《汽车机械基础》液压传动的几个基本概念（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《汽车机械基础》液压传动的几个基本概念-讲义 （1）掌握液压系统压力传递原理与帕斯卡定律； （2）分析流量与流速的关系及工程应用； （3）理解液阻与压力损失的类型及控制措施； （4）掌握流量损失机理与泄漏补偿方法； （5）综合应用液压参数优化系统设计。 知识点一 压力 (一)液体的静压力 静止液体中单位面积上所受的作用力称为液体静压力，在液压传动中称为静压力，以符号p表示。压力的法定计量单位为帕，符号为 在液压传动中通常采用兆帕(MPa)。 静止液体内任一点A的压力PA由两部分组成(图8-4)。一部分是液体表面受到外力作用的压力 另一部分是液体的密度ρ与重力加速度g及该点液面深度h的乘积。若将该圆形容器密封起来，对其表面施加压力 则液体内任一点A的静压力 为 此为液体的静压力基本方程。 (二)压力的传递 在密闭容器里的静止液体中，任意点处的压力如有变化，这个压力的变化值将传递给液体中的所有各点，且值不变。此即为静压传递原理，又称帕斯卡原理。图8-2所示的液压千斤顶是静压传递原理的具体应用。 设 分别表示小活塞与大活塞的作用面积，如在小活塞上施加一个力 则小液压缸中油液的压力p为 根据静压传递原理，这个压力将以等值传递到液体中的各点，也传递到大液压缸中。大活塞受油液压力作用而产生一个向上的作用力 即 若G=0,则 必施加不上去，即负载为零时系统压力建立不起来。这说明液压系统中的压力决定于负载。 从上式可以看出：若F₁一定，两个活塞面积之比 越大，在大活塞上能顶起的重物就越大。液压千斤顶就是利用这个原理工作的。 (三)液压系统的额定压力 额定压力是指在正常条件下，按试验标准规定系统能连续工作的最高压力。一般在系统铭牌上所标的是额定压力，是液压元件的主要参数。 【单项选择题】已知小活塞面积，大活塞面积，小活塞上施加力，则大活塞产生的作用力为（ ） A. 40N B. 200N C. 500N D. 1000N 【答案】D 【解析】根据，将数值代入可得，所以选D。 1. （单项选择题）对于液压系统，以下关于额定压力的说法正确的是（ ） A. 是系统能瞬间达到的最高压力 B. 是系统工作时的实际压力 C. 是系统能连续工作的最高压力 D. 与液压元件无关 【答案】C 【解析】额定压力是指在正常条件下，按试验标准规定系统能连续工作的最高压力，是液压元件的主要参数，选C。 2. （单项选择题）若要在液压系统中增大输出力，在输入力一定的情况下，可采取的措施是（ ） A. 增大两个活塞的面积比 B. 减小两个活塞的面积比 C. 降低液体的密度 D. 减小系统的额定压力 【答案】A 【解析】由可知，输入力一定时，增大两个活塞的面积比，可增大输出力，选A。 3. （填空题）静止液体中单位面积上所受的作用力称为________，在液压传动中称为静压力。 【答案】液体静压力 【解析】这是液体静压力的定义。 1. （单项选择题）设小活塞作用面积为，施加力为，小液压缸中油液压力的计算公式为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】小液压缸中油液的压力，选B。 2. （单项选择题）液压系统中的压力决定于（ ） A. 液压泵的功率 B. 液体的密度 C. 负载 D. 管道的直径 【答案】C 【解析】液压系统中的压力决定于负载，选C。 3. （填空题）液体的静压力基本方程为________。 【答案】 【解析】液体静压力基本方程表达式。 · ​​​​​​​​​​静压力​​：​​垂直均等随深度，公式p0加ρgh； · ​​帕斯卡原理​​：​​密闭传递压力同，小力放大靠面积； · ​​额定压力​​：​​铭牌数值莫超限，安全高效寿命长。 知识点二 流量与流速 (一)流量 流量是指单位时间内流过某一截面的液体体积，用qv表示，即 式中 V——流过管道或液压缸液体体积，m³； t——时间,s; qv——流量，法定计量单位为 常用单位为L/min。换算关系： 额定流量是指按试验标准规定，系统连续工作所必须保证的流量，是液压元件的基本参数。 (二)流速 流速是指液体质点在单位时间内流过的距离，法定计量单位为 由于液体具有黏性，液体在管道或液压缸中流动时，在同一截面上各点的速度不可能完全相同，一般都以平均流速来计算。平均流速为通过截面的流量除以截面面积，即 式中 v——液流的平均流速，m/s； qv——流入液压缸或管道的流量， (或L/ min); A——液压缸有效作用面积或管道截面积， 活塞(或液压缸)的运动是由于进入的油液迫使容积增大而产生的，液压缸中液体的流速即为平均流速，活塞(或液压缸)随油液流动而移动，因此活塞的运动速度与液压缸中油液的平均速度相同。 【单项选择题】已知管道流量，管道截面积，则液流的平均流速为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据，将数值代入可得，所以选C。 1. （单项选择题）若要增大液压缸中活塞的运动速度，在液压缸有效作用面积不变的情况下，可采取的措施是（ ） A. 增大流量 B. 减小流量 C. 降低液体密度 D. 改变液体颜色 【答案】A 【解析】由可知，不变时，增大流量可增大活塞运动速度，选A。 2. （单项选择题）某液压元件的额定流量为，换算为法定计量单位是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】，所以选A。 3. （填空题）流量是指单位时间内流过某一截面的________，用表示。 【答案】液体体积 【解析】这是流量的定义。 1. （单项选择题）平均流速的计算公式中，表示（ ） A. 液体的密度 B. 时间 C. 流入液压缸或管道的流量 D. 液压缸有效作用面积或管道截面积 【答案】C 【解析】公式中表示流入液压缸或管道的流量，答案是C。 2. （单项选择题）在液压系统中，活塞的运动速度（ ） A. 大于液压缸中油液的平均速度 B. 小于液压缸中油液的平均速度 C. 等于液压缸中油液的平均速度 D. 与液压缸中油液的平均速度无关 【答案】C 【解析】活塞的运动速度与液压缸中油液的平均速度相同，选C。 3. （填空题）流量的法定计量单位为________，常用单位为。 【答案】 【解析】考查流量计量单位。 · ​​​​​​​​单位换算口诀​​：​​“1立方每秒，六万升每分”​​（1m3/s=6×104L/min）。 · ​​流速控制口诀​​：​​“流量定速度，面积是关键；管粗流速慢，管细流速窜”​​。 知识点三 液阻和压力损失 由于油液具有黏性，它在管道中流动时，油液各分子之间以及油液与管壁之间的黏附力会阻滞油液的流动，这种阻力称为液阻。液体在系统中的液阻会造成流动油液的能量损失，主要表现为压力损失。当液体沿等截面的直管流动时，由于液体内摩擦力而产生的压力损失，通常称为沿程压力损失；另一种是液体流过截面形状及大小突然变化的管道区段或弯曲部分时所产生的压力损失，主要原因是因管道弯曲处出现漩涡区，或在管道截面变化处液流收缩造成分子之间的碰撞和附加摩擦引起的，通常称为局部压力损失。 整个管路系统的压力损失。等于所有直管沿程压力损失加上所有局部压力损失,即 流动液体产生的压力损失会造成功率浪费、油液发热、泄漏增加，使液压元件因受热膨胀而“卡死”，因此应尽量减少液阻，以减少压力损失。 四、流量损失 液压元件内各零件间要保证正常的相对运动，就必须有适当间隙，从这些密封间隙处漏过少量油液的现象称为泄漏。在液压系统中泄漏总是不同程度地存在着。泄漏可分为内泄漏和外泄漏两种，如图8-5所示。内泄漏是液压元件内部高、低压区间的泄漏。外泄漏是系统内部向系统外部的泄漏。 由于泄漏引起的流量损失，使液压泵输出的流量不能全部进入执行元件，最终影响执行元件的运动速度。 泄漏可以通过提高液压泵的输出流量来弥补，一般近似估算方法为 式中 ——液压泵的输出流量；——液压缸的最大工作流量； ——系统中的流量损失系数，一般取 系统复杂取大值，反之取小值。 【单项选择题】下列关于压力损失的说法，正确的是（ ） A. 压力损失不会影响液压系统性能 B. 局部压力损失只在管道弯曲处产生 C. 沿程压力损失与液体流速无关 D. 减少液阻可降低压力损失 【答案】D 【解析】减少液阻能减少压力损失，A选项压力损失会影响系统性能；B选项局部压力损失在截面变化等多处产生；C选项沿程压力损失与流速有关，所以选D。 1. （单项选择题）一般情况下，系统复杂时流量损失系数K漏取值（ ） A. 1.0 B. 1.1 C. 1.2 D. 1.3 【答案】D 【解析】系统复杂时K漏取大值，在1.1 - 1.3中，1.3最大，选D。 2. （单项选择题）为弥补泄漏引起的流量损失，液压泵输出流量qout与液压缸最大工作流量qmax的关系是（ ） A. qout = qmax B. qout < qmax C. qout > qmax D. 无法确定 【答案】C 【解析】由qout=K漏qmax，K漏>1，所以qout > qmax，选C。 3. （填空题）液体在系统中的液阻会造成流动油液的能量损失，主要表现为________。 【答案】压力损失 【解析】液体在系统中的液阻造成的能量损失主要表现为压力损失。 1. （单项选择题）系统内部向系统外部的泄漏称为（ ） A. 内泄漏 B. 外泄漏 C. 混合泄漏 D. 正常泄漏 【答案】B 【解析】系统内部向系统外部的泄漏是外泄漏，根据定义选B。 2. （单项选择题）在公式qout=K漏qmax中，K漏是（ ） A. 压力损失系数 B. 流量损失系数 C. 功率损失系数 D. 速度损失系数 【答案】B 【解析】在该公式中K漏表示系统中的流量损失系数，选B。 3. （填空题）整个管路系统的压力损失Δp总等于所有直管沿程压力损失∑Δp沿加上________。 【答案】所有局部压力损失∑Δp局 【解析】依据管路系统压力损失计算公式，Δp总=∑Δp沿+∑Δp局。 · ​​​​​​​​​​​​液阻压力损失​​：​​沿程摩擦直管耗，局部突变旋涡扰；发热泄漏效率低，管短壁滑流速小​​。 · ​​泄漏控制​​：​​内漏外泄分清楚，密封精密污染无；流量补偿系数估，定期维护隐患除。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$