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课外作业_第四章_液压控制阀_参考答案
机材学院《液压与气压传动》课程小组
Last modified: 3/28/2018 9:14:00 AM
4-3 图4-54所示为液压缸，已知A 1=20cm 2，A 2=15cm 2，W=42000N ，用液控单向阀锁紧以防止活塞下滑。若不计活塞处的泄漏及摩擦力，试分析：
1）为保持重物不下滑，活塞下腔的闭锁压力p 1至少为多少？ 2）若采用无卸荷小阀芯的液控单向阀，其反向开启压力p k 等于工作压力p 1的40%，求p k 等于多少才能反向开启？开启前液压缸的下腔最高压力等于多少？ 3）若采用有卸荷小阀芯的液控单向阀，其反向开启压力p k 等于工作压力p 1的4.5%，求p k 多大可反向开启？开启前液压缸的下腔最高压力等于多少？
解：（1）当液压缸上腔压力为0时，液压缸下腔的闭锁压力为防止重物
下滑的最小压力
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142000Pa 21MPa 2010W p A -===⨯ （2）液压缸活塞受力平衡方程为
211k p A W p A +=
将10.4k p p =带入上式，解得开启前液压缸的下腔最高压力为
1441242000==Pa 30MPa 0.420100.41510
W p A A --=-⨯-⨯⨯ 液控单向阀开启时，p k 的值为
12MPa k p =
（3）与问题2同理，可求得开启前液压缸下腔的最高压力为
1441242000==Pa 21.73MPa 0.04520100.0451510
W p A A --=-⨯-⨯⨯ 液控单向阀开启时，p k 的值为
10.045=0.04521.73MPa=0.98MPa k p p =⨯
（补充：由计算结果可知，采用液控单向阀锁紧回路时，将导致反向开启时闭锁腔的压力增大，特别是采用无卸荷小阀芯的液控单向阀，将大大提高锁紧压力。为保证系统安全，须为此增大系统安全阀调定压力，提高强度要求。因此应选用带卸荷小阀芯的液控单向阀来锁紧回路，以减小影响。）
4-4 图4-55所示为电液换向阀换向回路，使用时发现电磁铁得电后，液压缸并不动作。请分析原因，并提出改进措施。
分界开关控制器对接接头解：（1）先检查外控油源，看压力p '是否达到电液换向阀所要求的
压力，如未达到，应将压力升高到要求值。
（2）若外控压力p '达到要求，则先检查先导电磁阀的电磁铁得电 后是否动作。
若电磁铁未动作，可施加外力帮助。如果施加外力后，电磁铁吸
合、电磁先导阀和液动换向阀先后换向，说明阀芯暂时卡住了；
如果施加外力时电磁阀滑阀动作，而外力失去后电磁阀阀芯随之复
位，说明电控系统有问题，按钮指令未使电磁铁得电。应检查电控
系统，排出故障。
（3）若外控压力和电控系统正常，则有可能是液动换向阀两端的液
阻R1和R2处于关闭状态，检查并做调整。
4-7 在图4-56所示回路中，若溢流阀的调整压力分别为p y1=6MPa ，p y2=4.5MPa ，泵出口处的负载阻力为无限大，在不计算管道损失和调压偏差的情况下，试回答： （1）换向阀下位接入回路时，液压泵的工作压力为多少？B 点和C 点的压力各为多少？
（2）换向阀上位接入回路时，液压泵的工作压力为多少？B 点和C 点的压力又为多少？
解：由图可知，先导式溢流阀的先导阀前腔与B 点相通，
并与B 点之后的溢流阀进油口相通。液压油液流经先导式
溢流阀主阀阀芯之后进入先导阀前腔，然后经B 点到达之
后的溢流阀进油口。
由于12y y p p >，因此B 点之后的溢流阀阀口将会先于先 导式溢流阀的阀口开启。
（1）换向阀下位接入回路时，当B 点之后的溢流阀阀口
开启之后，液压油液被截断。此时，B 点与C 点连通，且
由于阀口全开，所以0p ∆= ，C B p p =，当压力继续升高，达到 6MPa 时，先导式溢流阀先导阀阀口开启，主阀阀口开启，液压泵卸荷。
所以此时液压泵的工作压力16MPa y p p ==，B 点与C 点的压力为 1=6MPa B C y p p p ==
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（2）换向阀上位接入回路时，C 点与油箱接通，所以0MPa C p =
当B 点之后的溢流阀阀口开启之后，控制液压油液流回油箱，这时先导式溢流阀的主阀阀口的开启压力将等于2y p ，所以液压泵的工作压力2 4.5MPa y p p ==，B 点的压力等于溢流阀的开启压力，即
2==4.5MPa B y p p 。
4-8 减压阀的出口压力取决于什么？其出口压力为定值的条件是什么？
答：减压阀的出口压力取决于负载。
出口压力为定值的条件是出油口的油液作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡。
当负载较小时， 出口压力低于调定压力，先导阀关闭，主阀阀口全开，上下腔压力相等，不起减压作用。当负载较大时，若出口压力超过调压弹簧的调定压力，先导阀阀口开启，使作用在阀芯下端的压力大于弹簧力，则阀芯上移，主阀阀口减小起减压作用。若出口压力减小，阀芯下移，主阀阀口增大起增压作用，这样便使减压阀出口压力基本维持在某一定值。
4-10 试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点。
答：溢流阀是进口压力控制，保证进口压力为定值，阀口常闭，进出油口不通。出口直接接回油箱，出口压力为零。先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口。溢流阀旁接在液压泵的出口或执行元件的进口。
减压阀是出口压力控制，保证出口压力为定值，阀口常开。出口压力油去工作，压力不等于零，先导阀弹簧腔的泄漏油需单独引回油箱。减压阀串联在某一支路上，提供二次压力。
顺序阀是利用进口压力控制开启，阀口常闭，出口油液去工作，压力不为零，弹簧腔泄漏油单独引回油箱。内控外泄式顺序阀串联在执行元件的进口。
补充题1：用四个二位二通阀组成的液压缸控制系统如下图所示，可使液压缸实现差动快进、慢速工进、快退、原位停止、泵卸荷。试将电磁铁动作顺序填入下表。通电为“＋”，断电为“－”。 动作
1YA 2YA 3YA 4YA
差动快进
－ ＋ － ＋ 慢速工进
－ ＋ ＋ － 快退
＋ － － ＋ 原位停止、泵卸荷
－ － － －
补充题2：在下图中，将两个规格相同、调定压力不同分别为p1和p2（p1> p2）的定值减压阀并联使用。若进口压力为p i，不计管路损失，试分析p o如何确定。——此题是后加，没有布置。吕洪波注，2018年4月11日。
图中标注说明：
q i、q o ——并联支路的进出口流量；
p i、p o ——并联支路的进出口压力；
p1、p2 ——阀1、阀2的调定压力
q1、q2 ——阀1、阀2主阀阀口的流量；
q c1、q c2 ——通过阀1、阀2先导阀的流量；一次性纸碗
p c1、p c2 ——阀1、阀2先导阀前的压力
解：出口压力p o与负载p L有关，下面分三种情况进行讨论：
（1）若负载压力p L<p2，则阀1和阀2的先导阀均关闭，q c1=0，q c2=0，主阀阀口全开，不起减压作用，p o= p i= p L
（2）若负载压力p2<p L<p1，则阀2的先导阀开启，q c2 >0，主阀阀口关小。阀1仍然关闭，q c1=0，主阀阀口全开，不起减压作用。出口压力p o= p i= p L
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（3）若负载压力p L>p1，则两减压阀的先导阀均开启，主阀阀口同时起减压作用，p o= p1
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