液压气动技术复习提要二综合练习题.docx
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液压气动技术复习提要二综合练习题
液压气动技术复习提要
（二）
综合练习题
按液压气动技术考核说明要求，试题的题型包括判断题、填空题、选择题、画图分析题、计算题和综合题等，以下练习题可供参考：
一、判断题
1．真空度的最大值不会超过一个大气压。
（）
2．流经薄壁小孔的流量与液体的密度和黏度有关。
（）
3．液压缸差动连接可以提高活塞的运动速度，并可以得到很大的输出推力。
（）
4．液压泵的理论流量与其结构尺寸，转速有关，与工作压力无关。
（）
5．单向阀、溢流阀、节流阀都可以当背压阀使用。
（）
6．采用调速阀的回油路节流调速回路，只有节流损失，没有溢流损失。
（）
7．采用节流阀的进油路节流调速回路，其速度刚度与节流阀流通面积a及负载FL的大小有关，而与油泵出口压力pp无关。
8．湿空气是干空气和水蒸气的混合气体。
（）
9．等温过程中，因气体与外界无热量交换，故气体的内能保持不变。
（）
10．气动缸的无负载工作特性要求气动缸空载时在限定压力下平稳运行无爬行现象。
（）
二、填空题
1．液压执行元件的运动速度取决于___________，液压系统的压力大小取决于___________，这是液压系统的工作特性。
2．液体流动中的压力损失可分为_________压力损失和_________压力损失两种。
3．液压泵的容积效率是该泵___________流量与___________流量的比值。
4．液压马达把转换成，输出的主要参数是和
。
5．直动式溢流阀是利用阀芯上端的___________直接与下端面的___________相平衡来控制溢流压力的，通常直动式溢流阀只用于___________系统。
6．在减压回路中可使用___________来防止主油路压力低于支路时油液倒流。
7．旁路节流调速回路只有节流功率损失，而无_______功率损失。
8．在气体的各种状态变化中，过程气体对外不作功，而过程气体与外界无热量交换。
9．绝对湿度是指单位体积（m3）的湿空气所含有水蒸气的。
10．为保证气动系统正常工作，需要在压缩机出口处安装以析出水蒸气，并在储气罐出口处安装，进一步清除空气中的水分。
三、选择题
1．液压泵或液压马达的排量决定于（）。
A．流量变化；B.压力变化；C.转速变化；D.结构尺寸。
2．若某三位换向阀的阀心在中间位置时，压力油与油缸两腔连通、回油封闭，则此阀的滑阀机能为。
A．P型B.Y型C．K型D.C型
3．与节流阀相比较，调速阀的显著特点是。
A．调节范围大B.结构简单，成本低C．流量稳定性好D.最小压差的限制较小
4.有湿空气的压力为0.106MPa，干空气分压为0.082MPa，若同温度下饱和水蒸气分压为0.062MPa，则此湿空气的相对湿度为（）。
A．22.6%B.38.7%C.58.5%D.75.6%
四、画图分析题
1．图示为双泵供油的油源，请回答下列问题
（1）写出1、2、3、4元件的名称，其中1和2按流量、压力区分；
（2）简述该油源的工作原理。
2．画出直动型溢流阀和直动型减压阀的图形符号，并比较二者的区别。
五、计算题
1．某液压泵的额定压力pP=2.5MPa，当转速n＝1450r/min时，输出流量QP=100.7L/min，当液压泵出口压力为0时，流量为106L/min；液压泵的机械效率
=0.9。
试求：
（1）泵的容积效率；
（2）转速为n´＝500r/min时，额定压力下泵的流量；
（3）两种转速下液压泵的驱动功率。
2．液压泵输出流量Qp=10L/min液压缸无杆腔面积A1=50cm2，有杆腔面积A2=25cm2。
溢流阀调定压力pY=2.4MPa，负载F=10000N。
节流阀按薄壁孔，流量系数Cd=0.62，油液密度ρ=900kg/m3，节流阀开口面积AT=0.01cm2，试求：
（1）液压泵的工作压力；
（2）活塞的运动速度；
（3）溢流损失和回路效率。
3．如图所示，液压泵从油箱吸油，吸管直径d=60mm，流量是Q=150L/min，液压泵入口处的真空度为0.02MPa，油液的运动粘度
，密度
，弯头处的局部阻力系数
，滤网处局部阻力系数
，不计沿程损失，求泵的吸油高度。
六、综合题
分析下述液压系统原理图，回答问题
（1）写出A、B、C、D、E、F元件的名称
（2）按快进—工进—快退—原位的动作循环，给出电磁铁动作表
电磁铁动作表（通电用“+”，断电用“—”，YJ为压力继电器）
动作
1YA
2YA
3YA
4YA
YJ
快进
工进
快退
原位
参考答案
一、判断题
1．+2．–3．–4．+5．+
6．–7．–8．+9．–10．+
二、填空题
1．流量负载
2．沿程局部
3．实际理论
4．液压能机械能转速转矩
5．弹簧力液压力低压
6．单向阀
7．溢流
8．等容绝热
9．质量
10．冷凝器干燥器
三、选择题
1．D2．A3．C4．B
四、画图分析题
1．双泵供油回路
（1）注明图中液压元件名称
1－低压大流量泵；2－高压小流量泵；3－溢流阀；4－外控顺序阀
（2）油路说明
a．当系统负载小运动速度快时，油路压力低，外控顺序阀关闭，泵1输出的油与泵2汇合供给系统。
b．当系统负载大运动速度慢时，油路压力高，阀4开启，泵1的油经阀4卸荷，仅由泵2向系统供油。
2．两种阀性能的区别
直动型溢流阀直动型减
⑴入口压力控制，使入口压力恒定出口压力控制，使出口压力恒定
⑵油口常闭油口常开
⑶内置泄油通道外置泄油通道
五、计算题
1．液压泵性能参数
解：
（1）容积效率：
（2）泵的功率
排量：
理论流量：
泄漏量：
实际流量：
则：
（3）驱动功率
当n=1450，总效率
当n´=500，总效率
2．节流阀的回油节流调速回路计算
解：
（1）求液压泵的工作压力
此油路为采用节流阀的回油节流调速回路
液压泵的工作压力由溢流阀调定。
（2）求活塞的运动速度
列出液压缸的力平衡方程，求回油路压力p2
节流阀两端的压差
回油路流量
活塞速度
（3）求溢流损失和回路效率
由
进油路流量
溢流量
溢流损失
回路效率
3．伯努利方程的应用
解：
列油箱的液面1-1与泵入口2-2界面的伯努利方程
式中：
，
，
判断流态：
层流：
代入伯努利方程：
六、综合题
1．A—先导式溢流阀B—3位5通电磁换向阀C—压力继电器
D—节流阀E—溢流阀（背压阀）F—定量泵
2.电磁铁动作表
电磁铁
动作
1YA
2YA
3YA
4YA
YJ
快进
+
+
—
—
—
工进
+
+
—
+
—
快退
+
—
+
—
+
原位
—
—
—
—
—
液压系统中的压力控制阀
在液压系统中，压力控制阀可以调定系统主回路或分支回路的压力。
按照功能分类，常用的压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。
这些压力控制阀结构上相似，但性能有差别，在系统中的作用也不尽相同。
搞清它们的区别与联系，对于学习压力控制回路以至液压系统的分析是非常重要的。
一、溢流阀
功能溢流阀的功能是通过阀口溢流，使被控系统或回路的压力保持稳定，实现稳压、调压或限压的作用。
特点按照结构，溢流阀有直动式和先导式两种。
对于直动式溢流阀，当压力较高、流量较大时，要求调压弹簧有很大的刚度，调节性能较差，而滑阀的泄漏也使高压控制难以实现，故只能用于低压小流量场合。
先导式溢流阀的特点是用先导阀控制主阀，在溢流阀主阀溢流时，溢流阀进口压力可维持为由先导阀弹簧所调定的定值。
先导式溢流阀的另一特点是具有远程控制口，可很方便地实现系统卸荷或远程调压。
溢流阀的泄漏油或流经先导阀的油液在返回油箱时有内泄和外泄两种方式。
内泄时泄漏油流经的弹簧腔或先导阀弹簧腔通过阀体内的连接通道与出油口相通；而外泄时泄漏油或流经先导阀的油液被直接单独引回油箱。
应用溢流阀的主要用途：
（1）在定量泵的出口并联溢流阀可调节泵的出口压力；
（2）在变量泵的出口并联溢流阀可对系统起到过载保护作用；（3）在回油路上接入直动式溢流阀可使执行元件运动平稳；（4）利用先导式溢流阀的远程控制口可实现系统卸荷或远程调压。
总之，在系统中溢流阀可作为溢流阀、安全阀、背压阀使用，可以调节系统的压力或使系统卸荷。
二、减压阀
功能减压阀的功能在于使流经减压阀的油液压力降低，并使与减压阀出口连接的回路压力保持稳定。
即减压阀的出口压力可维持恒定，不受进口压力及通过流量的影响。
特点按照结构减压阀也有直动式和先导式两种，分别用于不同场合。
减压阀的阀心处在原始位置上时，它的阀口是打开的，阀的进、出口沟通。
阀心由出口处的压力控制，出口压力未达到调定压力时阀口全开，阀心不动。
当出口压力达到调定压力时，阀心上移，阀口关小，在调定压力下达到平衡。
当减压阀的出口处不输出油液时，它的出口压力仍能够基本保持恒定，此时有少量油液经先导阀流回油箱。
减压阀与溢流阀的主要区别为：
（1）减压阀能保持出口处的压力基本不变，而溢流阀则保持进口处的压力基本不变；
（2）在不工作时，减压阀的进出油口互通，溢流阀的进出油口不通；（3）减压阀要求外泄，其先导阀的弹簧腔需通过泄油口单独外接油箱，而溢流阀允许内泄，其先导阀弹簧腔通过阀体内的连接通道与出油口相通，不必单独外接油箱。
应用减压阀主要用于降低系统某一支路的油液压力，在同一系统中得到两个或多个不同压力的回路。
常用于夹紧支路、润滑支路或电液动换向阀的控制回路。
需要注意的是减压阀具有压力损失，当分支油路比主油路的压力低很多、且流量较大时，可考虑采用高、低压泵分别供油。
三、顺序阀
功能顺序阀的功能在于利用液压系统中的压力变化，控制油路通断来控制多个执行元件的顺序动作。
特点按照结构，顺序阀也有直动式和先导式两种。
直动式顺序阀结构简单，动作灵敏，但调定压力较低，较高压力时宜采用先导式顺序阀。
根据控制压力来源的不同，顺序阀有内控式和外控式之分，请注意两者图形符号的区别。
内控式顺序阀在进油路压力达到设定压力之前，阀口一直是关闭的，达到设定压力后阀口打开，使压力油进入油路；外控式顺序阀阀口的开闭与油路进口压力无关，仅取决于控制油路压力的大小。
顺序阀与溢流阀的主要区别为：
（1）当顺序阀的出口与负载油路相通时，泄漏油和先导控制油必须外泄，而溢流阀的出口与回油相通，泄漏油和先导控制油可外泄也可内泄；
（2）溢流阀的进口压力是限定的，即阀的调定压力，顺序阀的进口压力由负载决定，顺序阀开启后可随负载增加而进一步升高。
应用顺序阀的主要用途为：
（1）控制多个执行元件的顺序动作；（参见教材P126图7－31）
（2）内控式顺序阀可作背压阀使用；（3）与单向阀并联组成平衡阀，锁定执行元件；（参见教材P110图7－11）（4）外控顺序阀可用于双泵供油系统的卸荷。
（参见教材P123图7－25）
四、压力继电器
压力继电器是利用液体压力信号控制电气触点通断的液压电气转换元件，当油液的压力达到其设定压力时，压力继电器发出电信号，以控制电气元件动作，实现执行元件的顺序动作或系统的安全保护和动作互锁。
例题图示a、b回路参数相同，液压缸无杆腔面积A＝50cm2，负载FL＝10000N，各阀的调定压力如图所示，试分别确定a、b两回路在活塞运动时和活塞运动到终端停止时A、B两点的压力。
解：
1．a回路由油泵、溢流阀、减压阀、液压缸等元件组成。
（1）活塞运动时
由液压缸的力平衡方程
此时B点压力未达到减压阀的设定压力，减压阀的阀口全开，进、出油口互通，A点压力与B点压力相等。
（2）活塞在终端停止时
活塞在终端停止时，减压阀的出口不再输出油液，它的出口压力从2MPa升高到调定压力，并能够保持恒定，此时减压阀处于工作状态。
由于只有少量油液流经减压阀外泄流回油箱，油泵输出的液压油只能打开溢流阀返回油箱，故A点压力应等于溢流阀的调定压力。
2．b回路由油泵、溢流阀、顺序阀、液压缸等元件组成。
（1）活塞运动时
由液压缸的力平衡方程
此时A点压力应达到顺序阀的设定压力，否则顺序阀不能打开。
（2）活塞在终端停止时
活塞在终端停止时，顺序阀的出口不再输出油液，其出口压力快速升高，而顺序阀的进口压力也随之升高，直到油液打开溢流阀返回油箱。
故此时B点和A点的压力都等于溢流阀的调定压力。
下面给出的自测题可供参考使用,请经过认真思考并得出结论后再对照答案。
自测题图示液压系统，液压缸的活塞面积A1＝A2＝100cm2，缸Ⅰ负载FL＝35000N，缸Ⅱ运动时负载为零，不计摩擦阻力、和管路损失。
溢流阀、顺序阀和减压阀的调定压力分别为4MPa、3MPa和2MPa。
求下列三种工况下A、B和C处的压力。
（1）液压泵启动后，两换向阀处于中位；
（2）1YA通电，2YA断电，液压缸运动时和到终端停止时；
（3）1YA断电，2YA通电，液压缸运动时和碰到挡块停止时。
参考答案
（1）pA＝pB＝4MPa，pC＝2MPa；
（2）运动时pA＝pB＝3.5MPa，pC＝2MPa；终端时pA＝pB＝4MPa，pC＝2MPa；
（3）运动时pA＝pB＝pC＝0；终端时pA＝pB＝4MPa，pC＝2MPa
沈惠清：
单出杆双作用气动缸，气源压力为0．6MPa，最大推力F＝2000N，机械效率＝O.75，活塞杆直径d＝25mm，活塞行程s＝250mm，每分钟往复运动次数n＝10．
试求：
（1）确定气动缸的内径尺寸。
（2）气动缸的耗气量
孙志娟：
答案如下：
冼健生：
同学们好！
今天有液压气动技术课程的教学活动。
问：
如何求解容积节流调速回路？
答：
现用以下实例说明
由限压式变量液压泵和调速阀组成的容积节流调速回路。
已知液压缸无杆腔面积A1=80cm2，有杆腔面积A2=40cm2，调速阀的最小压差△pmin=0.5MPa，背压阀的调定压力p2=0.4MPa，泵的工作压力pp=2.4MPa，输出流量Qp12L/min，试求：
负载F、节流功率损失△PT和回路效率η；
（参考教材121页的题图）
提示：
（1）列出液压缸的力平衡方程，由液压缸的进油压力、背压阀的调定压力求出负载。
（2）由经过调速阀的流量、调速阀的压力差求出节流功率损失。
（3）计算回路效率。
问：
在液压系统中，常用的压力控制元件有哪些类型？
都应用在什么场合？
答：
按使用功能，常用的压力控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。
它们的应用场合分别是：
（1）溢流阀通过阀口溢流，溢流阀可使液压系统或回路的压力维持恒定，实现系统的稳压、调压。
（2）减压阀出口压力稳定，并低于进口压力。
减压阀可用来减低液压系统中某一回路的压力，使用一个油泵即能同时提供两个以上不同压力的输出。
（3）顺序阀顺序阀不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油路的通断，用于控制液压系统中各执行元件动作的先后顺序。
（4）压力继电器它是将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。
当油液达到调定压力时，即可发出信号控制电路中的电气元件动作，完成系统的预定任务。
问：
常同的卸荷回路有哪些？
各有何特点？
答：
常用的卸荷回路
（1）换向阀的卸荷回路（见教材图7-6）
采用三位换向阀，利用其中位机能（M、H、K）使液压泵卸荷。
这种卸荷回路比较简单，但对于压力较高，流量较大的系统容易产生冲击，适用于中、低压小流量的系统。
在进油路上并联一个二位二通换向阀也可使泵卸荷，这种卸荷回路的效果比较好，一般可用于液压系统流量小于63L/min的场合。
选用二位二通阀的流量规格应与泵的额定流量相适应。
（2）电磁溢流阀卸荷回路（见教材图7-7）
用先导式溢流阀的远程控制口实现卸荷，远程控制口通过二位二通换向阀与油箱相通，卸荷时溢流阀主阀全部打开，泵排出的油液全部流回油箱。
这个回路中，二位二通阀只需要采用小流量规格。
在实际产品中，常将电磁换向阀和先导式溢流阀组合在一起，这种组合阀称为电磁溢流阀。
（3）蓄能器保压卸荷回路（见教材图7-9）
系统工作时，液压泵向蓄能器和液压缸供油，推动活塞工作，压紧工件后，压力继电器发出信号，通过先导式溢流阀使泵卸荷。
这时液压缸所需压力由蓄能器提供，液压缸压力不足时，压力继电器复位使液压系统重新向系统供油。
这种回路便于远程控制，既能满足工作需要，又能节约功率，减少系统发热。
问：
普通单向阀在性能上应满足哪些基本要求？
能否做背压阀使用？
答：
单向阀在油路中的作用是控制油液只许沿一个方向流动，而不允许反方向流动，因此在性能上应满足以下各点要求：
（1）保证油液正向流动时阻力小，即压力损失小。
（2）油液不能反向通过。
（3）动作灵敏，阀口关闭时密封性好。
（4）工作时无冲击和噪声。
单向阀可做背压阀使用。
单向阀从进油口输入的压力油推开阀芯的最低压力叫做开启压力。
开启压力高低与弹簧刚度有关，如果单向阀的弹簧刚度较大，能够使回油保持一定的背压力，即开启压力达到背压阀的压力，一般为（0.2~0.6）MPa。
这时由于液压油只有克服弹簧力之后才能通过，因而就产生了背压，起到了背压阀的作用。
冼健生：
今天的教学活动到此结束，各位老师、同学再见！
问：
关于液压与气压传动的图形符号应该掌握哪些内容？
答：
书末的附录有液压与气压传动的常用图形符号，一般来说，这些图形符号是供读者查阅之用的。
但作为液压气动技术课程的学习者，应对其中的一些图形符号作到熟悉与掌握。
这里所说熟悉是指能够迅速识别，掌握则指能够画出。
熟悉与掌握的范围应是教材中所重点讲授的液压元件的符号，液压泵、液压马达、液压缸、各种常用的换向阀、压力阀、节流阀（调速阀）等。
问：
容积节流调速回路是如何工作的？
有何特点？
答：
回路用变量液压泵供油，用调速阀或节流阀改变进入液压缸的流量，以实现工作速度的调节，并使液压泵的供油量与液压缸所需的流量相适应，这种回路叫容积节流调速回路。
调节调速阀的节流口，使之通过Q1的流量，这时如果变量泵的输出流量Q大于Q1，则调速阀的入口压力就会升高。
由限压式变量泵的流量——压力特性曲线可知，当压力超过p限值后，液压泵的流量就会自动变小，直至Q=Q1为止，即液压泵的输出流量与系统所需流量相适应，因此工作部件的运动速度可由调速阀调节。
这种回路的特点是：
（1）由于没有多余的油液溢回油箱，所以它的效率比定量泵节流调速效率高，发热少。
（2）由于采用了调速阀，其速度稳定性比容积调速回路好。
问：
限压式变量叶片泵有何特性？
答：
教材图3－10为限压式变量叶片泵的流量压力特性曲线，其中，AB段为非变量段，泵有最大偏心输出流量最大；BC段为变量段，泵的输出流量随压力增高而减少。
由于有这样的特性，限压式变量叶片泵多应用于组合机床的进给系统，以实现快进、工进和快退等运动；限压式变量叶片泵也适用于定位和夹紧系统。
当快进和快退需要较大的流量和较低的压力时，泵可利用AB曲线工作；当工作进给需要较小的流量和较高的压力时，则泵可利用BC曲线工作。
在定位和夹紧系统中，当定位和夹紧部件的移动需要低压、大流量时，可利用AB曲线工作；夹紧结束后，仅需要维持较高的压力和较小的流量（补充泄漏量），则可利用曲线近于C点的特性。
总之，限压式变量叶片泵的输出流量可根据系统的压力变化（即外负载的大小），自动地调节流量，也就是压力高时，输出流量小；压力低时，输出流量大。
问：
如何阅读液压传动的原理图？
答：
阅读液压传动原理图一般可按下列步骤进行：
（1）了解液压系统的用途、工作循环、应具有的性能和对液压系统的各种要求等。
（2）根据工作循环系统、工作性能和要求等，分析需要哪些基本回路，并弄清楚各液压元件的类型、性能、相互间的联接系和功用。
为此首先要弄清楚用半结构图表示的元件和专用元件的工作原理及性能；其次是阅读明白液压泵液压缸或液压马达；再次阅读并了解各种控制装置及变量机构；最后阅读和掌握辅助装置。
在此基础上，根据工作循环和工作性能要求分析必须具有哪些基本回路，并在液压传动原理图上逐一地查找出每个基本回路。
（3）按照工作循环动作顺序，仔细分析并依次写出完成各个动作的相应油液流经路线。
为了便于分析，在分析之前最好将液压系统中的每个液压元件和各条油路编上号码。
这样，对分析复杂油路、动作较多的系统尤为必要。
写油液流经路线时，要分清主油路和控制油路。
对于主油路，应从液压泵开始写，一直写到执行元件（进油路线）；然后再从执行元件回油一直写到油箱（回油路线）。
这样分析，目标明确，不易搞乱。
在分析各种状态时，要特别注意系统从一种工作状态转换到另一种工作状态，是由哪些元件发出信号，使哪些控制元件动作，从而改变什么通路状态，达到何种状态的转换。
在阅读时还要注意，主油路和控制油路是否有矛盾，是否相互干扰等。
在分析各个动作油路的基础上，列出电磁铁和其他转换元件的动作顺序表。
问：
减压阀有何功能？
一般应用在什么场合？
冼健生：
减压阀的功能是降低液压系统某一局部回路的压力，使之得到比液压泵供油压力低，而且稳定的工作压力。
减压阀的应用场合如下：
（1）降低液压泵输出油的压力，供给低压回路使用，如控制回路；润滑系统；夹紧、定位和分度装置等回路。
（2）稳定压力。
减压阀输出的二次压力比较稳定，使执行元件工作可以避免一次压力油波动对它的影响。
（3）根据不同需要，将液压系统分成若干不同压力的油路，以满足控制油路，帮助油路或各种执行元件需要的不同工作压力。
（4）与单向阀并联实现单向减压。
（5）与节流阀串联，可以保持节流前、后压力差为恒定值，从而保证流过节流阀的流量不随负载的变化而变化，这样的组合阀称为调速阀。
问：
在液压系统中为什么要设置背压回路？
背压回路与平衡回路有何区别？
冼健生：
在液压系统中设置背压回路，是为了提高执行元件的运动平稳性或减少爬行现象。
也就是在回油路上设置背压阀，以形成一定的回油阻力，用以产生背压，一般背压力为（0.3~0.8）MPa。
背压阀可以用单向阀产生背压外，还可以使用溢流阀、顺序阀和节流阀等。
无论是平衡回路，还是背压回路，在回油管路上都存在背压力，故都需要提高供油压力。
但这两种基本回路上也有区别，主要表现在功能和背压力的大小。
背压回路主要用于提高进给系统的稳定性，提高加工精度，所具有的背压力不大。
平衡回路通常是在立式液压缸情况下用以平衡运动部件的自重，以防下滑发生事故，其背压力应根据运动部件的质量而定。
问：
如何用调速阀来提高节流调速回路的速度稳定性？
冼健生：
采用节流阀的三种节流调速回路，它们的共同缺点是，执行元件的速度都随负载的变化而变化。
如果用调速阀来代替节流阀，可提高回路的速度稳定性。
采用调速阀的节流调速回路，同样也有进油、回油和旁路的调速阀节流调速回路三种形式，但与用节流阀的调速回路有所不同。
液压缸工作压力随负载的变化时，调速阀中的减压阀能自动调节其开口的大小，使节流阀前后的压差基本上保持不变，也就是在负载变化的情况下，流过调速阀的流量Q保持不变，使速度稳定。
应当指出，在采用调速阀的节流调速回路中，虽然解决了速度的稳定
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