最新电液比例控制技术B卷+标准答案

真庶和我衣哮试
课程名称:
2012 年~2013 年第2学期
机电2010级电液比例控制技术专业年级：
考生学号: 考生姓名：
试卷类型: A卷口B卷口V考试方式：开卷口闭卷□ V
一、选择填空题（每题2分，共20分）（抄题目回答，不抄题目不给分）
1比例电磁铁的类型不包括（D ）。

A力控制型比例电磁铁B行程控制型比例电磁铁
C位置调节型比例电磁铁D速度调节型比例电磁铁
2对于电液比例方向控制阀，与输入信号成比例的实质上是（ D ）。

A压力B流量C压力和流量D阀芯位移
3比例调速阀是液压系统中控制流量的元件，它适用于（A）系统中。

A执行元件负载变化大B执行元件负载变化小
C执行元件负载恒定D以上三种
4比例溢流阀采用① 负反馈，比例减压阀采用② 负反馈。

（A）
A①进口压力、②出口压力B①出口压力、②进口压力
C①出口压力、②进出口压差D①进出口压差、②出口压力
5当选用二级电液比例方向阀时，如果主阀进油口的压力不稳定，那么其先导阀的进油需要采用（B）。

A内泄式B外控式C内控式D外泄式
6恒压源的供油压力要保持恒定，下列哪种恒压源的功率损失小，效率高，适用于高压、大流量的大功率系统, 而且也可以向几套液压控制系统供油（C）
A定量泵+比例溢流阀B恒压变量泵+安全阀
C定量泵+蓄能器+卸荷溢流阀D恒压泵串联减压阀
7不带阀芯位移反馈闭环的比例方向阀的特点不包括（D）。

A死区大B抗污染能力强
C滞环大D滞环小
8二通进口压力补偿器采用定差减压原理，本质上是一个定差减压阀与（B）工作。

A恒流源串联B恒压源串联
C恒流源并联D恒压源并联
9比例流量控制泵不能称为（B）
A功率适应泵B比例排量泵
C功率匹配泵D负载敏感泵
10复合控制变量泵具有（A）控制优先的特性。

A功率B流量C排量D压力
二、判断题（每题2分，共20分）（抄题目回答，不抄题目不给分）
1比例电磁铁具有感性负载大、电阻大、电流大和驱动力大等特点。

（X）2位置调节型比例电磁铁有很好的线性度，无需用颤振信号来减小滞环。

（V）3比例方向阀与其输入成比例的是它的输出流量和压力。

（X）4采用比例方向阀的控制回路本质上是一个串联式进、出油同时节流的调速回路。

（V）
5比例减压阀出口压力是由进口压力与减压阀芯阀口开度决定的。

（X）
6比例节流阀是通过改变阀口开度来改变通过流量的大小，其流量大小受负载影响不大。

（X）7二级伺服比例阀中，先导级和功率级滑阀上的弹簧均起复位作用。

（V）8三通压力补偿器与恒流源并联工作，只能构成进口压力补偿器。

（V）9主阀没有带位移检测时，二级或三级比例方向阀的先导阀为压力控制阀。

（V）10三通比例流量阀采用定差溢流阀与比例节流阀串联的工作原理。

（X）
三、简答题（30分）
1 （10分）现有一比例溢流阀，输出压力范围为1〜25MPa,输入信号范围为0〜960mA,其死区为20%,假
定与定量泵并联使用，且输出压力与输入电信号为线性关系（960mA对应给定值100%）。

试确定：
（1）画出该比例溢流阀的控制特性曲线；（4分）
（2）输入信号为150mA时，其压力约为多少？（2分）
（3）输入信号为800mA时，其压力约为多少？（4分）
解：（1）该比例溢流阀的控制特性曲线如图2下：
（2）该比例溢流阀的死区电流为：i0 =960 20% = 192mA
当输入信号为150mA时，小于阀死区电流i。

，故此时输出压力为0 （2分）（3）当输入信号为800mA时，设输出压力为R ,
刑若800-192 R-1 门
则有：--------- ：」，P1=20MPa
960-192 25-1
即此时输出压力为20MPa。

（4分）2 （20分）有一液压系统如图1所示，两液压缸水平放置，已知缸I活塞直径D1=100m m,活塞杆直径d1=65mm , 缸n活塞直径D2 =80mm，活塞杆直径d2=50mm。

比例流量阀5、6单个阀口的额定流量均为180L/min（阀压降为1MPa）,死区为15%，给定信号范围为0〜10V,假定输出流量与给定电信号为线性关系且10V对应给定值100%。

工艺要求两液压缸均以V1=0.3m/s匀速向右运动，试确定：
（1）比例流量阀5、6的给定信号各是多少？（假定阀工作时阀口的压降为1MPa）（10分）
（2）现要使缸I向右运动的速度比原先增加一倍，试分析下图所示系统是否能满足要求。

若不能，在不更换
比例流量阀的情况下应进行如何改进？画出改进后系统原理图。

（10分）
图1
JT 2 兀 2 6 3 2
解：（1）液压缸I 无杆腔面积：
A K1 D 1
1002 10 = 7.85 10 m 2
4
4
2
[ L 2 6 3 2
液压缸n 无杆腔面积： A K 2 -D 2 ： —：：80 10- -5.03 10- m
4 4
缸I 向右运动时所需流量：
q v1 =v 1A K1 =0.3 7.85 10” 103 60 = 141.3L/min
缸n 向右运动时所需流量：
q v2 =V 1A K2 =0.3 5.03 10’ 103 60 =90.5L/min
比例流量阀的死区电压为：
u 0 =10 15%=1.5V
设比例流量阀5的给定信号为U 1，比例流量阀6的给定信号为U 2，因为阀的额定压降与阀的工作压 降相等，因此：
（1分）
u 1 5 141 3
对比例流量阀5： 」 --- = ------ - , 解得：比=8.2V
（2分）
10-1.5 180
10 - u 2 90 5
对比例流量阀6： ------ =―■—, 解得：U 2=5.7V
（2分）
10-1.5 180
即：比例流量阀5的给定信号为8.2V （或给定值为82%）,比例流量阀6的给定信号为5.7V 。

（2）要使缸I 向右运动的速度比原先增加一倍，即
V 2=0.6m/s
缸I 所需流量：q V 二V 2A K1=0.6 7.85 10’ 10
3
60 = 282.6L/min
（1 分） 所需流量大于比例流量阀单个阀口的额定流量，故现有系统不能满足要求； （1分）
改进方法：将比例流量阀5中P — >B 和A — >T 的两个节流口同时并联使用，
当比例节流阀的输入信
（1 分） （1 分）
（1
分）
（1
I
号一定时，通过2个阀口的流量是通过1个阀口流量的两倍。

（4分）改进后系统原理图如图3下：
（4
分） 图3
四、综合应用题（30分）
有一垂直放置的单活塞杆液压缸，活塞直径 D=40mm ，活塞杆直径 d=25mm ,液压缸行程
L=60mm ，速
度变化量 V =0.5m/s ，液压缸的最大允许工作压力
P=15MPa ，负载质量 m=800Kg 。

（液压油的弹性模量
E =1.4 109P a ）。

系统要求工作过程中执行元件任意位置能可靠停留且上下速度运行稳定,
可调。

求：（1）绘制该液压系统原理图； （要求含液压动力源）（10分）
（2） 该液压缸的固有频率；（10分）
（3） 按该液压缸的固有频率计算出其最大加速度 3max 和最小制动距离S min ；（计算时加（减）速过程的时
间t 取5倍于固有频率决定的时间常数 T 。

，即卩t = 5 T 。

）（ 10分）
解：（1）设计系统原理图如图 4下：
（评分标准：平衡阀、比例方向阀、压力补偿器每错一个扣
1分，其余元件符号每错一个扣
0.5分，系
统连线错误酌情扣分。

）
动力源压力连续
I
8
1
（10 分）
（2） 液压缸 无杆腔面积：A K =恵 D 2
402 10-6 =1.26 10-3m 2
（2
分）
4
4
环形腔面积：A R = （D 2
-d 2
）
（40
2
-252） 10-6 = 7.66 10-4m 2
（2 分）
4
4
4
A R
7.66 10
面积比：
R
二
3
=0.61
（2分）
A K 1.26"0
、亠
1 '4EA K
1 + Jo"
液压缸的固有频率：f
）
2兀 V mL 2
_ 1 一2
匚
=54.3H Z
（ 4 分）
（3） 由（2）可知：液压缸的固有频率： f 0min =54.3H Z
.4 1.4 109
1.26 10^ 1
,0.61. （ 2
800 60 10’
时间常数:
0min
1
54.3
= 0.018
s
（2
分）
取t =5T0 =5 0.018 =0.09s
则最大加速度: a max 5.56 m/
s2
0.09
对应的最小制动距离:
C"V）20.52
2 5.56 二22.48mm
（2
分）
（2
分）
（4
分）。