《液压与气压传动》教案doc-主讲人张帆解读

第一篇：《液压与气压传动》教案doc-主讲人张帆解读

天津冶金职业技术学院

教师授课教案

主讲人：张帆 新课引入

随着科学技术的不断发展，工业生产自动化程度的不断提高，液压与气压传动技术不但渗透到各种工业设备中，而且是科学实践研究、自动化生产的有机组成部分。例如，工程机械（挖掘机）、矿山机械、压力机械（压力机）和航空工业、机床的传动系统等都采用液压传动；而在电子工业、包装机械、印染机械、食品机械等方面应用较多的气压传动等。

总之，流体技术+电气控制，好比老虎插上翅膀，它把一人一刀变为无人多刀，把复杂工艺变为简单工艺，而今同计算机控制结合，又将进入一个崭新的历史阶段。因此，学好本门课，有助于大家在今后的工作中多出成果。

讲授新课

绪

论

一、液压与气压传动的研究对象

液压与气压传动是研究利用有压流体(压力油或压缩空气)作为传动介质来实现各种机械的传动和自动控制的学科。

液压传动所采用的工作介质为液压油或其它合成液体，气压传动所采用的工作介质为压缩空气。

二、液压与气压传动的工作原理

根据液压千斤顶的工作原理即可了解液压传动的工作原理。从下图可以看出，当向上提手柄１使小缸活塞３上移时，小液压缸２因容积增大而产生真空，油液从油箱12通过阀4被吸入至小液压缸２中，当按压手柄１使小缸活塞３下移时，则油液通过阀７输入到大液压缸９的下油腔，当油液压力升高到能够克服重物Ｗ时，即可举起重物。

1、力比例关系

据帕斯卡原理：“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点”，并根据图

F1W即 b)的受力情况可推导出： pA1A2WA2F1A11

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重要基本概念一：在液压和气压传动中，系统的工作压力取决于负载，而与流入的流体多少无关。

2、运动关系

由图b)可以看出，当不考虑液体得可压缩性、泄漏等因素时，据液体体积不变，可得出：A1h1=A2h2 将

hh其两端分别除以活塞移动的时间t，即 A1A21

t2tv2A1v1A2流量q(Ah/t):单位时间内流过某一截面积为A的流体体积。即q=Av q=A1v1=A2v2

qv若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为： A大小无关。

3、功率关系 重要基本概念二：活塞的运动速度v取决于进入液压（气压）缸（马达）的流量q，而与液体压力p当不计功率损失的情况下，假设输入功率等于输出功率，由图b)可得F1v1=Wv2 即P=pA1v1=pA2v2=pq，其中，压力p和流量q是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度。

重要基本概念三：压力p和流量q的乘积即为功率。

结论：液压与气压传动是以流体的压力能来传递动力的。

三、液压与气压传动系统的组成

(1)能源装置：把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是液压泵或空气压缩机。(2)执行装置：把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指作直线运动的液(气)压缸、作回转运动的液(气)压马达等。(3)控制调节装置：对液(气)压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的装置。如溢流阀、节流阀、换向阀等。这些元件的不同组合组成了能完成不同功能的液(气)压系统。

(4)辅助装置：指除以上三种以外的其它装置，如油箱、过滤器、分水滤气器、油雾器、蓄能器等，它们对保证液(气)压系统可靠和稳定地工作有重大作用。

(5)传动介质：系统中传递能量的流体，即液压油或压缩空气。

四、液压与气压传动的优缺点

1、液压传动的优缺点

液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声和高度集成化、数字化等方向发展。

2、气压传动的优缺点

气动技术正向节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，以及与机、电、液、气相结合的综合控制技术方向发展。

五、液压与气压传动的应用及发展

1、液压与气压传动技术的应用

在工业生产的各个部门都应用液压与气压传动技术。例如，工程机械（挖掘机）、矿山机械、压力机械（压力机）和航空工业中采用液压传动，机床上的传动系统也采用液压传动；而在在电子工业、包装机械、印染机械、食品机械等方面应用较多的气压传动等。

2、液压与气动技术的发展

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液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪声、高性能、高度集成化、模块化、智能化的方向发展。气动技术已发展成包含传动、控制与检测在内的自动化技术。气动元件当前发展的特点和研究方向主要是节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，以及与电子学相结合的综合控制技术。

第一章 液压传动基础知识

第一节 液压传动工作介质

一、液压传动工作介质的性质

1、密度ρ：单位体积液体的质量。

33式中 m：液体的质量(kg)； V：液体的体积（m）；ρ=900 kg/ m

2、粘性

1）粘性的定义：液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时，分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。

液体只有在流动(或有流动趋势)时才会呈现出粘性，静止液体是不呈现粘性的。2）粘性的度量：液体粘性的大小可用粘度来衡量。

常用的粘度有三种不同单位：即动力粘度、运动粘度和相对粘度。

(1)动力粘度μ：又称绝对粘度，单位为Pa·s(帕·秒)，1Pa·s=10P=10cP(厘泊)。

3(2)运动粘度ν：液体的动力粘度与其密度的比值；即

46，单位为m/s。

2以前沿用的单位为St(斯)，1m/s =10 St＝10cSt(厘斯)，由于ν的单位中只有运动学要素，故称为运动粘度。液压油的粘度等级就是以其40ºC时运动粘度的某一平均值来表示，如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40ºC时其运动粘度的平均值为32mm/s。

(3)恩氏粘度：它表示200mL被测液体在tºC时，通过恩氏粘度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积20ºC的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值

2Et因μ、ν不易直接测量，只用于理论计算，故常用相对粘度，恩氏粘度与运动粘度（mm/s）的换算关系：ν=（7.31ºΕ-6.31/ºΕ）×10

工业上常用20ºC、50ºC和100ºC作为测定恩氏粘度的标准温度，分别以ºΕ20、ºΕ50、ºΕ100表示。注：

1、粘度随压力的升高而升高。（∵

P↑，F↑，∴μ↑，p较小时忽略，32Mpa以上才考虑。）

2、粘度和温度的的升高而降低。（∵ 温度↑，内聚力↓，∴μ↓。粘度随温度变化的关系叫粘温特性，粘度随温度的变化较小，即粘温特性较好。）

3、其它性质

液压传动工作介质还有其它些性质，如稳定性(热稳定性、氧化稳定性、水解稳定性、剪切稳定性等)、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性以及相容性(对所接触的金属、密封材料、涂料等作用程度)等，它们对工作介质的选择和使用有重要影响。

t1t2

2二、对液压传动工作介质的要求（略）

三、工作介质的分类和选择（略）

四、液压系统的污染控制（略）

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第二节 液体静力学

液体静力学主要是讨论液体静止时的平衡规律以及这些规律的应用。静止液体指液体内部质点之间没有相对运动，至于液体整体完全可以象刚体一样做各种运动。

一、液体静压力及其特性

1、静压力的定义: 指液体处于静止状态时,其单位面积上所受的法向作用力。

若包含液体某点的微小面积ΔA上所作用的法向力为ΔF，则该点的静压力p定义为：

若法向力F均匀地作用在面积A上，则压力可表示为:

2、液体的静压力具有两个重要特性：

1)液体静压力的方向总是作用面的内法线方向。

2)静止液体内任一点的液体静压力在各个方向上都相等。

二、液体静压力基本方程

在重力作用下的静止液体，其受力情况如图所示

图1-4 重力作用下的静止液体

则Ａ点所受的压力为 p=po+ρgh（液体静压力的基本方程）式中，g为重力加速度，由此式可知：

(1)静止液体内任一点处的压力由两部分组成，一部分是液面上的压力po，另一部分是ρg与该点离液面深度h 的乘积。

(2)同一容器中同一液体内的静压力随液体深度h的增加而线性地增加。

(3)连通器内同一液体中深度h相同的各点压力都相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。

三、压力的表示方法及单位

1、压力的表示方法

(1)绝对压力：以绝对真空作为基准所表示的压力。

(2)相对压力：以大气压力作为基准所表示的压力。由于大多数测压仪表所测得的压力都是相对压力，故相对压力也称表压力。绝对压力小于大气压时, 负相对压力数值部分叫做真空度。

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绝对压力=相对压力+大气压力 真空度=大气压-绝对压力=-(绝对压力-大气压)由此可知，当以大气压为基准计算压力时，基准以上的正值是表压力，基准以下的负值就是真空度。绝对压力、相对压力和真空度的相互关系如图所示。

2、压力的单位: 帕斯卡(帕)，符号为Pa，工程上常用兆帕来表示压力，1 MPa=106Pa 1工程大气压（at）=1公斤力/厘米（kgf/m）≈10帕 =0.1 MPa 1米水柱（mH20）=9.8×10Pa 1毫米汞柱（mmHg）=1.33×10Pa

25四、帕斯卡原理

若在处于密封容器中静止液体的部分边界面上施加外力使其压力发生变化，只要液体仍保持其原来的静止状态不变，则液体中任一点的压力均将发生同样大小的变化。

液压传动是依据帕斯卡原理实现力的传递、放大和方向变换的。液压系统的压力完全决定于外负载。

五、液体静压力对固体壁面的作用力

1、当承受压力的固体壁面为平面时:则作用在其上的总作用力等于压力与该壁面面积之积。P = p·A 如：液压缸，若设活塞直径为D,则 P = p·A = p·πD/4

2、当承受压力的固体壁面是曲面时:曲面在某一方向上所受的作用力，等于液体压力与曲面在该方向的垂直投影面积之乘积。作用在曲面上的总作用力 Fx = p·Ax

第二篇：液压与气压传动教案01

关于《液压与气压传动》 课程性质: 专业基础课

 课程特点: 理论与实践并重 

第一章 液压与气压传动概述

◇液压与气压传动的工作原理

◇液压与气压传动系统的组成与实例

◇液压与气压传动的比较

◇流体传动介质的特性

知识点：基本原理、介质性能

液压与气压传动都是借助于密封容积的变化，利用流体的压力能与机械能之间的转换来传递能量的

 压力和流量是液压与气压传动中两个最重要的参数。压力取决于负载；流量决定执行元件的运动速度  液压与气压传动系统的基本组成

 传动介质的主要性能、参数的物理意义、度量单位以及主要的影响因素 

研究对象

◇研究以有压流体（压力油和压缩空气）为传动介质来实现各种机械传动和自动控制的学科。

◇元件→回路→系统→介质

1.1 液压与气压传动的工作原理

（图1-1）

（观看动画演示）

1.1.1 力比关系

帕斯卡原理：“在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点”

如图1－1 b)所示。

（1.1）

重要基本概念一：“工作压力取决于负载”，而与流入的液体多少无关.思考：1.若空载，即W=0，则p=？

2.千斤顶的工作原理，液压传动和其它传动方式的比较?

1.1.2 运动关系

活塞的运动速度和活塞的作用面积成反比.流量q(Ah/t):单位时间内流过某一截面积为A的流体体积q=Av

q=A1v1=A2v

2（1.4）(连续性方程)

若已知进入缸体的流量q，则活塞运动速度为：

重要基本概念二：

“活塞的运动速度v取决于进入液压（气压）缸（马达）的流量q，而与液体压力p大小无关”.1.1.3 功率关系

(1.5)



压力p和流量q是流体传动中最基本、最重要的两个参数，它们相当于机械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率。 液压与气压传动是以流体的压力能来传递动力的.1.2 液压与气压传动系统组成与实例

液压传动的特点：

先通过动力元件（液压泵）将原动机（如电动机）输入的机械能转换为液体压力能，再经密封管道和控制元件等输送至执行元件（如液压缸），将液体压力能又转换为机械能以驱动工作部件。

液压与气压传动系统组成

动力元件：液压泵或气源装置，其功能是将原动机输入的机械能转换成流体的压力能，为系统提供动力

 执行元件：液压缸或气缸、液压马达或气马达，功能是将流体的压力能转换成机械能，输出力和速度或转矩和转速），以带动负载进行直线运动或旋转运动

 控制元件：压力、流量和方向控制阀，作用是控制和调节系统中流体的压力、流量和流动方向，以保证执行元件达到所要求的输出力（或力矩）、运动速度和运动方向  辅助元件：保证系统正常工作所需要的辅助装置，包括管道、管接头、油箱或储气罐、过滤器和压力计  传动介质.

1.3 液压与气压传动的发展方向

◇液压技术正向高压、高速、大功率、高效率、低噪声和高度集成化、数字化等方向发展。

◇气动技术正向节能化、小型化、轻量化、位置控制的高精度化，以及与机、电、液、气相结合的综合控制技术方向发展。

1.4 流体传动介质的特性

◇液压油的主要物理性质

◇液压油的选择

◇空气的主要物理性质

◇气体状态方程

◇气压传动系统对空气的要求

1.4.1 液压油的主要物理性质

密度ρ：单位体积液体的质量

式中,m：液体的质量(kg)；V：液体的体积（m3）；

ρ=900 kg/ m3

可压缩性：液体受压力作用而发生体积变化的性质。可用体积压缩系数κ或体积弹性模量K表示

 体积压缩系数κ：单位压力变化所引起的体积相对变化量，

（m2/N）

式中V：液体加压前的体积（m3）； △V：加压后液体体积变化量（m3）；

△p：液体压力变化量（N/ m2）；

 体积弹性模量K（N/ m2）：液体体积压缩系数κ的倒数

计算时常取K=7×100,000,000N/ m粘度

 液体的粘性：

液体在流动时产生内摩擦力的特性，静止液体则不显示粘性.◇液体的粘度：

液体粘性的大小可用粘度来衡量。粘度是液体的根本特性，也是选择液压油的最重要指标常用的粘度有三种不同单位：即,动力粘度、运动粘度和相对粘度.动力粘度（绝对粘度）μ

 牛顿内摩擦定律

式中μ:称为动力粘度系数（Pa·s）τ:单位面积上的摩擦力（即剪切应力）

 ,速度梯度，即液层间速度对液层距离的变化率.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

 法定计量单位：帕·秒（Pa·s）

运动粘度ν

定义：动力粘度μ与密度ρ之比， 法定计量单位：m2/s 

由于ν的单位中只有运动学要素，故称为运动粘度。液压油的粘度等级就是以其40oC时运动粘度的某一平均值来表示，如L-HM32液压油的粘度等级为32，则40oC时其运动粘度的平均值为32mm2/s

相对粘度（恩式粘度oΕ）

 恩氏粘度：它表示200mL被测液体在toC时，通过恩氏粘度计小孔（ф=2.8mm）流出所需的时间t1，与同体积20oC的蒸馏水通过同样小孔流出所需时间t2之比值.

工业上常用20oC、50oC和100oC作为测定恩式粘度的标准温度，分别以oΕ20、oΕ50、oΕ100表示  恩式粘度与运动粘度（mm2/s）的换算关系：

当1.3≤oΕ≤3.2时，当oΕ＞3.2时，粘温特性

◇定义：粘度随温度变化的特性

1.4.2 液压油的选择

◇液压油的要求

◇液压油的选择：工作压力的高低；环境温度；工作部件运动速度的高低。

第三篇：液压与气压传动学习心得

液压与气压传动学习心得

在学完本课程后，我能够正确选择和使用液压气动元件。掌握液压系统、气动系统的设计方法。能够分析和评价现有液压、气动系统。能够正确设计液压系统，选择液压元件。

回想每一阶段的学习总有不同的收获与体会。在学习绪论的时候吴乃领老师从机器的组成为起点，介绍机械传动、电传动、流体传动、控制的原理与特点，通过比较介绍流体传动与控制的优缺点，系统组成流体传动与控制技术的发展历史，目前的运用状况以及传动技术的最新发展，使我们了解流体传动与控制的地位、原理、结构以及特点，以及流体传动运用与发展历史，并介绍本课程的学习方法，是我们大家对本课程的学习产生了浓厚的兴趣。在第二章流体力学基础的学习中，老师介绍了流体的特性，流体静力学、流体动力学伯努利方程等专业知识，帮助我们掌握学习流体传动与控制技术所需的流体力学基础。第三章我们主要学习了液压传动系统中的动力元件，第四章则是介绍液压系统的执行元件各种缸的结构、特点与使用方法，缸的推力、速度的计算；缸的各部分结构设计要点，各种缸的最新发展方向。让我掌握了各种形式的液压缸的设计计算方法，各种缸的典型结构与应用。随后的第五章老师则介绍了压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀的原理、结构与使用方法，在此基础上，介绍电液比例阀、伺服阀以及电液伺服阀的原理、特点、结构以及特性。介绍液压控制阀技术的最新发展。而后的学习更是给我们的认识打开了另一扇门。

液压就是通过液压油来传递压力的装置。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。液压由于其传动力最大，易于传递及配置，在工业、民用行业应用广泛。液压系统的执行元件液压缸和液压马达的作用是将液体的压力能转换为机械能，而获得需要的直线往复运动或回转运动。

液压系统中油液的可压缩性很小，在一般的情况下它的影响可以忽略不计，但低压空气的可压缩性很大，大约为油液的10000倍，所以即使系统中含有少量的空气，它的影响也是很大的。溶解在油液中的空气，在压力低时就会从油中逸出，产生气泡，形成空穴现象，到了高压区在压力油的作用下这些气泡急剧受到压缩，很快被击碎，形成气蚀现象。气蚀现象可引起固体壁面的剥蚀，对液压管路损害是很严重的。同时当气体突然受到压缩时会放出大量热量，引起局部过热，使液压元件和液压油受到损坏。空气的可压缩性大，还会使执行元件产生爬行现象，破坏工作平稳性，有时甚至引起振动。这些都影响到系统的正常工作。油液中混人大量气泡还容易使油液变质。降低油液的使用寿命，因此必须防止空气进入液压系统。

本课程是一门实践性很强的应用技术课程，内容涵盖了液压传动、气压传动、液压控制系统等内容。要在较短的学习时间内完成学习，这要求我们在有限的学时内，全面地、高质量地完成课程的学习任务。此课程的理论减少，应用例很多，在老师结合工程应用实例讲解中，我们的得到了更加深刻的学习。对于新技术也了解了原技术的存在问题，并提出解决的方案，激发了我们分析问题、解决问题的兴趣，发展了我们创新思维。

第四篇：《液压与气压传动》说课稿

“液压与气压传动的组成及应用”说课稿

各位领导、老师：

大家好！

今天我要讲的课题是“液压与气压传动的组成及应用”，这是高教版《液压与气动》第一章概论第二节和第三节的内容。

一、课程简析：

《液压与气压传动》课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课，它系统介绍液压与气压传动技术，是目前机电专业学生的一门必修课，液压与气动构成的流体传动与传统的机械传动、电气传动并称为机械工程的三大传动方式，是机械工程类学生必备的专业知识。

二、教学目标：

对于普通职校生，大多数学生的理论基础稍微薄弱一些。结合学生实际情况，课程教学所要达到的目标是：（1）能掌握液压与气压传动的组成。

（2）联系实际情况，能熟练举出生活中有关的液压设备。

三、课程教学内容

本节课要将的内容是绪论部分第二节和第三节，主要介绍液压与气动的组成及其应用。

组成部分分五部分：动力元件，工作介质，执行元件，控制调节元件和辅助元件等。

1、动力元件是将机械能转换为液压能的装置，主要有液压泵

2、工作介质主要有液压油和空气。

3、执行元件是将液压能装换为机械能的装置，主要有液压缸和液压马达。

4、控制调节元件主要有各种液压阀。

5、辅助元件。

生活中常见的应用有挖掘机的挖掘臂、组合机床支撑架、吊车（提升机）伸缩杆，推土机的内部结构，装载机的支撑杆等等。

除此还广泛应用在工程机械、矿山机械、建筑机械、冶金机械、锻压机械、机械制造、轻工机械、灌装机械、汽车工业、铸造机械、纺织机械等方面。

四、教学方法与手段

1、教学设计

为了提高学生积极性，采用理论与实际相结合的讲课方法。在液压与气动组成方面，采用与机械传动对比的教学方式，方便学生联想记忆。

比如：动力元件，液压传动中主要是液压泵，它的作用其实和机械传动中的发动机是一样的，以日常生活中的打米机，灌装机等举例。

工作介质，液压传动中是液压油，作为能量传递介质，比如自行车的链条，打米机的皮带，都是传送能量的介质。

2、教学方法

1）注重上课的师生互动，采用讲与问相结合的教学方式，提高学生学习积极性。2）在教学中采用实践－理论－再实践的一体化教学模式，提高学生的学习效率。

3、教学手段

利用现代化多媒体教学手段，提高教学效率

说课人：刘朋

第五篇：液压与气压传动试题

----------------------------------------------陕西国防工业技术学院

2010~2011学年第二学期期末考试题（卷）

1.液压系统的执行元件是（）A电动机 B液压泵 C液压缸

2.当液压缸的有效作用面积一定时，液压缸的运动速度取决于进入液压缸液体的（）

科目：液压与气压传动

班级： JG1106------线----------：---批---审------订---：---核---审--------------：---名---姓---------：装-级---班----------------------一． 填空题（每空2分，共40分）

1.一个完整的液压系统主要由、、和 四部分组成。

2.液压泵是液压系统的 原件，它是依靠密封容积变化的原理来进行工作的。

3.液压缸按供油方向可分为 和。

4.液压缸是依靠密封油腔的容积变化进行工作的，其密封装置有 和 两种。

5.换向阀用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几个，方框外部链接的数有几个，就表示几。6.液控单向阀与普通阀的主要区别在于液控单向阀（能/不能）反向开启。

7.溢流阀的功能包括、、、和。8.本学期我们学习了三大类的液压控制阀分别是、和。

二．选择题（每题2分，共10分）

A压力 B流量 C流速 3.下面不属于单向阀功能的是（）

A作为背压阀 B与其它组合单向控制阀 C限制泵的出口压力

4.减压阀控制的是（）压力

A进口 B出口 C进、出口 5.节流调速回路所采用的主要液压元件是（）A变量泵 B调速阀 C节流阀

三、判断题（每题2分，共10）

1.液压传动装置本质是一种能量转换装置。（）

2.液压缸中的压力越大，所产生的推力就越大，活塞的运动速度也越快。（）

3.双作用叶片泵转子每转一周，每个容积可以完成2次吸油和压油。（）4.在旁油路节流调速回路中，若发现溢流阀在系统工作时不溢流说明溢流阀有故障。（）

5.液压油是液压传动的工作介质它是不可压缩的。（）

四、分析题（每题20分，共40分）1.分析图（1）、图（2）并填空。

如图1所示阀体为，且是 位 通阀。有有四个油口分别是、、和。此阀阀芯的运动是 控制的，当电磁铁通电时，阀芯向 移动，阀体 位接入，P和 接通，T和 接通，当电磁铁未通电时，阀芯向 移动，阀体 接入。P和 接通，T和 接通，实现换向。

图2所示的二位四通换向阀的换向回路，当电磁铁通电时，油液进入液压缸的 腔，右腔油液流回油箱，活塞向 运动。当磁铁断电时，油液进入液压缸的 腔，左腔油液流回油箱，活塞向 运动，实现换向。2.分析图3所示液压回路并填空。

图

1图三中包括的液压元件有、○、、、和 等。

2此回路中的执行原件是，它能以（恒定/不恒定）○的速度运动，是因为有 存在。

3此液压回路中，其安全保护的阀是。

○ 5