液压与气动技术
第一单元 液压传动基础
2005－ 1－ 20
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
教学内容,
? 液压传动的基本概念 （难点）
? 液压装置的组成
? 液压传动的基本理论 （重点）
? 液压油
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
什么是液压传动呢？
液压传动 是：利用有压的液体, 经由一些机件控制之
后来传递运动和动力 。
液压传动 是以 流体 作为工作介质对能量进行传动和控
制的一种传动形式 。
下面看一个实例,
1.1液压传动基本概念
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
如图所示,
从图可知,液压传动系统
由哪些部分组成？
1.1液压传动基本概念
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
由上图可知, 液压传动系统由 液压泵, 控制阀, 执行元件和油
箱 等一些 辅助元件 组成 。
1,液压泵
2,执行元件
3,控制元件
4.辅助元件
1.2液压装置的组成
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1,液体静压力,静止液体在单位面积上所受的法向力称为
静压力 。 静压力在液压传动中简称 压力,在物理学中则称
为 压强 。 如何定义液体中某点的压力？
2.液体静压力有两个重要特性,
（ 1）液体静压力垂直于承压面,其方向和该面的内法线方向一致。这是 由于液体
质点间的内聚力很小,不能受拉只能受压之故。为什么？
（ 2） 静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等 。 为什么？ 如果某点
受到的压力在某个方向上不相等,那么液体就会流动,这就 违背了液体静止 的
条件 。
1.4液压传动基本理论
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3,液体 静压力基本方程
p△ A=Po △ A+ ρ gh△ A
式中, ρ gh△ A为小液柱的重力, ρ —液体的密度
上式化简后得,p=p0+ρ gh
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
3,液体 静压力基本方程 说明什么问题,
（ 1） 静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力 Po和液体重力
所产生的压力 ρ gh之和 。
（ 2） 液体中的静压力随着深度 h 而线性增加 。
（ 3） 在连通器里, 静止液体中只要深度 h 相同其压力都相等 。
p=p0+ρ gh
1.4液压传动基本理论
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3,应用液体 静压力基本方程,
例 1-1 如图 1-3所示, 容器内盛油液 。 已
知油的密度 ?=900kg/m3,活塞上的作用
力 F=1000N,活塞的面积 A=1× 10-3m2，
假设活塞的重量忽略不计 。 问活塞下方
深度为 h=0.5m处的压力等于多少？
1.4液压传动基本理论
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解, 活塞与液体接触面上的压力均匀分布, 有
根据静压力的基本方程式 （ 1-3）, 深度为 h处的液体压力
=106 +900× 9.8× 0.5 =1.0044× 106(N/m2)?106(Pa)
从本例可以看出, 液体在受外界压力作用的情况下, 液体自重所
形成的那部分压力 ?gh相对甚小, 在液压系统中常可忽略不计, 因而
可近似认为整个液体内部的压力是相等的 。 以后我们在分析液压系统
的压力时, 一般都采用这种结论 。
1.4液压传动基本理论
26
230 /10101
1 0 0 0 mN
m
N
A
Fp ?
?
?? ?
ghpp a ???
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4,绝对压力, 表压力及真空度
根据度量方法的不同有所谓的表压力又称相对压力 （ gauge pressure）
和绝对压力 （ absolute pressure） 之分 。 以当地大气压力 (atomosphere)
为基准所表示的压力称为表压力 。 以绝对零压力作为基准所表示的压
力称为绝对压力 。
如液体中某点处的绝对压力小于大气压力, 这时该点的绝对压力
比大气压力小的那部分压力值, 称为 真空度 。 所以
真空度 =大气压力 -绝对压力
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
4,绝对压力, 表
压力及真空度
有关表压力, 绝
对压力和真空度
的关系见图 1-4。
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
1.4液压传动基本理论
12 A
F
A
W
P ??
5, 帕 斯 卡原 理 （ Pascal’s
Principle）
图所示建立了一个很
重要的概念, 即在液压传
动中工作的压力取决于负
载, 而与流入的流体多少
无关 。
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6,连续定理 (Principle of Continuity)
液体在流动时, 通过任一通流横截面的速度, 压力和密度不随时间改变的
流动称为 稳流, 反之速度, 压力和密度其中一项随时间而变, 就称为 非稳流 。
对稳流而言, 液体以稳流流动通过管内任一截面的液体质量必然相等 。 如
图 1-6所示管内两个流通截面面积为 A1和 A2,流速分别为 V1和 V2,则通过任一截
面的流量 Q如 （ 1－ 6） 式表示 。
Q=AV=A1V1=A2V2=常量 （ 1－ 6）
式 （ 1－ 6） 即连续定理,
此式还得出另一个重要的基本概念,
即运动速度取决于流量,
而与流体的压力无关 。
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
6,连续定理 (Principle of Continuity)应
用及帕斯卡原理应用,例 1-2 图 1－ 7
所示为相互连通的两个液压缸, 已知
大缸内径 D=100mm,小缸内径 d=20mm,
大活塞上放上质量为 5000kg的物体 。
问,1.在小活塞上所加的力 F有多大才
能使大活塞顶起重物？ 2.若小活塞下
压速度为 0.2m/s,试求大活塞上升速
度？
1.4液压传动基本理论
图 1－ 7 帕斯卡原理应用实例
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6,连续定理 (Principle of Continuity),
解,1．物体的重力为 G=mg=5000kg× 9.8m/s2=49000kg·m/s2=49000N
根据帕斯卡原理，由外力产生的压力在两缸中相等，即
故为了顶起重物应在小活塞上加力为
= × 49000N=1960N
2.由连续定理,Q=AV=常数得出,
故大活塞上升速度,
本例说明了液压千斤顶等液压起重机械的工作原理，体现了液压
装置的力放大作用。
1.4液压传动基本理论
44
22 D
G
d
F
??
?
GDdF 2
2
?
22
22
100
20
mm
mm
大小 ＝ v
Dvd
44
22 ??
)/(008.02.0
100
20
2
2
2
2
smv
D
dv ??＝＝
小大
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7,液体流动中的压力和流量的损失
（ 1） 压力损失, 由于液体具有 粘性, 在管路中流动时又不可避免地
存在着摩擦力, 所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量 。
这部分能量损耗主要表现为 压力损失 。
压力损失有沿程损失和局部损失 两种 。 沿程损失 是当液体在
直径不变的直管中流过一段距离时, 因摩擦而产生的压力损失 。
局部损失 是由于管子截面形状突然变化, 液流方向改变或其它形
式的液流阻力而引起的压力损失 。 总的压力损失等于沿程损失和
局部损失之和 。
由于压力损失的必然存在, 所以泵的额定压力要略大于系统
工作时所需的最大工作压力, 一般可将系统工作所需的最大工作
压力乘以一个 1.3～ 1.5的系数来估算 。
1.4液压传动基本理论
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7,液体流动中的压力和流量的损失
（ 2） 流量损失
在液压系统中,各被压元件都有 相对运动的表面,如液压缸内表面和
活塞外表面, 因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙,如果
间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压
区从而造成泄漏 。 同时由于 液压元件密封不完善, 一部分油液也会向
外部泄漏 。 这种泄漏造成实际流量有所减少,这就是我们所说的 流量损
失 。
流量损失影响运动速度, 而泄漏又难以绝对避免, 所以在液压系统
中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的最大流量 。 通常也可以用
系统工作所需的最大流量乘以一个 l.1～ 1.3的系数来估算 。
1.4液压传动基本理论
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8,液压冲击和空穴现象
（ 1） 液压冲击,在液压系统中,当油路突然关闭或换向时,会产生急剧的
压力升高,这种现象 。
造成液压冲击的主要原因 是液压速度的急剧变化, 高速运动工作部件的
惯性力 和 某些液压元件反应动作不够灵敏,
产生液压冲击时,系统中的压力瞬间就要比正常压力大好几倍,特别是在
压力高, 流量大的情况下,极易引起 系统的振动, 噪音甚至导管或某些液压
元件的损坏,既影响系统的工作质量又会缩短其使用寿命 。 还要注意的是由
于压力冲击产生的高压力可能使某些液压元件 （ 如压力继电器 ） 产生误动作,
而损坏设备 。
避免液压冲击的主要办法 是避免液流速度的急剧变化 。 延缓速度变化的
时间能有效地防止液压冲击,如将液动换向阀和电磁换向阀联用可减少液压
冲击,因为液动换向阀能把换向时间控制得慢一些 。
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
8,液压冲击和空穴现象
（ 2） 空穴现象,
如果液压系统中发生了空穴现象,液体中的气泡随着液流运动到压
力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液
压冲击,造成噪音和振动,另一方面,由于气泡破坏了液流的连续性,降
低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受 冲击载
荷,影响其使用寿命 。 同时气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们
把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫汽蚀 。
在液压传动装置中,汽蚀现象可能发生在油泵, 管路以及其它具有
节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象最为常见 。
汽蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速, 高压
的液压设备中更应注意 。
1.4液压传动基本理论
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液压系统中完全靠液压油把能量从液压泵经管路, 控制阀传递到执
行元件, 根据统计, 许多液压设备的故障, 皆起因于液压油的使用不
当, 故应对液压油要有充分的了解 。
1.5液压油
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1,液压油的用途
（ 1） 传递运动与动力,将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处,
由于油本身具有粘度, 在传递过程中会产生一定的 动力损失 。
（ 2） 润滑, 液压元件内各移动部位, 都可受到液压油充分润滑, 从而减
低元件磨耗 。
（ 3） 密封, 油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用 。
（ 4） 冷却, 系统损失的能量会变成热, 被油带出 。
1.5液压油
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2,液压油的种类,液压油主要有下列二种
（ 1） 矿物油系液压油 （ 可燃性 ）, 主要由石腊基 （ paraffin base）
的原油精制而成, 再加抗氧化剂和防锈剂, 为用途最多的一种；
其缺点为耐火性差 。
（ 2） 耐火性液压油 （ 难燃性 ）, 专用于防止有引起火灾危险的乳化型
液压油 。 有水中油滴型 （ o/w） 和油中水滴形 （ w/o） 两种, 水中
油滴型 （ o/w） 的润滑性差, 会侵蚀油封和金属；油中水滴形
（ w/o） 化学稳定性很差 。
（ 3） 专用液压油：航空, 舰船, 炮用及车辆制动用液压油 。
1.5液压油
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3,液压油的性质
（ 1） 密度, 比重越大, 泵吸入性越差 。
（ 2） 闪火点,油温升高时, 部分的油会蒸发而与空气混合成油气, 此油气所能点
火的最低温度称为 闪火点, 如继续加热, 则会连续燃烧, 此温度称为 燃烧点 。
（ 3） 粘度,流体流动时, 沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体磨擦作用, 这
种产生内摩擦力的性质称为粘性 。
（ 4） 压缩性,有体积压缩系数 β或其倒数体积弹性模数 K表示 。
液压油还有其他一些性质, 如稳定性, 抗泡沫性, 抗乳化性, 防锈性,
润滑性, 以及相容性等 。
1.5液压油
p
VV
?
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?? 0
/
?
?
1?K
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式中,τ — 剪应力 （ ）
μ — 动力粘度 （ 单位是 Pa.s;1 Pa.s=10P,一般用 P（ 泊 dyn.s/cm2） ； cP（ 厘泊
） 来表示, ）
将液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度。
运动粘度也是绝对粘度，单位为 m2/s,
1 m2/s =106 mm2/s(厘斯,cSt)
动力粘度的物理意义,当速度梯度为 1时,
接触液层间单位面积上的内摩擦力。
相对粘度又称条件粘度。常用的有
恩氏粘度,200ml，直径 2.8mm,
同一温度下与蒸馏水的时间比较。
中国、俄罗斯及德国采用。
美国、英国采用通用赛氏秒和商用雷氏秒。
1.5液压油 dydu?? ?
?
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粘性：液压油粘性对机械效率、磨耗、压力损失、容积效率、漏油及泵的吸
入性影响很大。 粘性可分为动力粘度和运动粘度两种。 粘度是液压油的性能
指标。习惯上使用运动粘度标志液体的粘度,例如机械油的牌号就是用其在
400C时的平均运动粘度（ mm/s2）为其标号。
油的粘性易受温度影响,温度上升，粘度降低，造成泄漏、磨损增加、
效率降低等问题,温度下降，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易等问题
，如运转时 油液温度超过 60度，就必须加装冷却器，因油温在 60度以上，每
超过 10度，油的劣化速度就会加倍 。
1.5液压油
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4,对液压油的要求
（ 1） 适当的粘度和良好的粘温性；
（ 2） 有良好的化学稳定性 （ 氧化安定性, 热安定性及不易
氧化, 变质 ）
（ 3） 良好的润滑性, 以减少相对运动间的磨损
（ 4） 良好的抗泡沫性 （ 起泡少, 消泡快 ）
（ 5） 体积膨胀系数低, 闪点及燃点高
（ 6） 成分纯净, 不含腐蚀性物质, 具有足够的清洁度
（ 7） 对人体无害, 对环境污染小, 价格便宜
1.5液压油
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5,液压油的选用
液压油有很多品种, 可根据不同的使用场合选用合适的品种, 在品种确定
的情况下, 最主要考虑的是油液的粘度, 其选择考虑的因素如下 。
（ 1） 液压系统的工作压力,工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油, 以减
少泄露；反之便选用粘度较低的油 。 例如, 当压力 p = 7.0～ 20.0Mpa时, 宜选
用 N46～ N100的液压油；当压力 p＜ 7.0Mpa时宜选用 N32～ N68的液压油 。
（ 2） 运动速度,执行机构运动速度较高时, 为了减小液流的功率损失, 宜选用粘
度较低的液压油 。
（ 3） 液压泵的类型,在液压系统中, 对液压泵的润滑要求苛刻, 不同类型的泵对
油的粘度有不同的要求, 具体可参见有关资料 。
（ 4） 工作环境温度高时选用粘度较高的液压油, 减少容积损失 。
1.5液压油
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6,液压油的污染与保养
液压油使用一段时间后会受到污染, 常使阀内的阀芯卡死, 并使油封
加速磨耗及液压缸内壁磨损 。 造成液压油污染的原因有三方面,
1） 污染,（ 1） 外部侵入的污物； （ 2） 外部生成的不纯物
2） 恶化,液压油的恶化速度与含水量, 气泡, 压力, 油温, 金属粉末等有关,
其中以温度影响最大, 故液压设备运转时, 须特别注意油温之变化 。
3） 泄漏,液压设备因配管不良, 油封破损是造成泄漏的原因, 泄漏发生时空气,
水, 尘埃便可轻易的侵入油中, 故当泄漏发生时, 必须立即加以排除 。
液压油经长期使用, 油质必会恶化, 一般皆用目视法判定油质是否恶
化, 当油颜色混蚀并有异味时, 须立即更换 ；保养方法有二种,一为定期
更换 （ 约为 5000-20000小时 ）, 其次是使用过滤器定期过滤 。 也可采用在
线监控液压油是否达到规定值, 定期抽查液压油 。 液压油的粘度, 酸值,
水分及杂质是确定液压油是否更换的重要指标 。
1.5液压油
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Take a Break
第一单元 液压传动基础
2005－ 1－ 20
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教学内容,
? 液压传动的基本概念 （难点）
? 液压装置的组成
? 液压传动的基本理论 （重点）
? 液压油
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
什么是液压传动呢？
液压传动 是：利用有压的液体, 经由一些机件控制之
后来传递运动和动力 。
液压传动 是以 流体 作为工作介质对能量进行传动和控
制的一种传动形式 。
下面看一个实例,
1.1液压传动基本概念
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
如图所示,
从图可知,液压传动系统
由哪些部分组成？
1.1液压传动基本概念
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
由上图可知, 液压传动系统由 液压泵, 控制阀, 执行元件和油
箱 等一些 辅助元件 组成 。
1,液压泵
2,执行元件
3,控制元件
4.辅助元件
1.2液压装置的组成
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
1,液体静压力,静止液体在单位面积上所受的法向力称为
静压力 。 静压力在液压传动中简称 压力,在物理学中则称
为 压强 。 如何定义液体中某点的压力？
2.液体静压力有两个重要特性,
（ 1）液体静压力垂直于承压面,其方向和该面的内法线方向一致。这是 由于液体
质点间的内聚力很小,不能受拉只能受压之故。为什么？
（ 2） 静止液体内任一点所受到的压力在各个方向上都相等 。 为什么？ 如果某点
受到的压力在某个方向上不相等,那么液体就会流动,这就 违背了液体静止 的
条件 。
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
3,液体 静压力基本方程
p△ A=Po △ A+ ρ gh△ A
式中, ρ gh△ A为小液柱的重力, ρ —液体的密度
上式化简后得,p=p0+ρ gh
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
3,液体 静压力基本方程 说明什么问题,
（ 1） 静止液体中任何一点的静压力为作用在液面的压力 Po和液体重力
所产生的压力 ρ gh之和 。
（ 2） 液体中的静压力随着深度 h 而线性增加 。
（ 3） 在连通器里, 静止液体中只要深度 h 相同其压力都相等 。
p=p0+ρ gh
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
3,应用液体 静压力基本方程,
例 1-1 如图 1-3所示, 容器内盛油液 。 已
知油的密度 ?=900kg/m3,活塞上的作用
力 F=1000N,活塞的面积 A=1× 10-3m2，
假设活塞的重量忽略不计 。 问活塞下方
深度为 h=0.5m处的压力等于多少？
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
解, 活塞与液体接触面上的压力均匀分布, 有
根据静压力的基本方程式 （ 1-3）, 深度为 h处的液体压力
=106 +900× 9.8× 0.5 =1.0044× 106(N/m2)?106(Pa)
从本例可以看出, 液体在受外界压力作用的情况下, 液体自重所
形成的那部分压力 ?gh相对甚小, 在液压系统中常可忽略不计, 因而
可近似认为整个液体内部的压力是相等的 。 以后我们在分析液压系统
的压力时, 一般都采用这种结论 。
1.4液压传动基本理论
26
230 /10101
1 0 0 0 mN
m
N
A
Fp ?
?
?? ?
ghpp a ???
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4,绝对压力, 表压力及真空度
根据度量方法的不同有所谓的表压力又称相对压力 （ gauge pressure）
和绝对压力 （ absolute pressure） 之分 。 以当地大气压力 (atomosphere)
为基准所表示的压力称为表压力 。 以绝对零压力作为基准所表示的压
力称为绝对压力 。
如液体中某点处的绝对压力小于大气压力, 这时该点的绝对压力
比大气压力小的那部分压力值, 称为 真空度 。 所以
真空度 =大气压力 -绝对压力
1.4液压传动基本理论
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
4,绝对压力, 表
压力及真空度
有关表压力, 绝
对压力和真空度
的关系见图 1-4。
1.4液压传动基本理论
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1.4液压传动基本理论
12 A
F
A
W
P ??
5, 帕 斯 卡原 理 （ Pascal’s
Principle）
图所示建立了一个很
重要的概念, 即在液压传
动中工作的压力取决于负
载, 而与流入的流体多少
无关 。
2012年 3月 22日星期四 深圳职业技术学院 —— 液压与气动技术
6,连续定理 (Principle of Continuity)
液体在流动时, 通过任一通流横截面的速度, 压力和密度不随时间改变的
流动称为 稳流, 反之速度, 压力和密度其中一项随时间而变, 就称为 非稳流 。
对稳流而言, 液体以稳流流动通过管内任一截面的液体质量必然相等 。 如
图 1-6所示管内两个流通截面面积为 A1和 A2,流速分别为 V1和 V2,则通过任一截
面的流量 Q如 （ 1－ 6） 式表示 。
Q=AV=A1V1=A2V2=常量 （ 1－ 6）
式 （ 1－ 6） 即连续定理,
此式还得出另一个重要的基本概念,
即运动速度取决于流量,
而与流体的压力无关 。
1.4液压传动基本理论
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6,连续定理 (Principle of Continuity)应
用及帕斯卡原理应用,例 1-2 图 1－ 7
所示为相互连通的两个液压缸, 已知
大缸内径 D=100mm,小缸内径 d=20mm,
大活塞上放上质量为 5000kg的物体 。
问,1.在小活塞上所加的力 F有多大才
能使大活塞顶起重物？ 2.若小活塞下
压速度为 0.2m/s,试求大活塞上升速
度？
1.4液压传动基本理论
图 1－ 7 帕斯卡原理应用实例
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6,连续定理 (Principle of Continuity),
解,1．物体的重力为 G=mg=5000kg× 9.8m/s2=49000kg·m/s2=49000N
根据帕斯卡原理，由外力产生的压力在两缸中相等，即
故为了顶起重物应在小活塞上加力为
= × 49000N=1960N
2.由连续定理,Q=AV=常数得出,
故大活塞上升速度,
本例说明了液压千斤顶等液压起重机械的工作原理，体现了液压
装置的力放大作用。
1.4液压传动基本理论
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22 D
G
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20
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小大
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7,液体流动中的压力和流量的损失
（ 1） 压力损失, 由于液体具有 粘性, 在管路中流动时又不可避免地
存在着摩擦力, 所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量 。
这部分能量损耗主要表现为 压力损失 。
压力损失有沿程损失和局部损失 两种 。 沿程损失 是当液体在
直径不变的直管中流过一段距离时, 因摩擦而产生的压力损失 。
局部损失 是由于管子截面形状突然变化, 液流方向改变或其它形
式的液流阻力而引起的压力损失 。 总的压力损失等于沿程损失和
局部损失之和 。
由于压力损失的必然存在, 所以泵的额定压力要略大于系统
工作时所需的最大工作压力, 一般可将系统工作所需的最大工作
压力乘以一个 1.3～ 1.5的系数来估算 。
1.4液压传动基本理论
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7,液体流动中的压力和流量的损失
（ 2） 流量损失
在液压系统中,各被压元件都有 相对运动的表面,如液压缸内表面和
活塞外表面, 因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙,如果
间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压
区从而造成泄漏 。 同时由于 液压元件密封不完善, 一部分油液也会向
外部泄漏 。 这种泄漏造成实际流量有所减少,这就是我们所说的 流量损
失 。
流量损失影响运动速度, 而泄漏又难以绝对避免, 所以在液压系统
中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的最大流量 。 通常也可以用
系统工作所需的最大流量乘以一个 l.1～ 1.3的系数来估算 。
1.4液压传动基本理论
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8,液压冲击和空穴现象
（ 1） 液压冲击,在液压系统中,当油路突然关闭或换向时,会产生急剧的
压力升高,这种现象 。
造成液压冲击的主要原因 是液压速度的急剧变化, 高速运动工作部件的
惯性力 和 某些液压元件反应动作不够灵敏,
产生液压冲击时,系统中的压力瞬间就要比正常压力大好几倍,特别是在
压力高, 流量大的情况下,极易引起 系统的振动, 噪音甚至导管或某些液压
元件的损坏,既影响系统的工作质量又会缩短其使用寿命 。 还要注意的是由
于压力冲击产生的高压力可能使某些液压元件 （ 如压力继电器 ） 产生误动作,
而损坏设备 。
避免液压冲击的主要办法 是避免液流速度的急剧变化 。 延缓速度变化的
时间能有效地防止液压冲击,如将液动换向阀和电磁换向阀联用可减少液压
冲击,因为液动换向阀能把换向时间控制得慢一些 。
1.4液压传动基本理论
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8,液压冲击和空穴现象
（ 2） 空穴现象,
如果液压系统中发生了空穴现象,液体中的气泡随着液流运动到压
力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液
压冲击,造成噪音和振动,另一方面,由于气泡破坏了液流的连续性,降
低了油管的通油能力,造成流量和压力的波动,使液压元件承受 冲击载
荷,影响其使用寿命 。 同时气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面,我们
把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫汽蚀 。
在液压传动装置中,汽蚀现象可能发生在油泵, 管路以及其它具有
节流装置的地方,特别是油泵装置,这种现象最为常见 。
汽蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速, 高压
的液压设备中更应注意 。
1.4液压传动基本理论
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液压系统中完全靠液压油把能量从液压泵经管路, 控制阀传递到执
行元件, 根据统计, 许多液压设备的故障, 皆起因于液压油的使用不
当, 故应对液压油要有充分的了解 。
1.5液压油
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1,液压油的用途
（ 1） 传递运动与动力,将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处,
由于油本身具有粘度, 在传递过程中会产生一定的 动力损失 。
（ 2） 润滑, 液压元件内各移动部位, 都可受到液压油充分润滑, 从而减
低元件磨耗 。
（ 3） 密封, 油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用 。
（ 4） 冷却, 系统损失的能量会变成热, 被油带出 。
1.5液压油
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2,液压油的种类,液压油主要有下列二种
（ 1） 矿物油系液压油 （ 可燃性 ）, 主要由石腊基 （ paraffin base）
的原油精制而成, 再加抗氧化剂和防锈剂, 为用途最多的一种；
其缺点为耐火性差 。
（ 2） 耐火性液压油 （ 难燃性 ）, 专用于防止有引起火灾危险的乳化型
液压油 。 有水中油滴型 （ o/w） 和油中水滴形 （ w/o） 两种, 水中
油滴型 （ o/w） 的润滑性差, 会侵蚀油封和金属；油中水滴形
（ w/o） 化学稳定性很差 。
（ 3） 专用液压油：航空, 舰船, 炮用及车辆制动用液压油 。
1.5液压油
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3,液压油的性质
（ 1） 密度, 比重越大, 泵吸入性越差 。
（ 2） 闪火点,油温升高时, 部分的油会蒸发而与空气混合成油气, 此油气所能点
火的最低温度称为 闪火点, 如继续加热, 则会连续燃烧, 此温度称为 燃烧点 。
（ 3） 粘度,流体流动时, 沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体磨擦作用, 这
种产生内摩擦力的性质称为粘性 。
（ 4） 压缩性,有体积压缩系数 β或其倒数体积弹性模数 K表示 。
液压油还有其他一些性质, 如稳定性, 抗泡沫性, 抗乳化性, 防锈性,
润滑性, 以及相容性等 。
1.5液压油
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式中,τ — 剪应力 （ ）
μ — 动力粘度 （ 单位是 Pa.s;1 Pa.s=10P,一般用 P（ 泊 dyn.s/cm2） ； cP（ 厘泊
） 来表示, ）
将液体动力粘度与液体密度之比称为运动粘度。
运动粘度也是绝对粘度，单位为 m2/s,
1 m2/s =106 mm2/s(厘斯,cSt)
动力粘度的物理意义,当速度梯度为 1时,
接触液层间单位面积上的内摩擦力。
相对粘度又称条件粘度。常用的有
恩氏粘度,200ml，直径 2.8mm,
同一温度下与蒸馏水的时间比较。
中国、俄罗斯及德国采用。
美国、英国采用通用赛氏秒和商用雷氏秒。
1.5液压油 dydu?? ?
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粘性：液压油粘性对机械效率、磨耗、压力损失、容积效率、漏油及泵的吸
入性影响很大。 粘性可分为动力粘度和运动粘度两种。 粘度是液压油的性能
指标。习惯上使用运动粘度标志液体的粘度,例如机械油的牌号就是用其在
400C时的平均运动粘度（ mm/s2）为其标号。
油的粘性易受温度影响,温度上升，粘度降低，造成泄漏、磨损增加、
效率降低等问题,温度下降，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易等问题
，如运转时 油液温度超过 60度，就必须加装冷却器，因油温在 60度以上，每
超过 10度，油的劣化速度就会加倍 。
1.5液压油
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4,对液压油的要求
（ 1） 适当的粘度和良好的粘温性；
（ 2） 有良好的化学稳定性 （ 氧化安定性, 热安定性及不易
氧化, 变质 ）
（ 3） 良好的润滑性, 以减少相对运动间的磨损
（ 4） 良好的抗泡沫性 （ 起泡少, 消泡快 ）
（ 5） 体积膨胀系数低, 闪点及燃点高
（ 6） 成分纯净, 不含腐蚀性物质, 具有足够的清洁度
（ 7） 对人体无害, 对环境污染小, 价格便宜
1.5液压油
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5,液压油的选用
液压油有很多品种, 可根据不同的使用场合选用合适的品种, 在品种确定
的情况下, 最主要考虑的是油液的粘度, 其选择考虑的因素如下 。
（ 1） 液压系统的工作压力,工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油, 以减
少泄露；反之便选用粘度较低的油 。 例如, 当压力 p = 7.0～ 20.0Mpa时, 宜选
用 N46～ N100的液压油；当压力 p＜ 7.0Mpa时宜选用 N32～ N68的液压油 。
（ 2） 运动速度,执行机构运动速度较高时, 为了减小液流的功率损失, 宜选用粘
度较低的液压油 。
（ 3） 液压泵的类型,在液压系统中, 对液压泵的润滑要求苛刻, 不同类型的泵对
油的粘度有不同的要求, 具体可参见有关资料 。
（ 4） 工作环境温度高时选用粘度较高的液压油, 减少容积损失 。
1.5液压油
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6,液压油的污染与保养
液压油使用一段时间后会受到污染, 常使阀内的阀芯卡死, 并使油封
加速磨耗及液压缸内壁磨损 。 造成液压油污染的原因有三方面,
1） 污染,（ 1） 外部侵入的污物； （ 2） 外部生成的不纯物
2） 恶化,液压油的恶化速度与含水量, 气泡, 压力, 油温, 金属粉末等有关,
其中以温度影响最大, 故液压设备运转时, 须特别注意油温之变化 。
3） 泄漏,液压设备因配管不良, 油封破损是造成泄漏的原因, 泄漏发生时空气,
水, 尘埃便可轻易的侵入油中, 故当泄漏发生时, 必须立即加以排除 。
液压油经长期使用, 油质必会恶化, 一般皆用目视法判定油质是否恶
化, 当油颜色混蚀并有异味时, 须立即更换 ；保养方法有二种,一为定期
更换 （ 约为 5000-20000小时 ）, 其次是使用过滤器定期过滤 。 也可采用在
线监控液压油是否达到规定值, 定期抽查液压油 。 液压油的粘度, 酸值,
水分及杂质是确定液压油是否更换的重要指标 。
1.5液压油
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