液压传动期末复习：第 1–3 章、第 4 章与第 6 章
液压传动 · 期末复习（第 1–3 章 + 第 4 章 1–4 节 + 第 6 章）
依据：教材目录标注 + 课堂明确的复习范围 + 学习通「综合练习 1」真题题型
整理时间：2026-10-23
〇、考试信息速览
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 考试范围 | 第一章 液压流体力学基础（全）、第二章 液压泵（全）、第三章 液压马达与液压缸（全）、第四章 液压控制阀 第一节～第四节、第六章 液压基本回路（全） |
| 明确不考 | 第五章 液压辅件（蓄能器、过滤器、油箱、管件、密封装置）；第四章 第五～八节（插装阀与叠加阀、伺服阀、电液比例阀、电液数字阀）；第七章典型液压系统 |
| 题型 | 填空题 + 单选题 + 判断题 + 简答题 + 计算题（新增 1 道） |
| 题型来源 | 学习通「综合练习 1」为参照：填空 10 题 28 分、单选 10 题 28.5 分、判断 10 题 29 分、简答 5 题 14.5 分，共 35 题 100 分 |
| 期末变化 | 题型与作业基本一致，额外增加 1 道计算题（计算题是本复习的重点补强项） |
策略提示：客观题（填空+单选+判断）占分约 85%，是拿分主战场，靠准确记忆 + 易混辨析；简答 5 题几乎必考”困油、差动、三阀比较、三种节流调速、液压锁”这几个模板；计算题只考 1 道，但必须算对且步骤完整。
一、全课程知识地图（标注考 / 不考）
1 | |
二、第一章 液压流体力学基础
2.1 第一节 液压油液
（1）液压油的四大作用
传递运动和动力、冷却（带走热量）、润滑、防锈。
（2）粘度的三种表示（填空题第 1 题）
| 名称 | 符号/单位 | 说明 |
|---|---|---|
| 动力粘度 | $\mu$，Pa·s | 由牛顿内摩擦定律定义，$\tau = \mu \dfrac{du}{dy}$ |
| 运动粘度 | $\nu = \dfrac{\mu}{\rho}$，m²/s（常用 mm²/s） | 液压油牌号的数字就是它 |
| 相对粘度（条件粘度） | 恩氏粘度 °E 等 | 用特定粘度计测出的条件性数值 |
必背：工程中常用的是动力粘度、运动粘度和相对粘度（条件粘度）三种。
牌号举例：L-HM46 中的 46 表示该油在 40 ℃ 时的运动粘度约为 46 mm²/s。
（3）粘度与温度
温度升高 → 粘度减小（变稀）；温度降低 → 粘度增大（变稠）。
- 粘度太大：吸油困难、流动阻力大、功率损失大、发热；
- 粘度太小：泄漏增大、容积效率下降、润滑不良、磨损加剧。
- 因此低温或寒冷工况应选粘度较小（牌号较低）的油，高温工况选牌号较高的油。
（4）可压缩性
用体积弹性模量 $K$ 表示：$K = -V\dfrac{\Delta p}{\Delta V}$，$K$ 越大越难压缩。
- 液压油的 $K$ 很大（约 1.4～2 GPa），在一般工程计算中可视为不可压缩流体；
- 但压力越高，压缩量并不按线性无限增大——液体体积随压力增大而减小，但减小量是有限的、非线性的（这是判断题第 21 题的陷阱）。
2.2 第二节 液体静力学
（1）静压力的两个重要特性
- 静压力的方向永远垂直于作用面，并指向作用面内部（只能压不能拉）；
- 静止液体内任意一点各方向的静压力相等（与方向无关，是标量）。
（2）静压力基本方程
$p = p_0 + \rho g h$
- $p_0$ 为液面压力，$h$ 为距液面的深度；
- 结论：同一液体中，深度相同的点压力相等（等压面）；压力随深度线性增大。
（3）压力的表示与单位
| 表示法 | 含义 |
|---|---|
| 绝对压力 | 以绝对真空为零点 |
| 相对压力（表压力） | 以大气压为零点，仪表测到的就是它 |
| 真空度 | 绝对压力低于大气压时，$p_{真}=p_a-p_{绝}$ |
关系：绝对压力 = 大气压 + 相对压力。
单位换算：$1\ \text{MPa}=10^6\ \text{Pa}$，$1\ \text{bar}=10^5\ \text{Pa}$，$1\ \text{at}=9.8\times10^4\ \text{Pa}$。
（4）帕斯卡原理（静压传递原理）
在密闭容器内，施加于静止液体上的压力，将等值地传递到液体各点。
- 这是液压传动的理论基础（17 世纪帕斯卡提出）；
- 推论：液压系统的压力由负载决定，负载越大压力越高；
- 应用：液压千斤顶、液压机——力放大靠面积比：$F_2 = F_1\dfrac{A_2}{A_1}$。
（5）静压力对固体壁面的作用力
$F = pA$（$p$ 为形心处压力，$A$ 为承压面积）；曲面则取投影面积。
2.3 第三节 液体动力学（计算题核心）
（1）基本概念
| 概念 | 含义 |
|---|---|
| 理想液体 | 无粘性、不可压缩的假想液体 |
| 稳定流动 | 流场中任一点的压力、流速、密度不随时间变化 |
| 流线 | 某一瞬时，线上各点速度方向与该点切线重合 |
| 流束 | 流线的集合 |
| 通流截面 | 流束中与所有流线正交的截面 |
| 流量 $q$ | 单位时间通过某通流截面的液体体积，$q=vA$ |
| 平均流速 $v$ | $v=\dfrac{q}{A}$（工程计算都用平均流速） |
（2）流量连续性方程
依据：质量守恒（不可压缩 → 体积守恒）
$q = v_1 A_1 = v_2 A_2 = \text{常量}$
即：流速与通流面积成反比。
推论（液压缸常用）：$v=\dfrac{q}{A}$，面积越大速度越慢、推力越大。
（3）伯努利方程
理想液体稳定流动（沿流线，取两截面）：
$p_1 + \dfrac{1}{2}\rho v_1^2 + \rho g z_1 = p_2 + \dfrac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho g z_2$
实际液体（计入能量损失 $\Delta p_w$）：
$p_1 + \dfrac{1}{2}\rho v_1^2 + \rho g z_1 = p_2 + \dfrac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho g z_2 + \Delta p_w$
三项物理意义：压力能 + 动能 + 位能 = 常量。
判断题第 29 题的陷阱：题目说”理想液体在水平等截面直管中作稳定流动时，各截面压力保持不变”——这个表述在理想液体条件下是对的（无损失、等截面等速、水平等位），但原题给的是”实际液体“，实际液体有沿程损失 $\Delta p_w$，压力沿流动方向逐渐降低，所以原题判错。
记忆点：理想液体无损失→压力不变；实际液体有损失→压力沿程下降。
（4）动量方程
$\sum F = \rho q (v_2 - v_1)$
用于求液流对壁面的作用力（如弯管、阀口、液压缸的液动力）。
2.4 第四节 管道流动（计算题核心）
（1）两种流态
| 流态 | 特征 |
|---|---|
| 层流 | 流体质点作线状有序运动，各层互不掺混 |
| 紊流（湍流） | 质点作杂乱无章的运动，有横向脉动与掺混 |
（2）雷诺数与临界雷诺数（填空题第 2 题 / 单选题第 11 题）
$Re = \dfrac{v d}{\nu} = \dfrac{\rho v d}{\mu}$
物理本质：惯性力与粘性力之比。
| 判据 | 数值 |
|---|---|
| 下临界雷诺数（圆管） | $Re_{cr} = 2320$ |
| 上临界雷诺数 | 约 4000 以上（不稳定，不作判据） |
判定：**$Re < 2320$ 为层流；$Re \ge 2320$ 为紊流**。
其他通流截面的临界雷诺数不同（如缝隙流、同心环缝），考试只考圆管 2320。
（3）沿程压力损失
层流（圆管）：$\lambda = \dfrac{64}{Re}$（部分教材写 75/Re，以教材为准）
紊流：$\lambda$ 由雷诺数和管壁相对粗糙度共同决定（查莫迪图/经验公式）。
通用公式：$\Delta p_\lambda = \lambda \dfrac{l}{d}\cdot\dfrac{\rho v^2}{2}$
结论：沿程损失与管长成正比、与管径成反比、与流速的平方成正比。
（4）局部压力损失
$\Delta p_\zeta = \zeta \dfrac{\rho v^2}{2}$
$\zeta$ 为局部阻力系数（查表），对应弯头、接头、阀口、截面突变等处。
（5）系统总压力损失（填空题第 3 题）
$\Delta p_{\text{总}} = \sum \Delta p_\lambda + \sum \Delta p_\zeta$
即：总压力损失 = 沿程压力损失 + 局部压力损失。
工程上也可用 $\Delta p_{\text{总}} = \sum \Delta p_{\text{额定}}\left(\dfrac{q}{q_{\text{额定}}}\right)^2$ 估算（阀类元件）。
2.5 第五节 孔口流动
（1）薄壁小孔（$l/d \le 0.5$）
$q = C_d A \sqrt{\dfrac{2\Delta p}{\rho}}$
- $C_d$ 为流量系数，薄壁孔约 0.62；
- 流量与 $\Delta p$ 的平方根成正比，即 $m=0.5$；
- 特点：流量受粘度影响小、受压力影响大，适合作调节元件。
（2）细长孔（$l/d > 4$）
$q = \dfrac{\pi d^4 \Delta p}{128 \mu l}$
- 流量与 $\Delta p$ 成正比（$m=1$），与粘度成反比；
- 特点：受油温（粘度）影响大，不宜作调节元件。
（3）通用形式
$q = K A \Delta p^{m}$
| 孔口类型 | $m$ |
|---|---|
| 薄壁孔 | 0.5 |
| 短孔 | 0.5～1 之间 |
| 细长孔 | 1 |
滑阀阀口按薄壁孔处理（$m=0.5$）；锥阀阀口也近似薄壁孔。
2.6 第六节 缝隙流动（只记结论）
| 缝隙类型 | 泄漏特点 |
|---|---|
| 平板缝隙 | 泄漏量与缝隙高度的三次方成正比、与长度成反比 |
| 同心圆环缝隙 | 同上，缝隙（半径间隙）的三次方 |
| 偏心圆环缝隙 | 偏心越大泄漏越大，完全偏心时泄漏量是同心时的 2.5 倍 |
**核心结论：缝隙泄漏 $\propto h^3$**——所以配合间隙稍大，泄漏就急剧增加，这是容积效率下降的主因。
2.7 第七节 液压冲击与气穴现象
（1）液压冲击
原因：管路中液流速度突然变化（阀门突然关闭/换向、执行元件突然停止），因液体惯性产生压力急剧升高。
危害：压力峰值可达正常工作压力的数倍，引起振动、噪声、管路破裂、元件损坏、密封失效。
减小措施：
- 延长阀门关闭/换向时间（缓慢关闭）；
- 在冲击处设置蓄能器或安全阀；
- 加大管径、缩短管路长度（降低流速与惯性）；
- 采用橡胶软管吸收冲击；
- 在液压缸端部设缓冲装置。
（2）气穴（空穴）现象
原因：液流中某处压力低于该温度下的空气分离压（或饱和蒸气压），溶解的空气析出或液体汽化，形成气泡。
危害：气泡到高压区急剧溃灭，产生局部高压冲击与高温，造成气蚀（金属表面剥落）、振动、噪声、流量与压力不稳定。
防止措施：
- 降低吸油高度、增大吸油管径、减小吸油阻力；
- 保证液压泵的吸油口密封良好，防止吸入空气；
- 控制油温，避免油液粘度下降、蒸气压升高；
- 提高系统背压，避免局部低压；
- 采用抗泡性好的液压油。
三、第二章 液压泵
3.1 第一节 概述
（1）作用与能量转换
液压泵是系统的**”心脏”和动力元件：输入机械能（转矩、转速），输出液压能**（压力、流量）。
（2）液压泵工作的三个必要条件（简答/填空高频）
- 具有密封（密闭）的工作腔；
- 密封工作腔的容积能周期性变化（增大吸油、减小压油）；
- 具有配流装置（单向阀、配油盘、配流轴等），把吸油口与压油口隔开。
缺第 3 条的后果：压油时油会向阻力小的吸油口倒流，建立不起压力。
（3）压力的三个概念
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| 工作压力 | 实际出口压力，由负载决定（负载↑则压力↑，空载近似为 0） |
| 额定压力 | 铭牌规定的、可连续工作的最高压力 |
| 最大压力 | 短时允许的极限压力，超过会破坏结构，不允许长期使用 |
（4）排量、流量与效率（计算题核心）
| 量 | 公式 | 说明 |
|---|---|---|
| 排量 $V$ | — | 每转一周排出的液体体积，只由结构决定，与转速无关 |
| 理论流量 $q_t$ | $q_t = V n$ | $n$ 为转速 |
| 实际流量 $q$ | $q = q_t \eta_v = V n \eta_v$ | 扣除泄漏 |
| 容积效率 $\eta_v$ | $\eta_v = \dfrac{q}{q_t}$ | 反映泄漏损失 |
| 机械效率 $\eta_m$ | $\eta_m = \dfrac{T_t}{T_i}$ | 反映摩擦损失 |
| 总效率 $\eta$ | $\eta = \eta_v \eta_m$ | 如各 0.9，则总效率 0.81 |
| 输出功率 $P_o$ | $P_o = p q$ | 液压功率 |
| 输入功率 $P_i$ | $P_i = \dfrac{P_o}{\eta} = 2\pi n T_i$ | 机械功率 |
单位提醒：$p$ 用 Pa、$q$ 用 m³/s 时功率为 W；工程上常用 $P(\text{kW}) = \dfrac{p(\text{MPa})\times q(\text{L/min})}{60}$。
（5）效率特性曲线
- 压力升高 → 油膜改善润滑 → 机械效率上升；
- 压力升高 → 缝隙泄漏增大 → 容积效率下降；
- 两者乘积 → 总效率曲线存在最大值，选泵应使工作压力落在总效率最高点附近。
（6）分类
| 分类依据 | 类型 |
|---|---|
| 排量能否调节 | 定量泵 / 变量泵 |
| 油口能否对调 | 单向泵 / 双向泵 |
| 结构形式 | 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵 |
3.2 第二节 柱塞泵
（1）径向柱塞泵
- 转子与定子偏心安装，柱塞沿径向布置；
- 转子转动时柱塞径向往复，靠配流轴上的腰形窗口与隔墙分隔吸、压油区；
- 改变偏心距 $e$ 即可变量（可双向变量）。
（2）轴向柱塞泵（填空题第 4 题）
| 类型 | 结构要点 |
|---|---|
| 斜盘式 | 斜盘固定不转、缸体旋转，柱塞端部经滑履压在斜盘上，靠斜盘倾斜面轴向往复；靠配油盘配流 |
| 斜轴式 | 传动圆盘与主轴做成一体，经球铰/连杆带动柱塞，允许主轴与缸体轴线有夹角 |
变量原理（必考）：改变斜盘倾角 $\alpha$ 即可改变柱塞行程、从而改变排量。
- $\alpha$ 增大 → 行程增大 → 排量增大；
- $\alpha = 0$ → 排量为 0（停止供油）；
- $\alpha$ 反向 → 吸、压油口互换，流向改变，可做双向变量泵。
结构细节：
- 滑履 + 静压支承：柱塞空心引压力油到滑履底面，形成静压支承，减小摩擦磨损，滑履磨坏可更换；
- 配油盘减震槽：让柱塞腔在高低压切换前预先缓慢卸压，减小压力突变冲击；
- 柱塞数取奇数（如 9 个）比偶数（如 10 个）流量脉动更小；
- 定位销：防止配油盘装错方向（装错会使吸、压油口连通，无法建压）。
总评：压力高、流量大、单位功率重量小、寿命长、易变量；缺点结构复杂、价高、噪声大、对油液污染敏感。
3.3 第三节 叶片泵
（1）单作用叶片泵
- 转子与定子偏心，每转完成一次吸油、一次压油（一个吸油口、一个压油口）；
- 改变偏心距 $e$ 的大小和方向可改变排量和流向 → 可做双向变量泵；
- 径向力不平衡。
限压式变量叶片泵（单选题第 12 题的答案）：
- 在单作用叶片泵上加压力反馈油路；
- 当系统压力超过弹簧设定值时，反馈压力推动定子、使偏心距减小直至为 0，排量归零、停止供油；
- 作用：限制最高压力、起安全保护，是从开环到闭环（反馈）控制的典型。
（2）双作用叶片泵（重点）
- 定子与转子同心；
- 定子内表面由 8 段曲线组成（两段大圆弧 + 两段小圆弧 + 四段过渡曲线，常用等加速等减速曲线）；
- 每转两次吸油、两次压油；配油盘上对称布置两个吸油口、两个压油口；
- 径向力对称平衡，运转平稳、噪声低；
- 结构对称、无偏心可调 → 只能定量，不能变量，但可正反转；
- 叶片相对转子径向前倾一个角度（减小压力角、改善受力）。
单作用 vs 双作用 一句话对比：单作用偏心、可变量、径向力不平衡、一次吸压；双作用同心、定量、径向力平衡、两次吸压。
3.4 第四节 齿轮泵（**简答题必考”困油”**）
（1）外啮合齿轮泵工作原理
一对齿轮转动：脱开啮合侧齿间槽容积增大 → 吸油；进入啮合侧齿间槽容积减小 → 压油。
啮合线（啮合点）把吸油腔与压油腔隔开（重合度 > 1，至少两对齿同时接触）。
（2）排量近似公式
$V \approx 6.66, z, m^2 b$
$z$ 齿数、$m$ 模数、$b$ 齿宽。系数 6.66 略大于 $2\pi$，因为齿间槽体积比轮齿体积略大。
齿数越多（节圆直径一定）流量脉动越小。
（3）三大结构缺陷与改进（高频考点）
| 缺陷 | 成因 | 危害 | 措施 |
|---|---|---|---|
| 端面（轴向）间隙泄漏 | 齿轮端面与端盖之间存在间隙 | 是主要泄漏源（约占总泄漏 70%～80%），容积效率低 | 浮动轴套 / 浮动侧板：引压力油把侧板压紧在齿轮端面，自动补偿磨损间隙 |
| 径向力不平衡 | 压油腔高压、吸油腔低压，齿轮轴受单向合力 | 轴承偏磨、寿命下降 | 缩小压油口；开压力平衡槽（把高压油引到对侧低压区） |
| 困油现象 | 重合度 > 1，两对齿同时啮合，形成既不通吸油口也不通压油口的封闭容积 | 容积先变小→压力骤升、冲击噪声；后变大→局部真空、气穴气蚀 | 在端盖或浮动轴套上开卸荷槽：使封闭容积缩小时通压油腔、增大时通吸油腔，同时保持吸压油腔隔开 |
（4）内啮合齿轮泵与螺杆泵
- 内啮合齿轮泵：小齿轮与内齿圈同向旋转，用月牙形隔板隔开吸压油腔，冲击小、噪声低、结构紧凑、基本无困油；齿形有渐开线与摆线（摆线泵/转子泵）；缺点是内齿圈加工成本高。
- 螺杆泵：螺杆螺旋槽与泵体形成沿轴向推移的密闭容积，流量脉动极小、噪声低、运转平稳；但螺旋面加工成本高，应用不广。
（5）选型总表
| 泵型 | 压力 | 变量 | 脉动 | 抗污染 | 成本 | 典型场合 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 齿轮泵 | 低 | 定量 | 大 | 强 | 低 | 工程机械、农机、润滑 |
| 双作用叶片泵 | 中 | 定量 | 小 | 中 | 中 | 机床、中压系统 |
| 单作用叶片泵 | 中 | 可变量 | 中 | 中 | 中 | 需变量的中压系统 |
| 柱塞泵 | 高 | 易变量 | 中 | 弱（敏感） | 高 | 高压大流量、工程机械 |
四、第三章 液压马达与液压缸
4.1 第一节 液压马达
（1）作用与符号
把液压能转换为旋转机械能的执行元件。
符号：圆圈内实心三角形，尖朝内（泵的三角尖朝外）。
（2）与液压泵的区别（判断题第 24 题）
| 对比项 | 液压泵 | 液压马达 |
|---|---|---|
| 能量方向 | 机械能 → 液压能 | 液压能 → 机械能 |
| 流量关系 | 理论流量 > 实际流量（有泄漏） | 实际（输入）流量 > 理论流量（有泄漏） |
| 结构 | 单向旋转为主 | 常需正反转，多采用对称结构 |
| 可逆性 | 原理上可逆 | 原理可逆，但不能任意互换：结构、间隙、润滑、配流均按各自工况设计 |
判断题第 24 题：”任意型号的液压泵都可以直接作为液压马达投入使用” → 错。原理有可逆性，但实际不能任意互换。
（3）分类
| 类型 | 特点 | 举例 |
|---|---|---|
| 高速小扭矩 | 转速高、扭矩小，需减速器 | 齿轮马达、叶片马达 |
| 低速大扭矩 | 转速低、扭矩大，可直接驱动负载、无需减速器，最低稳定转速约 3 r/min | 曲轴连杆式径向柱塞马达、内曲线（多作用）径向柱塞马达、摆线马达 |
单选题第 14 题：属于”高速小扭矩”的是 齿轮式液压马达（曲轴连杆式、内曲线式都是低速大扭矩）。
（4）主要参数（计算）
$n = \dfrac{q \eta_v}{V}$，$T = \dfrac{\Delta p, V, \eta_m}{2\pi}$
4.2 第二节 液压缸
（1）单杆活塞缸的三种连接方式（填空题第 5 题 / 单选第 13 题）
设无杆腔面积 $A_1 = \dfrac{\pi D^2}{4}$，有杆腔面积 $A_2 = \dfrac{\pi (D^2-d^2)}{4}$，活塞杆截面积 $A_杆 = A_1 - A_2 = \dfrac{\pi d^2}{4}$。
| 连接方式 | 速度 | 推力 |
|---|---|---|
| 无杆腔进油（有杆腔回油） | $v_1 = \dfrac{q}{A_1}$（最慢） | $F_1 = p A_1$（最大） |
| 有杆腔进油（无杆腔回油） | $v_2 = \dfrac{q}{A_2}$ | $F_2 = p A_2$ |
| 差动连接（两腔同时进压力油） | $v_3 = \dfrac{q}{A_1-A_2} = \dfrac{q}{A_杆}$（最快） | $F_3 = p(A_1-A_2) = p A_杆$（最小） |
速度比（往返速比）：$\lambda_v = \dfrac{v_2}{v_1} = \dfrac{A_1}{A_2} = \dfrac{D^2}{D^2-d^2}$
（2）差动连接（简答题必考）
定义：单杆活塞缸的两腔同时通入压力油，因无杆腔有效面积 $A_1$ 大于有杆腔有效面积 $A_2$，活塞仍向有杆腔一侧运动，有杆腔排出的油液与泵的供油合流后一起进入无杆腔，这种连接方式叫差动连接。
特点：
- 推力小：$F = p(A_1-A_2) = pA_杆$，只有无杆腔进油推力的 $\dfrac{A_杆}{A_1}$；
- 速度快：$v = \dfrac{q}{A_杆}$，比无杆腔进油快 $\dfrac{A_1}{A_杆}$ 倍；
- 可在不增大泵流量的前提下获得较高的快进速度——这是它最大的工程价值（组合机床动力滑台的快进就靠它）；
- 只能实现单向的快速运动（反向不差动）。
记忆：**”差动 = 小推力 + 高速度”**，因为有效面积变小了（面积小 → 力小、速度快）。
（3）其他形式液压缸
| 类型 | 特点 |
|---|---|
| 双杆活塞缸 | 两腔有效面积相等，往返速度与推力相等 |
| 柱塞缸 | 只能单向运动，回程靠自重或弹簧；结构简单、制造方便，适合长行程 |
| 摆动缸（摆动马达） | 输出往复摆动（一定角度内的转矩），有单叶片、双叶片式 |
| 伸缩（套筒）缸 | 多级套筒，行程长、收缩后体积小 |
| 增压缸 | 利用大小活塞面积差获得短时高压 |
五、第四章 液压控制阀（只考 1–4 节）
5.1 第一节 概述
（1）分类
| 类别 | 作用 | 代表 |
|---|---|---|
| 方向控制阀 | 控制油路通断与流向 | 单向阀、换向阀 |
| 压力控制阀 | 控制与调节系统压力 | 溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器 |
| 流量控制阀 | 控制流量、调节速度 | 节流阀、调速阀、分流集流阀 |
（2）基本要求
结构简单、密封可靠、动作灵敏、压力损失小、抗污染、通用性好。
（3）性能参数
额定压力、额定流量、压力损失、内泄漏量、启闭特性、灵敏度等。
5.2 第二节 方向控制阀
（1）单向阀
- 只允许油液单向通过，反向截止；
- 开启压力约 0.03～0.05 MPa；
- 液控单向阀：正常时作单向阀，控制口通压力油时可反向导通——这是液压锁的核心元件。
（2）换向阀的”位”与”通”（必考）
- 位（工作位置数） = 图形符号中正方形框的个数；
- 通（油口数） = 一个框上引出的油口数；
- 常用：二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通；
- 油口标注：P 压力油口（进油）、T（O） 回油口、A/B 通执行元件两腔。
读图方法：先数框（几位），再数一个框上的接口（几通）。外部油口数量与位置不随阀芯位置改变。
（3）换向阀的操纵方式
| 方式 | 特点 | 适用 |
|---|---|---|
| 手动 | 结构简单、操作力小 | 小流量、就地操作 |
| 机动（行程） | 靠挡块/凸轮压下滚轮 | 行程控制 |
| 电磁 | 电气控制方便、自动化程度高；但电磁力有限 | 中低压、中小流量 |
| 液动 | 靠压力油推动阀芯，推力大 | 高压大流量 |
| 电液 | 小电磁阀作先导，压力油推动主阀芯；兼顾电气控制方便与大流量驱动 | 高压大流量、换向平稳性要求高（单选题第 17 题） |
（4）三位换向阀的中位机能（填空题第 7 题 / 判断题第 25 题）
| 中位机能 | P、T、A、B 连通关系 | 功能特点 |
|---|---|---|
| O 型 | 全部封闭 | 缸锁紧（保位）；泵不卸荷（P 口封闭，须靠溢流阀溢流） |
| H 型 | 全部连通 | 缸浮动；泵卸荷 |
| Y 型 | A、B 通 T，P 封闭 | 缸浮动（两腔通油箱）；泵不卸荷 |
| M 型 | P 通 T，A、B 封闭 | 泵卸荷；缸两腔封闭锁紧 |
| P 型 | P、A、B 通，T 封闭 | 差动连接 |
| K 型 | P、A、T 通，B 封闭 | 泵卸荷 + 单腔通油箱 |
| J 型 | P、A、B 通，T 封闭 | 类似 P 型 |
必背两条（就是填空题第 7 题）：
- Y 型中位可实现液压缸浮动、液压泵不卸荷；
- M 型中位可实现液压泵卸荷、液压缸两腔封闭锁紧。
判断题第 25 题：”O 型中位各油口全部封闭，可同时实现液压缸锁紧和液压泵卸荷” → 错。O 型 P 口封闭，泵不能卸荷。
5.3 第三节 压力控制阀（简答题第 33 题）
（1）溢流阀
直动式溢流阀：
- 常态关闭（阀口关闭）；
- 进口压力升高到能克服弹簧预紧力时，阀芯移动、阀口打开，多余油溢回油箱；
- 作用：溢流调压、安全保护（过载保护）、系统卸荷；
- 缺点：调压偏差大（压力随流量变化），高压大流量时弹簧尺寸大、不灵敏。
先导式溢流阀（填空题第 8 题）：
- 由主阀和先导阀两部分组成；
- 先导阀负责控制与调节溢流压力（通过少量控制油），主阀通过 90% 以上溢流量；
- 优点：调压偏差小、高压大流量时压力稳定性好；
- 远程控制口：正常可堵死；接远程调压阀可远程调压；直接接油箱即可实现系统卸荷。
关键理解：溢流阀只有阀口开启并实际溢流时，进口压力才由调定压力决定；阀口未开时，进口压力由负载决定，此时溢流阀”说了不算”。
（2）减压阀
- 出口压力反馈、常态开启（这是它和溢流阀最本质的区别）；
- 出口压力高于调定值时，阀芯移动使减压口关小、阀口压差增大，把出口压力拉回调定值；
- 反馈油道来自出油口；
- 用于支路降压（如夹紧、定位等需要低压的支路）。
（3）顺序阀
- 本质是液压压力开关，不承担溢流调压作用；
- 进口压力达到调定值后阀口打开，压力油进入下一个执行元件支路；
- 用于顺序动作（如”定位缸先动、夹紧缸后动”）；
- 分内控/外控、内泄/外泄。
（4）压力继电器
把液压压力信号转换为电信号：压力升到设定值时推动柱塞、接通电气触点；压力降低后排油复位。可配合电磁阀实现自动往复或顺序控制。
（5）三阀比较总表（简答题第 33 题的标准答案）
| 比较项 | 溢流阀 | 减压阀 | 顺序阀 |
|---|---|---|---|
| 工作原理 | 利用进口压力与弹簧力平衡，维持进口压力恒定 | 利用出口压力与弹簧力平衡，维持出口压力恒定 | 利用进口压力与弹簧力平衡，达到调定值时接通油路 |
| 常态阀口状态 | 关闭 | 开启 | 关闭 |
| 控制压力来源 | 进口压力 | 出口压力 | 进口压力（内控）；也可外控 |
| 泄油方式 | 内泄（内泄式）或外泄 | 必须外泄（出口压力油不能回进口） | 内泄或外泄 |
| 主要用途 | 溢流调压、安全保护、卸荷 | 支路降压、稳压 | 顺序动作、背压、卸荷 |
记忆口诀：**溢流阀”进口控、常闭、稳进口”；减压阀”出口控、常开、稳出口”；顺序阀”进口控、常闭、做开关”**。
5.4 第四节 流量控制阀
（1）节流阀
- 通过改变节流口通流面积（开度）调节流量；
- 流量 $q = K A \Delta p^{m}$；
- 缺点：流量随负载（压差）变化而变化，速度稳定性差。
（2）调速阀（填空题第 10 题 / 单选题第 19 题）
- 由定差减压阀与节流阀串联组成；
- 定差减压阀使节流阀前后压差保持恒定；
- 因此流量只取决于节流口开度、不受负载变化影响，速度稳定性好；
- 反向时需并联单向阀（单向调速阀）。
（3）分流集流阀
使两个（或多个）执行元件获得相同流量，实现速度同步。
六、第六章 液压基本回路
6.1 第一节 压力控制回路
| 回路 | 作用 | 关键元件/做法 |
|---|---|---|
| 调压回路 | 限定系统最高压力 | 溢流阀（单级）；多级调压用多个溢流阀 + 换向阀切换，或先导式溢流阀接远程调压阀 |
| 卸荷回路 | 执行元件停止时使泵低压运行、减少功率损耗与发热 | 压力卸荷：换向阀中位使 P 通 T（H/M/K 型）、或先导式溢流阀远程口接油箱；流量卸荷：变量泵排量调到近零 |
| 减压回路 | 支路获得较低压力 | 减压阀 |
| 增压回路 | 获得短时高压 | 增压缸（大小活塞面积差），$p_2 = p_1\dfrac{A_1}{A_2}$ |
| 平衡回路 | 防止垂直缸因自重下滑 | 平衡阀（顺序阀作平衡阀）、液控单向阀 |
| 保压回路 | 保持压力一段时间 | 蓄能器保压、泵+单向阀保压 |
| 泄压回路 | 保压后缓慢卸压，避免冲击 | 泄压阀、节流阀 |
注：第五章蓄能器不考，但”蓄能器辅助回路”作为压力控制回路的一个例子出现过，只需知道它能保压/补油/吸收冲击即可。
6.2 第二节 速度控制回路（一）：调速回路（简答题第 34 题）
（1）三类节流调速回路对比（核心考点）
前提：定量泵 + 溢流阀（常开、正常工作时就溢流）+ 节流阀，靠改变节流口面积调速，多余流量经溢流阀回油箱。
| 对比项 | 进油节流调速 | 回油节流调速 | 旁路节流调速 |
|---|---|---|---|
| 节流阀位置 | 泵与无杆腔之间 | 有杆腔与油箱之间 | 与执行元件并联（旁路回油箱） |
| 速度负载特性 | 差（负载↑→速度↓） | 较好（有背压，运动较平稳） | 最差（负载↑→速度↑，特性”软”） |
| 承载能力 | 一般 | 好（能承受负值负载） | 差 |
| 效率与发热 | 低、发热大（有溢流损失+节流损失） | 低、发热大 | 较高、发热较小（正常时溢流阀关闭，无溢流损失） |
| 低速稳定性 | 一般 | 好（背压大） | 差 |
| 典型应用 | 轻载、低速、要求不高 | 要求运动平稳、有负值负载 | 功率较大、速度较高、要求不高 |
要点：三种节流调速都有节流损失，效率都低于容积调速。旁路节流效率最高（因为正常工作时溢流阀不溢流），但速度负载特性最差。
（2）容积调速回路（效率最高）
| 组合 | 特点 |
|---|---|
| 变量泵 + 定量马达（恒扭矩调速） | 改变泵排量调速；无溢流损失、无节流损失，效率高、发热小，适合大功率系统；输出扭矩恒定、功率随转速变化 |
| 定量泵 + 变量马达（恒功率调速） | 改变马达排量调速；输出功率恒定、扭矩随转速变化 |
| 变量泵 + 变量马达 | 调速范围大，但结构复杂 |
单选题第 18 题：效率最高的是 容积调速回路。
判断题第 28 题：”变量泵-定量马达容积调速回路既没有溢流损失也没有节流损失，效率高发热小，适合大功率” → 对。
（3）容积节流调速（联合调速）
变量泵 + 调速阀：泵的流量自动与调速阀所需流量匹配，无溢流损失、只有节流损失，效率介于两者之间。
6.3 第三节 速度控制回路（二）：快速运动与速度换接
（1）快速运动回路
| 方式 | 原理 | 特点 |
|---|---|---|
| 液压缸差动连接 | 两腔同时进油，靠面积差快速伸出 | 不增大泵流量即可提速，结构简单（单选第 20 题 / 判断第 30 题） |
| 双泵供油 | 高压小流量泵 + 低压大流量泵，快进时两泵同时供油、工进时大流量泵卸荷 | 效率较高 |
| 蓄能器辅助供油 | 快进时蓄能器与泵同时供油 | 可减小装机功率 |
| 增速缸 | 靠面积差增速 | 用于大型压力机 |
（2）YT4543 型组合机床动力滑台（单选第 20 题 / 判断第 30 题）
工作循环：快进 → 一工进 → 二工进 → 死挡铁停留 → 快退 → 原位停止。
- 快进采用液压缸差动连接（在不增大泵流量的前提下获得较高快进速度）；
- 工进由调速阀控制（容积节流调速，速度稳定）；
- 快退时两腔换接，靠差动或双泵实现。
该内容属于第七章典型系统，但以例题形式并入第六章”快速运动回路”考核，务必记住”快进 = 差动连接“。
6.4 第四节 方向控制回路（简答题第 35 题）
（1）换向回路
用换向阀改变执行元件运动方向；要求换向平稳、无冲击（可用电液换向阀、或加缓冲）。
（2）锁紧回路（简答题第 35 题核心）
两种方案对比：
| 方案 | 原理 | 锁紧精度 |
|---|---|---|
| O 型/M 型中位机能 | 靠换向阀中位把缸两腔封闭 | 差：滑阀有间隙泄漏，长时间锁紧会缓慢漂移 |
| 两个液控单向阀（液压锁） | 锥阀式单向阀线接触密封，几乎无泄漏 | 高：可达长时间精确锁紧 |
为什么液压锁精度远高于 O/M 型？
- 密封形式不同：换向阀是滑阀（间隙密封），必然有内泄漏；液控单向阀是锥阀（线接触、金属对金属），接近无泄漏；
- 液压锁把两腔的油直接封死在缸口，泄漏路径最短、容积最小；
- 即使换向阀有泄漏，也不影响缸两腔的封闭。
对换向阀中位机能的要求：
- 必须使液控单向阀的控制口通油箱（否则控制油一直有压力，单向阀被顶开，锁不住）；
- 因此中位应采用 H 型、Y 型（A、B 通 T）这类使两腔通油箱的机能；
- 不能用 O 型、M 型——O/M 型把 A、B 封闭，控制口憋压，液压锁失效。
这是一道”反直觉”的题：单看”封闭”好像 O/M 型更严，但液压锁要求控制口卸压，所以反而要用 H/Y 型。
（3）制动回路
使执行元件快速平稳停止：用溢流阀（背压）、顺序阀或专用制动阀产生制动背压。
6.5 第五节 多执行元件控制回路
| 回路 | 作用 | 关键 |
|---|---|---|
| 顺序动作回路 | 按预定顺序动作 | 压力控制（顺序阀）：压力达到调定值后动作；行程控制（行程阀/行程开关）：到位后动作 |
| 同步回路 | 两缸速度/位移同步 | 机械同步（刚性连接）、分流集流阀、同步缸、串联缸 |
| 互不干扰回路 | 一个执行元件动作不影响另一个 | 双泵分别供油、或加单向阀/顺序阀隔离 |
| 多路换向阀控制回路 | 多个执行元件的集中控制 | 多路换向阀（并联/串联/串并联油路） |
七、五大题型破解
7.1 填空题：高频填空点清单
按”考过 / 极易考”整理，括号内是答案。
第一章
- 工程中常用的粘度有三种：动力粘度、运动粘度和（相对粘度 / 条件粘度）。
- 雷诺数的物理本质是流动时流体的（惯性力）与粘性力的比值。
- 圆管流动的临界雷诺数为（2320）。
- 液压系统的总压力损失由（沿程）压力损失和局部压力损失两部分组成。
- 薄壁小孔流量公式中，流量与压差的（平方根）成正比，指数 m =（0.5）。
- 缝隙泄漏量与缝隙高度的（三次方）成正比。
- 液压冲击的减小措施之一是（延长阀门关闭时间 / 加大管径 / 设蓄能器）。
- 气穴现象是液流中某处压力低于（空气分离压 / 饱和蒸气压）时产生气泡的现象。
第二章
9. 液压泵工作的三个必要条件：密封工作腔、（容积周期性变化）、（配流装置）。
10. 液压泵的排量只取决于（结构参数），与转速（无关）。
11. 斜盘式轴向柱塞泵通过改变（斜盘）的倾角大小来改变柱塞行程，实现排量调节。
12. 双作用叶片泵的定子内表面由（8 段）曲线组成，每转完成（两次）吸油和压油。
13. 外啮合齿轮泵的三大缺陷是（端面泄漏、径向力不平衡、困油）。
14. 消除困油的措施是在端盖或浮动轴套上开（卸荷槽）。
第三章
15. 液压马达是液压系统的（执行）元件，其功能是把输入液体的（压力）能转换为输出轴转动的（机械）能。
16. 单杆活塞缸的三种典型进油连接方式是：无杆腔进油、有杆腔进油和（差动连接）。
17. 差动连接时，液压缸的速度为 $v = q/$（**$A_杆$），推力为 $F = p$（$A_杆$）。
18. 低速大扭矩液压马达的最低稳定转速约为（3 r/min**）。
第四章
19. 换向阀的”位”数等于图形符号中（正方形框）的个数，”通”数等于一个框上（引出的油口）数。
20. 三位四通换向阀中，（Y）型中位可实现液压缸浮动、液压泵不卸荷；（M）型中位可实现液压泵卸荷、液压缸两腔封闭锁紧。
21. 先导式溢流阀主要由（主阀）和先导阀两部分组成，其中先导阀的作用是控制和调节溢流压力。
22. 压力控制阀中，常态阀口开启的是（减压阀）；常态阀口关闭的是（溢流阀、顺序阀）。
23. 液压流量控制阀通过改变节流口的（通流面积 / 开度）或通流通道的长度，调整液阻大小，从而控制流量。
24. 普通调速阀是由（定差减压阀）和节流阀串联组成的组合式流量控制阀，具备压力补偿功能。
第六章
25. 节流调速回路中，效率最高的是（旁路节流调速）；容积调速回路（无）溢流损失和节流损失。
26. 锁紧回路中，采用两个（液控单向阀）构成的液压锁，锁紧精度远高于 O 型/M 型中位机能。
27. 液压锁要求换向阀中位机能使（液控单向阀的控制口通油箱），因此应采用（H 型或 Y 型）。
28. YT4543 动力滑台快进采用（液压缸差动连接）实现。
7.2 单选题：易混辨析
| 易混点 | 辨析 |
|---|---|
| 临界雷诺数 | 圆管 2320（下临界）；4000 是上临界，不作判据 |
| 变量泵有哪些 | 限压式变量叶片泵、单作用叶片泵、径向/轴向柱塞泵；外啮合齿轮泵、双作用叶片泵、螺杆泵都是定量泵 |
| 差动连接 | 推力小、速度高（有效面积变小） |
| 高速 vs 低速马达 | 高速小扭矩：齿轮马达、叶片马达；低速大扭矩：曲轴连杆式、内曲线式、摆线马达 |
| 常态阀口开启的阀 | 减压阀（定值输出减压阀）；溢流阀、顺序阀常态关闭 |
| 过载保护 | 溢流阀（安全阀） |
| 高压大流量、换向平稳 | 电液换向阀 |
| 效率最高的调速 | 容积调速回路 |
| 调速阀稳速的根本原因 | 保持节流阀前后压差恒定 |
| O/M/H/Y 中位 | O 全封（锁紧、泵不卸荷）；H 全通（浮动、泵卸荷）；Y（浮动、泵不卸荷）；M（泵卸荷、两腔封闭锁紧） |
7.3 判断题：易错点清单
| 命题 | 判 | 理由 |
|---|---|---|
| 压力越大，液体体积压缩量线性无限增大 | 错 | 压缩量有限且非线性，$K$ 很大 |
| 外啮合齿轮泵可通过偏心改变排量 | 错 | 齿轮泵是定量泵，无偏心 |
| 差动连接推力小、速度高 | 对 | 有效面积 $A_杆 < A_1$ |
| 任意型号液压泵都可直接作马达用 | 错 | 原理可逆，但结构/间隙/配流按各自工况设计 |
| O 型中位可同时实现缸锁紧和泵卸荷 | 错 | O 型 P 口封闭，泵不能卸荷 |
| 进油节流调速中溢流阀仅过载时打开 | 错 | 定量泵+节流调速，正常工作时溢流阀就常开溢流 |
| 液压锁锁紧精度远高于 O 型 | 对 | 锥阀线接触密封 vs 滑阀间隙密封 |
| 变量泵-定量马达容积调速无溢流无节流损失、效率高 | 对 | 靠改变排量调速 |
| 实际液体在水平等截面直管中稳定流动，各截面压力不变 | 错 | 实际液体有沿程损失，压力沿程下降；只有理想液体才不变 |
| 组合机床快进采用差动连接 | 对 | YT4543 快进就是差动 |
7.4 简答题：五个必背模板
模板 1：外啮合齿轮泵的困油现象
（1）形成原因
齿轮泵要连续供油，齿轮重合度必须大于 1，因此会出现两对轮齿同时啮合的瞬间。此时这两对齿之间形成一个既不与吸油腔相通、也不与压油腔相通的封闭容积（困油区）。
（2）主要危害
齿轮继续转动时，这个封闭容积先由大变小——油液无处可去、被强行压缩，压力急剧升高，使轴承承受很大的附加载荷，产生冲击、振动和噪声，并加剧油液发热；
随后封闭容积又由小变大——形成局部真空，油液中的空气析出、产生气穴与气蚀，腐蚀齿面和轴承。
（3）常用消除措施
在齿轮两侧的端盖或浮动轴套（侧板）上开卸荷槽：
- 使封闭容积缩小时与压油腔相通（把油排出去）；
- 使封闭容积增大时与吸油腔相通（把油补进来）；
- 同时保证吸油腔与压油腔仍被隔开，不影响正常吸压油。
补充：卸荷槽有对称双槽、偏移槽等形式；内啮合齿轮泵因结构原因基本无困油。
模板 2：单杆活塞缸的差动连接
（1）什么是差动连接
把单杆活塞缸的无杆腔与有杆腔同时接通压力油，称为差动连接。由于无杆腔有效面积 $A_1$ 大于有杆腔有效面积 $A_2$，活塞所受合力仍指向有杆腔一侧，于是活塞向外伸出；同时有杆腔排出的油液与液压泵的供油汇合后一起进入无杆腔，形成”回油再利用“。
（2）计算公式
速度：$v = \dfrac{q}{A_1-A_2} = \dfrac{q}{A_杆}$
推力：$F = p(A_1-A_2) = p A_杆$
（3）工程特点
- 推力小：有效面积只剩活塞杆截面积，推力仅为无杆腔进油时的 $\dfrac{A_杆}{A_1}$；
- 速度快：同一流量下速度提高 $\dfrac{A_1}{A_杆}$ 倍，是三种连接方式中速度最快的；
- 最大价值：在不增大液压泵流量的前提下获得较高的快进速度，从而可用小流量泵满足”快进—工进”的变速要求，减小装机功率；
- 只能实现单方向的快速运动，反向不能差动；
- 常用于组合机床动力滑台的快进、各类机床的快进回路。
模板 3：溢流阀、减压阀、顺序阀的比较
见 5.3（5）三阀比较总表，答题时按”工作原理 / 常态阀口状态 / 控制压力来源 / 泄油方式”四项逐条写，再补一句主要用途即可拿满分。
关键得分点：
- 溢流阀：进口压力控制、常态关闭、稳进口压力；
- 减压阀：出口压力控制、常态开启、稳出口压力、必须外泄；
- 顺序阀：进口压力控制、常态关闭、做开关用。
模板 4：三种节流调速回路的特点
见 6.2（1）三类节流调速回路对比表。答题按”速度负载特性 / 承载能力 / 效率与发热”三方面写：
- 进油节流调速：速度负载特性差（负载增大则速度下降），承载能力一般，有溢流损失和节流损失、效率低、发热大；结构简单，用于轻载低速。
- 回油节流调速：因有杆腔存在背压，运动平稳、速度负载特性较好，能承受负值负载，但效率同样低、发热大；用于要求平稳的场合。
- 旁路节流调速：速度负载特性最差（负载增大速度反而增大），承载能力差，但正常工作时溢流阀关闭、无溢流损失，效率最高、发热最小；用于功率较大、速度较高、精度要求不高的场合。
模板 5：液压锁为什么比 O/M 型锁紧精度高 + 对中位机能的要求
（1）为什么精度高
- 密封原理不同：三位换向阀是滑阀结构、靠间隙密封，阀芯与阀孔之间必然存在间隙，压力油会缓慢泄漏，长时间锁紧时活塞杆会缓慢漂移；而液控单向阀是锥阀结构、靠锥面与阀座线接触密封，属于”金属对金属”的硬密封，几乎无泄漏。
- 封闭位置不同：液压锁把两个液控单向阀直接装在液压缸两腔的进出口处，把油液封死在缸口，封闭容积最小、泄漏路径最短；而 O/M 型是靠换向阀在中位封闭，离缸较远、封闭容积大。
- 可靠性：即使换向阀本身有内泄漏，也不影响液压锁对缸两腔的封闭。
（2）对换向阀中位机能的要求
必须使液控单向阀的控制油口与油箱相通（控制口卸压），否则控制油一直有压力，会把单向阀顶开、锁紧失效。
因此中位机能应选 H 型或 Y 型（A、B 两腔通油箱）；
不能选 O 型或 M 型——它们把 A、B 口封闭，控制口憋压，液压锁无法锁紧。
7.5 计算题专项（本次新增题型，重点准备）
（1）公式速查
| 类别 | 公式 | 备注 |
|---|---|---|
| 静压力 | $p = p_0 + \rho g h$；$F = pA$ | $h$ 为深度 |
| 帕斯卡 | $F_2 = F_1\dfrac{A_2}{A_1}$ | 力放大靠面积比 |
| 流量 | $q = vA$ | 平均流速 |
| 连续性方程 | $v_1A_1 = v_2A_2$ | 不可压缩 |
| 伯努利（理想） | $p_1+\dfrac{1}{2}\rho v_1^2+\rho g z_1 = p_2+\dfrac{1}{2}\rho v_2^2+\rho g z_2$ | 无损失 |
| 伯努利（实际） | 上式右侧 $+\Delta p_w$ | 有损失 |
| 雷诺数 | $Re = \dfrac{vd}{\nu}$；层流 $Re<2320$ | $\nu$ 为运动粘度 |
| 沿程损失 | $\Delta p_\lambda = \lambda\dfrac{l}{d}\cdot\dfrac{\rho v^2}{2}$，层流 $\lambda=\dfrac{64}{Re}$ | — |
| 局部损失 | $\Delta p_\zeta = \zeta\dfrac{\rho v^2}{2}$ | $\zeta$ 查表 |
| 薄壁孔流量 | $q = C_dA\sqrt{\dfrac{2\Delta p}{\rho}}$ | $C_d\approx0.62$ |
| 细长孔流量 | $q = \dfrac{\pi d^4\Delta p}{128\mu l}$ | — |
| 泵理论流量 | $q_t = Vn$ | $V$ 排量、$n$ 转速 |
| 泵实际流量 | $q = Vn\eta_v$ | — |
| 泵输出功率 | $P_o = pq$ | — |
| 泵总效率 | $\eta = \eta_v\eta_m$ | — |
| 缸速度（无杆腔） | $v_1=\dfrac{q}{A_1}$，$A_1=\dfrac{\pi D^2}{4}$ | — |
| 缸推力（无杆腔） | $F_1=pA_1$ | — |
| 差动速度/推力 | $v_3=\dfrac{q}{A_杆}$，$F_3=pA_杆$，$A_杆=\dfrac{\pi d^2}{4}$ | — |
| 马达转速 | $n=\dfrac{q\eta_v}{V}$ | — |
| 马达转矩 | $T=\dfrac{\Delta p,V,\eta_m}{2\pi}$ | — |
单位统一是计算题第一关：$p$ 用 Pa、$q$ 用 m³/s、$A$ 用 m²、$v$ 用 m/s、$\rho$ 用 kg/m³、$\nu$ 用 m²/s。
常用换算：$1\ \text{L/min}=\dfrac{10^{-3}}{60}\ \text{m}^3/\text{s}$；$1\ \text{MPa}=10^6\ \text{Pa}$；$1\ \text{mm}^2/\text{s}=10^{-6}\ \text{m}^2/\text{s}$。
（2）六类典型计算题 + 完整例题
题型 A：连续性方程求流速
液压泵流量 $q = 25$ L/min，经内径 $d = 20$ mm 的管道输送到液压缸。求管内平均流速。
解：
$A = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi\times(0.02)^2}{4} = 3.142\times10^{-4}\ \text{m}^2$
$q = \dfrac{25\times10^{-3}}{60} = 4.167\times10^{-4}\ \text{m}^3/\text{s}$
$v = \dfrac{q}{A} = \dfrac{4.167\times10^{-4}}{3.142\times10^{-4}} \approx 1.33\ \text{m/s}$
题型 B：伯努利方程求流速/压力
水箱液面比出口高 $h = 2$ m，液面与出口均通大气，忽略损失。求出口流速。
解：取液面为 1-1、出口为 2-2，$p_1=p_2=p_a$，$v_1\approx0$，$z_1-z_2=h$：
$\rho g h = \dfrac{1}{2}\rho v_2^2 \Rightarrow v_2 = \sqrt{2gh} = \sqrt{2\times9.8\times2} \approx 6.26\ \text{m/s}$
题型 C：判断流态 + 计算沿程压力损失
上题管路长 $l = 2$ m，油液密度 $\rho = 900$ kg/m³、运动粘度 $\nu = 20$ mm²/s。判断流态并求沿程压力损失。
解：
$Re = \dfrac{vd}{\nu} = \dfrac{1.33\times0.02}{20\times10^{-6}} = 1330$
$Re = 1330 < 2320$ → 层流
层流：$\lambda = \dfrac{64}{Re} = \dfrac{64}{1330} = 0.0481$
$\Delta p_\lambda = \lambda\dfrac{l}{d}\cdot\dfrac{\rho v^2}{2} = 0.0481\times\dfrac{2}{0.02}\times\dfrac{900\times1.33^2}{2}$
$= 0.0481\times100\times796.0 \approx 3829\ \text{Pa} \approx 3.83\ \text{kPa}$
题型 D：孔口流量计算
薄壁孔口面积 $A = 0.1$ cm²，孔口前后压差 $\Delta p = 0.5$ MPa，油液 $\rho = 900$ kg/m³，$C_d = 0.62$。求通过孔口的流量。
解：
$A = 0.1\ \text{cm}^2 = 1\times10^{-5}\ \text{m}^2$
$q = C_dA\sqrt{\dfrac{2\Delta p}{\rho}} = 0.62\times1\times10^{-5}\times\sqrt{\dfrac{2\times0.5\times10^6}{900}}$
$= 0.62\times10^{-5}\times\sqrt{1111.1} = 0.62\times10^{-5}\times33.33$
$\approx 2.07\times10^{-4}\ \text{m}^3/\text{s} = 12.4\ \text{L/min}$
题型 E：液压泵性能参数
某液压泵排量 $V = 25$ mL/r，转速 $n = 1500$ r/min，容积效率 $\eta_v = 0.9$，机械效率 $\eta_m = 0.9$，工作压力 $p = 10$ MPa。求实际流量、输出功率、输入功率和总效率。
解：
理论流量：$q_t = Vn = 25\times1500 = 37500\ \text{mL/min} = 37.5\ \text{L/min}$
实际流量：$q = q_t\eta_v = 37.5\times0.9 = 33.75\ \text{L/min} = 5.625\times10^{-4}\ \text{m}^3/\text{s}$
输出功率：$P_o = pq = 10\times10^6\times5.625\times10^{-4} = 5625\ \text{W} = 5.625\ \text{kW}$
总效率：$\eta = \eta_v\eta_m = 0.9\times0.9 = 0.81$
输入功率：$P_i = \dfrac{P_o}{\eta} = \dfrac{5.625}{0.81} \approx 6.94\ \text{kW}$
题型 F：液压缸三种连接（差动是重点）
单杆活塞缸内径 $D = 100$ mm，活塞杆直径 $d = 70$ mm，供油压力 $p = 5$ MPa，流量 $q = 25$ L/min。分别求无杆腔进油、有杆腔进油、差动连接时的速度与推力。
解：
$A_1 = \dfrac{\pi D^2}{4} = \dfrac{\pi\times0.1^2}{4} = 7.854\times10^{-3}\ \text{m}^2$
$A_2 = \dfrac{\pi(D^2-d^2)}{4} = \dfrac{\pi(0.1^2-0.07^2)}{4} = 4.005\times10^{-3}\ \text{m}^2$
$A_杆 = A_1-A_2 = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi\times0.07^2}{4} = 3.849\times10^{-3}\ \text{m}^2$
$q = \dfrac{25\times10^{-3}}{60} = 4.167\times10^{-4}\ \text{m}^3/\text{s}$
| 连接方式 | 速度 | 推力 |
|---|---|---|
| 无杆腔进油 | $v_1=\dfrac{4.167\times10^{-4}}{7.854\times10^{-3}}=0.053\ \text{m/s}=3.18\ \text{m/min}$ | $F_1=5\times10^6\times7.854\times10^{-3}=39.3\ \text{kN}$ |
| 有杆腔进油 | $v_2=\dfrac{4.167\times10^{-4}}{4.005\times10^{-3}}=0.104\ \text{m/s}=6.24\ \text{m/min}$ | $F_2=5\times10^6\times4.005\times10^{-3}=20.0\ \text{kN}$ |
| 差动连接 | $v_3=\dfrac{4.167\times10^{-4}}{3.849\times10^{-3}}=0.108\ \text{m/s}=6.50\ \text{m/min}$ | $F_3=5\times10^6\times3.849\times10^{-3}=19.2\ \text{kN}$ |
结论印证：差动连接速度最高、推力最小（$v_3>v_2>v_1$，$F_3<F_2<F_1$）。
题型 G：液压马达
液压马达排量 $V = 40$ mL/r，输入流量 $q = 30$ L/min，容积效率 $\eta_v = 0.95$，机械效率 $\eta_m = 0.9$，进出口压差 $\Delta p = 10$ MPa。求转速与输出转矩。
解：
$n = \dfrac{q\eta_v}{V} = \dfrac{30\times10^{-3}\times0.95}{40\times10^{-6}} = \dfrac{2.85\times10^{-2}}{4\times10^{-5}} = 712.5\ \text{r/min}$
$T = \dfrac{\Delta p V\eta_m}{2\pi} = \dfrac{10\times10^6\times40\times10^{-6}\times0.9}{2\pi} = \dfrac{360}{6.283} \approx 57.3\ \text{N}\cdot\text{m}$
题型 H：进油节流调速回路求速度
定量泵流量 $q_p = 25$ L/min，溢流阀调定压力 $p_s = 3$ MPa。节流阀为薄壁孔口，$A = 0.02$ cm²，$C_d = 0.62$，$\rho = 900$ kg/m³。液压缸无杆腔面积 $A_1 = 50$ cm²，负载 $F = 10$ kN。求活塞速度与溢流阀溢流量。
解：
缸工作压力：$p_1 = \dfrac{F}{A_1} = \dfrac{10\times10^3}{50\times10^{-4}} = 2\times10^6\ \text{Pa} = 2\ \text{MPa}$
节流阀压差：$\Delta p = p_s - p_1 = 3-2 = 1\ \text{MPa}$
通过节流阀流量：
$q_1 = 0.62\times(0.02\times10^{-4})\times\sqrt{\dfrac{2\times10^6}{900}} = 0.62\times2\times10^{-6}\times47.14 \approx 5.85\times10^{-5}\ \text{m}^3/\text{s}$
$= 3.51\ \text{L/min}$
活塞速度：$v = \dfrac{q_1}{A_1} = \dfrac{5.85\times10^{-5}}{50\times10^{-4}} = 0.0117\ \text{m/s} = 0.70\ \text{m/min}$
溢流量：$q_y = q_p - q_1 = 25 - 3.51 = 21.49\ \text{L/min}$
这一步揭示了进油节流调速效率低的根源：泵输出的 25 L/min 里只有 3.51 L/min 做了有用功，86% 的流量经溢流阀白白流回油箱并转化为热量。
（3）计算题答题规范（拿满分的细节）
- 先写公式，再代数字，最后写结果和单位——即使算错，公式分也在；
- 单位统一到 SI（Pa、m³/s、m²、m/s），最后再换算成工程单位（MPa、L/min、mm）；
- 画简图、标截面（伯努利方程必须取两个截面并说明基准面）；
- 判断流态要先算 Re，再选层流/紊流公式；
- **差动连接别忘 $A_杆$**（不是 $A_1$，也不是 $A_2$）；
- 结果要有物理意义检查：差动速度应大于无杆腔进油速度、推力应小于它。
八、易混概念总对比表
| 对比项 | 区分要点 |
|---|---|
| 层流 / 紊流 | $Re$ 与 2320 比较 |
| 沿程损失 / 局部损失 | 沿管长分布 / 集中在局部（弯头、阀口） |
| 薄壁孔 / 细长孔 | $m=0.5$ / $m=1$；受压力影响 / 受粘度影响 |
| 动力粘度 / 运动粘度 | $\mu$ / $\nu=\mu/\rho$；牌号用运动粘度 |
| 工作压力 / 额定压力 / 最大压力 | 由负载决定 / 可连续工作 / 短时极限 |
| 理论流量 / 实际流量（泵） | $Vn$ / $Vn\eta_v$；泵的理论>实际 |
| 理论流量 / 实际流量（马达） | 马达的实际>理论 |
| 容积效率 / 机械效率 / 总效率 | 泄漏 / 摩擦 / 二者乘积 |
| 定量泵 / 变量泵 | 齿轮泵、双作用叶片泵、螺杆泵=定量；单作用叶片泵、柱塞泵=可变量 |
| 单作用 / 双作用叶片泵 | 偏心可变 / 同心定量、径向力平衡 |
| 高速马达 / 低速大扭矩马达 | 齿轮、叶片 / 曲轴连杆式、内曲线式 |
| 无杆腔进油 / 有杆腔进油 / 差动 | 力最大速度最慢 / 中间 / 力最小速度最快 |
| 溢流阀 / 减压阀 / 顺序阀 | 进口控常闭稳进口 / 出口控常开稳出口 / 进口控常闭做开关 |
| 常态开启 / 常态关闭的阀 | 减压阀开启；溢流阀、顺序阀关闭 |
| O / H / Y / M 中位 | 全封 / 全通 / 浮动不卸荷 / 卸荷加锁紧 |
| 进油 / 回油 / 旁路节流调速 | 特性差 / 平稳能承负值负载 / 效率最高特性最差 |
| 节流调速 / 容积调速 | 有节流+溢流损失 / 无损失效率高 |
| O 型锁紧 / 液压锁锁紧 | 滑阀间隙密封、精度低 / 锥阀线接触、精度高 |
| 液压锁配的中位机能 | 必须 H 或 Y（控制口通油箱），不能 O/M |
九、考前冲刺清单（按优先级）
★★★ 必须会背（占分最高）
- 临界雷诺数 2320；雷诺数 = 惯性力/粘性力。
- 三种粘度：动力、运动、相对（条件）。
- 总压力损失 = 沿程 + 局部。
- 泵的三个必要条件：密封腔、容积周期变化、配流装置。
- 泵的排量与转速无关；$q_t=Vn$、$q=Vn\eta_v$、$\eta=\eta_v\eta_m$、$P_o=pq$。
- 斜盘式柱塞泵靠改变斜盘倾角变量。
- 单杆缸三种连接及差动的 $v=\dfrac{q}{A_杆}$、$F=pA_杆$。
- 马达与泵流量关系的相反性。
- 换向阀位/通读法；Y 型（浮动不卸荷）、M 型（卸荷加锁紧）、O 型（锁紧不卸荷）。
- 三阀比较：溢流阀（进口控、常闭、稳进口）、减压阀（出口控、常开、稳出口、必须外泄）、顺序阀（进口控、常闭、做开关）。
- 调速阀 = 定差减压阀 + 节流阀，保持节流阀前后压差恒定。
- 三种节流调速的特性差异；容积调速效率最高。
- 液压锁 = 两个液控单向阀，配 H/Y 型中位。
- YT4543 快进 = 差动连接。
★★ 应该会（简答与判断）
- 困油现象：原因（重合度>1 形成封闭容积）、危害（压力骤升+局部真空气蚀）、措施（开卸荷槽）。
- 齿轮泵三大缺陷：端面泄漏（主因，浮动侧板）、径向力不平衡（缩小压油口/平衡槽）、困油。
- 液压冲击的原因与 5 条减小措施。
- 气穴现象的原因与 5 条防止措施。
- 双作用叶片泵：定子 8 段曲线、两次吸压、径向力平衡、只能定量。
- 电液换向阀适用高压大流量、换向平稳。
- 容积调速三种组合：变量泵-定量马达（恒扭矩）、定量泵-变量马达（恒功率）。
- 锁紧回路两种方案的精度对比理由。
★ 了解即可
- 缝隙流动三种形式的泄漏规律（$\propto h^3$、偏心 2.5 倍）。
- 内啮合齿轮泵、螺杆泵的特点。
- 多执行元件回路（顺序、同步、互不干扰）。
- 摆动缸、伸缩缸、增压缸。
十、模拟自测（按期末题型）
一、填空题（10 题）
- 液压油牌号 L-HM46 中的 46 表示该油在 40 ℃ 时的（ ）粘度约为 46 mm²/s。
- 雷诺数的物理本质是流动时流体的（ ）与粘性力的比值。
- 圆管流动的下临界雷诺数为（ ）。
- 薄壁小孔流量公式 $q=C_dA\sqrt{2\Delta p/\rho}$ 中，流量与压差的（ ）次方成正比。
- 液压泵的排量只取决于泵的结构参数，与（ ）无关。
- 双作用叶片泵定子内表面由（ ）段曲线组成。
- 外啮合齿轮泵最主要的泄漏途径是（ ）间隙泄漏。
- 差动连接时液压缸的推力 $F = p\cdot$（ ）。
- 三位四通换向阀中，（ ）型中位可实现液压泵卸荷、液压缸两腔封闭锁紧。
- 锁紧回路采用液压锁时，换向阀中位机能应选（ ）型或（ ）型。
二、单选题（10 题）
下列泵中属于变量泵的是（ ）
A. 外啮合齿轮泵 B. 双作用叶片泵 C. 斜盘式轴向柱塞泵 D. 螺杆泵单杆活塞缸差动连接时（ ）
A. 推力大、速度低 B. 推力小、速度高 C. 推力大、速度高 D. 推力小、速度低下列压力控制阀中常态阀口开启的是（ ）
A. 溢流阀 B. 减压阀 C. 顺序阀 D. 压力继电器调速阀能稳定速度的根本原因是（ ）
A. 保持节流口面积不变 B. 保持节流阀前后压差恒定 C. 保持泵供油压力恒定 D. 保持油温恒定下列调速回路中效率最高的是（ ）
A. 进油节流调速 B. 回油节流调速 C. 旁路节流调速 D. 容积调速属于低速大扭矩液压马达的是（ ）
A. 齿轮马达 B. 双作用叶片马达 C. 内曲线径向柱塞马达 D. 高速柱塞马达高压大流量且要求换向平稳，宜采用（ ）
A. 手动换向阀 B. 电磁换向阀 C. 电液换向阀 D. 机动换向阀缝隙泄漏量与缝隙高度的关系是（ ）
A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 无关液压泵进口压力由（ ）决定
A. 泵的额定压力 B. 负载 C. 泵的排量 D. 电机转速YT4543 动力滑台快进采用（ ）
A. 双泵供油 B. 蓄能器辅助 C. 差动连接 D. 增速缸
三、判断题（10 题）
- 液体所受压力越大，其体积压缩量随压力升高呈线性无限增大。（ ）
- 单作用叶片泵可通过改变偏心距实现变量。（ ）
- 液压马达的实际输入流量大于其理论流量。（ ）
- O 型中位机能可同时实现液压缸锁紧和液压泵卸荷。（ ）
- 进油节流调速回路中，溢流阀仅在系统过载时才打开。（ ）
- 采用液压锁的锁紧回路，其换向阀中位应采用 O 型或 M 型。（ ）
- 实际液体在水平等截面直管中稳定流动时，沿流动方向压力逐渐降低。（ ）
- 变量泵-定量马达容积调速回路没有溢流损失和节流损失，适合大功率系统。（ ）
- 齿轮泵的困油现象可通过在端盖上开卸荷槽来消除。（ ）
- 液压泵和液压马达在原理上可逆，所以任何液压泵都可直接作马达使用。（ ）
四、简答题（5 题）
- 简述外啮合齿轮泵困油现象的形成原因、主要危害及常用消除措施。
- 什么是单杆活塞缸的差动连接？它有什么工程特点？
- 从工作原理、常态阀口状态、控制压力来源、泄油方式四方面比较溢流阀、减压阀、顺序阀。
- 比较进油、回油、旁路三种节流调速回路的速度负载特性、承载能力与效率发热特点。
- 为什么液压锁的锁紧精度远高于 O 型/M 型中位机能？对换向阀中位机能有何要求？
五、计算题（1 题）
- 某单杆活塞缸内径 $D=100$ mm、活塞杆直径 $d=70$ mm，供油压力 $p=5$ MPa、流量 $q=25$ L/min。管路内径 20 mm、长 2 m，油液密度 $\rho=900$ kg/m³、运动粘度 $\nu=20$ mm²/s。
（1）求管内流速并判断流态；
（2）求沿程压力损失；
（3）求无杆腔进油时的速度与推力；
（4）求差动连接时的速度与推力，并说明与（3）相比的变化规律。
十一、模拟自测参考答案
一、填空题
- 运动 2. 惯性力 3. 2320 4. 1/2（0.5） 5. 转速 6. 8 7. 端面（轴向） 8. $A_杆$（活塞杆截面积） 9. M 10. H、Y
二、单选题
- C（斜盘式轴向柱塞泵；齿轮泵、双作用叶片泵、螺杆泵均为定量泵）
- B 13. B（减压阀常开） 14. B 15. D 16. C 17. C 18. C 19. B 20. C
三、判断题
- 错（压缩量有限且非线性） 22. 对 23. 对 24. 错（O 型泵不卸荷） 25. 错（正常工作时就溢流） 26. 错（应 H 或 Y 型） 27. 对（实际液体有沿程损失） 28. 对 29. 对 30. 错（原理可逆但不能任意互换）
四、简答题
见 7.4 五个必背模板，逐条对应即可。
五、计算题
（1）管内流速与流态
$A = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi\times0.02^2}{4} = 3.142\times10^{-4}\ \text{m}^2$
$q = \dfrac{25\times10^{-3}}{60} = 4.167\times10^{-4}\ \text{m}^3/\text{s}$
$v = \dfrac{q}{A} = \dfrac{4.167\times10^{-4}}{3.142\times10^{-4}} \approx 1.33\ \text{m/s}$
$Re = \dfrac{vd}{\nu} = \dfrac{1.33\times0.02}{20\times10^{-6}} \approx 1330 < 2320$ → 层流
（2）沿程压力损失
层流 $\lambda = \dfrac{64}{Re} = \dfrac{64}{1330} \approx 0.0481$
$\Delta p_\lambda = \lambda\dfrac{l}{d}\cdot\dfrac{\rho v^2}{2} = 0.0481\times\dfrac{2}{0.02}\times\dfrac{900\times1.33^2}{2} \approx 3.83\ \text{kPa}$
（3）无杆腔进油
$A_1 = \dfrac{\pi\times0.1^2}{4} = 7.854\times10^{-3}\ \text{m}^2$
$v_1 = \dfrac{q}{A_1} = \dfrac{4.167\times10^{-4}}{7.854\times10^{-3}} \approx 0.053\ \text{m/s} = 3.18\ \text{m/min}$
$F_1 = pA_1 = 5\times10^6\times7.854\times10^{-3} \approx 39.3\ \text{kN}$
（4）差动连接
$A_杆 = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi\times0.07^2}{4} = 3.849\times10^{-3}\ \text{m}^2$
$v_3 = \dfrac{q}{A_杆} = \dfrac{4.167\times10^{-4}}{3.849\times10^{-3}} \approx 0.108\ \text{m/s} = 6.50\ \text{m/min}$
$F_3 = pA_杆 = 5\times10^6\times3.849\times10^{-3} \approx 19.2\ \text{kN}$
变化规律：差动连接的速度是无杆腔进油的 $\dfrac{A_1}{A_杆}=\dfrac{7.854}{3.849}\approx2.04$ 倍（速度提高约 1 倍）；推力是无杆腔进油的 $\dfrac{A_杆}{A_1}\approx0.49$ 倍（推力减小约一半）。即**”速度高、推力小”**，这正是差动连接能在不增大泵流量前提下实现快进的原因。
附：复习时间分配建议
| 阶段 | 内容 | 建议时长 |
|---|---|---|
| 第 1 遍 | 通读第二章、第三章（分值最集中、且计算题高发） | 2 小时 |
| 第 2 遍 | 第一章流体力学（公式多，配合例题动手算） | 2 小时 |
| 第 3 遍 | 第四章 1–4 节（重点记三阀比较、中位机能、调速阀） | 1.5 小时 |
| 第 4 遍 | 第六章回路（重点三种节流调速、液压锁、差动快进） | 1.5 小时 |
| 冲刺 | 背 7.4 五个简答模板 + 7.1 填空清单 + 8 易混表 | 1 小时 |
| 演练 | 做 7.5 六类计算例题各 1 遍（不看答案） | 1 小时 |
最后提醒：第五章（蓄能器/过滤器/油箱/管件/密封）不考，第四章 5–8 节（插装阀、伺服阀、比例阀、数字阀）也不在范围，不要在这两处浪费时间。