第八章 思考题和习题解8-1 图8-22所示的进口节流调速回路，已知液压泵的供油流量min /6L q p =,溢流阀调定压力MPa p p 3=，液压缸无杆腔面积2411020m A -⨯=，负载F ＝4000N ，节流阀为薄璧孔，开口面积为241001.0m A T -⨯=，62.0=d C 3/9000m kg =ρ，试求:1)活塞的运动速度。
2)溢流阀的溢流量和回路的效率。
3)当节流阀开口面积增大到2411003.0m A T -⨯=和2421005.0m A T -⨯=时，分别计算液压缸的运动速度和溢流阀的溢流量。
解： 负载产生的压力MPa A F P 21== 节流阀压差 MPa P T 123=-=∆节流阀流量241001.0m A T -⨯=时3564109.290010121001.062.021m P CA q T --⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=ρ 缸速度s m A q v /1046.1102109.2235---⨯=⨯⨯== 溢流阀的溢流量s m q q q p /101.7109.260/10613453---⨯=⨯-⨯=-= 回路效率%191011031045.14000462=⨯⨯⨯⨯⨯==--p p q P FV η 节流阀流量2411003.0m A T -⨯=时s m P CA q T /107.890010121003.062.0213564--⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=ρ溢流阀的溢流量s m q q q p /103.1107.8101013455---⨯=⨯-⨯=-= 缸速度s m A q v /1038.41023109.2235---⨯=⨯⨯⨯== 节流阀流量2421005.0m A T -⨯=时s m P CA q T /105.1490010121005.062.0213564--⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=ρ 大于泵排量，溢流阀不打开，溢流阀的溢流量为0 缸速度s m A q v /1051021010235---⨯=⨯⨯== 8-2 图8-23所示调速回路中的活塞在其往返运动中受到的限力F 大小相等，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?1，向右运动时：11A F P = ϕϕ)()(111p p CA p p CA q p T p T -=-=ϕϕ+-==11111)(A F A p CA A q v p T 1111][-+-=ϕϕϕF A P CA A Kv P T 2，向左运动时：ϕϕ+-==11211)(A F A p CA A q v p T1211][-+-=ϕϕϕF A P CA A Kv P T A1〉A2，向右速度大，刚性大8-3 图8-24所示为液压马达进口节流调速回路，液压泵排量为120ml /r ，转速为1000r/min,容积效率为0.95.溢流阀使液压泵压力限定为7MPa 。
节流阀的阀口最大通流面积为261027m -⨯，流量系数为0. 65,液压马达的排量为160ml/r ，容积效率为0.95，机械效率为0.8，负载转矩为61. 2N ·m ，试求马达的转速和从溢流阀流回油箱的流量。
解：马达需要的压力 MPa V T p m 3101608.02.6128.626=⨯⨯⨯==-ηπ 节流阀流量 min /6.99/1066.19001042102765.0213366L s m P CA q T=⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=--ρ 马达转速min /59116.095.06.99r v q n =⨯== 泵流量min /114/109.195.060/100010120336L s m nV q V p =⨯=⨯⨯⨯==--η溢流 14.4L/min8-4 图8-25所示的出口节流调速回路，已知液压泵的供油流量min /25L q p =，负载F= 40000N,溢流阀调定压力p =5.4MPa ，液压缸无杆腔面积2411080m A -⨯=.有杆腔面积2421040m A -⨯=液压缸工进速度0.18m/min ，不考虑管路损失和液压缸的摩擦损失，试计算：1)液压缸工进时液压回路的效率。
2)当负载F ＝0时，活塞的运动速度和回油的压力。
解：1，MPa A F P 5804000011=== m in /44.11018.010802134L v A q =⨯⨯⨯==-m in /72.01018.010402234L v A q =⨯⨯⨯==-ρρ8.0222⨯=∆=T T TCA P CA q 效率 %3.51025104.518.04000036=⨯⨯⨯⨯==-Pq FV η 2， 空载时，流量达到溢流时的阻力，当压差为10.8时min /65.272.067.38.1022L CA q T =⨯=⨯=ρmin /66.010401065.24311m A q v =⨯⨯==--8-5 在图8-26所示的调速阀出口节流调速回路中，己知min /25L q p =,24110100m A -⨯=.2421050m A -⨯= 。
F 由零增至30000N 时活塞向右移动速度基本无变化，v=0.2m/min,若调速阀要求的最小压差为MPa p 5.0=∆，试求: 1 )不计调压偏差时溢流阀调整压力Py 是多少?液压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)回路的最高效率为多少?解：负载压力最大为MPa A F P 3103000011=== 调速阀产生的泵压为MPa 25.025.0=÷所以溢流阀调整压力Py 最小为3.25MPa,也是泵的工作压力2）缸可能达到的最高压力6.5 MPa 。
即负载为零，1腔3.25，2腔6.5 MPa 。
3）最高效率：%4.710251025.32.03000036=⨯⨯⨯⨯==-Pq FV η 8-6 图8-27所示的回路能否实现节流调速?为什么?不能，定差溢流阀需要软弹簧，容易打开溢流阀，失去作用。
8-7在图8-28所示的容积调速回路中，如变量泵的转速min /1000r n p =，排量r ml V p /40=，泵的容积效率8.0=V η，机械效率8.0=m η。
泵的工作压力MPa p p 6=,液压缸大腔面积24110100m A -⨯=，小腔面积2421050m A -⨯=。
液压缸的容积效率98.0/=V η，机械效率8.0/=m η，管道损失忽略不计，试求:1)回路速度刚性。
2)回路效率。
3)系统效率。
解 ：1，回路速度刚性Vnp k v 11-=η 911033.1-⨯=k9375001033.1)10100(924121=⨯⨯==--k A k v 2，回路效率：理论上为1；管道损失不计。
3，泵的效率72.08.09.0=⨯=⨯=v m ηηη缸的效率93.095.098.0=⨯=⨯=v m ηηη系统效率0.72*0.93＝0.678-8 图8-29所示为变量泵——定量马达式调速回路，低压辅助液压泵输出压力Pv= 0. 4MPa ，变量泵最大排量r ml V p /100max =,转速min /1000r n p =,容积效率9.0=Vp η，机械效率85.0=mp η。
马达的相应参数为r ml V M /50=, 95.0=VM η，9.0=mM η。
不计管道损失，试求当马达的输出转矩为m N T M •=40，转速为m in /160r n M =时，变量泵的排量、工作压力和输人功率。
解：马达输入压力即泵的工作压力MPa V T p m 58.59.0504028.62=⨯⨯==π 马达输入流量min /4.895.050160L q m =⨯= 泵排量r mL n q V P /3.99.010004.8=⨯=⨯=η 泵输入功率KW P p 09.185.09.095.09.060160240609.085.04.898.5=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=π8-9 有一变量泵-定量马达式调速回路，液压泵和液压马达的参数如下：泵的最大排量r ml V p /115max =,转速np ＝1000r/min ，机械效率9.0=p m η，总效率84.0=p η;马达的排量r ml V M /148=，机械效率9.0=M m η，总效率84.0=M η；回路最大允许压力Pr=8. 3MPa,若不计管道损失，试求:1)液压马达最大转速及该转速下的输出功率和输出转矩。
2)驱动液压泵所需的转矩。
解：马达定量，r ml V M /148= 泵最大流量min /1079.084.01151000L q p =⨯⨯= 马达最大转速min /6759.084.01481000107r n =⨯⨯=输出转矩NM pV T 1769.028.61483.82=⨯⨯==π 输出功率：KW P 4.126028.6176675=÷⨯⨯=2）驱动泵需要扭矩NM pV T 88.1689.028.61153.82=⨯⨯==π 8-10 在图8-30所示的容积调速回路中，变量液压泵的转速为1200r/min ，排量在0～8ml/r 可调，安全阀调整压力4MPa;变量液压马达排量在4～12ml/r 间可调。
如在调速时要求液压马达输出尽可能大的功率和转矩，试分析(所有损失均不计):1)如何调整液压泵和液压马达才能实现这个要求?2)液压马达的最高转速、最大输出转矩和最大输出功率可达多少?提示:注意p V ，M V 使M n 变化的方向。
解：因调速回路，有调速区间，当溢流阀打开时，失去容积调速功能。
双变量元件，调速的变量都可以该变，求临界点：马达的排量为最大时，扭矩最大，速度最大为要马达扭矩最大，则排量最大，m N PV T m .64.728.61242=⨯==π 调速调泵的排量，泵的流量区间：[0，9.6]泵转速不变，b b V q ⨯=1200所以，最大流量泵最大流量m in /6.981200max L q =⨯=再次调速调马达的排量速度区间为800～2400低于800转时的调速由泵变量，马达恒排量最大，速度区间0~800最大转速min /2400481200r V q n M B =⨯== 马达最大功率取决于泵的最大功率：KW P 64.02400428.6=⨯⨯=8-11 如图8-31所示的限压式变量泵和调速阀的容积节流调速回路，若变量泵的拐点坐标为((2MPa.10L/min),且在MPa p p 8.2=时0=p q ，液压缸无杆腔面积2411050m A -⨯=，有杆腔面积2421025m A -⨯=，调速阀的最小工作压差为0.5MPa,背压阀调压值为0.4MPa.试求:1)在调速阀通过min /51L q =的流量时，回路的效率为多少?2)若ql 不变，负载减小4/5时，回路效率为多少?3)如何才能使负载减少后的回路效率得以提高?能提高多少?解：1，708.04.250254.09.11221=-=-=P c P A A p p η，线性比例得出的， 2，142.0514.250254.09.11221=⨯-=-=P c P A A p p η 3，采用差压式变量泵和节流阀组成的调速回路。