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| 編輯推薦： |
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《液压技术（第二版）》知识点的安排打破了传统学科体系的模式，基于工作过程的相关性来进行重组和排序，充分体现了教学内容的实用性和先进性，突出对学生应用能力、实践能力和综合素质的培养。本书配有免费的微课视频、电子教学课件、习题参考答案。《液压技术（第二版）》可作为应用型本科、高职高专院校和技术院校相关专业的教材，也可以是企业进行液压技术短期培训的培训教材，也可供从事流体传动与控制技术工作的工程技术人员参考。
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| 內容簡介： |
《液压技术（第二版）》是结合编者长期的职业教育和培训经验，提炼高职高专示范院校重点专业建设项目教学成果，以学生为教学主体，以“提高课堂教学效率，促进个性化和创新化教学，激发学生主动学习”为目标，为满足液压技术课程改革的需求，为培养学生理论联系实际的能力，突出职业能力培养而编写的。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
在《液压技术（第二版）》中编者将液压技术课程的教学分为3个阶段，第一个阶段为基础知识和基础回路教学，主要内容为绪论、液压教学软件的熟悉使用、液压泵的性能检测、液压缸的手动控制和液压马达正反转控制回路、过载保护回路等；第二个阶段为控制回路教学，主要内容为压力控制回路、行程控制回路、时间控制回路、速度控制回路和蓄能器控制回路等；第三个阶段为综合应用教学，主要包括电液比例控制、多缸动作控制、典型液压传动系统分析、液压系统的安装使用和故障排除等。
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| 關於作者： |
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吴卫荣，男，1968年12月生，江苏吴江人，中共党员，教授，高级工程师。曾入选江苏省“333工程”第三层次人才培养对象，荣获第三届江苏省高等学校教学名师奖、江苏省教育系统先进工作者、国家级教学成果二等奖（4/9）和江苏省高等教育教学成果一等奖（1/5）等荣誉称号。
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| 目錄：
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目 录
绪 论 1
0.1 液压传动发展概况 1
0.2 液压系统的工作原理及组成 1
0.3 液压传动的优缺点 2
0.4 液压传动的应用 3
0.5 液压传动教学软件 3
0.6 实训操作 4
实训操作 液压教学软件观察练习 4
复习思考题 5
项目1 液压回路的压力分析 6
1.1 项目导入 6
1.2 项目目标 6
1.3 基础知识 6
1.3.1液压油 6
1.3.2液体静力学基础 8
1.3.3液体动力学基础 8
1.4 实训操作 10
实训操作 液压回路的压力分析 10
1.5 拓展知识 12
1.5.1层流和紊流 12
1.5.2压力损失 12
1.5.3液压冲击 12
1.5.4空穴现象 13
复习思考题 13
项目2 液压泵性能测试回路的安装与运行 15
2.1 项目导入 15
2.2 项目目标 15
2.3 基础知识 15
2.3.1液压泵的图形符号和分类 15
2.3.2液压泵的工作原理和特点 16
2.3.3节流阀 16
2.4 实训操作 17
实训操作 液压泵压力-流量特性曲线绘制 17
2.5 拓展知识 18
2.5.1液压泵的主要性能参数 18
2.5.2齿轮泵 19
2.5.3叶片泵 21
2.5.4柱塞泵 23
2.5.5液压泵的选用 25
复习思考题 26
项目3 液压缸手动控制回路的安装与运行 27
3.1 项目导入 27
3.2 项目目标 27
3.3 基础知识 27
3.3.1液压缸概述 27
3.3.2双作用单活塞杆液压缸 28
3.3.3换向阀概述 30
3.3.4手动换向阀 31
3.3.5电磁换向阀 32
3.3.6按钮和中间继电器 33
3.3.7基础电气回路 33
3.4 实训操作 34
实训操作1 液压缸点动控制回路的安装与运行 34
实训操作2 液压缸伸出自保持控制控制回路的安装与运行 34
3.5 拓展知识 35
3.5.1液压缸的结构特点及应用 35
3.5.2换向阀补充知识 37
3.6 拓展任务 40
实训操作 液压缸的差动连接 40
复习思考题 41
项目4 液压马达转动控制回路的安装与运行 42
4.1 项目导入 42
4.2 项目目标 42
4.3 基础知识 42
4.3.1液压马达的分类和图形符号 42
4.3.2互锁回路 43
4.4 实训操作 43
实训操作1 液压马达手动控制回路的安装与运行 43
实训操作2 液压马达转动自保持控制回路的安装与运行 44
4.5 拓展知识 45
4.5.1液压马达的主要性能参数 45
4.5.2齿轮式液压马达 45
4.5.3叶片式液压马达 46
4.5.4柱塞式液压马达 46
4.6 拓展任务 48
实训操作 液压马达速度-负载曲线测绘 48
复习思考题 48
项目5 安全保护回路的安装与运行 49
5.1 项目导入 49
5.2 项目目标 49
5.3 基础知识 49
5.3.1溢流阀 49
5.3.2普通单向阀 52
5.3.3可调单向节流阀 52
5.3.4压力继电器 53
5.4 实训操作 53
实训操作1 淬火炉顶盖控制回路的安装与运行 53
实训操作2 液压压装机控制回路的安装与运行 54
5.5 拓展知识 55
5.5.1液控单向阀 55
5.5.2双向液压锁 56
复习思考题 57
项目6 压力控制回路的安装与运行 58
6.1 项目导入 58
6.2 项目目标 58
6.3 基础知识 58
6.3.1压力控制回路概述 58
6.3.2减压阀 58
6.4 实训操作 60
实训操作 钻床夹紧机构控制回路的安装与运行 60
6.5 拓展知识 62
6.5.1顺序阀 62
6.5.2压力控制回路 63
复习思考题 68
项目7 行程控制回路的安装与运行 69
7.1 项目导入 69
7.2 项目目标 69
7.3 基础知识 69
7.3.1传感器概述 69
7.3.2电感式接近开关 69
7.3.3液压缸行程控制回路 70
7.4 实训操作 71
实训操作1 液压折弯机控制回路的设计安装与运行 71
实训操作2 液压加工设备工作台控制回路的设计安装与运行 72
7.5 拓展知识 73
7.5.1光电式接近开关 73
7.5.2电容式接近开关 75
7.5.3行程开关 75
复习思考题 77
项目8 速度控制回路的安装与运行 78
8.1 项目导入 78
8.2 项目目标 78
8.3 基础知识 78
8.3.1流量控制阀概述 78
8.3.2调速阀 78
8.3.3调速回路 79
8.4 实训操作 81
实训操作1 工件棱角切削机构控制回路的设计安装与运行 81
实训操作2 钻机升降机构控制回路的设计安装与运行 82
8.5 拓展知识 83
8.5.1快速运动回路 83
8.5.2速度换接回路 84
复习思考题 85
项目9 延时控制回路的安装与运行 86
9.1 项目导入 86
9.2 项目目标 86
9.3 基础知识 86
9.3.1时间继电器 86
9.3.2延时回路 87
9.4 实训操作 87
实训操作1 搅拌装置控制回路的设计安装与运行 87
实训操作2 冲压液压机控制回路的设计安装与运行 89
复习思考题 90
项目10 蓄能器保压回路的安装与运行 91
10.1 项目导入 91
10.2 项目目标 91
10.3 基础知识 91
10.3.1辅助元件概述 91
10.3.2蓄能器 91
10.3.3油箱 94
10.4 实训操作（液压牵引床） 96
实训操作 液压牵引床控制回路的安装与运行 96
10.5 拓展知识 97
10.5.1滤油器 97
10.5.2油管及管接头 99
10.5.3密封装置 101
复习思考题 102
项目11 电液比例控制回路的安装与运行 103
11.1 项目导入 103
11.2 项目目标 103
11.3 基础知识 103
11.3.1电液比例控制系统 103
11.3.2电液比例控制阀 104
11.4 实训操作 106
实训操作 液压提升装置控制回路的安装与运行 106
11.5 拓展知识 108
11.5.1插装阀 108
11.5.2叠加阀 109
11.5.3电液伺服阀 110
复习思考题 111
项目12 多缸工作控制回路的安装与运行 112
12.1 项目导入 112
12.2 项目目标 112
12.3 基础知识 112
12.3.1行程控制的顺序动作回路 112
12.3.2压力控制的顺序动作回路 113
12.4 实训操作 113
实训操作 板料液压剪切机控制回路的安装与运行 113
12.5 拓展知识 115
12.5.1同步回路 115
12.5.2互不干扰回路 116
复习思考题 117
项目13 典型液压传动系统分析 118
13.1 项目导入 118
13.2 项目目标 118
13.3 基础知识 118
13.3.1液压系统图 118
13.3.2 YT4543型动力滑台液压系统 118
13.3.3 MJ-50型数控车床液压系统 120
13.4 实训操作 122
实训操作 塑料注射成型机液压系统的安装运行与分析 122
13.5 拓展知识 124
13.5.1全自动钢筋弯箍机液压系统 124
13.5.2 万能外圆磨床液压系统 126
13.5.3 油罐封头双动拉深液压机液压
系统 128
复习思考题 132
项目14 液压系统的安装调试与使用维护 134
14.1 项目导入 134
14.2 项目目标 134
14.3 基础知识 134
14.3.1液压系统的安装 134
14.3.2液压系统的调试 135
14.3.3液压系统的使用与维护保养 136
14.4 实训操作 137
实训操作 液压支架的使用维护 137
14.5 拓展知识 139
14.5.1液压系统检查项目 139
14.5.2检测对象及其检测点 140
14.5.3液压设备维护小结 140
复习思考题 143
项目15 液压系统的故障诊断与排除 144
15.1 项目导入 144
15.2 项目目标 144
15.3 基础知识 144
15.3.1液压系统的故障概念 144
15.3.2液压系统的故障特点 144
15.3.3液压系统的故障种类 145
15.3.4故障诊断的准备和步骤 145
15.3.5常见故障诊断方法 146
15.3.6故障诊断实例 148
15.4 实训操作 149
实训操作 叉车液压系统的维护和故障诊断 149
15.5 拓展知识 151
15.5.1液压系统常见故障与排除 151
15.5.2液压元件常见故障与排除 154
复习思考题 157
项目16 液压系统的设计计算 158
16.1 项目导入 158
16.2 项目目标 158
16.3 基础知识 158
16.3.1液压系统的设计步骤 158
16.3.2液压系统的设计依据和工况分析 158
16.3.3系统主要参数的确定 160
16.3.4液压系统原理图的拟定 161
16.3.5液压元件的计算和选择 162
16.3.6液压系统性能的验算 164
16.3.7绘制正式工作图和编制技术文件 166
16.4 实训操作 167
实训操作 课程设计 167
复习思考题 168
附录1 实训报告 169
附录2 阶段测试 184
附录3 常用液压元件图形符号 193
参考文献 201
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| 內容試閱：
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前 言
本书是高职高专机电一体化、机电设备、模具、数控、自动化等专业的教学用书，是作者结合长期的职业教育和培训经验，提炼江苏省高校品牌专业建设项目、JYB第二批现代学徒制试点工作、江苏省高等职业教育高水平专业群建设项目教学成果，以学生为教学主体，以“提高课堂教学效率，促进个性化和创新化教学，激发学生主动学习”为目标，为满足液压技术课程改革的需求，为培养学生理论联系实际的能力，突出职业能力培养而编写的。全书将16个项目贯穿于教学的始终，用项目和任务进行知识的引入，所有的实训任务都来自于企业生产实际的典型工作任务，要使学生学以致用，提高学生动脑与动手能力。学生在课前课后通过手机扫码观看课程讲解演示视频，在课堂上学习基本理论知识，用计算机液压教学软件进行模拟仿真练习，到实训现场用真实的元件对自己设计的系统进行组装运行，最后完成实训报告（附录1），总结评价项目完成情况。我们强调学生必须有很强的动手能力，我们希望学生进入企业后，能够快速适应企业，并快速成为具有实干能力的工程技术人员。因此我们建议这门课程理论与实践的课时比至少为1：1，当然也可以根据实际情况作调整。
本书数字化资源丰富，配有学习导读和全套的多媒体课件、题库、元器件实物图、60个关键知识点和技能点的讲解演示视频（书中配置二维码），同步建设在线课程（ 课程网址：https://umooc.ulearning.cn/pc.html#/course/home/44895 ），方便实现学生线上学习与线下实训相互配合的教学模式。
本书的绪论、项目1～项目4由苏州工业园区职业技术学院吴卫荣编写，项目5～项目12由苏州工业园区职业技术学院王佳庆编写，项目13～项目16、附录1～3由苏州工业园区职业技术学院沈侃编写。本书在编写过程中，参阅了过往的同类教材和文献资料，并得到了许多朋友和师长的关心和帮助，在此谨表感谢。
由于编者水平所限，书中难免存在不足和疏漏之处，恳请同仁和读者批评指正。
项目1 液压回路的压力分析
1.1 项目导入
液压传动的一个最重要的优点就是可以将很大的输出力自由的定量传输，这是由于液压系统利用帕斯卡原理，使用液压油通过液压回路将液压动力元件产生的压力传递到液压执行元件，而回路中的压力在传递过程中不是一成不变的，因此学会分析液压回路中压力的变化是非常有必要的。
1.2 项目目标
（1）掌握液压油的相关知识，如液压油的作用、黏性、分类等；
（2）弄懂压力和流量的基本概念，能够利用帕斯卡原理、连续性方程、伯努利方程等原理和方程式分析管道中油液压力、流速和流量的变化；
（3）学会设置液压教学软件中各个液压元件的相关参数，并分析液压回路的运行状态和回路中各元件的作用；
（4）了解液体流动状态和压力损失的分类，知道液压冲击和空穴现象的产生原因和危害；
（5）熟悉液压知识的学习过程和方法。
1.3 基础知识
1.3.1 液压油
液压油是液压传动系统中的传动介质，不但起传递动力的作用，而且还对液压装置的机构、零件起着润滑、防锈防腐蚀、冲洗系统内的污染物并带走热量等重要作用。液压系统能否可靠、灵敏、准确、有效而且经济地工作，与所选用的液压油的品种及性能密切相关。因此，正确选用液压油是确保液压系统正常和长期工作的前提。
（1）黏性
当油液在外力作用下流动时，由于油液分子与固体壁面之间的附着力和分子之间内聚力的作用，会导致油液分子之间产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为液体的黏性。油液只有在流动时才有黏性，静止液体不显示黏性。
黏性是液压油的首要特性，黏性的大小用黏度表示。黏度是选择液压油的主要指标，是影响流动流体的重要物理性质。当油液黏度高时，显得“稠”，机械上和液体内部两方面的摩擦增加，产生高温，增大压力损失和能耗；黏度低时，显得“稀”，又会增加内外泄漏，增加泵的动力传递损耗和元件的磨损。
常用的黏度有三种，即动力黏度，运动黏度和相对黏度。液压油的牌号用40℃温度下运动黏度的平均值来表示，如N46号液压油，就是指这种液压油在40℃时的运动黏度的平均值是46cSt（厘斯）。
（2）黏温特性
油液的黏度对温度的变化极为敏感，温度下降，分子间内聚力增大，液压油的黏度上升；温度升高，分子间内聚力减小，液压油的黏度降低。液压油的黏度随温度变化的性质称为黏温特性。黏温特性是液压油主要性能特点之一，不同种类的液压油有不同的黏温特性，黏温特性较好的液压油，黏度随温度的变化较小。
除了黏温特性以外，液压油还有其他的一些主要性能，如润滑性与抗磨性、防锈和抗腐蚀性、氧化安定性和热安定性、抗剪切安定性、抗乳化性和水解安定性、抗泡性和空气释放性、清洁度和可滤性、对密封材料的相容性及其他要求，如低温性能、可压缩性等。
（3）液压油的分类
如表1-1所示，液压油的品种主要可分为三大类:石油型、乳化型和合成型。
表1-1 液压油的分类
分类 名 称 代号 组成和特性 应 用
石
油
型 精制矿物油 L—HH 无抗氧剂 低压液压系统
普通液压油 L—HL HH油，改善其防锈和抗氧性 中低压液压系统，例如精密机床
抗磨液压油 L—HM HL油，改善其抗磨性 中、高压液压系统，特别适合于有防磨要求带叶片泵的液压系统，如冶金机械
低温液压油 L—HV HM油，改善其黏温特性 能在-20～-40℃的低温环境中工作，用于户外工作的矿?、工程机械和船用设备的液压系统
高黏度指数
液压油 L—HR HL油，改善其黏温特性 黏温特性优于L—HV油，用于数控机床液压系统和伺服系统
液压导轨油 L—HG HM油，具有良好的黏滑特性 适用于导轨和液压系统共用同一种油品的机床，对导轨有良好的黏滑性和防爬性
其它液压油 加入多种添加剂 用于高品质的专用液压系统
乳化型 水包油乳化液 L—HFAE 由水、基础油和各种添加剂组成，含水量较高 需要难燃液压油的场合
水包油乳化液 L—HFB
合成型 水—乙二醇液 L—HFC 由水、乙二醇和添加剂组成，蒸馏水占35％～55％
磷酸酯液 L—HFDR 抗燃性、润滑性好，与多种密封材料的相容性很差，有一定的毒性
（4）液压油的选用
能否合理选择液压油不但关系着液压系统运动的平稳性、可靠性、灵敏性，还对系统的效率、功率损耗、气蚀现象、温升及磨损等都有显著影响，甚至于使系统不能正常工作。首先应根据液压系统的环境与工作条件选用合适的液压油类型，类型确定后再选择液压油的牌号。
对液压油牌号的选择，主要是对油液黏度等级的选择，这是因为黏度对液压系统的稳定性、可靠性、效率、温升以及磨损都有显著的影响。在选择黏度时应注意以下几方面情况：
工作机械的不同要求：精密机械与一般机械对黏度要求不同，精密机械宜采用较低黏度的液压油，如机床液压伺服系统，为保证伺服动作灵敏性，采用10号液压油。
②液压泵的类型及要求：在液压系统的所有元件中，以液压泵对液压油的性能最为敏感，因为泵内零件的运动速度最高，承受的压力最大，且承压时间长，温升高。因此，常根据液压泵的类型及其要求来选择液压油的黏度。
③液压系统的工作压力：工作压力较高的液压系统宜选用黏度较大的液压油，以便于密封，减少泄漏；反之，可选用黏度较小的液压油。
④环境温度：环境温度较高时宜选用黏度较大的液压油，因为环境温度高使油的黏度下降。
⑤运动速度：当工作部件的运动速度较高时，为减小液流的摩擦损失，宜选用黏度较小的液压油。
选用液压油还要根据主机的工作特点、特殊的工作环境考虑。对一般机械可采用机械油（NXX），对精密设备选用通用液压油（YA-NXX），当要求有抗磨性能（如高压、高速的工程机械上，要满足高压叶片泵的防磨要求）时，可用抗磨液压油（YB-NXX），对于电力、冶金、矿山、热加工、塑料加工等机械设备，以及飞机的液压系统，需要选择燃点高的抗燃液压油。
1.3.2液体静力学基础
（1）压力
压力是流体传动及其控制技术中最基本、最重要的一个参数。流体中某一点的压力又称为该点流体的静压，也即单位面积上所受的法向力称为压力（必须注意，它在物理学中称为压强）。压力通常用符号p表示，即
(1.1)
p为外力产生的压力，单位Pa；F为对液体的作用力，单位N；A为受力面积，单位m2。
压力的表示方法有两种，一种是以p = 0（完全真空）绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力；另一种是以大气压力作为基准所表示的压力，称为相对压力，也称为表压力（仪表所测得的压力）。两者的关系为：绝对压力＝相对压力 大气压力 ，当绝对压力低于大气压力时，比大气压力小的那部分数值叫做真空度，即：真空度＝大气压力-绝对压力 。
压力的单位为N/m2，即Pa(帕斯卡)，除此之外还有KPa、MPa，以及以前沿用的一些单位，如bar、工程大气压at（即kgf/cm2）、标准大气压atm等。
换算关系为
1MPa＝103KPa＝106Pa
1bar＝105 N/m2＝0.1MPa＝1.02kgf/cm2
（2）帕斯卡原理
在密闭容器内，施加于静止液体的压力能等值地传递到液体内部各点。这就是帕斯卡原理，或称静压力传递原理。
如图1-1所示，作用在大活塞上的负载F1形成液体压力p＝F1/A1，为防止大活塞下降，在小活塞上应施加的力F2＝pA2＝F1A2/A1，由此可得：液压传动可使力放大，可使力缩小，也可以改变力的方向；液体内的压力是由负载决定的。
图1-1 帕斯卡原理示意图
1.3.3液体动力学基础
（1）理想液体和定常流动
研究流动液体时要考虑其黏性，而液体的黏性阻力是一个很复杂的问题，因此我们引入了理想液体的概念。所谓理想液体就是没有黏性、不可压缩的假想液体。首先对理想液体进行研究，然后通过实验验证的方法对所得的结论进行补充和修正。这样，不仅使问题简单化，而且得到的结论在实际应用中也具有足够的精确性。我们把既具有粘性又可压缩的液体称为实际液体。
定常流动是液体流动时，液体中任意一点处的压力、流速和密度不随时间而变化。反之，则是非定常流动。
（2）流量
流量是流体传动控制中的另一个最基本、最重要的参数。单位时间内通过通流截面的液体的体积称为流量，用q表示，即
q (1.2)
q为流量，单位m3/s，工程常用L/min；V为液体体积，单位m3；t为通过体积所需时间，单位s；v为平均流速，单位m/s；A为通流截面面积，单位m2。
（3）连续性方程
图1-2 液流的连续性原理
假定液体不可压缩，则液体在同一单位时间内流过同一通道、两个不同通流截面的液体体积应相等。即如图1-2所示，v1、v2为液体在截面1和2处的平均流速，A1、A2?截面1和2处的截面积，则q＝v1A1＝v2A2＝常量，因而流速和截面积成反比，直径大的管道流速慢，直径小的管道流速快。
（4）伯努利方程
假定液体不具有黏性且不可压缩，则
(1.3)
式中p为液体压力、ρ为液体密度、为液体流速、z为液体高度。
上式称为理想液体（无黏性和不可压缩的液体）的伯努利方程，其物理意义是：在密闭管道内作稳定流动的理想液体具有三种形式的能量（压力能、位能、动能），在沿管道流动过程中三种能量之间可以互相转化，但在任一截面处，三种能量的总和为一常数。
实际液体在管道中流动时，由于液体具有黏性，会产生内摩擦力，而且管道形状和尺寸的变化，会产生扰动造成能量损失，因此实际液体在流动时的伯努利方程中须加入能量损耗。
例1：试用连续性方程和伯努利方程分析图1-3所示的变截面水平管道各截面上的液体流速和压力。
图1-3 变截面管道示意图
解：由连续性方程v1A1＝v2A2＝v3A3＝常量
因为A1＞A2＞A3，所以v1＜v2＜v3
再由伯努利方程
由于管道水平放置，故 ，上式可改写为
因为v1＜v2＜v3，所以 p1＞p2＞p3
例2：如图1-4所示，分析液压千斤顶的工作原理。
图1-4 液压千斤顶原理图
1—杠杆 2—泵体 3、11—活塞 4、10—油腔 5、7—单向阀 6—油箱 8—放油阀 9—油管 12—缸体
液压千斤顶的结构中有两个液压缸，用手向上扳动手柄，小液压缸中的小活塞3向上移动，油从油箱6经过油管、单向阀5（只准油液从下往上单方向流动的阀门）进入小液压缸下腔4，产生抽吸作用；当压下手柄，小活塞3下移时，就将吸入小液压缸下腔4的油，经油管9、单向阀7压入大液压缸下腔10，迫使大活塞11向上移动，从而顶起重物。这样不断地上下扳动手柄就能将油间歇地压入大液压缸下腔10，使重物缓慢上升，而且由于油液的不可压缩性，可以保持重物的上升位置。工作完毕，拧开放油阀8，大液压缸下腔10的油就可经管道流回油箱，大活塞11下移，千斤顶就可取出来了。
1.4 实训操作
实训操作 液压回路的压力分析
（1）任务说明
在液压教学软件中搭建液压回路，设置液压缸和液压源的相应参数，根据伸出时压力表的读数，分析回路中压力的变化。
（2）操作步骤
①搭建回路
图1-5 液压回路及参数设置示意图
如图1-5所示，运行液压教学软件，在软件的绘图区域中搭建液压回路，点选每一个液压元件，通过鼠标右键菜单观看元件描述、元件图片和元件插图。
②设置参数
点选液压源，在鼠标右键菜单上点击属性，在液压源的属性窗口中设置工作压力为10MPa。
③仿真运行
对回路进行仿真运行，观察并记录液压缸在伸出时和伸出到位后压力表的读数（表1-2）。
④修改参数并仿真运行回路
在液压缸的属性窗口中设置输出力为1000N，仿真运行回路后记录液压缸伸出时和伸出到位后压力表的读数。
⑤再次修改参数并仿真运行回路
改变相应参数（液压缸输出力2000N，活塞面积3qcm，液压源工作压力15MPa），仿真运行回路后记录液压缸伸出时和伸出到位后压力表的读数。
表1-2 压力表读数记录
元件参数 设定值/压力表读数
液压源工作压力（MPa） 10 10 15
液压缸活塞面积（qcm） 2 2 3
输出力（N） 0 1000 2000
伸出 进油路压力（MPa）
回油路压力（MPa）
到位 进油路压力（MPa）
回油路压力（MPa）
（3）分析讨论
根据液压缸伸出且输出力为0时的进油路压力计算液压缸伸出时摩擦力的大小，分析后面两种情况下压力读数的变化。
（4）总结
液压系统中的压力是由于油液的前面受负载阻力的阻挡，后面受液压泵输出油液的不断推动而处于一种“前阻后推”的状态下产生的，工作压力取决于负载，而与流入的液体多少无关。
1.5 拓展知识
1.5.1层流和紊流
层流 紊流
（a）层流 （b）紊流
图1-6 液体流动状态示意图
液体在管道中流动时存在两种不同状态，它们的阻力性质也不相同，如图1-8所示，层流是指液体质点互不干扰，流动呈线性或层状，平行于管道轴线，没有横向运动；紊流是指液体质点的运动杂乱无章，除沿管道轴线运动外，还有剧烈的横向运动。
液体的流动状态通过雷诺数Re来判断，即
(1.4)
式中，v为液体流动速度；d为管道直径；γ为液体的运动黏度。
液体流动时由层流转化为紊流时的雷诺数Re，叫临界雷诺数Re0 。当雷诺数Re小于临界雷诺数Re0时为层流，而当雷诺数Re大于临界雷诺数Re0为紊流。
1.5.2压力损失
在液压传动中，液体在管道内运动时的能量损失包括由摩擦阻力所引起的沿程能量损失和局部能量损失，工程上通常用压差形式来表示能量损失，称为压力损失。
液压系统中的压力损失分为两类，一类是油液沿等直径直管流动时所产生的压力损失，称之为沿程压力损失。这类压力损失是由液体流动时的内、外摩擦力所引起的。沿程压力损失的大小主要取决于管路的长度、内径、液体的流速和粘度等。液体的流动状态不同，沿程压力损失也不同。另一类是油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成旋涡引起油液质点间、以及质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失称之为局部压力损失。液流通过阀口、弯管、通流截面变化的地方时，由于液流方向和速度均发生变化，形成旋涡，使液体的质点间相互撞击，从而产生较大的能量损耗。
压力损失过大也就是液压系统中功率损耗的增加，这将导致油液发热，泄漏量增加，效率下降和液压系统性能变坏。
管路系统的总压力损失等于所有沿程压力损失和所有局部压力损失之和。
1.5.3液压冲击
在液压系统中，由于某种原因（当极快地换向或关闭液压回路时）而引起油液的压力在瞬间急剧升高，形成较大的压力峰值，这种现象称为液压冲击。
系统中出现液压冲击时，液体瞬时压力峰值可以比正常工作压力大好几倍。液压冲击会损坏密封装置、管道或液压元件，还会引起设备振动，产生很大噪声。有时，液压冲击还会使某些液压元件如压力继电器、顺序阀等产生误动作，影响系统正常工作。
减小液压冲击的主要措施有：
（1）延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。
（2）限制管道流速及运动部件速度。
（3）适当加大管道直径，尽量缩短管路长度。
（4）采用软管，以增加系统的弹性。
（5）在系统中装置安全阀，可起卸载作用。
1.5.4空穴现象
在液压系统中，如果某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会分离出来，导致液体中出现大量气泡的现象，称为空穴现象。如果液体中的压力进一步降低到饱和蒸汽压时，液体将迅速气化，产生大量蒸汽泡，这时的空穴现象将会愈加严重。
空穴现象是液压系统中常出现的故障现象。当液压系统中出现空穴现象时，大量的气泡破坏了液流的连续性，造成流量和压力脉动。气泡随液流进入高压区时又急剧破灭，以致引起局部液压冲击，发出噪声并引起振动。当附着在金属表面上的气泡破灭时，它所产生的局部高温和高压会使金属剥蚀，这种由气穴造成的腐蚀作用称为气蚀。气蚀会使液压元件的工作性能变坏，并使其寿命大大缩短。
空穴多发生在阀口和液压泵的进口处。由于阀口的通道狭窄，液流的流速增大，压力则大幅度下降，以致产生空穴。当泵的安装高度过大，吸油管直径太小，吸油阻力太大，或泵的转速过高，造成进口处真空度过大时，亦会产生空穴。
为减少空穴和气蚀的危害，通常采取下列措施：
（1）减小小孔或缝隙前后的压力降。
（2）降低泵的吸油高度，适当加大吸油管内径，限制吸油管内液体的流速，尽量减少吸油管路中的压力损失（如及时清洗滤油器或更换滤芯等）。对于自吸能力差的泵，需用辅助泵供油。
（3）管路要有良好的密封，防止空气进入。
复习思考题
（1）液压油的作用是什么？有哪些主要类型？
（2）何谓液体的黏性？液压油的牌号与黏度有什么关系？如何选用液压油？
（3）液体的压力是如何形成的？常用的压力单位是什么？
（4）什么叫大气压力、相对压力、绝对压力和真空度？它们之间有什么关系？液压系统中压力表的读数指的是什么压力?
（5）写出连续性方程和理想液体的伯努利方程，并说明伯努利方程的物理意义。
（6）如图1-7所示液压千斤顶大活塞直径为100mm，小活塞直径为25mm，杠杆尺寸a ＝20mm，b ＝100mm，如果要顶起质量m ＝1000kg的重物，需要多大的力F ？
图1-7 题6附图
（7）说明液体流动状态和压力损失的分类。
（8）什么是液压冲击？液压冲击的危害有哪些？
（9）什么是空穴现象？空穴现象的危害有哪些？
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