10容积调速

液压挖掘机的三种流量控制方式摘要：在液压挖掘机的负载适应控制策略中，负流量（Negative Flow Control）、正流量控制（Positive Flow Control）及负荷传感器控制（Load Sensing Control）三种流量控制方式的流行称谓，是按其泵控特性来分类的。

本文通过对多种厂牌型号挖掘机的比较分析，提出了旁通流量控制（By-pass Flow Control）、先导传感控制（Pilot Sensing Control）及负荷传感控制的分类。

这一分类方法，对于设计时比较不同控制系统的性能和维修时理解不同控制系统结构和功能的特点，都有所裨益。

1.流量控制在挖掘机的液压系统内，流量Q、压力P及能耗（流量损失ΔQ、压力损失ΔP）等参数的变化，反映了液压传动过程的控制特性。

液压系统工作时，压力P不是系统的固有参数，而是由外负荷决定的。

因此，当发动机转速n e一定时，要对液压系统的功率进行调节，其实是对液压缸、液压马达等执行元件的进油量Q a进行调节（参看图1）。

图1.流量调节如图2所示，有两种方法调节系统流量。

第一种方法是泵控方式，通过改变主泵的每转排量q来调节主泵的输出流量Q p，称为容积调速。

常见的容积调速方式包括：①利用主泵出口压力P P与主泵排量q的乘积保持不变的恒扭矩控制；②利用发动机转速传感（ESS）使主泵吸收的扭矩p P q与主泵转速n的乘积保持不变的恒功率控制；③在临近系统溢流压力时，减小主泵排量的压力切断控制；④配用破碎头等作业附件时，由外部指令限定主泵最大排量的最大流量二段控制；⑤双泵系统中，利用两泵出口压力的平均值与主泵流量乘积保持不变的交叉功率控制（相加控制或总功率控制）；⑥多泵系统中，因主泵组的液压总功率大于发动机的输出功率，为防止发动机出现失速，采用了极限负荷控制。

除了容积调速，还有一种泵控方式是通过动力模式下的变功率控制，利用外部指令设定不同工况下不同的发动机输出功率来改变主泵转速n e，从而调节主泵输出流量Q=nq。

液压与气压选择题及答案学生用Revised by BETTY on December 25,2020下表为液压传动气压传动的性能比较第1章概述1．从世界上第一台水压机问世算起，液压传动至今已有（）余年的历史。

.100 C2．CAD代表（）。

A.计算机直接控制B.计算机辅助设计C.机电一体化技术D.计算机辅助测试3．液压技术在工程机械领域应用最广的是（）。

A.推土机B.起重机C.挖掘机D.泵车4．液压传动是以液体作为工作介质体，利用液体的（）来传递运动和动力的。

A.动能 B.压力能 C.机械能 D.势能5．液压千斤顶以（）作为液压泵。

A.大活塞B.小活塞C.单向阀D.杠杆6．液压系统常用的工作介质是：（）A.机械油B.矿物油C.乳化液D.水7．液压传动的动力元件是：（）。

A.电动机B.液压马达C.蓄能器D.油泵8．液压传动系统中可完成能量转换的是（）元件。

A.执行B.辅助C.控制D.动力9．液压元件使用寿命长是因为（）。

A.易过载保护B.能自行润滑C.工作平稳D.操纵方便10．液压元件的制造成本较高是因为其（）。

A.与泄漏无关B.对油液的污染比较敏感无关C.制造精度要求较高D.不易泄漏11．液压传动（）。

A.传动比准确B.反应慢C.调速范围大D.制造成本不高第2章液压流体力学基础1．在液压系统中，油液不起（）的作用。

A.升温B.传递动力C.传递运动D.润滑元件2．油液的粘度指的是（）。

A.油液流动时内部产生的摩擦力的大小B.粘度大，牌号小C.粘度与温度无关D.粘度随温度升高而增大。

3．油液在管道中同一截面上各点的流动速度是（）。

A.均匀的B.直线分布C.相等的D.呈抛物线4．对液压油不正确的要求是（）。

A.适宜的粘度B.良好的润滑性C.闪点要低D.凝点要低5．抗磨液压油的品种代号是（）。

6．单位cm2/s是（）的单位。

A.动力粘度B.运动粘度C.相对粘度D.泊7．液体压力的错误提法是（）。

A.垂直压向单位面积上的力称压力B.压力指的是压强，单位是帕C.系统压力决定负载大小D.密封容器内压力处处相等8．液压系统中正常工作的最低压力是（）。

绪论液压与气压传动概述0-1．何谓液压传动？液压传动系统有哪些基本组成部分？各部分的作用是什么？0-3d=10mm，大活塞直径物G=5000kg杠杆L=500 mm，（1W；（2少；（30-4．用恩氏粘度计测得ρ=850kg/m3的某液压油200mL流过的时间为t1=153s，20ºC时200mL蒸馏水流过的时间t2=51s。

问该液压油的ºE为多少？动力粘度为多少？运动粘度为多少？止状态下，h1=0.5m，h2=2m。

试求在A、B两处的真空度。

1-10．有一水平放置的圆柱形油箱，油箱上端装有图示的油管，油管直径为20 m m。

油管一端与大气相通。

已知圆柱直径D=300m m，油管中的液柱高度如图示为h=600m m。

油液密度ρ=900kg/m3。

试求作用在圆柱油箱端部圆形侧面的总液压力。

1-11．图示安全阀，按设计当压力为p=3Mpa时阀应开启，弹簧刚度k=8N/mm。

活塞直径分别为D=22 mm，D0=20 mm。

试确定该阀的弹簧预压缩量为多少？好处于平衡状态时，钢球中心与容器液面的距离H是多少？已知钢密度为8000kg/m3，液体密度为820kg/m3。

1-13．如图所示一直径D=30m的储油罐，其近底部的出油管直径d=20 mm，出油管中心与储油罐液面相距H=20m。

设油液密度ρ=900kg/m3。

假设在出油过程中油罐液面高度不变，出油管处压力表读数为0.045Mpa，忽略一切压力损失且动能修正系数均为1的条件下，试求装满体积为10000升的油车需要多少时间。

1-14．如图所示的水平放置的抽吸装置，其出口和大气相通，细管处的截面积A1=3.2cm2,出口处管道截面积A2=4A1，如果装置中心轴线与液箱液面相距1-16．水平放置的光滑圆管由两段组成，如图所示。

其直径d1=10 mm，d0=6 mm，每段长度均为l=3m。

假设液体密度为ρ=900kg/m3。

运动粘度ν=0.2×10-4m2/s，管中流量q=18L/min，管道突然收缩处局部阻力系数ζ=0.35。

1、动力粘度的物理意义是单位速度梯度下的切应力。

2、静压力的基本方程为p=p o+p gh。

3、般齿轮啮合系数&必须大于1。

4、解决齿轮泵困油现象的方法是在齿轮泵的两侧端盖上铣两条卸荷槽。

5、溢流阀的作用有调节系统的流量，并保持系统的压力基本稳定，用于过载保护，作卸荷阀，远程调压6液压传动是利用液体的压力能来做功的。

7、液体在管内流动时有层流和端流两种流态，液体的流态由雷诺数判断。

8、液压系统中的压力损失有局部压力损失和沿程压力损失两种。

9、液压传动系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及工作介质五部分组成，各部分的作用分别为向系统提供动力源、将液压泵提供的液压能转变为机械能、对液体的流动方向、压力的高低以及流量的大小进行预期的控制、保证液压系统有效地传递力和运动，提高液压系统的工作性能、实现各种不同的控制功能。

其中液压泵的作用为将原动机输出的机械能转换为工作液体的压力能。

10、液压传动系统的调速方法有节流调速、容积调速、容积节流调速。

11、齿轮泵的瞬时流量是脉动的，齿轮泵的齿数越少，脉动率越大。

12、液压系统基本控制回路按其功能不同分方向、速度、压力控制回路。

13、油箱分总体式油箱和分离式油箱。

油箱的作用是储存油液，散发油液中的热量、逸出混在油液中的气体、沉淀油中的污物。

14、液压泵单位时间内排出液体的体积称为泵的流量，它的大小与泵的排量和转速有关。

15、根据节流阀在油路中的位置，节流调速回路可分为进油节流调速回路，回油节流调速回路，旁路节流调速回路。

16、当柱塞泵的柱塞数为奇数时，流量脉动系数较小。

17、单作用叶片泵通过改变定子和转子之间的偏心距来变量。

它能否实现双向变量？能。

18、油液的粘度随温度的升高而降低，随压力的升高而增加。

19、液压控制阀的作用是控制液压系统中执行元件的压力，流量和方向，可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。

20、滑阀阀芯上环形槽的作用是减小径向不平衡力(防止液压卡紧)。

容积调节式调速型液力偶合器调速原理
由于液力偶合器传递动力的能力与其工作腔的充液率大致成正比。

所以，如果在运行中设法改变偶合器工作腔的充液率，便可以在输入转速不变的情况下，改变其输出力矩和输出转速。

不同的充液量时的偶合器液体质量不同，转速不同，输出的功率也会相对变化。

很显然，调节了液力偶合器的充液率也就调节了它的输出转速，这是液力偶合器容积调速的最基本原理。

现在，广州液力偶合器容积调节方式主要有三种：
1.进口调节。

调速时间较长，反应不够灵敏，但结构比较简单、轴向尺寸较短
2.出口调节。

调速时间较短、调速精度高、反应灵敏，但结构比较复杂。

3.进出口调节。

调速时间段、反应灵敏、降低辅助供油系统的功率消耗、换热能力强，但结构比较复杂。

液压传动系统中速度控制回路包括调节液压执行元件的速度的调速回路、使之获得快速运动的快速回路、快速运动和工作进给速度以及工作进给速度之间的速度换接回路。

一、调速回路调速是为了满足液压执行元件对工作速度的要求，在不考虑液压油的压缩性和泄漏的情况下，液压缸的运动速度为液压马达的转速：由以上两式可知，改变输入液压执行元件的流量q或改变液压缸的有效面积A<或液压马达的排量VM）均可以达到改变速度的目的。

但改变液压缸工作面积的方法在实际中是不现实的，因此，只能用改变进入液压执行元件的流量或用改变变量液压马达排量的方法来调速。

为了改变进入液压执行元件的流量，可采用变量液压泵来供油，也可采用定量泵和流量控制阀，以改变通过流量阀流量的方法。

用定量泵和流量问阀来调速时，称为节流拥速；用改变变量泵或变量液压马达的排量调速时，称为容积调速；用变量泵和流量阀来达到调速目的时，则称为容积节流调速。

<－）节流调速回路节流调速回路的工作原理是通过改变回路中流量控制元件<节流阀和调速阀）通流截面积的大小来控制流入执行元件或自执行元件流出的流量，以调节其运动速度。

根根流量阀在回路中的位置不同，分为进油节流调速、回油节流调速和旁路节流调速三种回路。

前两种回路称为定压式节流调速回路，后一种因为回路的供油压力随负载的变化而变化又称为变压式节流调速回路。

1、进油节流调速回路<1）速度负载特性缸稳定工作时有式中，P1为进油腔压力；P2为出油腔压力，P2=0；F为液压缸的负载；A1为液压缸无杆腔面积；A2为液压缸有杆腔面积，AT为节流阀通流面积。

故节流阀两端的压差为节流阀进入液压缸的流量为液压缸的运动速度为这种回路的调速范围较大，当AT调定后，速度随负载的增大而减小，故负载特性软。

适用于低速轻载场合。

<2）最大承载能力<3）功率和效率在节流阀进油节流调速回路中，液压泵的输出功率为＝常量，而液压缸的输出功率为，所以该回路的功率损失为式中，qy为通过溢流阀的溢流量，qy=qp-q1由上式可以看出，功率损失由两部分组成，即溢流损失功率和节流损失功率。

第一节 容积调速回路一、变量泵—定量马达回路1、液压泵调节参数px1x 1-10p max≤≤≤≤=双向泵：单向泵：p p p p x V V xmaxp p p V x V =2、液压泵输出理论流量tpq pp p p p tp x n V n V max q ==3、液压泵泄漏流量pq ∆pp ∆=∆λp q 4、液压泵实际输出流量pq ptp q ∆-=q q p pp p p p p p x n V ∆-=λmax q 令：1max p p p p p x n V p ∆=∆λ)(q 1max p p p p p x x n V ∆-=5、液压马达是转速、泄漏流量m n mq ∆mm m m mm m p q V q q ∆=∆∆-=λn 忽略液压泵到液压马达之间的容积损失：mp q =q mmm p p p p m m m m V p x x n V V q q ∆-∆-=∆-=λ)(n 1max 令：2max p p p m m x n V p ∆=∆λpmp n n V V K max 1=有：)]([211p p p n mx x x K n ∆+∆-=6、液压马达的转矩mT Tp K p V T m m mm m m m =∆=∆=1η令：mmm m V K η=17、恒转矩负载工况功率，m P constp m =∆)]([211p p p n mm m m mmm m m m m m x x x K p V n p V n T P ∆+∆-∆=∆==ηη令：constK p V K n mm m m N =∆=11η有：)]([211p p p N m x x x K P ∆+∆-=8、恒功率负载工况功率mP 马达输出功率：constP n T P m m m m===0)()]([21'2110p p p mp p p n m m x x x Kx x x K P T ∆+∆-=∆+∆-=令：const K P Kn m m==10'二、定量泵——变量马达回路1、液压泵输出流量pq constn V pv p p p ==ηq 不考虑液压泵到液压马达是容积损失：2、液压马达调节参数mx 1x 1-10m max≤≤≤≤=双向泵：单向马达：m m mmx V V x 3、液压马达转速mn mmvpv n m m mv pv p p m mv m m x K x V n V V q ηηηηη2max n ===令：constV n V m p p n ==max2K 4、液压马达输出转矩mT mm mmm m m mm m m m x K p x V p V T 2max =∆=∆=ηη令：constp V K mm m m m =∆=ηmax 25、液压马达输出功率mP mvpv N mmvpv n mm m m m K x K x K n T P ηηηη222===令：constK K K n m N ==222三、变泵——变马达1、马达输出转速mn mp mvpv n mv pv m m pp p m mv p m mv m m x x K x V n x V V q V q ηηηηη3max max n ====令：constV n V m p p n ==maxmax 3K 2、马达输出转矩mT mm mmm m m mm m m m x K p x V p V T 3max =∆=∆=ηη令：constp V K mm m m m =∆=ηmax 33、马达输出功率mP pmv pv N mm mp mvpv n m m m x K x K x x K T n P ηηηη333===令：constK K K n m N ==333pN m m m m mp n m x K P x K T x x K 333n ===)(m m n f T =)(p m x x ϕ=第三节 主要参数的选择1、转矩放大系数MK pmM T T K =pmmm pp m m MV p V p K η∆∆=2、容积调速回路的传动比ipm n n i =mvlv pv mp V V i ηηη=3、容积调速回路的效率cηpmlv q q =ηlvlm pp mm c q p q p ηηη==pm lmp p =η4、容积调速回路的调速范围Dminmaxm m n n D =（1）变量泵—定量马达回路minmaxmin max p p m m p V V n n D ==40≤p D （2）定量泵—变量马达回路minmaxmin max m m m m m V V n n D ==43～=m D （3）变量泵—变量马达回路m p m m p p m m D D V V V V n n D =⋅==minmaxmin max min max 100≤D。

《液压气动技术》试卷（Ⅰ）单位：姓名：学号：一、判断题（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．液体流动时，其流量连续性方程是能量守恒定律在流体力学中的一种表达形式. （）3．理想流体伯努力方程的物理意义是:在管内作稳定流动的理想流体，在任一截面上的压力能、势能和动能可以互相转换，但其总和不变。

（）4．雷诺数是判断层流和紊流的判据。

（)5．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器. ( ）6．流经缝隙的流量随缝隙值的增加而成倍增加. （)7．流量可改变的液压泵称为变量泵. （）8．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。

（）9．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。

（）10．配流轴式径向柱塞泵的排量q与定子相对转子的偏心成正比，改变偏心即可改变排量。

（）二、选择题（10分）1．运动速度（）时宜采用粘度较低的液压油减少摩擦损失：工作压力（)时宜采用粘度较高的液压油以减少泄漏.A. 高低B. 高高C. 低高D。

低低2。

在用一个泵驱动一个执行元件的液压系统中,采用三位四通换向阀使泵卸荷,应选用( ）型中位机能A。

“P”型 B. “O”型C。

“Y”型D。

“H"型3。

调速阀是用( ）而成的A。

节流阀和顺序阀串联B。

节流阀和定差减压阀串联C。

节流阀和顺序阀并联D。

节流阀和定差减压阀并联4．如图,已知单杆活塞缸两腔有效面积A1,A2,泵供油量q，活塞左右运动速度分别为v1,v2.若A1=2 A2，则大腔的流量为( )；A。

q B。

1.5 qC。

1.75 q D。

2 q5．当负载变化时泵的下列指标中哪些变化（）。

A. 额定压力B。

工作压力C. 最大压力D。

吸入压力三、简答题(15分）1、液体静压力具有两个基本特性是什么?2．说明下图所示双泵双速回路的工作原理,如何正确确定阀3、4的调定压力?3．何谓气穴现象?它有哪些危害?通常采取哪些措施防止气穴及气蚀?四、分析题（25分）1。

重庆科技学院液压传动技术试卷3一、填空题：（本题共11小题，20空，每空1分，共20分）1、液压传动系统的压力主要取决于，执行元件的速度取决于进入它的液体的。

2、液压马达是把_______________能转变为_______________能的转换装置。

3、液压泵的效率主要包括效率和机械效率，前者反映了泄漏的大小，影响实际流量，后者反映了机械摩擦损失，影响驱动泵所需的转速。

4、对于三位四通换向阀，当中位机能为型时活塞浮动，液压泵卸荷。

为_______型时可组成差动连接。

5、在液压系统中，产生气蚀现象的根本原因是。

6、压力继电器是将信号转换为信号的一种转换元件。

7、已知单活塞杠液压缸的活塞直径D为活塞杆直径d的两倍，则差动连接的快进速度等于非差动连接前进速度的倍。

8、液压泵能正常工作的必备条件是①②③。

9、溢流阀常用在定量泵节流调速液压系统中作定压阀使用，此时，溢流阀的阀口是常（开/闭）。

10、液压传动的调速回路有、和三种。

11、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）一、填空题：（本题共10小题，每空1分，共20分）1、负载，流量2、液压，机械3、容积，4、H,P5、局部压力过低6、压力，电7、48、密闭的容积，密封工作容积周期性大小变化，配流装置9、开9、增大10、节流调速、容积调速、容积节流调速11、大、小二、选择题：（本题共8小题，每题2分，共16分）1、齿轮泵在正常工作时，有几处可能会产生泄漏，下面几个选项中那个部位的泄漏量可能最大：（ c ）A、齿轮啮合处B、径向间隙C、轴向间隙D、前三处一样大2、限压式变量叶片泵压力流量曲线如图1示，当工进时，该泵应该工作在（b ）。

A、AB段B、BC段C、B点D、ABC段3、下列属于压力控制阀的是：（b ）A、调速阀B、直动式溢流阀C、三位四通阀D、普通节流阀图14、在定量泵－变量马达的容积调速回路中，如果液压马达所驱动的负载转矩变小，若不考虑泄漏的影响，试判断马达转速:( c )A 、增大B 、减小C 、基本不变D 、无法判断 5、调速阀是 而成的。

一、单选题1．在液压传动中人们利用来传递动力和运动。

A、固体；B、液体；C、气体；D、绝缘体。

2．与机械传动和电力传动相比以下哪个特点不是液压传动的优点A 运动惯性小、反应速度快B 液压元件操纵控制方便C元件的制造精度低，价格低 D 容易实现直线运动3．液压传动的系统中常用的方向控制阀是（）。

A、节流阀；B、溢流阀；C、顺序阀；D、换向阀。

4．能实现差动连接的油缸是：A 双活塞杆液压缸B 单活塞杆液压缸C 柱塞式液压缸D A+B+C5．液压传动系统中的执行元件是（）。

A、液压泵；B、液压缸；C、各种阀；D、油箱。

6．M型三位四通换向阀的中位机能是____。

A 压力油口卸荷，两个工作油口锁闭B 压力油口卸荷，两个工作油口卸荷C 所有油口都锁闭D 所有油口都卸荷7．在液压系统中，_______可作背压阀。

A 溢流阀B 单向阀C 换向阀D 液控单向阀8．低压系统作安全阀的溢流阀，一般选择__ __结构。

A 差动式B 先导式C 直动式D 锥阀式9. 调速阀是一个由串联组合而成的。

A 溢流阀和定差减压阀B 定差减压阀和可调节节流阀C 节流阀和换向阀D 换向阀和定差减压阀10．流量控制阀是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D 稳定性11. 液压系统中的压力损失主要是：A沿程压力损失 B 局部压力损失 C 系统流量损失 D A+B12. 液体的静压力于其受压平面。

A相切B垂直C相交D平行13. 右图所示三位四通换向阀中位机能是_______型。

A .P B.H C .O D.M14. 用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向的装置为液压系统的部分A . 动力 B. 执行 C .控制 D.辅助15. 以下那一个不是液压油应具备的性能A .合适的粘度B.良好的润滑性能C .体积膨胀系数大，比热容小D. 质地纯净，杂质较少16. 对挤压机和飞机等液压系统来说，以下哪一个不是液压油需要满足的要求A．耐高温 B. 不腐蚀 C. 不挥发 D. 容易溶解于水17. 理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一流通截面的相等，这称为液流连续性原理。