液压与气动技术 试题与答案

1．通过环形缝隙中的液流，当两圆环同心时的流量与两圆环偏心时的流量相比

A 前者大

B 后者大

C 一样大

D 前面三项都有可能

2．解决齿轮泵困油现象的最常用方法是：B

A 减少转速

B 开卸荷槽

C 加大吸油口

D 降低气体温度

3．CB-B型齿轮泵中泄漏的途径有有三条，其中_________对容积效率影响最大。A

A 齿轮端面间隙

B 齿顶间隙

C 齿顶间隙

D A+B+C

4．斜盘式轴向柱塞泵改变流量是靠改变______。D

A 转速

B 油缸体摆角

C 浮动环偏心距

D 斜盘倾角

5．液压马达的总效率通常等于：A

A 容积效率×机械效率

B 容积效率×水力效率

C 水力效率×机械效率D容积效率×机械效率×水力效率

6．能实现差动连接的油缸是：B

A 双活塞杆液压缸

B 单活塞杆液压缸

C 柱塞式液压缸

D A+B+C

7．选择过滤器应主要根据____来选择。A

A 通油能力

B 外形尺寸

C 滤芯的材料

D 滤芯的结构尺寸

8．M型三位四通换向阀的中位机能是____。A

A 压力油口卸荷，两个工作油口锁闭

B 压力油口卸荷，两个工作油口卸荷

C 所有油口都锁闭

D 所有油口都卸荷

9．在液压系统中，_______可作背压阀。A

A 溢流阀

B 减压阀

C 液控顺序阀

D 调速阀

10．低压系统作安全阀的溢流阀，一般选择____结构。C

A 差动式

B 先导式

C 直动式

D 锥阀式

11．节流阀的节流阀应尽量做成____式A。

A 薄壁孔

B 短孔

C 细长孔

D A＋C

12．液压系统的油箱内隔板____。C

A 应高出油面

B 约为油面高度的1/2C约为油面高度的3/4D 可以不设

13．液压系统中冷却器一般安装在：B

A 油泵出口管路上

B 回油管路上

C 补油管路上

D 无特殊要求

14．下列基本回路中，不属于容积调速回路的是____。B

A 变量泵和定量马达调速回路B定量泵和定量马达调速回路

C 定量泵和变量马达调速回路

D 变量泵和变量马达调速回路

15．如右图所示，各溢流阀的调整压力p1=5Mpa， p2=3Mpa，p3=2Mpa。当外负载趋于无穷大时，若二位二

通电磁阀通电，泵的工作压力为：C

A 5 Mpa

B 3Mpa

C 2Mpa

D 10 Mpa

16．液压机床中往往采用快速回路，它的主要目的是：B

A 加快工作机构工进时的速度，提高系统的工作效率

B加快工作机构空载时的速度，提高系统的工作效率

C加快工作机构加工时的速度，提高系统的工作效率

D提高系统油压加快工作机构速度，提高系统的工作效率

17．在油箱中，溢流阀的回油口应____泵的吸油口。A

A 远离

B 靠近

C 平行于

D 无特殊要求

18．下列气动元件属于逻辑元件的是：C

A 与门型梭阀

B 快速排气阀

C 记忆元件

D A+C

19．后冷却器—般安装在________。B

A 空压机的进口管路上

B 空压机的出口管路上

C 储气罐的进口管路上

D 储气罐的出口管路上

20．如下回路是一过载保护回路，当气缸过载时，最先动作的元件是________。C

A 1

B 2

C 3

D 4

15 20

1.从能量角度来说，液压泵的作用是把机械能转化为液体压力能，而液压缸的作用是把液体压力能转化为机械

能。

2. 节流阀通常采用薄壁小孔，其原因是通过它的流量与粘度无关，使流量受温度的变化影响较小。

3. 液压传动中最重要的参数是压力p和流量q，而两者的乘积表示功率P。

4. 液压泵按结构分齿轮泵、叶片泵、柱塞泵三种等，它们是利用

密封容积的变化来进行工作的，所以称为容积泵。

5.液压传动系统基本由动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件和

传动介质组成。

7.液压油的粘度随液压油的温度和压力变化而变化，当液压油温度升高时，液压油的粘度明显下降；当压力增大时，液压油粘度略微上升。

8.根据度量基准的不同，液体的压力分为绝对压力和相对压力两种，大多数表测得的压力是相对压力。

1．液力传动是主要利用液体_动_能的传动；液压传动是主要利用液体_压力_能的传动。

2．液压传动系统由__动力元件执行元件辅助元件控制元件工作介质__五部分组成。

3．某压力容器表压力为0.3Mpa，则压力容器的绝对压力为__0.4Mpa __Mpa。（大气压力为0. 1Mpa）4．马达是__执行___元件，输入的是压力油，输出的是__转矩___和__转速___。

5．排气装置应设在液压缸的__最高处___位置。

6．液压泵的理论流量___大于__实际流量（大于、小于、等于）。

7．调速阀可使速度稳定，是因为其节流阀前后的压力差_不变___。

8．后冷器一般装载空压机的_出口管路上___。

填空（42分）

1．液压传动是以液压油为工作介质进行能量传递的一种形式。

2．液压传动是由动力元件执行元件、控制调节元件、辅助元件、工作介质五部分组成。3．液体粘性的物理意义是既反映液体流动时液体内摩擦力太小，又反映液体的流动能。

4．液体的压力是指液体单位面积上所受的法向力，国际单位制压力单位是N/m2，液压中还常用KPa、和MPa 。

5．液压系统的压力是在前阻后推状态下产生的，压力大小决定于外负载。

6．液压泵是通过密封容积的变化完成吸油和压油的，其排油量的大小取决于密封容积的变化值。

7．机床液压系统常用的液压泵有齿轮泵叶片泵柱塞泵三大类。

8．液压泵效率包含机械效率和容积效率两部分。

9．定量叶片泵属于双作用式，变量叶片泵属于单作用式（单作用式、双作用式）10．液压缸是液压系统的执行元件，活塞固定式液压缸的工作台运动范围略大于缸有效行程的二倍。

11．液压控制阀按用途不同分为方向控制阀压力控制阀流量控制阀三大类。12．三位换向阀的常态为是中位，按其各油口连通方式不同常用的有O P M H Y 五种机能。

13．顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口启闭，以实现执行元件顺序动作的。14．节流阀在定量泵的液压系统中与溢流阀组合,组成节流调速回路,即进油路节流跳

速、回油路节流调速、旁油路调速三种形式节流调速回路。

15．流量阀有两类：一类没有压力补偿，即抗负载变化的能力，如普通节流阀；另一类采取压力补偿措施，有很好的抗干扰能力，典型的如调速阀和溢流节流阀，即抗干扰能力强。

16．溢流阀安装在液压系统的液压泵出口处，其作用是维持系统压力基本不变，液压系统过载时溢流。

一、是非题(10分)

1、液压泵的理论流量与输出压力有关。（×）

2、限压式变量叶片泵根据负载大小变化能自动调节输出流量（）

3、液压马达输出转矩与机械效率有关，而与容积效率无关。（）

4、单杆式液压缸差动连接时，活塞的推力与活塞杆的截面积成比，而活塞的运动速度与活塞杆的截面积成反比。（）

5、单向阀只允许油液朝某一方向流动，故不能作背压阀用。（×）

6、溢流阀在工作中阀口常开的是作调压溢流阀用，阀口常闭的是作安全阀用。

7、节流阀和调速阀均能使通过其流量不受负载变化的影响。（×）

8、节流阀的进、回油节流调速回路是属于恒推力调速。（）

9、在液压传动系统中采用密封装置的主要目的是为了防止灰尘的进入。（×）

10、三种调速回路的共同缺点是执行元件的速度随负载的变化而发生较大的变化。

二、判断题（每小题1分，共10分）

1．液压传动不易获得很大的力和转矩（×）

2．液压马达的工作压力取决于负载而与自身的强度和密封性能无关（）

3．Y型密封圈适用于速度高处的密封（）

4．纸芯式过滤器比烧结式过滤器的耐压高（×）

5．高压大流量液压系统常采用电磁换向阀实现主油路换向（×）

6．节流调速回路中，大量液压油由溢流阀回油箱，是能量损失大、温升高、效率低的主要原因（×）7．在清洗液压元件时，应用棉布擦洗（×）

8．由空气压缩机产生的压缩空气，一般不能直接用于气压系统（）

9．气压传动能使气缸实现准确的速度控制和很高的定位精度（×）

10．气液联动速度回路具有运动平稳、停止准确、能耗低等特点（）

1. 在用一个泵驱动一个执行元件的液压系统中，采用三位四通换向阀使泵卸荷，选用“H”型中位机能。

2.由节流阀和定差减压阀串联组成普通调速阀。（√）

3.直水管中，截面Ⅰ处的压力是1MPa，截面Ⅱ处的压力是0.5MPa，据此知直水管中水的流动方向是由截面Ⅱ流向截面Ⅰ。（×）

4.定常流动液体中任何一点的压力、速度都不随时间而变化。（×）

5.流体连续性方程是动量守恒定律在流体力学中的一种表达形式。（×）

6.液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的。（√）

7.双作用叶片泵配油盘上三角槽有减少叶片泵流量、压力脉动和降低噪声的作用。

8.液压马达在高速区工作时会出现“爬行现象”而在低速区则不会。（×）

9.差动连接液压缸可以提高活塞的输出压力和速度。（×）

10.流量控制阀常用的节流口形式是薄壁小孔，因为温度对它的流量几乎没有影响。（√）

名词解释（10）

1．粘温特性：1．粘温特性（3分）：液压油的粘度随温度变化的关系

2．公称压力：2．公称压力（3分）：液压泵和液压马达在使用中允许到达的最大工作压力

3．困油现象3．困油现象（4分）：为保证齿轮转动的连续和平稳，齿轮泵总有两对轮齿同时处于啮合状态。这两对齿与侧盖之间就形成了一个封闭的空间。随着轮齿的转动，此封闭空间容积会发生由大变小再变大的变化，这就是困油现象。

二、出下列名称的图形符号（10分）

1、单向阀

2、先导式减压阀

3、二位二通常断型电磁换向阀

4、三位四通常弹簧复位“Y”型

电磁换向阀5、三位四通常弹簧复位“H”型电磁换向阀

1、 2 3 4

5、

2、

三、问答题（20分）

1.液压传动有哪些基本组成部分?试说明各组成部分的作用？

1）能源装置：它供给液压系统压力油，是把机械能转化为液压能的装置

2）执行装置：它是把液压能转化为机械能的装置

3）控制调节装置：它是对系统中的压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置

4）辅助装置：上述三部分之外的其他装置，例如油箱，滤油器，油管等

5）工作介质：传递能量的液体，即液压油等

2. 3.液压系统的辅助装置有哪些？蓄能器在液压系统中有何作用？

液压系统中的辅助装置是指蓄能器、滤油器、油箱、热交换器、管件等。

蓄能器的功用主要是储存系统多余的压力能，并在要紧时释放出来。在液压系统中蓄能器常用来：

（1）作辅助动力源

（2）维持系统压力

（3）作应急动力源

（4）吸收液压冲击

（5）吸收脉动，降低噪声

1.已知雷诺数v d υ＝Re ，请问关于流体认识中引入雷诺数Re 的作用是什么？并说明公式右边各参数的物理意义。

Re 雷诺数作用：用于判断液体的流动状态，是层流还是紊流；所求雷诺数小于其相应下临界雷诺数时，为层流；反之，所求雷诺数大于其相应下临界雷诺数时，为紊流。

υ：表示液体流动时的平均流速。

d ：表示液体流动通过的通流截面对应的水力直径；满圆管流动时，为管的直径。

v: 对应液体在相同条件下的运动粘度。

2. 指出图1中外啮合齿轮泵泄漏部位（包括名称），其中的最大的泄漏部位是哪里，可以通过什么方法减小？ 答：图1外啮合齿轮泵的泄露部位1指齿顶圆与壳体内圆表面之间的径向间隙；2指两齿轮的啮合处；3指两齿轮端面与两侧端盖之间的端面间隙； 其中最大的泄露部位是3，通常采用端面间隙自动补偿装置：浮动轴套式和弹性侧板式。

3.简述图2先导式溢流阀的工作原理，说明清楚如何保证输入压力P 基本稳定？ 首先假设阀内各个通道、空间都充满了液压油。 ①起初，进油压力通过帕斯卡原理传递到导阀1的右边空间（设X 堵住不用），当P ≤P0（导阀弹簧设定的相应压力），油液仍然静止不流动，主阀芯2受到上下相同推力（阻尼孔R 上下两部分有效压力面积相同、压力相同，所以推力相同）作用，不移动主阀芯，P 到T 不溢流；②当进油压力P ＞P0时，液压油可以压缩导阀弹簧，推开导阀阀芯，液压油（少量）从主阀芯中间阻尼孔R 流经导阀流向出口T ，这样流动液体过阻尼孔R 时，产生压力损失，主阀芯上下两部分液压油产生压力差，下大上小，产生向上的推力，所以主阀芯上移，溢流阀P 到T 溢流。③溢流后，进油压力P 又下降P ≤P0，主阀芯复位，阀口又关闭；④接着又打开溢流，又关闭；如此动态过程，最后压力稳定在P0上。⑤所以，溢流阀能保证压力油进口压力的稳定！

4. 图3所示，溢流阀调定压力为5Mpa ，减压阀为2.5Mpa ，液压缸无杆腔面积A=50cm2，液压油流经减压阀和单向阀时压力损失分别为0.2Mpa 、0.3Mpa 。试问：当负载F=0、7.5KN 和30KN 时，（1）A 、B 和C 三点压力数值各位多少。（2）活塞杆能否动作？ 解：①先不考虑

负载F ，计算一下

C 处最大压力时，能输出多大推力

Fo ：在液压油压力不断升高中，减压阀最大能输出压力2.5Mpa(B 处)，到达C 时还保留有2.2Mpa 。 所以，

Fo=Pc*A=2.2*106

*50*10-4=

11000N=11KN 。

（2）由Fo ＞0KN 或7.5KN ，Fo ＜30KN ，所以负载

F=0、7.5KN 时活塞杆能动作，而F=30KN 时活塞杆不能动作。 （1）当F=0KN 时，活塞杆在动作，C=0Mpa ，

B=C+0.3=0.3Mpa ，A=B+0.2Mpa=0.5Mpa 。

A ：0.5Mpa ，

B ：0.3Mpa ，

C ：0Mpa 。

当F=7.5KN 时，C 处压力Pc=F/A=7.5*103/50*10-4=1.5Mpa ，所以B=C+0.3=1.8Mpa ，A=B+0.2Mpa=1.8+0.2=2.0Mpa ；

A ：2.0Mpa ，

B ：1.8Mpa ，

C ：1.5Mpa 。 当F=30KN 时，活塞不动作，B 、C 达到最大压力，B=2.5Mpa 、C=2.2Mpa ，这时考虑到最终减压阀处于关闭、溢流阀正常工作，所以A 压力达到溢流压力，A=5.0Mpa 。

A ：5.0Mpa ，

B ：2.5Mpa ，

C ：2.2Mpa 。

六、应用题（15分）

如下图所示是某机床工作台液压系统的原理图，试在图9-3所示的动力滑台液压系统是由哪些基本液压回路组成的?阀10在油路中起什么作用?

压力控制回路

方向控制回路

速度控制回路

容积节流调速

差动快速进给回路

快慢速转换回路

1. 某液压泵的输出油压MPa p 10=,

转速min /1450r n =,排量r mL V /100=， 容积效率95.0=v η，总效率9.0=η， 求泵的输出功率和电动机的驱动功率。 解：输出功率，95.0/10100/601450101036⨯⨯⨯⨯⨯===-r mL s r Pa pnV pq Po v v η 求得，P0≈22.9583Mpa 电动机的驱动功率Pi ，由Pi Po =η，得Mpa Po Pi 509.259.0/9583.22/≈==η 2. 如图5所示单杆式活塞缸，已知进油压力P1，回油压力P2，直径D 和d ，试分别计算无杆腔进油时和有杆腔进油时速度 1υ、2υ和推力1F 、拉力2F 。

解：注意F 不是负载是产生的推力。 无杆腔进油，由P1*A1=P2*A2+F1，得F1=P1*π*D 2/4-P2*π（D 2-d 2）/4，

F1=（P1-P2）π*D 2/4+P2*πd 2/4，V1=q/A1=4q/（πD 2）； 有杆腔进油，P1*A2 =P2*A1+F2，得F2= P1*π（D 2-d 2）/4-P2*π*D 2/4，

F2=（P1-P2）π*D 2/4-P2*πd 2/4，V2=q/A2=4q/{π（D 2-d 2）}； 3. 如图所示，两个结构相同相互串联的液压缸，无杆腔的面积A 1=0.01m 2，有杆腔的面积A 2=0.008m 2，缸1输入压力p 1=0.9MPa ，输入流量q 1=12L/min ，不计损失和泄漏，求： （1）两缸承受相同负载（F 1=F 2）时，该负载的数值及两缸的运动速度。

动力滑台液压系统工作原理

（2）缸1不承受负载（F 1=0）时，缸2能承受多少负载？ 解：根据帕斯卡原理等列平衡方程，即

P1*A1=F1+P2*A2 ①

P2*A1=F2 ② 联立①②得，

F1+F2*A2/A1=P1*A1 ③ （1）加上方程F1=F2 ④ 求得，F1=F2= P1*A12/（A1+A2）=0.9*106*0.01*0.01/0.018=5000N 。

V1=q1/A1=12*10-3/0.01=1.2m/min ，由V1*A2=V2*A1，得

V2=V1*A2/A1=0.96m/min 。 （2）当F1=0，由方程③得，F2=P1*A12/A2=0.9*106*0.012/0.008=1.125*104N

五、计算题（20分）

1．在右图的单杆液压缸中，已知缸体内径D=125mm ，活塞杆直径d=70mm ，活塞向右运动的速度v=0.1m/s 。求进入和流出液压缸的流量Q1和Q2为多少。（10分）

2．试分析单杆活塞缸差动连接时元杆腔受力及活塞伸出速度（10分）

1．在右图的单杆液压缸中，已知缸体内径D=125mm ，活塞杆直径d=70mm ，活塞向右运动的速度v=0.1m/s 。求进入和流出液压缸的流量Q1和Q2为多少。（10分）

帮助：解：进入液压缸的流量q1=υA1=υπD2/4=0.1×102×60×12.52×π/4cm3/min=73631.25 cm3/min = 73.6 L/min

排出液压缸的流量

q2=υA2=υπ（D2－d2）/4=0.1×102×60×(12.52－72)×π/4cm3/min=50540.49 cm3/min = 50.5 L/min

2．试分析单杆活塞缸差动连接时元杆腔受力及活塞伸出速度（10分）

解：两腔用油管连通，并向两腔同时输入高压油，因此，两腔的压力是相等的，但由于两腔的有效工作面积不等，因此，产生的作用力也不等，无杆腔的推力大于有杆腔的推力，故活塞能向右运动，并使有杆腔的油液流入无杆腔去，使无杆腔的流量增加，加快了向右运动的速度。

六、综合题（25分）

1．先导式溢流阀中的阻尼小孔起什么作用？是否可以将阻尼小孔加大或堵塞。（5分）

解阻尼小孔的作用时产生主阀芯动作所需要的压力差，是先导型溢流阀正常工作的关键。如扩大，则不能产生足够的压力差使主阀芯动作；若堵塞，则先导式阀失去了对主阀的控制作用，使系统建立不起压力。

2．什么是液压泵的流量脉动?对工作部件有何影响? （5分）

答：液压泵在排油过程中，瞬时流量是不均匀的，随时间而变化。但是，在液压泵连续转动时，每转中各瞬时的流量却按同一规律重复变化，这种现象称为液压泵的流量脉动。

液压泵的流量脉动会引起压力脉动，从而使管道、阀等元件产生振动和噪声。而且，由于流量脉动致使泵的输出流量不稳定，影响工作部件的运动平稳性，尤其是对精密机床的液压传动系统更为不利。

3．某机床进给回路如下图所示，它可以实现快进→工进→快退的工作循环。根据此回路的工作原理，填写电磁铁动作表。（电磁铁通电时，在空格中记“＋”号；反之，断电记“－”号）（15分）

五、读图题

右图为双泵供油快速运动回路原理图和液压缸动作循环图。1、指出各元件的完整名称；2、分别写出液压缸在静止、快进、工进和快退四种情况下的进油和回油路线，填写名称要完整。。

1. 油箱

2. 过滤器

3. 双联泵

4. 外控外泄式顺序阀

5. 三位四通电磁换向阀

6.单杆式双作用液压缸

7. 直动式溢流阀

8. 普通单向阀

1、静止时，进油路线：

1→2→3（左）→4→1（油箱）；（泵3左边大流量泵压力卸荷） 1→2→3（右）→7→1（油箱）；（7溢流作用）回油路线：无（进油路线写在此也可以）

2、快进时，进油路线：

1→2→3（左）→8→5（左）→6（左腔），缸筒向左快进；1→2→3（右）→9→5（左）→6（左腔），缸筒向左快进；回油路线：6（右腔）→5（左）→1（油箱）；

3、工进时，进油路线：

1→2→3（右）→9→5（左）→6（左腔），缸筒向左工进；1→2→3（左）→4→1（油箱）；（泵3左边大流量泵压力卸荷）同静止时。回油路线：6（右腔）→5（左）→1（油箱）；

4、快退时，进油路线：

1→2→3（左）→8→5（右）→6（右腔），缸筒向右快退；1→2→3（右）→9→5（右）→6（右腔），缸筒向右快退；回油路线：6（左腔）→5（右）→1（油箱）；