一股油，怎样举起一斗土？
挖掘机的钢臂没有变长，连在关节之间的油缸却能伸缩。油缸推拉，钢臂就绕着关节转，把一斗土举起来。
发动机带动泵，把油送进油缸的一侧，推着里面的活塞走；另一侧的油同时回到油箱。油负责传力，能量来自发动机。
油每秒送得多，动作通常更快；要顶住更重的负载，则需要更高的压力。先看伸缩杆怎样带动关节，再比较“快慢”和“力气”这两件事。
一次只改变一个条件
- 追伸缩杆。 在画面里慢慢改变动臂姿态，看杆怎样推着关节转动。
- 分开比较。 姿态不变时只加重负载，再保持负载不变只改供油快慢，观察压力和动作速度各怎样变。
把油压、面积、作用线和支点连起来
想细看：完整过程与器件说明
先盯住动臂上那根伸缩的杆：油被送进油缸，杆就往外伸，把钢臂顶起来。发动机提供能量，油液把力送到关节。
先看整台机器。铲斗收拢、斗杆回收、动臂抬起，三个关节依次转动，可是每一段黄色钢臂的长度都没有变。真正在伸长和缩短的，是连在关节之间的三支油缸：一支油缸伸出去，一个关节就转过去。力就是从这几根缸里进来的。
把一支动臂缸沿轴线剖开，里面是活塞杆，杆的末端是活塞。活塞把缸筒隔成两个腔：靠底部的无杆腔，和套着活塞杆的有杆腔。泵把油送进无杆腔，油越积越多，活塞只能往外走，活塞杆就把动臂顶了起来；另一腔的油同时被挤出去，沿回油管回到油箱。
油从哪里来：一条闭合的油路
发动机带动主泵，把油箱里的油源源不断送出来——泵只提供流量，不决定压力。油先经过主控制阀：每支油缸对应一联阀，联里的阀芯左右滑动，决定油进哪一个腔。阀芯在中位时，通向油缸的 A、B 两口都被封住，油被困在缸里，动臂就停着；阀芯移开，泵口 P 接通无杆腔 A，有杆腔 B 接通回油口 T，进油顶出活塞，被挤出的油回到油箱。油没有被消耗，只在这条闭合油路里循环。
压力回答“推得多大”
轻轻拉杆，油缸和泵连通。这时压力表的读数由斗里的重量决定：三百公斤时约 6.5 MPa，加到一千八百公斤就升到 9.5 MPa。泵并不“设定”压力，它只是把油送进来；压力只升到刚好能顶住载荷的程度。
帕斯卡原理说，封闭、静止的连通油液里，各处压力近似相等（忽略高度差和流动损失时）。利用它做一台手动液压示意：小活塞直径 20 mm、动臂缸活塞直径 120 mm，承受同样压力时面积相差 36 倍，推力也相差 36 倍——9.5 MPa 下，小活塞上约 3 kN，动臂活塞上约 108 kN，这就是液压“以小博大”的道理。不过真实挖掘机的泵不是一只手压的小活塞：它由发动机带动连续供油，压力升到多少由载荷决定（如上一段所见），流量决定动作快慢。压力乘面积就是每支缸的推力，活塞面积固定在 113 cm²。
操作杆回答“走得多快”
手柄并不直接连着油缸，它推动的是阀芯（现代机器上经由先导压力）。杆拉得少，阀口只开一条缝，进油少：每分钟 40 升，活塞约以每秒 3 厘米伸出；杆拉到底，阀口全开，每分钟 100 升，速度到每秒 7 厘米多。面积没变，压力几乎没变，变的只是每秒进来多少油。按 ISO 操作模式，右手杆前后控制动臂（后拉举升、前推下降），左右控制铲斗；左手杆前后控制斗杆，左右控制回转。
更细的操作
- 保持姿态不变，拖动“斗内载荷”，看无杆腔压力和活塞推力怎样跟着载荷走。
- 拖动“右操作杆”：杆越偏离中位，油路面板里的阀芯移得越远、阀口开得越大，流量和活塞速度成比例变化，压力基本不动；前推则 P 口接通有杆腔，动臂下降。
- 拖动“动臂”角度，读力臂 d 和所需压力：同一斗土，姿态不同，重力矩和力臂都在变。
- 打开“斗齿卡在石头下”并后拉操作杆：压力升到 37.3 MPa 的溢流设定，油从溢流阀回油箱，动臂不再上升。松回中位，压力回落到只承担自重。
- 拖动“铲斗收拢”，跟住铲斗缸的活塞杆：接点被推向斗尖，连杆顶着铲斗耳板，铲斗绕铲斗销卷入。
姿态滑块用于比较静态工况，不是向液压系统发送操作指令；即使可以摆出某个姿态，也不代表机器能在该姿态举起任意载荷。
对一支单杆双作用缸，取伸出方向为正、忽略摩擦时，两腔压力共同决定净推力：
其中 A 是活塞面积，A杆 是活塞杆截面积，压力均为表压。有杆腔的有效面积比无杆腔小，所以同样压力下伸出的推力大于回缩的拉力，同样流量下回缩更快。
本篇取两支相同的动臂缸共同伸出、回油背压为零。用 Q 表示送到两支缸的总流量，两缸速度相同：
油缸推力沿自己的轴线，动臂绕动臂支点转动，从支点到作用线的垂直距离 d 就是力臂。画面里的销轴坐标同时用于计算这条作用线；动臂、斗杆、铲斗、各油缸和斗内载荷的重力矩共同决定所需压力：
x 是各重心相对动臂支点的水平距离。动臂抬升时，斗里的土离支点更近，重力矩变小，力臂也在变短；两者一起决定读数。铲斗连杆的接点由摇臂圆和连杆圆的交点解出，两根短杆长度始终不变。机构只改变力与运动的传递比例，不会凭空增加能量。
溢流与保持
主溢流阀限制系统的最高工作压力。斗齿卡在搬不动的东西下面时，泵继续送油而活塞无法前进，压力升到溢流设定后，多余的油经溢流阀回油箱，动臂不再上升——这是系统保护自己的方式。松开手柄后阀口关闭，油被封在缸里，压力回落到只承担自重。真实动臂缸还装有专门的负载保持与软管爆裂保护阀，对应 ISO 8643 的下降控制要求；本篇的理想封油是对这些装置的简化。
油路面板是主控制阀中动臂一联的教学示意：探索模式满杆对应 130 L/min 的教学流量，影片演示章最大拉到 100 L/min、前半段约 40 L/min（配音读数即按这两个演示工况给出），阀口开度按操作杆行程线性计量；真实机器用先导压力推动阀芯，主泵最大流量 439 L/min 由全部执行器分享，还有负载感知、合流与再生回路，这里都省略。泵活塞按直径 20 mm 的教学取值画出，用于说明帕斯卡原理，不是具体泵型的尺寸。
这是平面刚性机构与准静态液压模型，省略惯性、摩擦、挖土阻力、油液压缩、泄漏、阀口动态、回转、行走、结构应力和整机稳定性。油缸缸径与主溢流设定参照 Komatsu PC200-8 的产品资料（动臂缸 120/85 mm、斗杆缸 135/95 mm、铲斗缸 115/80 mm，工作装置溢流 37.3 MPa，主泵最大流量 439 L/min）；臂长、缸筒长度、各部件质量和车身尺寸是本篇的教学取值，不是该机型的复刻，也不是起重载荷表。