液压与气压传动专业期末试卷及答案.doc

液压与气压传动专业
液 压 传 动 与 控 制

一 单选题（每空只选一个正确答案）
1 液压系统中的压力取决于（ ），执行元件的运动速度取决于（ ） 。
A. 流速 B. 流量 C. 负载 D. 压力能
2 油泵的工作压力p，额定压力pr和最高工作压力pmax之间的关系是（ ）
A. p ≤ pr < pmax B. p ≤ pr ≤ pmax C. p < pr ≤ pmax D. p < pr < pmax
3 外啮合齿轮泵作马达用，原进油口改作出油口，原出油口改作进油口，则马达的转向（ ）。
A. 与作泵时转向相同 B. 与作泵时转向相反
C. 转向无法确定 D. 根本转不起来
4 图1所示液压系统，要使液压缸能实现差动连接，换向阀应选用（ ）中位机能。
A. O型 B. M型 C. Y型 D. P型
图 1
G
DT

图 2

5 图2所示回路中，溢流阀的调定压力为4 MPa。当电磁铁DT通电且负载压力为2 MPa时，压力表G的读数为（ ）。
A. 0 B. 2 MPa C. 4 MPa D. 不能确定
6 图3所示回路中，阀1的调定压力为4 MPa，阀2的调定压力为6 MPa。当调定压力为10 MPa的溢流阀处于溢流状态时，回路的二次压力p2为（ ）。
A. 10 MPa B. 6 MPa C. 4 MPa D. 0
v
F
阀1
阀2
至
系
统
p2

图 4
图 3

7 图4所示的调速回路，节流阀处于节流调速工况。不计系统泄漏及溢流阀的调压偏差，当节流阀开口不变时，若负载F增大，活塞的运动速度v（ ）。
A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小
8 在图5所示的系统中，当施加某一恒定负载MM时，其引起主油路的压力未达到溢流阀调整压力pY，则在进行调速时（ ）。
A. 马达输出功率为恒定 B. 马达输出扭矩随液压泵排量的增大而减小
C. 主油路的工作压力随液压泵排量的增大而减小
D. 液压马达输出功率随液压泵排量的增大而增大
9 回路如上题图，当施加的负载是不断变化的（即MM为变量），但其最大值所引起的主油路压力还未达到溢流阀调整压力pY，在进行调速时（ ）。
A. 液压马达的转速随负载的增加而减小 B. 主油路的压力随负载的增加而增加
C. 液压马达输出转矩随液压泵排量的增加而增加
F
v
D. 液压马达输出功率随负载和液压泵排量的增加而减小
MM
pY

24

图 5

图 6

10在图6的调速阀旁油路节流调速回路中，调速阀的节流开口一定，当负载从F1降到F2时，若考虑泵内泄漏变化的因素，液压缸运动速度v（ ）；不考虑泵内泄漏变化因素时缸速v可视为（ ）。
A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断
11在限压式变量泵与调速阀组成的容积节流调速回路中，若负载从F1降到F2而调速阀开口不变时，泵的工作压力（ ）；若负载保持定值而调速阀开口变小时，泵工作压力（ ）。
A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断
12（ ）蓄能器的输出压力恒定。
A. 重力式 B. 弹簧式 C. 充气式 D. 气囊式

二 填空题
1图示液压系统，已知各压力阀的调整压力分别为：pY1＝6MPa，pY2＝5MPa，pY3＝2MPa，pY4＝1.5MPa，pJ＝2.5MPa，图中活塞已顶在工件上。忽略管道和换向阀的压力损失，试问当电磁铁处于不同工况时，A、B点的压力值各为多少？
（“+”代表电磁铁带电，“-”代表断电）
1.5MPa
2MPa
5MPa
6MPa
2.5MPa
pY3
pY2
pY4
pJ
工
件
B
A
1DT
2DT
3DT
4DT
pY1

1
2
3
4
5
1DT
－
－
－
－
＋
2DT
＋
－
－
－
－
3DT
－
＋
－
－
＋
4DT
＋
－
＋
－
－
A

B

2 图5所示为专用钻镗床的液压系统，能实现“快进→一工进→二工进→快退→原位停止”的工作循环（一工进的运动速度大于二工进速度）。阀1和阀2的调定流量相等，试填写其电磁铁动作顺序表。（以“+”代表电磁铁带电，“-”代表断电）
1DT
2DT
3DT
4DT
阀1
阀2
进给
退回

电 磁 铁
动 作
1DT
2DT
3DT
4DT
快 进

一 工 进

二 工 进

快 退

原 位 停 止

三 判断分析题（判断对错，并简述原因。）
1 叶片泵通过改变定子和转子的偏心距来实现变量，而柱塞泵是通过改变斜盘倾角来实现变量。（ ）

2 单活塞杆液压缸称为单作用液压缸，双活塞杆液压缸称为双作用液压缸。（ ）

3 串联了定值减压阀的支路，始终能获得低于系统压力调定值的稳定工作压力。（ ）

4 与节流阀相比，调速阀的输出流量几乎不随外负载的变化而变化。（ ）

5 采用双泵供油的液压系统，工作进给时常由高压小流量泵供油，而大泵卸荷，因此其效率比单泵供油系统的效率低得多。 ( )

6 定量泵—变量马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至零。( )

四 简答题
1 在进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，如果考虑溢流阀的调压偏差，试分析：
1）负载恒定不变时，将节流阀口开度减小，泵的工作压力如何变化？
2）当节流阀开口不变，负载减小，泵的工作压力又如何变化？
A节
pp
v
F
pL
Δp
A缸

2 如图所示为一先定位后夹紧的顺序动作回路，不计各种损失，试确定：
1）阀1、2、3之间调定压力的关系；
2）当1DT带电，定位缸活塞杆在运动过程中（无负载），A、B、C三点的压力关系；
3）定位缸到位后，夹紧缸开始动作和夹紧缸夹紧工件后，两种情况下A、B、C三点压力值的关系。
夹紧缸 定位缸

至
高
压 阀 3
系 C
统

1DT

A B

阀 1 阀 2

五 计算题
1 下图所示的液压回路，已知液压缸两腔面积为A1=100 cm2，A2=50 cm2，调速阀最小压差Dp=0.5 MPa，当负载F从0变化到30000 N时，活塞向右运动的速度稳定不变。试求：
1）溢流阀最小调整压力pY；
2）负载时，泵的工作压力pp及液压缸回油腔压力p2。
pp
p2

pY

F
A1
A2

2． 液压泵输出流量Qp=10L/min液压缸无杆腔面积A1=50cm2，有杆腔面积A2=25cm2。溢流阀调定压力pY=2.4MPa，负载F=10000N。节流阀按薄壁孔，流量系数Cd=0.62，油液密度ρ=900kg/m3，节流阀开口面积AT=0.01cm2，试求：（1）液压泵的工作压力；（2）活塞的运动速度；（3）溢流损失和回路效率。

解：（1）求液压泵的工作压力
此油路为采用节流阀的回油节流调速回路
液压泵的工作压力由溢流阀调定。

2）求活塞的运动速度
列出液压缸的力平衡方程，求回油路压力p2

节流阀两端的压差
回油路流量

活塞速度
（3）求溢流损失和回路效率
由
进油路流量
溢流量
溢流损失
回路效率

参 考 答 案
一 单选题
1 C、B 2 A 3 B 4 D 5 B 6 C
7 B 8 D 9 B 10 A、C 11 C、A 12 A

二 填空题
1

1
2
3
4
5
1DT
－
－
－
－
＋
2DT
＋
－
－
－
－
3DT
－
＋
－
－
＋
4DT
＋
－
＋
－
－
A
5MPa
2MPa
6MPa
6MPa
0
B
1.5MPa
2MPa
1.5MPa
2.5MPa
0

2
电 磁 铁
动 作
1DT
2DT
3DT
4DT
快 进
+
-
+
-
一 工 进
+
-
-
-
二 工 进
+
-
-
+
快 退
-
+
-
-
原 位 停 止
-
-
-
-

三 判断分析题
1答：错。单作用叶片泵和径向柱塞泵通过改变定子和转子的偏心距来实现变量，而斜盘式轴向柱塞泵通过改变斜盘倾角来实现变量。
2答：错。只能输出单方向液压力，靠外力回程的液压缸，称为单作用液压缸；正、反两个方向都可输出液压力的液压缸为双作用液压缸。
3答：错。串联了定值减压阀的支路，当系统压力高于减压阀调定值时，才能获得低于系统压力的稳定工作压力。
4答：对。由于调速阀内的定差减压阀正常工作时，能保证节流阀口的压差基本不变，因此调速阀的输出流量几乎不随外负载的变化而变化。
5答：错。采用双泵供油的液压系统，快进时两个泵同时给系统供油，执行元件运动速度较快；工作进给时常由高压小流量泵供油，而大流量泵卸荷，执行元件输出力大但速度慢。由于工进时大泵卸荷，因此其效率比单泵供油系统的效率高。
6答：错。定量泵—变量液压马达组成的容积调速回路，将液压马达的排量由零调至最大时，马达的转速即可由最大调至最小。

四 简答题
1答：设泵的出口压力为pp，节流阀阀口面积为A节，进、出口压力差∆p，活塞面积为A缸，负载压力pL。
1）负载恒定不变，将节流阀口开度减小：
缸出口直通油箱， 故有 pL＝F/A缸＝C。
(Q节～A节· )，导致溢流阀的溢流量Q溢↑，溢流阀阀口开度增大，因此泵的节流阀口开度调小后，若pp不变（即∆p不变），则流经节流阀的流量Q节↓工作压力 pp 将上升。
2）节流阀开口不变，但负载减小：
由 pL＝F/A缸可知，F↓使得 pL↓。
若pp保持不变，由于节流阀的阀口面积A节恒定，因此Q节↑，导致Q溢↓，即溢流阀的阀口将关小，所以泵的工作压力 pp 会下降。
2答：1）阀1、2、3之间调定压力的关系为：
阀1调定压力 > 阀2调定压力 > 阀3调定压力
2）A、B、C三点的压力关系为：
pA = pB = pC <阀3调定压力
3）定位缸到位后，在夹紧缸开始动作时A、B、C三点压力的关系：
pA = pB = pC=阀3调定压力；
夹紧缸到位后三点压力值的关系：
pC=阀2调定压力，
pA由负载决定，pB则与pA的大小有关。
若pA>阀2调定压力，pB=阀2调定压力；pA<阀2调定压力，则pB = pA。

五 计算题
1 解：1）溢流阀的最小调整压力pY应根据系统最大负载及调速阀正常工作所需的最小压力差Dp来确定。活塞受力平衡方程：

所以
2）回油节流路调速工作时，溢流阀处于常开状态，起定压作用。所以，负载时，泵的工作压力仍为溢流阀调定值，即

由活塞受力平衡方程知，当时，液压缸回油腔压力p2达到最大值，

一 单选题（每小题只选一个正确答案）
1 油液粘度因温度升高而（ ），因压力增大而（ ）。
A. 降低 B. 增大 C. 不变 D. 可能升高也可能降低
2 溢流阀未溢流时，液压泵的工作压力取决于（ ）大小。
A. 泵的额定压力 B. 泵的最高工作压力 C. 泵的输入功率 D. 外负载
3 低速大扭矩液压马达在结构形式上一般为（ ）。
A. 齿轮式 B. 叶片式 C. 轴向柱塞式 D. 径向柱塞式
4 图1所示差动连接回路中，已知油泵供油量为Q，液压缸两腔有效面积为A1、A2，且有A1 = 2A2，不计各种泄漏，则进入液压缸大腔的流量是（ ）。
A. Q B. 0.5Q C. 1.5Q D. 2Q
p
阀B
阀C
阀A
Q
A2
A1
p

图 1

图 2

5 图2系统中溢流阀A、B、C的调整压力分别为pA＝3 MPa，pB＝1.4 MPa，pC＝2 MPa。当系统的外负载趋于无限大时，油泵的输出压力p为（ ）。
A. 1.4 MPa B. 2 MPa C. 3 MPa D. 3.4 MPa
6 回路如上题，各阀的调整压力不变，如果将溢流阀B的可控口堵住，则泵的输出压力p为（ ）。
A. 1.4 MPa B. 2 MPa C. 3 MPa D. 3.4 MPa
7 顺序阀在系统中作卸荷阀用时，应选用（ ），作背压阀时，应选用（ ）。
A. 内控内泄式 B. 内控外泄式 C. 外控内泄式 D. 外控外泄式
8 在图3所示的进口节流调速回路中，溢流阀正常溢流，当负载恒定不变时，如果考虑溢流阀的调压偏差，将节流阀口开度调大，泵的工作压力（ ）。
Δp
A节
pp
v
pL
A缸
F
F
b
a
v
A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小

图 4

图 3

在图4所示的调速回路，节流阀处于节流调速工况，两压力表a、b分别测量液压缸两腔的压力。不计系统泄漏及溢流阀的调压偏差，则当负载F增大时：
9 压力表a的读数（ ），b的读数（ ）。
A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小
10 活塞杆运动速度v（ ），泵输入功率（ ）。
A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 可能增大也可能减小
11在定量泵－变量马达的容积调速回路中，当液压马达所驱动的负载转矩变小时，若不考虑泄漏的影响，则马达转速（ ）；泵的输出功率（ ）。
A. 增大 B. 减小 C. 基本不变 D. 无法判断
12用过一段时间之后，滤油器的过滤精度（ ）。
A. 略有下降 B. 略有提高 C. 恒定不变 D. 可能提高也可能下降

二 填空题
1 在如图所示的回路中，液压缸B进退所需压力均为2MPa，各阀调定压力如图所示。试确定在下列工况时C缸的工作压力。
1）在图示状况下，C缸压力是（ ）。
2）在图示状况下，当B缸活塞顶上死挡块时，C缸压力是（ ）。
3）当阀A通电后，B缸活塞退回过程中，C缸压力是（ ）。

B
1.5MPa

3MPa

6MPa
C
5MPa
A

4MPa

2图示液压系统能使油缸活塞完成的动作如下：快速右移→中速右移→慢速右移→左移回程→任意位置停留。试编制电磁铁动作顺序表。
4DT
3DT
2DT
1DT

电 磁 铁
动 作
1DT
2DT
3DT
4DT
快 速 右 移

中 速 右 移

慢 速 右 移

左 移 回 程

任 意 位 置 停 留

（“+”代表电磁铁带电，“-”代表断电）

三 判断题（判断对错，并简述原因）
1 定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。（ ）

2 在工作行程很长的情况下，使用柱塞液压缸最合适。 （ ）

3 高压、大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向。 ( )

4 由于远程调压阀是直动式溢流阀，因此远程调压回路只适用于压力不高的系统中。（ ）

5 在节流调速回路中，大量油液由溢流阀流回油箱，是其能量损失大、温升高、效率低的主要原因。( )

6 因液控单向阀关闭时密封性能好，故常用在保压回路和锁紧回路中。（ ）

四 简答题
1 读懂图示液压系统，并回答：
1）系统中采用了哪些速度控制回路？
2）各标号元件的名称和功用。
1
2
3
4
5
进给
退回
快 进
停留
工 进
快 退

标号
元件名称
功 用
1

2

3

4

5

2 如图所示液压系统，两液压缸有效面积为Al=A2=100×10-4 m2，缸I的负载Fl=3.5×104 N，缸II运动时的负载为零，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa、3MPa、2MPa。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，试问在下列三种情况下A、B和C点压力各为多少？
1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；
2）1YA通电，液压缸I活塞移动时及活塞运动到终点时；
3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时及活塞杆碰到固定挡铁时。
A1 A2
缸I 缸II
F1
固定挡铁
1YA 2YA
B C

A

五 计算题
1 如图所示，设液压缸无杆腔的有效面积A=50 cm2，负载力F =7.5×103 N，液压缸效率为100％。液压泵出口压力由溢流阀调定为40×105 Pa，液压泵的输出流量Qp＝10 L/min，流经节流阀的流量为，已知节流口的通流面积A0调节为0.02 cm2，流量系数Cd＝0.62，油液密度ρ＝900 kg/m3，试求：
1）活塞运动速度v；
2）各阀上的损失功率为多少？
3）液压泵总效率为0.80时，系统的总效率ηos。（ηos=系统输出功率/系统输入功率）
F＝7.5×103 N
v
pY = 4MPa
pL
Qp=10 L/min
Q
A = 50cm2

2 图示系统中，已知泵的排量Vp＝40 mL/r，转速np＝1450 r/min，机械效率和容积效率均为0.9；变量马达的排量范围为Vm＝40 ~ 100 mL/r，机械效率和容积效率为0.9，马达的负载扭矩Tm＝ 40 N·m；溢流阀的调定压力为10 MPa。不计管道损失，试求：
1）泵的输出流量Q p；
2）马达最大进口压力pm；
3）马达转速nm的范围；
4） 液压系统的最大输入功率N i。

参 考 答 案
一 单选题
1 A、B 2 D 3 D 4 D 5 B 6 C
7 C、A 8 B 9 C、B 10 B、C 11 C、B 12 B

二 填空题
1 1）（5MPa）； 2）（1.5MPa）； 3）（4MPa）。

2

电 磁 铁
动 作
1DT
2DT
3DT
4DT
快 速 右 移
－
－
＋
－
中 速 右 移
－
＋
＋
－
慢 速 右 移
＋
－
＋
－
左 移 回 程
－
＋
－
＋
任 意 位 置 停 留
－
－
－
－

三 判断分析题
1答：错。定量泵是指排量不能改变的泵。当泵的输出压力变化时，其内部泄漏量随之变化，因此输出流量也会发生变化。
2答：对。活塞缸的活塞与缸筒内壁、活塞杆与缸盖上导向套之间都有配合要求，当行程较长时，加工难度大，成本高。而柱塞缸只有柱塞与导向套相配合，只需精加工柱塞表面，工艺性好。因此，在工作行程很长的情况下使用柱塞缸最合适。
3答：错。由于电磁换向阀中电磁铁的作用力有限，高压、大流量液压系统不能采用电磁换向阀实现主油路换向，一般用电液换向阀或液动换向阀换向。
4答：错。在远程调压回路中，远程调压阀采用直动式溢流阀。由于流入远程调压阀的油液是经由主阀芯阻尼孔的控制油，流量非常小，因此远程调压回路可用于高压系统中。
5答：错。在节流调速回路中存在节流损失，对于进油路和回油路节流调速回路，还有溢流损失。因此，节流调速回路的能量损失大、温升高、效率低。
6答：对。液控单向阀采用锥面密封，因此关闭时密封性能好，常用于保压回路中和锁紧回路中，防止油液泄漏。

四 简答题
1 答：1）系统中采用了的速度控制回路：行程阀控制的快慢速度换接回路和回油路节流调速回路。
2）各标号元件的名称和功用如下表所示：
标号
元件名称
功 用
1
直动式溢流阀
限制系统最高工作压力，同时能实现稳压、分流的作用。
2
三位四通电磁换向阀
控制液压缸的运动方向与启动、停止
3
调速阀
调节液压缸的工进速度
4
单向阀
使液压缸快速返回
5
行程阀
实现液压缸快、慢速度的自动换接

2 答：1）液压泵启动后，两换向阀处于中位时：
泵输出的油液全部通过溢流阀溢流回油箱，此时有pA= pB= 4MPa，减压阀正常减压，因此 pC= 2MPa。
2）1YA通电，液压缸I活塞移动时：
缸I大腔的压力

顺序阀的出口压力大于其调整压力，因此阀口全开，故pA= pB= p= 3.5MPa。减压阀正常减压，pC= 2MPa。
活塞运动终点时：
溢流阀溢流，pA= pB= 4MPa，pC= 2MPa。
3）1YA断电，2YA通电，液压缸II活塞运动时：
由于负载为零，因此pA= pB= pC= 0。
活塞杆碰到固定挡铁时：
溢流阀溢流，pA= pB= 4MPa，pC= 2MPa。

五 计算题
1解：1）活塞运动速度v
负载压力
泵的出口压力为溢流阀调定压力4MPa，因此可求得流过节流阀的流量：

活塞运动速度

2）各阀上的损失功率
溢流阀的溢流量QY = Qp –Q=10 –5.5 = 4.5(L/min)，压差ΔpY=4–0=4(MPa)，因此，在溢流阀上损耗的能量为

流过节流阀的流量为Q = 5.5 L/min，节流口两端的压差Δp= 2.5 MPa,节流阀上损失的功率为

3）液压泵总效率为0.80时，系统的总效率ηos
系统输出功率

泵的驱动功率即为系统输入功率，由液压泵总效率ηop＝0.80可得

因此，液压系统的总效率

2解：1）泵的输出流量
Qp= np∙Vp∙ηvp= 1450÷60×40×10-6×0.9=8.7×10-4（m3/s）=52.2 L/min
2）马达的最大进口压力pm
马达的负载扭矩恒定,因此当马达的排量调至最小时，在马达进出口两端具有最大的压力降。
马达出口直通油箱，其进口压力即为马达的进出口压差，故有

3）马达的转速范围
系统的最大工作压力低于溢流阀的调定压力，在不考虑管道损失的情况下，油泵的输出流量即为马达的输入流量。
当马达排量的调至最大时，其转速最低：
nmmin= Qp∙ηvm/Vmmax = 8.7×10-4×0.9÷(100×10-6) =7.83 (r/s)= 469.8 rpm
马达排量的调至最小时，其转速最高为
nmmax=Qp∙ηvm/Vmmin= 8.7×10-4×0.9÷(40×10-6)=19.575 (r/s)=1174.5 rpm
因此，马达的转速范围为nm= 469.8 ~1174.5 rpm
4）液压系统的最大输入功率N i
当系统的工作压力最大时，定量泵系统的输入功率最大。故有：
Ni＝Qp∙ppmax/ηop＝8.7×10-4×7×106÷（0.9×0.9）＝7518.5 (W)