液压习题new

考试题型共七大题

第一大题15分 填空 （每空1分）

第二大题15分 单项选择 每小题1分

第三大题12分 简答题 4小题每题3分

第四大题12分 名词解释 4小题每题3分

第五大题10分 是非题 每题1分

第六大题10分 识图、绘图 第1小题6分，第2小题4分

第七大题26分 计算题 共3题，第1、2题每题8分，第3题10分 第一题 某液压阀如图所示，在一定的控制油压作用下，控制活塞1可以通过其推杆将球阀打开，已知：弹簧2的预压紧力F k

＝50N ，控制活塞的直径D ＝25mm ，球阀阀座孔

径d =15mm ，p 1=0.5MPa ，p 2=0.2MPa ，忽略摩擦

力及液动力和推杆的直径影响，求打开球阀所需

的最小控制压力p y 。

解：列写作用在控制活塞上的力平衡方程： ()k 22

212

y 2

4-44F p D p p d p D ++=πππ

解得

()0.41MPa 0.025504100.2100.20.525152662

y ＝＋＋－???????

? ??=πp 第二题 如图所示液压泵从油箱吸油，油箱液面通大气，油液运动粘度ν＝30×10-6m 2/s ，油液密度900kg/m 3，吸油管直径d =6cm ，液压泵流量q =150L/min ，液压泵入口处真空度不得超过0.2×105Pa ，油管弯曲处的局部阻力系数ξ1＝0.2，滤油器的局部阻力系数ξ2＝0.5，不计管路沿程压力损失，求液压泵最大吸油高度H max 。

解：(1)取如图所示1－1和2－2截面，列如下

伯努利方程： ()2g 2g 2g 22212

2222

2

1111

υξξυαγυαγ++++=++h p h p

(2) 判断流态

吸油管中油液的流速：

0.885m/s 0.06603.1410150442

-322=????==d q

π

υ 其雷诺数 23201770Re 2

==νυd

所以 吸油管中油液流动状态为层流，取22＝α。

由于液压泵的入口处真空度不得超过0.2×105Pa （即≤2a -p p 0.2×105Pa ）， 将数据代入上式，求得液压泵最大吸油高度：

()2g

-2g --22212222a max υξξυαγ+=p p H () 2.16m 9.81

20.8850.50.22-9.81900100.225=??++??=

第三题 某排量V ＝60mL/r 的液压马达，其容积效率ηv =0.95，机械效率ηm ＝0.95。当马达进口供油压力为14MPa ，回油压力为0.2MPa ，输入马达的流量q =100L/min ，液压马达的输出转矩、输出转速和输出功率各为多少？ 解：(1) 液压马达的输出转矩

()m 125.2N 0.9510602100.2-14266

m m t ?=????=?==π

ηπηpV T T (2) 液压马达的输出转速

1583r/m in 0.9510

60101006-3

v =???==ηV q n (3) 液压马达的输出功率

20.76kW 125.2/60158322out =??===ππnT T ωP

第四题 如图所示的液压系统，液压缸无杆腔面积A 11＝A 21＝100cm 2，有杆腔面积A 12＝A 22＝50cm 2，液压缸1工作负载F L1＝35000N ，液压缸2工作负载F L2

＝25000N ，溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为p A =5MPa ，p x =4MPa ，p j =3MPa ，不计摩擦负载、惯性力、管路及换向阀的压力损失，求下列三种工况

A 、

B 、

C 三点的压力p A 、p B 、p C 。

（1） 当液压泵启动后，两换向阀处于中位时；

（2） 当换向阀电磁线圈2YA 供电，液压缸2前进及碰到死挡铁时；

（3） 当换向阀电磁线圈2YA 断电，1YA 供电，液压缸1运动及到达终点后突

然失去负载时。

解：由已知条件，液压缸1、2在承受负载时的工作压力分别为

3.5MPa 10

100350004-11L1L1=?==A F p 2.5MPa 10100250004-21L2L2=?==

A F p (1) 当液压泵启动后，两换向阀处于中位时。顺序阀处于开启状态，减压阀的先导阀打开，减压阀口关小，A 点压力升高，溢流阀打开，这时

p B =p A = p y =5MPa ； p C = p j =3MPa 。

(2) 当换向阀电磁线圈2YA 供电，液压缸2前进及碰到死挡铁时。

当2YA 供电，液压缸2前进。由于减压阀出口工作压力小于调定压力，减压阀不起减压作用，p C = p L2 =2.5MPa ，溢流阀不开启，p A =2.5MPa 。由于顺序阀的调定压力大于p C ，顺序阀不开启，p B 不确定。

当2YA 供电，液压缸2前进碰到死挡铁时。此时液压缸2的负载可视为无穷大，负载压力上升，减压阀先导阀开启，起减压稳压作用，p C =3MPa 。由于液压缸2碰到死挡铁后停止运动，液压泵的绝大部分油液将从溢流阀回油箱，故p A =5MPa 。同时顺序阀开启p B =p A =5MPa 。

（3）当2YA 断电，1YA 供电，液压缸1运动及到达终点后突然失去负载时。 当2YA 断电，1YA 供电，液压缸1运动时，顺序阀的出口压力取决于负载，p B = =3.5MPa 。此时顺序阀必须开启，p A = p x =4MPa 。由于2YA 断电，减压阀出口封闭，p C = p j =3MPa 。

当2YA 断电，1YA 供电，液压缸1运动及到达终点突然失去负载。此时由于液压缸1突然失去负载，p B =0，由于顺序阀开启，p A =4MPa ，p C =3MPa 。

第五题 如图所示回路中，两液压缸的活塞面积相同A 1＝20×10－4m 2，负载分别为F L1＝8000N ，F L,2＝4000N ，若溢流阀的调定压力为p y =4.5MPa 。试分析减压阀调定压力分别为p j =1MPa 、2MPa 、4MPa 时，两液压缸的动作情况。

解：（1）当p j =1MPa 时减压阀的负载压力p 2为

2MPa 10

2040004-1L22=?==A F p

因为p 2>p j =1MPa ，即当负载压力上升到1MPa 时减压阀便动作，将其出口A 的压力限定在减压阀的调定压力，而不再上升，因此不能失去负载，速度为零。 液压缸1的负载压力为

4MPa 102080004

-1L11=?==A F p 因为p1＜py=4.5MPa ，而节流阀出口压力即C 点的压力为p1，其进口为溢流阀的调定压力py ，节流阀压差为py － p1，故节流阀有流量通过，液压缸1运动。

（2）当pj=2MPa 时，因减压阀的调定压力就是减压阀所能输出的负载压力，即pj=p2=2MPa ，故液压缸2运动；若液压缸2的负载流量小于液压泵的供油量，这样回路中C 点压力很快升高，在达到液压缸1的负载压力时，推动液压缸1运动，同时液压泵多余的流量从溢流阀流回油箱，B 点的压力由溢流阀调节（4.5MPa ）。因上述压力的变化是瞬时进行的，因此液压缸2、液压缸1的运动可认为是同时或同步进行的。

（3）当pj=4MPa 时，因缸2负载压力p2小于减压阀调定压力，所以减压阀阀口常口，不起减压作用，相当一个通道。此时缸2与缸1相对于液压泵呈并联状态，但缸2负载较小，故缸2首先被推动（泵的工作压力取决于外负载）。在缸2运动过程中，因其负载不变，泵的工作压力不会提高，所以缸1不会动，缸2到达终点后，C 点压力升高，当C 点压力达到缸1的负载压力时，缸1开始运动。

第六题 如图所示液压系统，两液压缸无杆腔面积A1＝A2＝50×10－4m2，液压缸1负载FL ＝20000N ，液压缸2运动时负载为零。溢流阀、顺序阀和减压阀的调整压力分别为4MPa 、3MPa 和2MPa 。若不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，确定下列三种工况下A 、B 、C 三点的压力。

（1） 液压泵启动后，两换向阀处于中位时；

（2） 换向阀电磁线圈1YA 通电，液压缸1活塞运动时及活塞运动到终端后；

（3） 换向阀电磁线圈1YA 断电，2YA 通电，液压缸2活塞运动时。

解：（1）液压泵启动后两换向阀处于中位时，泵的油液只能从溢流阀回油箱，所以p A =4MPa ，因顺序阀调定压力小于p A ，顺序阀开启，但顺序阀的出油口封闭，所以p B =p A =4MPa ，由于减压阀出油口封闭，减压阀的先导阀打开，减压口关小、减压，所以p C =2MPa 。

（2）换向阀电磁线圈1YA 通电。

液压缸1活塞移动时

4MPa 10

50200004-1L B =?==A F p p B =p A =4MPa ； p C =2MPa 。（此时液压缸不能移动）

（3）换向阀电磁线圈1YA 断电，2YA 通电

液压缸2活塞运动时p B =p A =p C =0。

第七题 如图所示液压回路，已知溢流阀的调定压力p y =5MPa ，顺序阀的调定压力p x =3MPa ，液压缸1无杆腔面积A 1＝50×10－4m 2，负载F L =10kN 。若管路压力损失忽略不计，当两换向阀处于图示位置时，试求：

（1） 液压缸活塞运动时A 、B 两点的压力p A 、p B 。

（2） 液压缸活塞运动到终端后A 、B 两点的压力。

（3） 当负载F L =20kN 时A 、B 两点的压力。

解：液压缸活塞运动时B 点的压力为 2MPa 1

B ==

A F p L A 点压力为顺序阀的调定压力为

3MPa p A = (2) 液压缸活塞运动到终端后A 、B 两点的压力均为5MPa 。

（3）当负载F L ＝20kN 时

①活塞运动时B 点的压力 4MPa 1

B ==

A F p L ，顺序阀开启，A 、

B 两点的压力均为4MPa

②液压缸活塞运动到终端后A 、B 两点的压力均为5MPa 。

减压阀的出口压力与出口工作负载有关，在出口负载压力大于调定压力时减压阀的先导阀开启，起减压、稳压作用。

内控外泄顺序阀的进口压力必须大于或等于其调定压力，而出口压力将取决于外负载，当负载压力大于调定压力时其进口压力等于负载压力。

第八题、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。 解：进入液压缸的流量

q1=υA1=υπD 2/4=0.1×12.52×π/4 cm 3/min

=73631.25 cm3/min = 73.6 L/min

排出液压缸的流量

q2=υA2=υπ（D 2－d 2）/4

=0.1×(12.52－72)×π/4 cm 3/min

=50540.49 cm 3/min = 50.5 L/min

第九题、如右图油管水平放置，截面1上的直径为10mm ，截面1上的直径为

20mm ，管内油液密度为1800Kg/m 3，运动粘度20mm/s 2，液体流动的能量损失不计，试问（1）截面1和截面2上哪处压力高？（2）如果流量qv 为5L/min ，求截面1和2的压力差。

解：（1）根据流体连续性方程可知，截面1的流速要比截面2处大，又根据伯努力方程可知，截面1处压力要比截面2处低。

（2）u1=qv/s=5*1000/0.25π=6366cm/min=1.06m/s

u2=qv/s=5*1000/π=1591.5 cm/min=0.265 m/s

油管水平放置，所以比位能没有变化。

Pa u u u u P P u gz P u gz P 948)21(21221121122212121122222

221=-=-=-++=+

+ρρρρρρρ 第十题、在右图简化回路中，溢流阀的调定压力是25×104Pa,系统工作时溢流阀始终有油流回油箱，活塞有效工作面积为0 .1m 2,求当负载分别为：F=2×104N ；F=0；F=-5×103N 时，油缸出口压力P2各为多少？

解：当F=2×104N ，F/0.1m 2+P2=25×104

P2=25×104 -F/0 .1m 2=25×105-20×104=5×104 Pa

当F=0，P2=25×104

当F=-5×103N ，F/0.1m 2+P2=25×104

P2=25×104 -F/0 .1m 2=25×104+5×104=30×104 Pa

第十一题、右图液压缸中，活塞1的直径为80mm ，其活塞杆的直径为30mm ；活塞2的直径为120mm ，其活塞杆的直径为60mm ，流量qv1为20L/min ，求速度V1、V2和流量qv2。

解：

min

/5.17min /17456)

36144(14.325.08.205)22(25.022min /8.205144644632112min

/463)

964(14.325.01020)11(25.0113222

23

22L cm d D V qv cm D D V V cm d D qv V ==-???=-??==?=?==-???=-?=ππ

第十二题、图示一个液压泵驱动两个结构相同相互串联的液压缸，已知两缸尺寸相同，缸筒内径D =80mm,活塞杆直径d =40mm,负载F 1=F 2=8000N ，液压泵供油流量Q =25L/min ，求系统工作时液压泵的供油压力P 1最小值为多少?以及如图状态时两个液压缸活塞回退时运动速度V

1，V 2。

解：P 2=F 2/(πD 2/4 )=8000×4/π×0.082=1.6M P a

P 1=1.6+P 2=3.2MPa

V 1=Q /A =25×1000/(πD 2/4-πd 2/4)

=25000×4/(π×82-π*42)=663cm/min=11cm/s

V 2=V 1×（πD 2/4）/（πD 2/4-πd 2/4）=V 1×4/3=373

cm/min=14.7 cm/s

cm/min=14.7 cm/s

第十三题、已知液压泵转速为1500r/min,排量为160ml/r ，额定压力为30Mpa ，实际输出流量为220L/min,泵的总效率为0.87，求：（1）泵的理论流量；（2）泵的容积效率和机械效率；（3）驱动液压泵所需的电动机功率。

解：(1)理论流量=排量×转速=160×1500=240000 ml/min=240L/min

(2) 容积效率=实际流量/理论流量=220/240=91.7%

总效率=机械效率×容积效率

机械效率=总效率/容积效率=0.87/0.917=94.9%

(3) 输出功率=额定压力×实际输出流量=30×106×220×10-3/60=110×103W=110KW

电动机功率=输出功率/总效率=110×103/0.87=126.4×103=126.4KW

第十四题、如图所示液压系统，已知21cm 20=A 、22cm 15=A 、W =42000N 。用液控单向阀锁紧以防止活塞处的泄漏，试分析：1）为保持重物W 不下滑，活塞下腔的闭锁压力1p 至少为多少？2）若采用无卸载小阀芯，其反向开启压力k p 等于工作压力1p 的0.4，求k p 等于多少才能反向开启？开启前液压缸的下腔最高压

力等于多少？3）若采用有卸载小阀芯，其反向开启压力

k p 等于工作压力1p 的0.045，求k p 等于多少才能反向开启？开启前液压缸的下腔最高压力等于多少？

答：1）当液压缸上腔压力为零时，活塞下腔的闭

锁压力为防止重物W 不下滑需要的最小值。

MPa A W p 211

1== （1分） 2）采用无卸载小阀芯，反向开启时液压缸活塞的受力平衡方程式为

211A P W A p k +=，代入k p =0.41p ，

1p =30MPa ，k p =12MPa （2分）

3) 采用有卸载小阀芯，反向开启时液压缸活塞的受力平衡方程式为

2211A P W A p +=，代入k p =0.0451p

1p =21.73MPa ，k p =0.98MPa （3分）

第十五题图示液压系统，已知液压泵流量q=10L/min,液压缸慢进速度 慢υ=0.5m/min,液压缸快进和快退的速度比

快退

快进υυ=3/2，试求液压缸两腔有效面积 21A A ，及快进和快退速度 快退快进，υυ。 答：，，快退快进2

21A q A A q =-=υυ （1分） 因为 m i n /5m .0A q 1==

慢υ （1分） 所以 23

1200c m 50

1010v q A =?==慢（1分） 又 2

3A A A 23212=-=，即快退快进υυ 212120cm 2053A 53A =?==

（2分） min /833m .0min /83.3cm 120

1010A q v min /25m .1min /125cm 120-2001010A A q v 32321==?====?=-=快退快进

）（ （1分） 第十六题如图所示是利用先导式溢流阀进行卸荷的回路。溢流阀调定压力 p y ＝3MPa 。要求考虑阀芯阻尼孔的压力损失，回答下列问题：

1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路E ，F 段与泵出口处B 点的油路是否始终

是连通的？

2） 在电磁铁DT 断电时，若泵的工作压力 p B ＝3MPa ，B 点和E 点哪个压力大？

若泵的工作压力p B ＝1.5MPa ，B 点和E 点哪个压力大？

3） 在电磁铁DT 断电时，泵的流量是如何流到油箱中

去的？

解：1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路E ，F 段与

泵出口处B 点的油路始终得保持连通。（2分）

2）当泵的工作压力p B ＝3MPa 时，先导阀打开，油

流通过阻尼孔流出，这时在溢流阀主阀芯的两端产生压

降，使主阀芯打开进行溢流，先导阀入口处的压力即为

远程控制口E 点的压力，故p B > p E （2分）；当泵的工作压力p B ＝15×105Pa 时，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，p B ＝ p E 。（2分）

3）二位二通阀的开启或关闭，对控制油液是否通过阻尼孔（即控制主阀芯的启闭）有关，但这部分的流量很小，溢流量主要是通过CD 油管流回油箱。（2分）

第十七题 某排量V ＝60mL/r 的液压马达，其容积效率ηv =0.95，机械效率ηm ＝0.95。当马达进口供油压力为14MPa ，回油压力为0.2MPa ，输入马达的流量q =100L/min ，液压马达的输出转矩、输出转速和输出功率各为多少？ 解：(1) 液压马达的输出转矩

()m 125.2N 0.9510602100.2-14266

m m t ?=????=?==π

ηπηpV T T (2) 液压马达的输出转速

1583r/m in 0.9510

60101006-3

v =???==ηV q n (4) 液压马达的输出功率

20.76kW 125.2/60158322out =??===ππnT T ωP

第十八题 如图所示回路中，两液压缸的活塞面积相同A 1＝20×10－4m 2，负载分别为F L1＝8000N ，F L,2＝4000N ，若溢流阀的调定压力为p y =4.5MPa 。试分析减压阀调定压力分别为p j =1MPa 、2MPa 、4MPa 时，两液压缸的动作情况。

解：（1）当p j =1MPa 时减压阀的负载压力p 2为

2MPa 102040004

-1L22=?==A F p 因为p 2>p j =1MPa ，即当负载压力上升到1MPa 时减压阀便动作，将其出口A 的压力限定在减压阀的调定压力，而不再上升，因此不能失去负载，速度为零。 液压缸1的负载压力为

4MPa 10

2080004-1L11=?==A F p 因为p1＜py=4.5MPa ，而节流阀出口压力即C 点的压力为p1，其进口为溢流阀的调定压力py ，节流阀压差为py － p1，故节流阀有流量通过，液压缸1运动。

（2）当pj=2MPa 时，因减压阀的调定压力就是减压阀所能输出的负载压力，即pj=p2=2MPa ，故液压缸2运动；若液压缸2的负载流量小于液压泵的供油量，这样回路中C 点压力很快升高，在达到液压缸1的负载压力时，推动液压缸1运动，同时液压泵多余的流量从溢流阀流回油箱，B 点的压力由溢流阀调节（4.5MPa ）。因上述压力的变化是瞬时进行的，因此液压缸2、液压缸1的运动可认为是同时或同步进行的。

（3）当pj=4MPa 时，因缸2负载压力p2小于减压阀调定压力，所以减压阀阀口常口，不起减压作用，相当一个通道。此时缸2与缸1相对于液压泵呈并联状态，但缸2负载较小，故缸2首先被推动（泵的工作压力取决于外负载）。在缸

2运动过程中，因其负载不变，泵的工作压力不会提高，所以缸1不会动，缸2到达终点后，C点压力升高，当C点压力达到缸1的负载压力时，缸1开始运动。