦作用，这种产生内摩擦力的性质称为___粘性______。 6、油液粘度因温度升高而___降低___ ，因压力增大而___增加___ 。 7、液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起着__润滑____、__冷却____和防锈作用。 二、判断题 （×）3、液压千斤顶能用很小的力举起很重的物体，因而能省功。 （√）4、空气侵入液压系统，不仅会造成运动部件的“爬行”，而且会引起冲击现象（√）9、用来测量液压系统中液体压力的压力计所指示的压力为相对压力。 （×）10、以大气压力为基准测得的高出大气压的那一部分压力称绝对压力。 三、选择题 2.在密闭容器中，施加于静止液体内任一点的压力能等值地传递到液体中的所有地方，这称为（ D ） A.能量守恒原理 B.动量守恒定律 C.质量守恒原理 D.帕斯卡原理 5.（ A ）是液压传动中最重要的参数。 A.压力和流量 B.压力和负载 C.压力和速度 D.流量和速度
第一章液压传动概述 一、填空 1、液压系统若能正常工作必须由动力装置、执行装置、控制装置、辅助装置 和工作介质组成。 2、液压系统的两个重要参数是压力、流量 ,它们的特性是液压系统的工作压力取决于负载， 液压缸的运动速度取决于流量。 3、液压传动的工作原理是以__油液____作为工作介质，通过__密封容积__ 的变化来传递运动，通过油液内部的__压力 ___来传递动力。 二、判断 1.液压传动不易获得很大的力和转矩。（） 2.液压传动装置工作平稳。能方便地实现无级调速，但不能快速起动、制动和频繁换向。 ( ) 3.液压传动适宜在传动比要求严格的场合采用。( ) 4.液压系统故障诊断方便、容易。（） 5.液压传动适宜于远距离传动。（） 6.液压传动装置本质上是一种能量转换装置。（√） 三、单项选择 1.液压系统的执行元件是（ C ）。 A．电动机 B.液压泵 C．液压缸或液压马达 D.液压阀 2.液压系统中，液压泵属于（ A ）。 A.动力部分 B.执行部分 C．控制部分 D.辅助部分 3.液压传动的特点有（ B ） A.可与其他传动方式联用，但不易实现远距离操纵和自动控制 B.可以在较大的速度范围内实现无级变速 C.能迅速转向、变速、传动准确 D.体积小、质量小，零部件能自润滑，且维护、保养和排放方便 四、问答： 1、何谓液压传动？液压传动的原理？它有哪两个工作特性？ 答：定义：液压传动是以液体为工作介质，把原动机的机械能转换为液体的压力能，通过控制元件将具有压力能的液体送到执行元件，由执行元件驱动负载实现所需的运动和动力，把液体的压力能再转变为工作机构所需的机械能。 原理：液压传动的工作原理是以油液作为工作介质，依靠密封容积的变化来传递运动，依靠油液内部的压力来传递动力。 特性：1）液压系统的工作压力取决于负载。 2）液压缸的运动速度取决于流量。 2、液压传动系统有哪几部分组成？说明各部分作用。 答：1）动力装置：液压泵，将机械能转换成液体压力能。 2）执行装置：液压缸或液压马达，将液体压力能转换成机械能。 3）控制装置：液压阀，对液压系统中液体的压力、流量和流动方向进行控制和调节。 4）辅助装置：油箱、过滤器、蓄能器等，对工作介质起到容纳、净化、润滑、消声和实现元件间连接等作用。 5）传动介质：液压油，传递能量的液体。 第二章液压传动的基础知识 一、填空 1.油液在外力作用下，液层间作相对运动而产生内摩擦力的性质，叫做油液的粘性，其大小用粘度表 示。常用的粘度有三种：即运动粘度、动力粘度和相对粘度。 2. 粘度是衡量粘性大小的指标，是液压油最重要的参数。液体的粘度具有随温度的升高而降低，随压 力增大而增大的特性。