《液压与气压传动》考试试卷含答案

《液压与气压传动》考试试卷

（03级用：A卷参考答案）

姓名 班级 成绩

一、 填空题（每小题3分，共24分）

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. 一个完整的液压系统是由（ 动力元件 ）、（控制元件）、（执行元件）、（辅助元

件）和（ 液压介质 ）五部分组成的。

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. 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)、( 轴

向柱塞泵)、( 径向柱塞泵 ), 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。

5. 液压泵的实际流量比理论流量（小）；而液压马达实际流量比理论流量（大）。 6. 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（溢流

阀）和节流阀（并联）而成。

7. 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。

8. 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 ）。

二、 选择题：将正确答案序号填在括号中（每小题2分，共14分）

1. 流量连续性方程是（C）在流体力学中的表达形式，而伯努力方程是（A）在流体力

学中的表达形式。

（A）能量守恒定律 （B）动量定理 （C）质量守恒定律 （D）其他

2. 双作用叶片泵具有（A、C）的结构特点；而单作用叶片泵具有（B、D）的结构特

点。

（A） 作用在转子和定子上的液压径向力平衡 （B） 所有叶片的顶部和底部所受液压力平衡

1

（C） 不考虑叶片厚度，瞬时流量是均匀的 （D） 改变定子和转子之间的偏心可改变排量

3. 一水平放置的双伸出杆液压缸，采用三位四通电磁换向阀，要求阀处于中位时，液

压泵卸荷，且液压缸浮动，其中位机能应选用（ D ）；要求阀处于中位时，液压泵卸荷，且液压缸闭锁不动，其中位机能应选用（B ）。 （A）O型 （B）M型 （C） Y型 （D） H型

4. 顺序阀在系统中作卸荷阀用时，应选用（C）型，作背压阀时，应选用（A）型。 （A）内控内泄式 （B）内控外泄式 （C）外控内泄式 （D）外控外泄式 5. 已知单活塞杆液压缸两腔有效面积A1=2A2，液压泵供油流量为q，如果将液压缸差

动连接，活塞实现差动快进，那么进入大腔的流量是（D），如果不差动连接，则小腔的排油流量是（A）。

（A）0.5q （B）1.5 q （C）1.75 q （D）2 q

6. 当a、b两孔同时有气信号时，s口才有信号输出的逻辑元件是（A）；当a或b任一

孔有气信号，s口就有输出的逻辑元件是（C）。 （A）与门 （B）禁门 （C）或门 （D）三门

7. 在气体状态变化的（D）过程中，系统靠消耗自身的内能对外做功；在气体状态变

化的（C）过程中，无内能变化，加入系统的热量全部变成气体所做的功。 （A）等容过程 （B）等压过程 （C）等温过程 （D）绝热过程

三、 问答题（每小题6分，共36分）

1. 什么是液压卡紧现象？如何减小或消除其影响？

答：因加工误差，液压阀芯实际是成微锥状的。当液体流经圆锥环形间隙时，若阀芯在阀体孔内出现偏心，阀芯可能受到一个液压侧向力的作用。当液压侧向力足够大时，阀芯将紧贴在阀孔壁面上，产生卡紧现象。在阀芯上开一定数量的等距环状平衡槽可以减小或消除液压卡紧现象。

2

2. 何为齿轮泵的困油现象？其有何危害？如何消除？

答：外啮合齿轮泵在啮合过程中，为了使齿轮运转平稳且连续不断吸、压油，齿轮的重合度ε必须大于1，即在前一对轮齿脱开啮合之前，后一对轮齿已进入啮合。在两对轮齿同时啮合时，它们之间就形成了闭死容积。此闭死容积随着齿轮的旋转，先由大变小，后由小变大。在闭死容积由大变小时，其中的油液受到挤压，压力急剧升高，使轴承受到周期性的压力冲击，而且导致油液发热；在闭死容积由小变大时，又因无油液补充产生真空，引起气蚀和噪声。因此齿轮泵存在困油现象。为消除困油现象，常在泵的前后盖板或浮动轴套（浮动侧板）上开卸荷槽，使闭死容积限制为最小，容积由大变小时与压油腔相通，容积由小变大时与吸油腔相通。

3. 试用最少的元件设计一个三级调压（压力值分别为6MPa、4MPa和2MPa）并可卸

载的液压回路，要求标明各调压阀的调整压力。

解：1Y、2Y、3Y均失电：6MPa；1Y得电，4MPa；2Y得电，卸荷；2Y、3Y同时得电，2MPa。

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4. 图1供气系统有何错误？请正确布置，并说明各元件的名称和用途。

答：（a）油雾器应在减压阀之后。（b）不应该要油雾器。

油水分离器：主要作用是进一步除去压缩空气中的油份和水份，进一步净化压缩空气； 减压阀：将系统压力减至支路所需的压力；

油雾器：借助系统气流，将润滑油雾化，并随气流输送到气动执行元件的运动部位，以润滑需要润滑的运动部件。气动仪表和逻辑元件不需要润滑，润滑油雾形成的微小油粒有可能使堵塞其微小间隙或小孔，使其失效。

5. 常用的液压泵有哪几类？各类液压泵对杂质污染的敏感性如何？为什么？ 答：常用的液压泵主要有：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵，其对颗粒杂质污染的敏感性由小到大的顺序依次为：螺杆泵、齿轮泵、叶片泵、柱塞泵。

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6. 假设图2中负载F1、F2、F3均为无穷大，各阀的设定压力如图中所示，请标出图中

p1、p2、p3各点的压力。

四、综合分析题（26分）

图3为组合机床动力滑台液压系统，它能实现“快进—工进—死挡铁停留—快退—停止”的工作循环。试解答下列问题：

1. 列出电磁铁动作顺序表。（6分）

5

2. 阀7、9、10、12、13各是什么阀？在系统中各起什么作用？（5分）

答：阀7：压力继电器，当执行元件活塞杆接触工件（负载）时，系统压力升高，该压力继电器动作，使3Y得电，转入工进；

阀9：外控顺序阀，系统压力达到其开启压力时，该阀打开，回油经此阀回油箱； 阀10：背压阀，使系统回油有一定的背压，使执行元件运行稳定； 阀12：系统安全阀或溢流阀； 阀13：他控溢流阀，使泵2卸荷。

3. 说明单向阀3、8、11各在系统中的作用。（3分）

答：均为止回阀，阀3防止系统介质回流，保护泵；阀8只容许液流单向通过；阀11防止高压泵1泵出的高压油从溢流阀13流回油箱。

4. 说明整个系统由哪些基本回路组成？（3分）

答：该系统包括双泵供液回路、差动回路、定量泵节流调速回路等基本回路。 （调压回路、换向回路）

5. 若已知液压缸A1=50cm2、A2=25cm2，阀12调定压力py=4.5MPa，阀10调定压力

pB=0.3MPa，泵1的流量qP=4L/min，求节流阀通流面积A=0.01cm2时，负载分别为FL1=18000N和FL2=26000N时活塞的工进速度和回路的效率。(忽略元件的泄漏和压力损失，节流阀孔为薄壁小孔，流量系数Cd=0.62，油液密度为=900kg/m3)。（9分）

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解：（1）当FL1=18000N时，油缸推动负载所需无杆腔的压力为：

FL118000N25104m20.3106Pap13.75MPa，

A150104m2流进油缸无杆腔的流量为：

q1CdA2p0.620.0110m4224.53.75106N/m22.53105m3/s1.52L/minqP3900kg/m说明溢流阀12有溢流，系统压力确实为4.5MPa。此时活塞运动速度（工进速度）为：

q12.53105m3/sv10.0051m/s 42A15010m回路效率：v1FL10.0051m/s18000N30.6% 3362qPpy410m/60s4.510N/m（2）当FL2=26000N时，油缸推动负载所需无杆腔的压力为：

FL126000N25104m20.3106Pap15.35MPa

A150104m2此压力超过py=4.5MPa，所以油缸推不动负载FL2，即此时负载运动速度为0，回路效率也为0。

附加题1：

变量泵-定量马达回路的参数如下：变量泵的最大排量

VPmax300106m3/r，泵的转速np1000r/min，泵的

机械效率pm0.9，泵的总效率p0.81；定量马达的排量Vm100106m3/r，马达的机械效率Mm0.9，马达的总效率M0.81，泵的进出口压力差pp16MPa，马达回油路背压阀调定压力为pb2MPa。假定泵和马达

的效率不随着压力的变化而变化。求：

1）定量马达能够输出的最大输出功率和最大扭矩；（51.03kw,200.64N.m）

2）定量马达输出功率保持在最大输出功率的60%不变，马达输出最大扭矩的条件下，定量马达的转速和变量泵的输入扭矩；(1458r/min,509.55N.m)

3）在负载扭矩只有马达输出最大扭矩的60%条件下的系统工作压力和系统的总效率（包含泵的效率）。(10.4Mpa, 53%)

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解答：

（1） 定量马达输出的最大输出功率：

PmaxVmaxnp(p/Pm)pMM603001061000(0.81/0.9)141060.8151.03kW60定量马达能够输出的最大扭矩：

TmaxTtMmpMVMMm1410610010610.9200.64N.m 2（2） 给定条件下的定量马达的转速

n6060%Pmaxq0.651030Mv60M600.91458rpm66VMpMMVMMm14100.8110010或者nVp60%VMMvPv1458rpm

给定条件下的变量泵的输入扭矩：

TPpPVP60%1/Pm16106300106110.6509.55N.m 20.9（3） 给定条件下的系统工作压力

pPpMpb0.6Tmax0.6200.646pb221010.4MPa 6VMMm100100.9给定条件下的系统总效率：

PM

pMq0.810.818.4/10.40.53

pPq附加题2：应用4个逻辑阀单元和必要的先导控制阀的组合，完成如下： （1） 三位四通Y型逻辑阀的工作原理图

（2） 与该逻辑阀对应的图形符号

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