江苏工业学院教案
备注 教 学 内 容 （讲稿） （包括：教学手段、时间分配、临时更改等） 习题课 重点、难点习题讲解 2－4 泵的额定流量为100L/min，额定压力为2.5Mpa，当转速为1450r/min时，机械效率为ηm＝0.9。由实验测得，当泵出口压力为零时，流量为106L/min，压力为2.5Mpa时，流量为100.7L/min，试求： 1）泵的容积效率； 2）如泵的转速下降到500r/min，在额定压力下工作时，计算泵的流量为多少？ 3）上述两种转速下泵的驱动功率。 解：1）ηv1＝q1/qt1=100.7/106=0.95=95% * 额定流量反映的是同类型泵的指标，而q1则是这台泵的实际情况。 2）该泵的排量为V＝qt1/n1=0.0731 L/r；泄漏流量为Δq=qt1-q1=5.3 L/min； * 缝隙流动分为压差流和剪切流，转速不同只带来剪切流的变化；而与压差流相比，剪切流比例很小。故当压差相同时，泄漏流量亦不变。 ∴ q2＝Vn2－Δq＝31.25 L/min 此时泵的容积效率为ηv2＝q2/qt2＝（Vn2－Δq）/ Vn2＝0.85＝85％ * 显然，对液压泵而言，在不同的转速下，其容积效率是不同的。 3）P＝pq/ηmηv * 机械效率反映机械摩擦所带来的损失，可以认为其与转速变化无关。 则在上式中带入不同转速下的相应参数，即可计算出两种转速下泵的驱动功率。 3－9 图示为变量泵和定量马达系统，低压辅助泵输出压力py＝0.4Mpa，泵最大排量Vpmax＝100mL/r，转速np＝1000r/min，容积效率ηvP＝0.9，机械效率ηmp＝0.85，马达的相应参数为Vm＝50mL/r，ηvm＝0.95， ηmm＝0.9。不计管道损失，当马达的输出转矩为Tm＝40Nm，转速为nm＝160r/min时，求变量泵的排量、工作压力和输入功率。 解：* 变量泵定量马达系统，为实现马达的调速范围，必须变量泵的供给流量满足马达的需要；因此泵的最大排量只体现系统的一种能力指标，而变量泵的排量应根据马达的转速来确定。 则：qp＝qm；VpnpηvP＝Vmnm/ηvm；∴ Vp＝Vmnm/npηvPηvm。 * 马达的转矩是由其进出口的压差产生，从系统图可见泵、马达进出口两端的压差是相等的，即 pp－py＝pm－py＝2πTm/Vmηmm；∴ pp＝2πTm/Vmηmm＋py。 * 泵的输入功率由泵的流量、进出口压差和效率决定。 Ppi＝（pp－py）qp / ηP＝2πnmTm / ηmpηvPηmmηvm。 带入实际参数计算即可。 第 120 页 江苏工业学院教案
备注 教 学 内 容 （讲稿） （包括：教学手段、时间分配、临时更改等） 4－4 图4－116所示系统中溢流阀的调整压力分别为pA＝3MPa，pB＝1.4MPa，pC＝2MPa。试求1）当系统外负载为无穷大时，泵的出口压力为多少？2）如将溢流阀B的遥控口堵住，泵的出口压力又为多少？ 解：1）泵启动后，当系统压力升至1.4MPa时，先导式溢流阀B的先导阀开启，其主阀也开启（对应1.4MPa的开口量），但这时阀B的出口还接有阀C，而阀C的调整压力为2MPa，故下支路并不能接通；当系统压力（这时由阀B 的出口压力所决定）继续升至2MPa时，直动式溢流阀C开启，此时由于先导式溢流阀B的遥控口直接接在其出口，阀B上并不产生压力降（其主阀芯全开），所以系统压力为阀C所调节的压力，即等于2MPa。阀A调整压力为3MPa，不开启。 2）因为此时溢流阀B的遥控口被堵住，下支路相当于阀B、阀C两个直动型溢流阀串连，所以下支路的开启压力为1.4MPa＋2MPa＝3.4 MPa；而上支路的开启压力为阀A所调整的压力3MPa，所以系统压力即泵的出口压力为3MPa。 * 系统压力由外负载决定，外负载包括系统中各种调控装置；系统压力由系统中所有起作用的外负载、调控装置中的最小值所决定！ 第 121 页 江苏工业学院教案
备注 教 学 内 容 （讲稿） 4－5 图4－117所示两系统中溢流阀的调整压力分别为pA＝4MPa，pB＝3MPa，pC＝2MPa，当系统外负载为无穷大时，1）泵的出口压力各为多少？2）对图a的系统，请说明溢流量是如何分配的？ （包括：教学手段、时间分配、临时更改等） 解：1）图a，A、B、C三阀并联，系统压力由其中最小设定压力决定，所以泵出口压力为阀C的调整压力2MPa。图b，A、B、C三阀串联，系统压力为三阀之和，但由于阀B之遥控口直接接油箱，故阀B进出口压差为零，所以泵出口压力为阀A、B之和，即6MPa。 2）对图a的系统，经先导式溢流阀A、B之遥控口流过溢流量的极少部分液压油，到达直动式溢流阀C使其开启，而主溢流量仍要通过阀A的主阀芯流回油箱。 4－6 图4－118所示溢流阀的调定压力为4MPa，若不计先导油流经主阀芯阻尼小孔时的压力损失，试判断下列情况下的压力表的读数： 1）YA断电，且负载为无穷大时； 2）YA断电，且负载压力为2MPa时； 3）YA通电，且负载为2MPa时； 答：压力表接在先导式溢流阀的遥控口上，其读数直接反映泵出口的压力。 1）4MPa；压力值由先导式溢流阀的调定压力决定。 2）2MPa；压力值由系统的负载压力决定。 3）0MPa；压力值由先导式溢流阀的遥控口决定。 * 全面、正确理解系统的压力由外负载决定。 第 122 页