[液压与气压传动]习题

一、判断题

1．液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小，与压力无关。√

2．薄壁小孔因其通流量与油液的粘度无关，即对油温的变化不敏感，因此，常用作调节流量的节流器。√

3．当液压泵的进、出口压力差为零时，泵输出的流量即为理论流量。 √

4．双作用叶片泵的排量可调。×

5．液压马达与液压泵从能量转换观点上看是互逆的，因此所有的液压泵均可以用来做马达使用。 ×

6．溢流阀作安全阀使用时，系统正常工作时其阀芯处于半开半关状态。×

7．滑阀为间隙密封，锥阀为线密封，后者不仅密封性能好而且开启时无死区。√

8．节流阀和调速阀都是用来调节流量及稳定流量的流量控制阀。 ×

9．气动三大件是指分水滤气器、减压阀、油雾器的组合。 √

10．与液压传动相比，由于气体的可压缩性大，因此气动执行机构的运动稳定性低、定位精度不高。√

11．液体流动时，其流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。 √

12．定量泵是指输出流量不随泵的输出压力改变的泵。 ×

13．如果液压泵的泄漏量等于零时，泵输出的流量即为理论流量。 √

14．因为斜盘式轴向柱塞泵的排量是无法调节的，因此它只能是定量泵。×

15．差动缸属于双活塞杆液压缸。×

16．在变量泵—变量马达闭式回路中，辅助泵的功用在于补充泵和马达的泄漏。 ×

17．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。 √

18．空气的粘度主要受温度变化的影响，温度增高，粘度变小。 ×

19．减压阀的进口压力小于其调定压力时，其阀芯处于常开状态。√

20．气压传动中为了提高执行元件的速度稳定性，一般采用进气节流调速。×

二、选择题

1．液压系统的工作压力是由( A )

A负载决定 B溢流阀调定 C液压泵的额定压力决定。

2．液压控制阀可分为三大类，它们是( A )

A压力阀/方向阀/流量阀 B单向阀/比例阀/伺服阀 C球阀/截止阀/闸阀

3．外啮合齿轮泵吸油口比压油口做得大，其主要原因是( B )

A防止困油 B增加吸油能力 C减少泄露 D减少径向不平衡力

4．( C )节流调速回路可以承受负值负载

A 进油 B旁路 C回油

5．中位机能为 ( C ) 型的三位四通换向阀可实现中位卸荷

A O B P C M D Y

6．在以下调速回路中，( C )的回路效率最高

A进油路节流调速 B旁油路节流调速 C容积调速

7．高压系统宜采用( C )

A齿轮泵 B叶片泵 C柱塞泵

8．双出杠液压缸，采用活塞杠固定安装，工作台的移动范围为缸筒有效行程的( C )

A 1倍 B 2倍 C 3倍 D 4倍

9．调速阀由（ B ）与节流阀串联组成

A减压阀 B定差减压阀 C溢流阀 D差压式溢流阀 D容积节流调速

10．压力机液压系统为防止液压冲击需设置( A )回路

A泄压 B增压 C减压

11．油液的动力粘度的单位是（A ）

A N.s/m2 B m2/s C N/s2

12．溢流阀作安全阀使用时，系统正常工作时其阀芯处于（ B ）状态

A 全开 B 全关 C 半开半关 D 不一定

13．（B ）不能改善液压泵的自吸性能

A 增大进油管直径 B 增加进油管长度

C 在泵的进油口处增加补油泵 D 降低油泵的吸油高度

14．（C ）节流调速回路可以承受负值负载

A 进油 B旁路 C出油

15．比较各类泵的性能，（D ）的输出压力可以最高

A齿轮泵 B双作用叶片泵 C单作用叶片泵 D轴向柱塞泵

16．选择液压油时，主要考虑油液的（C ）

A密度 B成分 C黏度

17．对于进油节流回路，当负载一定时，节流开口AT增大，油缸输出速度（A ） A增大 B减小 C不变

18．减压阀的控制油由其（ B ）引入

A进口 B出口 C旁路

19．如下( C )的压力关系表达式是正确的

A.绝对压力=大气压力-相对压力 B.绝对压力=大气压力-表压力

C.绝对压力=大气压力+相对压力 D.绝对压力=相对压力-大气压力

20．为保证压缩空气的质量，气缸和气马达前必须安装气动三大件，其安装顺序是（ A ） A分水滤气器－减压阀－油雾器 B分水滤气器－油雾器－减压阀

C减压阀－分水滤气器－油雾器 D分水滤气器－减压阀

三、问答题

1. 液压传动中常用的液压泵分为哪些类型？

答：1） 按液压泵输出的流量能否调节分类有定量泵和变量泵。定量泵：液压泵输出流量不能调节，即单位时间内输出的油液体积是一定的。 变量泵：液压泵输出流量可以调节，即根据系统的需要，泵输出不同的流量。

2）按液压泵的结构型式不同分类有齿轮泵（外啮合式、内啮合式）、 叶片泵（单作用式、双作用式）、柱塞泵（轴向式、径向式）螺杆泵。

2. 齿轮泵的液压径向力不平衡是怎样产生的?会带来什么后果?消除径向力不平衡

的措施有哪些?

答：1）齿轮泵产生的液压径向力不平衡的原因有二个方面：一是液体压力产生的径向力。二是困油现象产生的径向力，致使齿轮泵径向力不平衡现象加剧。

2）齿轮泵由于径向力不平衡，把齿轮压向吸油一侧，使齿轮轴受到弯曲作用，影响轴承寿命，同时还会使吸油腔的齿轮径向间隙变小，从而使齿轮与泵体内产生摩擦或卡死，影响泵的正常工作。

3）消除径向力不平衡的主要措施：开压力平衡槽等。

3. 什么是换向阀的“位”与“通”？各油口在阀体什么位置？

答：1）换向阀的“位”：为了改变液流方向，阀芯相对于阀体应有不同的工作位置，这个工作位置数叫做“位”。职能符号中的方格表示工作位置，三个格为三位，两个格为二位。换向阀有几个工作位置就相应的有几个格数，即位数。

2）换向阀的“通”：当阀芯相对于阀体运动时，可改变各油口之间的连通情况，从而改变液体的流动方向。通常把换向阀与液压系统油路相连的油口数（主油口）叫做“通”。

3）换向阀的各油口在阀体上的位置：通常，进油口P位于阀体中间，与阀孔中间沉割槽相通；回油口O位于P口的侧面，与阀孔最边的沉割槽相通；工作油口A、B位于P口的上面，分别与P两侧的沉割槽相通；泄漏口L位于最边位置。

4. 试比较先导型溢流阀和先导型减压阀的异同点。

答：相同点：溢流阀与减压阀同属压力控制阀，都是由液压力与弹簧力进行比较来控制阀口动作；两阀都可以在先导阀的遥控口接远程调压阀实现远控或多级调压。 差别：1）溢流阀阀口常闭，进出油口不通；减压阀阀口常开，进出油口相通。

2）溢流阀为进口压力控制，阀口开启后保证进口压力稳定；减压阀为出口压力控制，阀口关小后保证出口压力稳定。

3）溢流阀出口接油箱，先导阀弹簧腔的泄漏油经阀体内流道内泄至出口；减压阀出口压力油去工作，压力不为零，先导阀弹簧腔的泄漏油有单独的油口引回油箱。

5. 对于层流和紊流两种不同流态，其沿程压力损失与流速的关系有何不同？ 参考答案：

层流或紊流的压力损失△P=λ（L/D）ρV2/2，但系数λ不同。

层流状态时，沿程压力损失与流速的一次方成正比；

紊流时，沿程压力损失与流速的1.75 ~ 2 次方成正比。

6. 流量阀的节流口为什么通常要采用薄壁孔而不采用细长小孔？

参考答案

1）薄壁小孔的流量公式中不含黏度参数，流量受温度的影响小

2）薄壁小孔的流量特性好（薄壁小孔节流指数m = 0.5，而细长小孔m =1）

3）薄壁小孔不容易堵塞，可以获得最小开度，故可以获得比细长小孔更小的稳定流量

7. 试述节流阀刚度的定义。它对流量阀的性能有什么影响？

参考答案

节流阀的刚度定义为节流阀的前后压差的变化与阀的通流量的变化之比。

节流阀的刚度影响其流量的稳定性，刚度愈大，流量受负载的影响越小。

8. 采用节流阀进油节流调速回路，何时液压缸输出功率最大？

参考答案

1) 液压缸输出的功率=FV

2) 当溢流阀处于溢流状态时，当负载所需工作压力为泵输出压力的三分之二时，液

压缸输出的功率最大。

3) 如果将节流阀调到最大，使溢流阀处于关闭状态时，液压缸输出的功率最大

四、计算题

1．液压泵的额定压力为31.5MPa，排量V=168mL/r，转速n=950r/min。在额定

压力下实测流量为150 L/min，额定工况下的总效率=0.88。试求：1) 泵的理论流量；

2) 额定工况下，泵的容积效率；3）额定工况下，泵的机械效率；4) 额定工况下，泵的输出功率；5）额定工况下，泵所需电动机的驱动功率；6) 额定工况下，驱动泵的转矩。

1) qt＝Vp n＝168×10-3×950＝159.6 L/min

2) ηv＝q / qt ＝150/159.6＝94％

3）ηm＝η/ηv＝0.88/0.94＝94％

4）Po=pq＝（31.5×106）×（150×10－3/60）＝ 78.75kw

5）Pi＝Po/η＝78.75/0.88＝89.49kw

6)TPi89.49900Nm2n23.14950/60

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。

pppY2.4MPa

(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

p1

A1p2A2F

p1A1F2.410650104100005p2810Pa0.8MPa4A22510

节流阀两端的压差 pp20.8MPa

回油路流量

Q2CdAT2p0.620.0110420.8106

900

43 0.2610m/s

1.57L/min

Q20.26104

v0.0104m/s4A25102活塞速度

（3）求溢流损失和回路效率

vQ1Q2A1A2

A1Q221.573.14L/minA2 由 进油路流量

溢流量

溢流损失 Q1QQpQ1103.146.86L/min PYQpp6.862.4/600.27kW

Fv100000.0104600.26Qppp101032.4106 回路效率

3． 泵和马达组成系统，已知泵输出油压力pP=10MPa，排量VP=10cm3/r，机械效率ηmP=0.95，容积效率ηVP=0.9；马达排量VM=10cm3/r，机械效率ηmM=0.95，容积效率ηVM=0.9，泵出口处到马达入口管路的压力损失为0.5MPa，若不计泄漏量，不计马达回油管和泵吸油管的压力损失，试求： 1) 泵转速为1500r/min时，所输出的流量qP；2）泵转速为1500r/min时，所输出的液压功率PoP；3) 泵转速为1500r/min时，所需要的驱动功率PiP；4) 马达输出转速nM；5）马达输入功率PiM；6) 马达输出功率PoM；7) 马达输出转矩TM。

参考答案：

333qVn100.011500/600.2510m/s tPPP1）

qPqtPVP0.251030.90.225103m3/s

63Ppq10100.225102.25KW PP2）oP

3）PiPPoP/PoP/VPMP2.252.63KW0.90.95

33qq0.22510m/s MP4）

qtMqMVM0.2251030.90.203103m3/s nMqtM0.20310320.3r/s1218r/min3VM100.01

5）pM100.59.5MPa

63Ppq9.5100.225102.14KWiMMM

6）PKW oMPiMVMmM2.140.950.91.83

TMP1.831000oM14.4Nm2n23.1420.3 7）

4．在图示的旁路节流调速回路中，已知泵的流量q10L/min，液压缸有效作用

N，溢流阀调整压力pY2.4MP，通过面积A12A2100cm2，工作负载FL20000

节流阀的流量qCdAT22p，式中Cd0.62，900kg/m，试求：1）当节流阀

开口面积AT0.01cm2时，活塞的运动速度和液压泵的工作压力；2）当节流阀开口面积AT0.05cm2时，活塞的运动速度和液压泵的工作压力。

参考答案 ：

1）图为旁路节流调速回路，溢流阀作安全阀。由活塞受力平衡方程得 p1FL200002.0MPa4A110010

通过节流阀得流量

qCdAT2p0.620.0110422106m3/s900

0.413104m3/s2.48L/min 因qqP，故活塞运动速度为

qPq(102.48)10375.2cm/minA1100 泵的工作压力为 pPp12.0MPa

2）图为旁路节流调速回路，溢流阀作安全阀。由活塞受力平衡方程得

FL20000p12.0MPaA1100104

通过节流阀得流量

qCdAT2p0.620.0510422106m3/s900

2.07104m3/s12.4L/min

计算值qqP是不可能的，说明节流阀开口太大，不起节流作用。液压泵的流量全部从节流阀回油箱了，故活塞运动速度0

节流阀前后压力差为

qPpCAdT90010103MPa1.3MPa0.620.051046022 22

泵的工作压力为

五、分析题 pPp1.3MPa

1．如图所示的系统中，两个溢流阀串联，若已知每

个溢流阀单独使用时的调整压力，py1=20×105Pa，

py2=40×105Pa。溢流阀卸载的压力损失忽略不计，试

判断在二位二通电磁阀不同工况下，A点和B点的压力

各为多少。

参考答案

电磁铁

1DT－ 2DT－ pA=0 pB=0 1DT+ 2DT－ pA=0 pB=20×105Pa

1DT－ 2DT+ pA=40×105Pa pB=40×105Pa

1DT+ 2DT+ pA=40×105Pa pB=60×105Pa

当两个电磁铁均吸合时，图示两个溢流阀串联，A点最高压力由py2决定，pA＝40×105Pa。由于pA压力作用在溢流阀1的先导阀上（成为背压），如果要使溢流阀1的先导阀保持开启工况，压力油除了克服调压弹簧所产生的调定压力py1＝20×105Pa以外，尚需克服背压力pA＝40×105Pa的作用，故泵的最大工作压力：pB＝ py1+ pA＝（20+40）×105=60×105Pa 。

2．图示的液压回路，原设计要求是夹紧缸I把工件夹紧后，进给缸II才能动作；并且要求夹紧缸I的速度能够调节。实际试车后发现该方案达不到预想目的，试分析其原因并提出改进的方法。

参考答案

图（a）的方案中，要通过节流阀对缸I进行速度控制，溢流阀必然处于溢流的工作状况。这时泵的压力为溢流阀调定值，pB= py。B点压力对工件是否夹紧无关，该点压力总是大于顺序阀的调定值px，故进给缸II只能先动作或和缸I同时动作，因此无法达到预想的目的。

图（b）是改进后的回路，它是把图（a）中顺序阀内控方式改为外控方式，控制压力由节流阀出口A点引出。这样当缸I在运动过程中， A点的压力取决于缸I负载。当缸I夹紧工件停止运动后，A点压力升高到py，使外控顺序阀接通，实现所要求的顺序动作。图中单向阀起保压作用，以防止缸II在工作压力瞬间突然降低引起工件自行松开的事故。