液压与气动期末考试试卷及答案

第三章

3.18 液压泵的额定流量为100 L/min ，液压泵的额定压力为2.5 MPa ，当转速为1 450 r/min 时，机械效率为

ηm =0.9。

由实验测得，当液压泵的出口压力为零时，流量为106 L/min ；压力为2.5 MPa 时，流量为100.7 L/min ，试求：（1）液压泵的容积效率ηV 是多少？（2）如果液压泵的转速下降到500 r/min ，在额定压力下工作时，估

算液压泵的流量是多少？（3）计算在上述两种转速下液压泵的驱动功率是多少？

解：（1）ηv t q q ===1007106

095.. （2）=??===95.01061450

500111v t v q n n Vn q ηη 34.7L/min （3）在第一种情况下：

3360109.460

9.010106105.2?=????===

-m t m t i pq P P ηηW 在第二种情况下： 33611

011069.195

.0609.0107.34105.2?=?????===-m t m t i pq P P ηηW 答：液压泵的容积效率ηV 为0.95，在液压泵转速为500r/min 时，估算其流量为34.7L/min ，液压泵在第一种情况下的驱动功率为4.9?103W ，在第二种情况下的驱动功率为1.69?103W 。

3.20 某组合机床用双联叶片泵YB 4/16×63，快速进、退时双泵供油，系统压力p = 1 MPa 。工作进给时，大泵卸荷（设其压力为0），只有小泵供油，这时系统压力p = 3 MPa ，液压泵效率η = 0.8。试求：（1）所需电动机功率是多少？（2）如果采用一个q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率又是多少？

解：（1）快速时液压泵的输出功率为：

63

0111110(1663)101316.760

P p q -??+?=== W 工进时液压泵的输出功率为：

63

0222310161080060

P p q -???=== W 电动机的功率为：

16468

.07.131601===ηP P 电 W （2）电动机的功率为：125060

8.010201033

6=????==-ηpq P 电 W 答：所需电动机功率是1646 W ，如果采用一个q = 20 L/min 的定量泵，所需的电动机功率是1250 W

第四章

4.6 已知单杆液压缸缸筒直径D = 100 mm ，活塞杆直径d = 50 mm ，工作压力p 1=2 MPa ，流量为q = 10 L/min ，回油背压力为2P = 0.5 MPa ，试求活塞往复运动时的推力和运动速度。

解：（1）无杆腔进油时：()[]22221221114d p D p p A p A p F +-=

-=π ()6626212100.5100.10.5100.054

F π??=??-??+????41008.1?= N 3

12110100.0210.1604

q A υπ-?===?? m/s （2）有杆腔进油时：()[]

21221122124d p D p p A p A p F --=-=π ()6626222100.5100.12100.054

F π??=??-??-????410785.0?= N 3

222210100.028(0.10.05)604

q A υπ-?===?-? m/s 答：当无杆腔进油时的活塞推力是1.08?104 N ，运动速度是0.021 m/s ；当有杆腔进油时活塞的推力是0.875?104 N ，运动速度是0.028 m/s 。

4.7 已知单杆液压缸缸筒直径D = 50 mm ，活塞杆直径d = 35 mm ，泵供油流量为q = 10 L/min ，试求：（1）液压缸差动连接时的运动速度；（2）若缸在差动阶段所能克服的外负载F = 1 000 N ，缸内油液压力有多大（不计管内压力损失）？

解：（1）32210100.170.03560

44q

d υπ

π

-?===?? m/s （2）04.1035.04100042

2=?==π

π

d F

p MPa 答：液压缸差动连接时的运动速度是0.17 m/s ；若缸在差动阶段所能克服的外负载F =1 000 N 时，缸内油液压力是1.04 MPa 。

4.8一柱塞缸柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为p ，流量为q ，缸筒直径为D ，柱塞外径为d ，内孔直径为d 0，试求柱塞缸所产生的推力F 和运动速度υ。 解：p d pA F 24π

==，2

244

q q q A d d υππ=== 答：柱塞缸所产生的推力等于24F d p π

=，运动速度等于24q d

υπ=。 4.9 如题5.4图所示的叶片泵，铭牌参数为q = 18 L/min ，p = 6.3 MPa ，设活塞直径D = 90 mm ，活塞杆直径d = 60 mm ，在不计压力损失且F = 28 000 N 时，试求在各图示情况下压力表的指示压力是多少？（p 2=2 MPa ）

解：（a ）4.409.04

280002

=?==πA F p MPa （b ）()5.509.0406.009.0410*******

22622=?-???+=+=π

πA A p F p MPa

（c ）0p p =

4.10如题

5.5图所示的串联油缸，A 1和A 2为有效工作面积，F 1和F 2是两活塞杆的外负载，在不计损失的情况下，

试求p 1，p 2，1υ和2υ各是多少？

解：由11121222p A F p A p A F =+??=?，得22212

112F p A F F p A A ?=????=+??；11p q A υ=，22p q A υ= 4.11 如题5.6图所示的并联油缸中，12A A =，1F >2F ，当油缸2的活塞运动时，试求1υ、2υ和液压泵的出口压力p 各是多少？

解：已知：21F F >，21A A =，当油缸2动作时，而油缸1不运动，此时22p q A υ=

，10υ=，22F p A = 第五章

5.8 题

6.2图中溢流阀的调定压力为 5 MPa ，减压阀的调定压力为 2.5 MPa ，设液压缸的无杆腔面积A cm =502，液流通过单向阀和非工作状态下的减压阀时，其压力损失分别为0.2 MPa 和0.3 MPa 。求：当负载分别为0 kN 、

7.5 kN 和30 kN 时，（1）液压缸能否移动？（2）A 、B 和C 三点压力数值各为多少？

解：0F =，液压缸快速空载运动，0c p =，考虑到单向阀的压力损失，则0.2B p =MPa ，考虑到非工作状态下的减压阀压力损失，0.5A p =MPa 。

7.5F =kN ，3

47.510 1.55010

C F p A -?===?MPa 考虑到单向阀的压力损失，则 1.7B p =MPa ，小于减压阀的调定压力，考虑非工作状态下的减压阀的压力损失，则

0.2=A p MPa 液压缸能运动；30F =kN ，3

4301065010

C F p A -?===?MPa 液压缸不能运动，单向阀不能打开，液压阀处于工作状态，5.2=B p MPa ，5=A p MPa 。

5.9 如题

6.5图所示的液压系统中，各溢流阀的调定压力分别为4=A p MPa 、3=B p MPa 和2=C p MPa 。试求在系统的负载趋于无限大时，液压泵的工作压力是多少？

答：（a ）图中，三个溢流阀串联。当负载趋于无穷大时，则三个溢流阀都必须工作，则9=++=C B A p p p p 泵MPa ；

（b ）图中，三个溢流阀并联。当负载趋于无穷大时，A 必须工作，而A 的溢流压力取决于远程调压阀B ，B 取决于C ，所以2==C p p 泵MPa 。

5.10 在题图

6.8所示的系统中，溢流阀的调定压力为4MPa ，如果阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断下列情况下压力表的读数是多少？（1）YA 断电，负载为无穷大；（2）YA 断电，负载压力为2 MPa ；（3）YA 通电；

负载压力为2 MPa 。

答：（1）YA 断电，负载为无穷大时，压力表的读数p A = 4 MPa ；

（2）YA 断电，负载压力为2MPa 时，p A =2 MPa ；

（3）YA 通电；负载压力为2MPa 时，p A =0。

5.11 如题

6.9图所示，顺序阀的调整压力为p A =3MPa ，溢流阀的调整压力为5=y p MPa ，试求在下列情况下A 、B 点的压力是多少？（1）液压缸运动时，负载压力4=L p MPa ；（2）负载压力1=L p MPa ；（3）活塞运动到右端时。

答：（1）液压缸运动p L = 4 MPa 时，则p A = p B = 4 MPa ；（2）p L = 1 MPa 时，则p A = 1 MPa ，p B = 3 MPa ；（3）活塞运动到右端时，则p A = p B = 5 MPa 。

5.12 在题

6.6图所示两阀组中，设两减压阀调定压力一大一小（p A > p B ），并且所在支路有足够的负载。说明支路的出口压力取决于哪个减压阀？为什么？

答：（a ）图中，两个减压阀串联，且p A >p B ，当负载趋于无穷大时，支路出口压力取决于B 阀。因为调定压力低的B 阀先工作，然后是调定压力高的A 阀工作，故支路压力取决于调定压力低的B 阀。

（b ）图中，两个减压阀并联，支路出口压力取决于A 阀，当负载趋于无穷大时，出口压力达到p B 时，B 阀工作，而此时A 阀阀口全开，由于A 阀出口压力高于B 阀出口压力，则B 阀立刻关闭，当压力升高达到p A 时，A 阀工作，故支路压力取决于调定压力高的A 阀。

第七章

7.28 如题图8.3所示，图示为采用调速阀的进口节流加背压阀的调速回路。负载F =9 000 N 。液压缸两腔面积

501=A cm 2，202=A cm 2。背压阀的调定压力5.0=b p MPa 。液压泵的供油流量q =30

L/min 。不计管道和换向阀的压力损失。试问：（1）欲使液压缸速度恒定，不计调压偏差，溢流阀最小调定压力p y 多大？（2）卸荷时的能量损失有多大？（3）若背压阀增加了?p b ，溢流阀调定压力的增量?p y 应有多大？

解：（1）因为2b p p =， 所以6214119000200.5102501050

b A F p p A A -=+=+??=?MPa 由于不计调压偏差，所以12y p p ==MPa 。

（2）36

230100.51025060loss P p q -?==??=W （3）因为1y p p =，2b p p =，所以211

y b A F p p A A =+。 当2b p p p ==时，溢流阀调定压力211()y b b A F p p p A A '=

++?， 2221111

y b b y b A A A F p p p p p A A A A '=++?=+?，

溢流阀调定压力的增加量2125

y b b A p p p A ?=?=?。 7.30 如题图8.5所示的调速回路，液压泵的排量V p =

105 mL/r ，转速n p =1000 r/min ，容积效率ηV p =095.，溢流阀调定压力p y =7

MPa ，液压马达排量V M =160mL/r ，容积效率ηV M =095.，机械效率ηm M =08.，负载转矩T =16

Nm 。节流阀最大开度2.0m ax =T A cm 2（可视为薄刃孔口），其流量系数62.0=d C ，油液密度900=ρkg/m 3

。不计其它损失。试求：（1）通过节流阀的流量和液压马达的最大转速n M m a x 、输出功率P 和回路效率η，并请解释为何效率很低？（2）如果将p y 提高到8.5MPa 时，max M n 将为多大？

解：（1）631051010000.95 1.66251060

P P VP q V n η--??==?=?m 3/s ， 2M M M M mM VM n T p V n πηη=

622160.8267160100.80.95

M M mM VM T

p V ππηη-?===???MPa 。

430.620.210 1.4510d T q C A --'==??=? m 3/s q '=87.1L/min ，

max 3

87.10.9551716010VM M M q n V η-'?===? r/min 2251716/60866.5M P n T ππ==??=出 W

632866.50.0745710 1.662510

M P P n T P p q πη-====???出

入 这是因为存在溢流损失和节流损失.

（2

）40.620.21097.15q -=??= L/min max 3

97.150.95576.816010M n -?==? r/min 2576.816/60966.5P π=??=出 W

63

966.50.083710 1.662510η-==??? 7.31试说明题图8.6所示容积调速回路中单向阀A 和B 的功用。在液压缸正反向移动时，为了向系统提供过载保护，安全阀应如何接？试作图表示。

答：单向阀A ：液压缸右行时，小腔回油满足不了液压泵的吸油要求，需要从油箱吸油。

单向阀B ：液压缸左行时，大腔回油多于液压泵的吸油流量，多余的液压油从液控单向阀排回油箱。

为了给液压缸进行过载保护，将如所示油路接入回路，M 和N 两点分别接到液压缸的进出口处。

7.32 如题图8.7所示的液压回路，限压式变量叶片泵调定后的流量压力特性曲线如图所示，调速阀的调定流量

为2.5 L/min ，液压缸两腔的有效面积A A 12

250== cm 2，不计管路损失，试求：（1）液压缸的大腔压力p 1；（2）当负载F =0 和F =9 000 N 时的小腔压力p 2；（3）设液压泵的总效率为0.75，求液压系统的总效率。

解：（1）152 2.210p =+

?=（2.4-2）MPa 。 （2）2

1212A F A A p p -=；当F=0时，4.42=p MPa ；当9000F =N 时，8.02=p MPa （3）液压回路的效率26411111190000.822.2105010q

F

A F F p q p q p A υη-=====??? 系统总效率0.820.750.62η=?=

7.33 如题图8.8所示的液压回路中，如果液压泵的输出流量q p =

10 L/min ，溢流阀的调整压力p y =2 MPa ，两个薄壁孔型节流阀的流量系数都是C d =067.，开口面积A T 1002=. cm 2，A T 2001=

. cm 2，油液密度ρ=900 kg/m 3，试求在不考虑溢流阀的调压偏差时：（1）液压缸大腔的最高工作压力；（2）溢流阀可能出现

的最大溢流量。

解：（1）当液压缸被顶死时，大腔达到最高工作压力，则有

2T d T q C A =

1T d T q C A =因为12T T q q =，所以有：

T T A A =得1max 1.6Ap =MPa

（2）溢流阀的最大溢流量

y P P d T P d T q q q q C A q C A ?=-=-=-

34410100.670.0210 1.2671060---?=-??=? m 3/s 7.35 如题图8.10所示的液压回路，它能否实现“夹紧缸I 先夹紧工件，然后进给缸II 再移动”的要求（夹紧缸I 的速度必须能调节）？为什么？应该怎么办？

答：不能实现“夹紧缸I 先夹紧工件，然后进给缸II 再移动”的要求。因为系统压力恒定在p y ，若p x > p y ，则夹紧缸I 先夹紧而进给缸II 在I 夹紧后不动作，若p x < p y ，则夹紧缸I 和进给缸II 同时动作。应该将顺序阀的远程控制口放在单向阀的后面。

7.36 如题图8.11所示的液压回路可以实现“快进→工进→快退”动作的回路（活塞右行为“进”，左行为“退”），如果设置压力继电器的目的是为了控制活塞的换向，试问：图中有哪些错误？为什么是错误的？应该如何改正？

答：（1）行程开关应为常开型，这是为了实现快进；（2）单向阀应反向，这是为了实现工进；（3）背压阀应接换向阀的右油口，这是为了使动作更加平稳，放在回油路上；（4）压力继电器应直接接在大腔进油口处，测大腔压力，原图接法，压力继电器的压力是不变化的。

一、填空题

1.液压系统中的压力取决于（负载），执行元件的运动速度取决于（流量）。

2.液压传动装置由（动力元件）、（执行元件）、（控制元件）和（辅助元件）四部分组成，其中（动力元

件）和（执行元件）为能量转换装置。

3.液体在管道中存在两种流动状态，（层流）时粘性力起主导作用，（紊流）时惯性力起主导作用，液体

的流动状态可用（雷诺数）来判断。

4.在研究流动液体时，把假设既（无粘性）又（不可压缩）的液体称为理想流体。

5.由于流体具有（粘性），液流在管道中流动需要损耗一部分能量，它由（沿程压力）损失和（局部压

力）损失两部分组成。

6.液流流经薄壁小孔的流量与（小孔通流面积）的一次方成正比，与（压力差）的1/2次方成正比。

通过小孔的流量对（温度）不敏感，因此薄壁小孔常用作可调节流阀。

7.通过固定平行平板缝隙的流量与（压力差）一次方成正比，与（缝隙值）的三次方成正比，这说明液

压元件内的（间隙）的大小对其泄漏量的影响非常大。

8.变量泵是指（排量）可以改变的液压泵，常见的变量泵有（单作用叶片泵）、（径向柱塞泵）、（轴向柱

塞泵）其中（单作用叶片泵）和（径向柱塞泵）是通过改变转子和定子的偏心距来实现变量，（轴向柱塞泵）是通过改变斜盘倾角来实现变量。

9.液压泵的实际流量比理论流量（大）；而液压马达实际流量比理论流量（小）。

10.斜盘式轴向柱塞泵构成吸、压油密闭工作腔的三对运动摩擦副为（柱塞与缸体）、（缸体与配油盘）、

（滑履与斜盘）。

11.20号液压油在40℃时，其运动粘度的平均值约为（20）cSt。

12.相对压力又称（表压力），它是（绝对压力）与（大气压力）之差。真空度是（大气压力与绝对压力之

差）。

13.流体在作恒定流动时，流场中任意一点处的（压力）、（速度）、（密度）都不随时间发生变化。

14.流体流动时，有（层流）和（紊流）两种状态之分，我们把（雷诺数）作为判断流动状态的标准，对

于光滑的圆型金属管道，其临界值大致为（2320）。

15.液压泵是靠（密封容积）的变化来进行工作的，所以又称液压泵为（容积）式泵。

16.液压泵按结构特点一般可分为：（齿轮泵）、（叶片泵）、（柱塞泵）三类泵。

17.外啮合齿轮泵的排量与（模数）的平方成正比，与的（齿数）一次方成正比。因此，在齿轮节圆直

径一定时，增大（模数），减少（齿数）可以增大泵的排量。

18.外啮合齿轮泵位于轮齿逐渐脱开啮合的一侧是（吸油）腔，位于轮齿逐渐进入啮合的一侧是（压油）腔。

19.为了消除齿轮泵的困油现象，通常在两侧盖板上开（卸荷槽），使闭死容积由大变少时与（压油）腔

相通，闭死容积由小变大时与（吸油）腔相通。

20.齿轮泵产生泄漏的间隙为（端面）间隙和（径向）间隙，此外还存在（啮合）间隙，其中（端面）泄

漏占总泄漏量的80%～85%。

21.双作用叶片泵的定子曲线由两段（大半径圆弧）、两段（小半径圆弧）及四段（过渡曲线）组成，吸、

压油窗口位于（过渡曲线）段。

22.调节限压式变量叶片泵的压力调节螺钉，可以改变泵的压力流量特性曲线上（拐点压力）的大小，调

节最大流量调节螺钉，可以改变（泵的最大流量）。

23.溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为（压力流量特性），性能的好坏用（调压偏差）或（开

启压力比）、（闭合压力比）评价。显然（p s—p k）、（p s—p B）小好，n k和n b大好。

24.溢流阀为（进口）压力控制，阀口常（闭），先导阀弹簧腔的泄漏油与阀的出口相通。定值减压阀为（出

口）压力控制，阀口常（开），先导阀弹簧腔的泄漏油必须（单独引回油箱）。

25.调速阀是由（定差减压阀）和节流阀（串联）而成，旁通型调速阀是由（差压式溢流阀）和节流阀（并

联）而成。

26.为了便于检修，蓄能器与管路之间应安装（截止阀），为了防止液压泵停车或泄载时蓄能器内的压力油

倒流，蓄能器与液压泵之间应安装（单向阀）。

27.选用过滤器应考虑（过滤精度）、（通流能力）、（机械强度）和其它功能，它在系统中可安装在（泵的

吸油口）、（泵的压油口）、（系统的回油路上）和单独的过滤系统中。

28.两个液压马达主轴刚性连接在一起组成双速换接回路，两马达串联时，其转速为（高速）；两马达并联

时，其转速为（低速），而输出转矩（增加）。串联和并联两种情况下回路的输出功率（相同）。

29.在变量泵—变量马达调速回路中，为了在低速时有较大的输出转矩、在高速时能提供较大功率，往往

在低速段，先将（马达排量）调至最大，用（变量泵）调速；在高速段，（泵排量）为最大，用（变量马达）调速。

30.限压式变量泵和调速阀的调速回路，泵的流量与液压缸所需流量（自动相适应），泵的工作压力（不

变）；而差压式变量泵和节流阀的调速回路，泵输出流量与负载流量（相适应），泵的工作压力等于（负载压力）加节流阀前后压力差，故回路效率高。

31.顺序动作回路的功用在于使几个执行元件严格按预定顺序动作，按控制方式不同，分为（压力）控制

和（行程）控制。同步回路的功用是使相同尺寸的执行元件在运动上同步，同步运动分为（速度）同步和（位置）同步两大类。

32.不含水蒸气的空气为（干空气），含水蒸气的空气称为（湿空气），所含水分的程度用（湿度）和（含

湿量）来表示。

33.气源装置为气动系统提供满足一定质量要求的压缩空气，它是气动系统的一个重要组成部分，气动系

统对压缩空气的主要要求有：具有一定的（压力和流量），并具有一定的（净化过度）。因此必须设置一些（除油、除水、除尘）的辅助设备。

34.空气压缩机的种类很多，按工作原理分（容积型压缩机）和（速度型压缩机）。选择空气压缩机的根据

是气压传动系统所需要的（工作压力）和（流量）两个主要参数。

35.气源装置中压缩空气净化设备一般包括：（后冷却器）、（油水分离器）、（贮气罐）、（干燥器）。

36.气动三大件是气动元件及气动系统使用压缩空气的最后保证，三大件是指（分水滤气器）、（减压阀）、

（油雾器）。

气动三大件中的分水滤气器的作用是滤去空气中的（灰尘）、（杂质）并将空气中（水分）的分离出来。四．问答题

⒈液压与气压传动与其他传动形式相比有哪些优点和缺点？P6

优点：

①实现无级变速，调速范围大②相同功率下能量转换元件的体积较小，重量轻③工作平稳、反应速度快、

冲击小、能高速启动。制动和换向④便于实现过载保护⑤操作简单便于实现自动化⑥易于实现系列化、标准化、通用化，便于设计、制造⑦气动传动介质取之不竭且无污染

缺点：①泄漏和流体的可压缩性，使其无法保证严格的传动比②液动对油温的变化比较敏感不宜在高温和很低温下工作且易污染③气压传动功率小，噪声大。

⒉液压油使用有哪些要求？P12

①合适的粘度和良好的黏温特性②良好的润滑作用，腐蚀性小，抗锈性好③质地纯净，杂杂质少④对金属和密封件有良好的相容性⑤氧化稳定性好，长期工作不易变质⑥抗泡沫性和抗乳化性好⑦体积膨胀系数小，比热容大⑧燃点高，凝点低⑨对人体无害，成本低

⒊选用液压油采用的方法P14

A、液压油选择时采用的两种方法：一种是按液压元件生产厂样本或说明书所推荐的油类品种和规格选用液

压油；B是根据液压系统的具体情况，如工作压力高低、工作温度高低、运动速度大小、液压元件的种类等因素，全面地考虑选用液压油。

⒋储能器功用P70

①、短期大量供油②、系统保压③、应急能源④、缓和冲击压力

⑤、吸收脉动压力

⒌密封件的要求P73

①、在一定的工作压力和温度范围内，具有良好都得密封效果，泄漏量尽可能小。②、摩擦系数小、摩擦力稳定不会引起运动零件的爬行与卡死③耐磨性好、寿命长，在一定程度上能自动补偿被密封的磨损和几何精度的误差④、耐油性、抗腐蚀性好，不损坏被密封零件的表面。⑤、制造容易，维护简单

⒍气压传动对压缩空气要求P151

①、要求压缩空气具有一定的压力和足够的流量

②、要求压缩空气有一定的清洁度和干燥度

⒎压缩空气直接输送给气动装置会产生哪些不利影响？P152

①、混在压缩空气中的油蒸汽可能聚集在储气罐、管道、气动系统的容器中形成易燃物，有引起爆炸的危险；另一方面，润滑油被气化后，会形成一种有机酸，对金属设备、气动装置有腐蚀作用，影响设备的寿命。

②、混在压缩空气中的杂质能沉积在管道和气动元件的管道内，减少通道面积，增加管道阻力。特别是对内径只有0.2~0.5mm的某些气动元件会造成阻塞，使压力信号不能正确传递，整个气动系统不能稳定工作甚至失灵。

③、压缩空气中含有的饱和水分，在一定条件下会凝结成水，并聚集在个别管道中，在寒冷的冬季，凝结的水会试管道及附件结冰而损坏，影响气动装置的正常工作。

④、压缩空气中的灰尘等杂质，对气动系统中做往复运动或转动的气动元件的运动副会产生研磨作用，使这些元件因漏气而降低效率，影响它的使用寿命。

⒏气马达与液压马达相比有哪些特点？P161

①、工作安全。可以在易燃易爆场所工作，同时不受高温和振动的影响。②、可以长时间满载工作而温升较小。③、可以无机调速。控制进气流量，就能调节马达的转速和功率。额定转速以每分钟几十转到十几万转。

④、具有较高的启动力矩，可以直接带负载运动。⑤、结构简单，操作方便，维护容易，成本低。⑥、输出功率相对较小，最大只有20kW左右。⑦、耗气量大，效率低，噪声大。

三、填空题

1. 液体在直管中流动时，产生____沿程_压力损失；在变直径管、弯管中流动时产生__局部压力损失。

2. 某液压泵绝对压力为0.05Mpa，则泵吸入口的真空度___0.05Mpa，表压力为__-0.05__Mpa。（大气压力为0. 1Mpa）

3 液压缸是将___液压__能转变为_机械____能，用来实现__直线往复___运动的执行元件。.

4．马达是__执行___元件，输入的是压力油，输出的是_转速____和__转矩___。

5. 在液压缸中，为了减少活塞在终端的冲击，应采取_缓冲____措施。

6. 液压控制阀按用途不同，可分为方向、压力和流量三大类。

7. 利用改变变量泵或变量液压马达的排量进行调速的回路，称为容积调速回路。

8. 比例阀与普通液压阀的主要区别在于，其阀芯的运动是采用比例电磁铁控制，使输出的压力或流量与电信号强度成正比。所以，可用改变电信号强度的方法，对压力、流量进行连续控制。

9. 油箱中油液的温度一般推荐为30-50 。

10. 雷诺数的物理意义：影响液体流动的力主要是惯性力和粘性力，雷诺数大，说明__惯性_____力起主导作用，这样的液流呈___紊流____状态；雷诺数小，说明___粘性____力起主导作用，液流呈___层流____状态。11．液压泵的排量是指泵每转一周，所能输出液体的体积。

12．在进油路节流调速回路中，当节流阀的通流面积调定后，速度随负载的增大而降低。

13、某一元件的工作状态突变引起油压急剧上升，一瞬间突然产生很高的压力峰值，同时发生急剧的压力升降交替的阻尼波动过程称为__液压冲击_____。

14、在液流中，由于压力降低到有气泡形成的现象，统称为___气穴___现象。

15、对于泵来说_流__量是变量，不同的泵，其_排__量不同，但选定适当的__转速__可获得相等的__流__量。

16、齿轮泵工作时，轮齿在过渡中要经历"容积在封死状态下变化"的过程称为__困油__。为了消除这种现象，通常采用_开卸荷槽___的办法。

17、单作用叶片泵转子每转一周，完成吸、排油各__1__次，可方便地改变_偏心距___的大小，就改变它的排量，因此，一般做成__变__量泵。

18、轴向柱塞泵主要有驱动轴、斜盘、柱塞、缸体和配油盘五大部分组成，改变__斜盘倾角__，可以改变泵的排量。

19、压力阀的共同特点是利用__油液压力__和_弹簧力____相平衡的原理来进行工作的。

20、实际工作时，溢流阀开口的大小是通过__压力___的变化来自动调整的。

21、减压阀是利用液流通过_阀口缝隙或称液阻___产生压降的原理，使出口压力低于进口压力，并使出口压力保持基本不变的压力控制阀。

四、简答题（共20分）

1.试述液压泵工作的必要条件。（6分）

1）必须具有密闭容积。2）密闭容积要能交替变化。3）吸油腔和压油腔要互相隔开，并且有良好的密封性。

2. 试推导出节流阀进口节流调速回路的速度负载特性方程，并写出此回路与旁路节流调速回路的性能比较。（8分）

负载能力不同；

前者最大负载由溢流阀所调定的压力决定，属于恒转矩调速；后者最大负载随节流阀开口增大而较小，低速承载能力差；

调速范围不同；

前者较大，可达100；后者由于低速稳定性差，调速范围较小；

功率消耗不同；

前者与速度负载无关；后者与负载成正比；

发热及泄漏影响不同

前者油液通过节流孔发热后进入液压缸，影响液压缸泄漏，从而影响液压缸泄漏；后者泵、缸及阀的泄漏都影响速度。

3. 图中定量泵的输出流量q 、P 为一定值，若改变泵出口处节流阀的开口大小，问活塞运动速度会不会发生变化？流过a 、b 、c 三点处的流量各是多少？（6分）

答：活塞运动速度不会发生变化。因为液压泵输出的流量为定值，进入液压缸的流量保持不变。a. c 处的流量为：q. b 处的流量为：

4、如图所示，溢流阀1的调节压力为P 1=40×105Pa ，溢流阀2的调节压力为P 2＝30×105Pa 。问：当两个二位二通电磁换向阀同时得电（即1DT 、2DT 得电）时，泵的出口压力P 等于多少?

答：泵的出口压力为0。

5、简单说明液压传动系统的组成。

动力装置。是把机械能转换为液体压力能的装置。

执行元件。是将液体的压力能转换为机械能的装置。

控制调节元件。是指控制或调节系统压力、流量、方向的元件。

辅助元件。是在系统中起散热、贮油、蓄能、连接、过滤、测压等等作用的元件。

工作介质。在系统中起传递运动、动力及信号的作用。 A F p p p p P P -=-=?1????? ?

?-=?=A F p CA p CA q P T T 1???? ??-==A F p A A C A q v P T 1

6、简述伯努利方程的物理意义。

其物理意义是：在密闭的管道中作恒定流量的理想液体具有三种形式的能量（动能、位能、压力能），在沿管道流动的过程中，三种能量之间可以相互转化，但是在管道任一断面处三种能量总和是一常量。

7、为什么说先导式溢流阀的定压精度比直动式溢流阀高？

先导式溢流阀将控制压力的流量与主油路分开，从而减少了弹簧力变化以及液动力等对所控制压力的干扰。8. 液压泵在工作过程中会产生哪两方面的能量损失？产生损失的原因何在？

（1）容积损失和机械损失。

（2）容积损失是因内泄漏而造成的流量上的损失。

机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。

六、计算题（共26分）

1.在下图简化液压千斤顶中，手掀力T=294N，大小活塞的面积分别为A2=5×10-3m2，A1=1×10-3m2，忽略损失，解答下列各题，并在计算末尾填入所用的原理或定义。（10分）

（1）通过杠杆机构作用在小活塞上的力F1及此时系统压力p；

(2 ) 大活塞能顶起重物的重量G;

（3）大小活塞运动速度哪个快？快多少倍？

（4）设需顶起的重物G=19600N时，系统压力p又为多少？作用在小活塞上的力F1应为多少？

(1)F1=T*540/27=5880N p= F1/ A1=5.88MPa

(2) G=pA2=29400N

(3)1活塞快5倍

(4)p=G/A2=3.92MPa F1=p A1=3920N

2.如下图所示的液压系统中，液压泵的铭牌参数为q=18 L／min，= 6.3 MPa，设无杆腔面积A1=100cm2，有杆腔面积A2=80 cm2，在不计压力损失且F=28 000N时，试在各图示情况下压力表的指示压力。（6分）

2. a)P1=2.8×106Pa、b)P1=4.4×106Pa、c)P1=0

3．（1）、请写出图示回路完整的进油路和回油路（包括换向阀2分别处于左位和右位时整个回路的工作状态）。（5分）

（2）、若液压缸的输入流量为12L/min，液压缸的有效工作面积为100cm2,不计其它损失，试问液压缸快进时的工作速度为多少？（5分）

答：（1）初始时，2处于右位：

快进：

进油路：

油箱→液压泵→二位二通阀2右位→液压缸3左腔

回油路：

液压缸右腔→二位二通阀4下位→二位二通阀2右位→油箱

当4处于右位，即工进：

进油路：

油箱→液压泵→二位二通阀2右位→液压缸3左腔

回油路：

液压缸右腔→调速阀6→二位二通阀2右位→油箱

2处于左位，即液压缸退回：

进油路：

油箱→液压泵→二位二通阀2左位→单向阀5→液压缸3右腔

回油路：

液压缸左腔→二位二通阀2左位→油箱

4、夹紧回路如下图所示，若溢流阀的调整压力p1＝3Mpa、减压阀的调整压力p2＝2Mpa，试分析活塞空载运动时A、B两点的压力各为多少？减压阀的阀芯处于什么状态？工件夹紧活塞停止运动后，A、B两点的压力又各为多少？此时，减压阀芯又处于什么状态？（8分）

解：当回路中二位二通换向阀处于图示状态时，在活塞运动期间，由于活塞为空载运动，并忽略活塞运动时的摩擦力、惯性力和管路损失等，则B点的压力为零，A点的压力也为零（不考虑油液流过减压阀的压力损失）。这时减压阀中的先导阀关闭，主阀芯处于开口最大位置。当活塞停止运动后B点压力升高，一直升到减压阀的调整压力2Mpa，并保证此压力不变，这时减压阀中的先导阀打开，主阀芯的开口很小。而液压泵输出的油液（由于活塞停止运动）全部从溢流阀溢流回油箱，A点的压力为溢流阀的调定压力3Mpa。

5、图示为定量泵和定量马达系统，已知泵的输出压力，排量，转速，容积效率，机械效率；液压马达的排量，容积效率，机械效率；泵的出口与马达进口间的压力损失为0.5Mpa，其它压力损失不计。试求：（8分）

（1）、液压泵的驱动功率；（2）、液压泵的输出功率；

（3）、液压马达的输出转速；（4）、液压马达的输出转矩；

（5）、液压马达的输出功率。

解：液压泵的输出流量为：

液压泵的输出功率为：

液压泵的驱动功率为：

液压马达的输出转速为：

液压马达的输入功率：

液压马达的输出功率为：

液压马达的输出转矩为：

6. 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F1=F2=6000N，液压泵供油流量Q=25L/min，求液压泵的供油压力P1及两个液压缸的活塞运动速度V1,V2。

解：1、P2=F2/A1=6000/(3.14x0.082/4)=1.19(Mpa)

P2对液压缸1产生的作用力：F2’=P2xA2=4484(N)

P1=(F1+F2’)/A1=2.1(MPa)

2、V1=Q/A1=5(m/min)

V2=(V1xA2)/A1=3.75(m/min)

10.已知轴向柱塞泵的额定压力为p=16MPa ，额定流量口Q=330L/min ，设液压泵的总效率为η=0.9，机械效率为ηm=0.93。求：

(1)驱动泵所需的额定功率； (2)计算泵的泄漏流量。

11.下图所示回路，已知MPa A F MPa A F 1/,5.1/2211== 阀1调定压力为5MPa ，阀2调定压力为 3.0MPa ，阀3调定压力为 4.0MPa ，初始时液压缸活塞均在左端死点，负载在活塞运动时出现，问这两个液压缸活塞是同时动作，还是有先后？并求液压缸活塞运动时及到达右端死点时21,,p p p p 各为多少？

（1）由于减压阀2处于常开状态，当液压泵启动后，1p 立即达到1.5MPa ，推动缸Ⅰ活塞运动。此时， 所以,5.11MPa p p p == 02=p

（2）当缸Ⅰ活塞运动至右端点后，21,p p 立即同时升高，1p 升至调定压力3MPa ，阀2将处于关闭状态，保持MPa p 32=；p p 继续升高，至阀 3 调定值4MPa 时，打开阀3，缸Ⅱ活塞右移。此时，MPa p MPa p MPa p p 1,4,321===。

当缸Ⅱ活塞也运动至右端点后，p p 继续升高至5MPa,溢流阀1开启溢流。此时，P 1=3MPa,p 2=p p =5MPa.。

12. 下图表示何种控制阀的原理图?图中有何错误?请改正.并说明其工作原理和1、2、3、4、5、6各点应接何处,这种阀有何特点及其应用场合。

该图是电液动换向阀的工作原理图。其电磁先导阀中位机能应为Ｙ型。

工作原理：当电磁铁１ＹＡ通电时，电磁先导阀推向右端，控制油经管路１→电磁先导阀→单向阀ａ→进入液控阀左端，将液控主阀芯推向右端，而主阀芯右端油腔的油经节流阀ｄ→电磁先导阀→管路５回油箱。主阀阀芯右移速度受节流阀ｄ控制。主阀主油路３和管道２连通，管路６通过主阀和回油口４连通。

２ＹＡ带电时，控制油路的压力油将主阀芯推向左端，使主油路换向。

油路接法：１接控制油源；２、６接执行机构两腔；３接压力油源；４、５接油箱。

阀的特点：用于大流量系统，可用较小的电磁阀控制较大液动换向阀；先导阀Ｙ型中位机能使主阀处于中位时，两端卸荷，实现弹簧对中复位；换向时间可调，实现换向缓冲。

三、填空题

1. 液压系统是由、、、和五部分组成的。

2. 液体的动力粘度μ与其密度ρ的比值称为，用符号表示，其法定国际计量单位为，常用单位为，两种单位之间的关系是。

3. 在横截面不相等的管路中，横截面小的部分液体的流速，而压力。

4. 矿物油在常温时的密度约为，水的密度为。

5. 液体的粘性用粘度表示。常用的粘度有、和。

6. 在密闭系统中，由外力作用所产生的压力可地传递到的所有各点，这就是静压力传递原理。

7. 单位时间流过管路的液体体积称为。它等于和的乘积。

8. 常用的液压压力阀有、和三种。

9. 液压系统的压力损失有和两种。

10. 液压泵工作空间的容积由大减小而油，工作空间的容积由小增大而油。

11. 气缸是一种将能转换为能的能量转换装置。

12. 液压系统的执行元件是和两种。

13. 先导式溢流阀一般由一个和一个两部分组成。

14. 气压传动系统的三联件是指、和。

15. 气压系统由、、、和五部分组成。

16. 液压泵的是指泵轴每转一周由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出的液体体积，用表示。

17. 流量控制阀是通过改变的大小来调节通过阀口的，以控制执行元件的运动速度。

18. 油箱的作用是、、、。

19. 液压泵工作空间的容积由小增大而油，工作空间的容积由大减小而油。

20. 叶片泵有和两种类型。

21. 液压马达是一种将能转换为能的能量转换装置。

22. 节流调速回路中，根据流量阀的位置不同，可分为、、

三种回路。

23. 液压流量控制阀分为和两种。

24．气压系统的执行元件是和两种。

25. 液压系统有两个或两个以上的液压缸，在运动时要求保持相同的位移或速度，或以一定的速比运动时，应采用。

26. 常用的压力阀有、和三大类。

27．液体作用于曲面某一方向上的力，等于液体压力与的乘积。

28，在研究流动液体时，将既没有又不可的假想液体，称为理想液体。

29．速度控制回路包括、、三种回路。

30．流经环形缝隙的流量，在最大偏心时为其同心时缝隙流量的倍。

31. 在叶片马达中的叶片要放置；在单作用叶片泵中的叶片要放置；在双作用叶片泵中的叶片要放置。

32. 液压伸缩缸活塞伸出时的顺序是，缩回时的顺序是。

33. 间隙密封适用于、和的场合。

四、综合题

1．下各图所示的液压回路是由哪些液压元件组成的？

2．根据工作循环图，编写电磁铁动作顺序表（得电用“+”表示，断电用：“—”表示）。

3．写出液压缸活塞杆快进、工作进给时的油液流动路线。

4．写出所示液压回路中都包括有哪些基本回路？

5．分别说明所示液压回路中各个主要元件的作用。

（a）

（b）

（c）

五、计算题

cm，有杆腔活塞有1．如图所示，现有两个同规格液压缸油路串联。已知液压缸无杆腔活塞有效面积1A=1002

cm。缸1的输入压力1p= 1.8MPa，输入流量1V q=12l/min，若不计泄漏和损失

效面积2A=802

1）当两缸承受相同的负载时（1F=2F），该负载为多少？两缸的运动速度各是多少？

2）缸2的输入压力为缸1的一半（2p =1p /2）时，两缸各承受各大负载？

3）当缸1无负载（1F =0）时，缸2能承受多大负载？

2．下图所示的系统中，液压缸Ⅰ为进给缸，活塞面积1A =1002cm ，液压缸Ⅱ为辅助装置缸，活塞面积

2A =502cm 。溢流阀调整压力y p = 4MPa ，顺序阀调整压力s p = 3MPa ，减压阀调整压力j p = 1.5MPa ，管道损失不计，要求：（1）辅助缸Ⅱ工作时可能产生的最大推力为多少？（2）进给缸Ⅰ要获得稳定的运动速度且不受辅助缸负载的影响，缸Ⅰ允许最大推力1F 应为多少？

3．某液压泵输出口的压力为5MPa ，液压泵的排量为16 ml /r ，转速为1450 r/min ，容积效率为0.95，总效率为0.9，求液压泵的实际输出功率和驱动该泵所需的电动机功率。

4. 现有两个同规格液压缸，油路串联，如图所示。无杆腔活塞有效面积1A =1002cm ，有杆腔活塞有效面积

2A =502cm 。两活塞杆外加负载1F = 2F = 10000 N ，各腔内充满油液，若打进的流量v q = 6 L/min ，试指出活

塞杆分别运动时的各腔压力值A p 、B p 、C p 、D p ？以及各活塞杆的运动速度？

5．现有两个同规格液压缸，油路并联，如图所示。无杆腔活塞有效面积1A =1002

cm ，有杆腔活塞有效面积2A =502cm 。两活塞杆外加负载1F = 20000 N ，2F =10000 N ，各腔内充满油液，若打进的流量v q = 6 L/min ，试

问活塞杆的动作顺序？并求出活塞杆分别运动时的各腔压力值A p 、B p 、C p 、D p ？以及活塞杆的运动速度？

6. 某液压泵输出口的压力为15MPa ，液压泵的排量为26 ml/r ，转速为1000 r/min ，容积效率为0.95，总效率为0.9，求液压泵的实际输出功率和驱动该泵所需的电动机功率。

参考答案

三、填空题

1．能源装置 执行装置 控制调节装置 辅助装置 工作介质

2．运动粘度 m 2/ s mm 2/ s ， 1m 2/ s = 106 mm 2/ s

3．快 小

4．900 kg/ m 3 1000 kg/ m 3

5．动力粘度 运动粘度 相对粘度

6. 等值 液体内部

7. 流量 通流截面积 流速

8. 溢流阀 减速阀 顺序阀

9. 沿称压力损失 局部压力损失

10. 压 吸

11. 气压 机械

12. 液压缸 液压马达

13. 先导阀主阀

14. 空气过滤器减压阀油雾器

15. 能源装置执行装置控制调节装置辅助装置工作介质

16. 排量V

17. 开口度流量

18. 储油油液油液散热空气逸出沉淀杂质

19. 吸压

20. 单作用（变量）式双作用（定量）式

21．压力机械

22．进油路节流调速回路回油路节流调速回路旁油路节流调速回路

23．节流阀调速阀

24. 气缸气马达

25. 同步回路

26. 溢流阀减速阀顺序阀

27. 曲面在该方向的垂直面内投影面积

28. 粘性压缩

29. 节流调速回路容积调速回路节流容积调速回路

30. 2.5

31. 径向向前倾斜向后倾斜

32. 先大后小先小后大

33. 速度较高压力较小尺寸小的中小型设备

四、综合题

（图a）

1．答：油箱1、单向变量液压泵2、M型中位机能的三位四通电磁换向阀3、单活塞杆液压缸4、调速阀5、液控单向阀6、二位三通电磁换向阀7、溢流阀8。

2.

3．（1

进油路：油箱1—→单向变量液压泵2—→三位四通电磁换向阀3（左位）—→单活塞杆液压缸4（左腔）

回油路：单活塞杆液压缸4（右腔）—→液控单向阀6—→三位四通电磁换向阀3（左位）—→油箱1

（2）液压缸活塞杆工作进给时的油液流动路线：

进油路：油箱1—→单向变量液压泵2—→三位四通电磁换向阀3（左位）—→单活塞杆液压缸4（左腔）

回油路：单活塞杆液压缸4（右腔）—→调速阀5—→三位四通电磁换向阀3（左位）—→油箱1

（3）液压缸活塞杆快速退回时的油液流动路线：

进油路：油箱1—→单向变量液压泵2—→三位四通电磁换向阀3（右位）—→液控单向阀6—→单活塞杆液压缸4（右腔）

回油路：单活塞杆液压缸4（左腔）—→三位四通电磁换向阀3（右位）—→油箱1

4．答：基本回路有调压回路、换向回路、容积节流调速回路、卸荷回路、快慢速转换回路等。

5．答：液控单向阀的作用：一是快进和工进转换，反向截止实现工进，反向导通实现快进；二是正向导通实现快退。

（图b）