2025年液压与气压传动习题库及参考答案

2025年液压与气压传动习题库及参考答案一、液压传动基础与流体力学1.（单选）在液压系统中，若油液绝对粘度为46cSt，密度为900kg/m³，其动力粘度μ最接近下列哪一数值？A.0.041Pa·s B.0.051Pa·s C.0.061Pa·s D.0.071Pa·s答案：B解析：μ=ν·ρ=46×10⁻⁶m²/s×900kg/m³=0.0414Pa·s，四舍五入后选B。2.（单选）某管路水平布置，内径20mm，流量30L/min，雷诺数Re约为A.1.1×10³ B.2.1×10³ C.3.1×10³ D.4.1×10³答案：C解析：v=Q/A=0.0005m³/s÷(π/4×0.02²)=1.59m/s；Re=ρvd/μ=900×1.59×0.02÷0.0414≈3.1×10³。3.（填空）若节流阀口为薄壁小孔，流量系数Cd=0.62，面积梯度w=8mm，阀芯位移xv=0.5mm，压差Δp=3MPa，油液密度ρ=900kg/m³，则通过阀口理论流量Q=______L/min。答案：9.47解析：Q=Cd·w·xv·√(2Δp/ρ)=0.62×0.008×0.0005×√(2×3×10⁶/900)=0.0001578m³/s=9.47L/min。4.（判断）在液压系统中，层流状态下沿程阻力系数λ仅与雷诺数有关，与管壁粗糙度无关。（ ）答案：√解析：层流区λ=64/Re，与粗糙度无关。5.（简答）说明液压油体积弹性模量K对系统动态特性的影响，并给出提高K的工程措施。答案：K越大，油液可压缩性越小，系统固有频率提高，响应加快，位置控制精度提高；提高K的措施：减少游离空气（采用高位油箱、负压补油）、采用钢制厚壁管路、提高油液清洁度、降低工作温度。二、液压泵与执行元件6.（单选）某斜盘式轴向柱塞泵排量q=45mL/r，转速n=1500r/min，容积效率ηv=0.95，实际输出流量为A.64.1L/min B.68.4L/min C.71.9L/min D.75.2L/min答案：A解析：Q=q·n·ηv=45×10⁻⁶×1500×0.95×1000=64.125L/min。7.（单选）双作用叶片泵配流盘采用“V”形缺口的主要目的是A.降低困油现象 B.提高自吸能力 C.减小流量脉动 D.降低噪声答案：A解析：V形缺口在过渡区提供卸荷通道，缓解困油。8.（计算）某液压缸差动连接，活塞直径D=80mm，活塞杆直径d=50mm，供油流量Q=40L/min，求活塞外伸速度v。答案：0.212m/s解析：差动面积A=π/4·(D²−d²)=π/4·(0.08²−0.05²)=0.00306m²；v=Q/A=0.000667/0.00306=0.212m/s。9.（多选）下列关于齿轮泵泄漏途径的描述正确的是A.齿顶与壳体径向间隙 B.齿轮端面与侧板轴向间隙 C.齿啮合线接触泄漏 D.轴承密封圈泄漏答案：A、B、C解析：轴承密封圈泄漏属外部泄漏，不属于内部泄漏途径。10.（简答）解释柱塞泵“缸体倾覆力矩”产生机理及其抑制措施。答案：斜盘反力对缸体产生倾覆力矩，使缸体与配流盘产生楔形间隙，导致偏磨；抑制措施：采用浮动配流盘、缸体中心弹簧预压、设置缸体轴承支承、优化柱塞数（奇数9）、降低斜盘倾角。三、液压控制阀11.（单选）先导式溢流阀主阀芯弹簧刚度通常设计得较小，其主要原因是A.降低调压偏差 B.提高响应速度 C.减小压力超调 D.降低噪声答案：A解析：主弹簧刚度小，先导阀调定后，主阀开启压力受流量变化影响小，调压偏差小。12.（单选）图1所示回路中，节流阀装在进油路上，若负载FL突然减小，则节流阀前后压差将A.增大 B.减小 C.不变 D.先增后减答案：A解析：负载减小→缸压力降低→节流阀出口压力降低→压差增大。13.（填空）某电液比例方向阀，额定流量63L/min，阀压降Δp=1MPa，若实际使用流量为40L/min，则阀口压降约为______MPa。答案：0.404解析：Δp₂=Δp₁·(Q₂/Q₁)²=1×(40/63)²=0.404MPa。14.（判断）对于插装阀，同一插装件更换不同面积的盖板可实现溢流、减压、顺序等多种功能。（ ）答案：√解析：盖板控制腔面积比决定功能，通过更换盖板实现。15.（综合）设计一个平衡回路，要求液压缸竖直下落时速度稳定且不受负载变化影响，给出原理图并说明元件作用。答案：原理图：缸无杆腔接平衡阀（液控顺序阀+单向阀），有杆腔接调速阀，回油经平衡阀→油箱。平衡阀设定压力大于最大负负载压力，形成背压；调速阀保持恒定流量，速度稳定；当泵供油中断，平衡阀迅速关闭，防止负载下落。四、液压辅件与回路16.（单选）某系统使用公称过滤精度10μm的纸质滤芯，其β比值β₁₀=75，则该滤芯对10μm颗粒的捕集效率为A.98.0% B.98.5% C.98.7% D.99.0%答案：C解析：η=(β−1)/β×100%=74/75×100%=98.7%。17.（单选）蓄能器在泵蓄能器式间歇供油回路中，主要功用为A.吸收压力脉动 B.应急能源 C.补偿泄漏 D.降低泵峰值功率答案：D解析：泵只需补充泄漏，平均流量小，蓄能器提供峰值流量，降低泵装机功率。18.（计算）如图2，系统最高工作压力14MPa，最低允许压力10MPa，蓄能器总容积V₀=10L，充气压力p₀=8MPa（等温过程），求有效排油体积ΔV。答案：2.29L解析：ΔV=V₀·(p₀/p₁−p₀/p₂)=10×(8/10−8/14)=2.29L。19.（多选）下列关于回油背压回路的说法正确的是A.可提高执行元件运行平稳性 B.会增加系统功率损失 C.可防止多执行器互相干扰 D.会降低系统总效率答案：A、B、D解析：背压阀与多执行器干扰无直接关系。20.（简答）说明“闭式回路补油系统”中冲洗阀的作用及冲洗流量选取原则。答案：冲洗阀将热油从低压侧引出经冷却器回油箱，降低油液温度；冲洗流量取主泵额定流量的10%～15%，确保带走热量同时维持闭式回路油位。五、气压传动基础21.（单选）空气在标准状态下（0℃，101.3kPa）的密度约为A.1.00kg/m³ B.1.13kg/m³ C.1.29kg/m³ D.1.43kg/m³答案：C解析：ρ=pM/RT=101300×0.029÷(8.314×273)=1.29kg/m³。22.（单选）若空压机排气量换算到吸入状态为3m³/min，吸气绝对压力0.1MPa，温度20℃，排气绝对压力0.8MPa，则折合到自由状态的排气量（自由空气）为A.24m³/min B.21m³/min C.18m³/min D.15m³/min答案：A解析：Qf=Q·(p₂/p₁)·(T₁/T₂)=3×(0.8/0.1)×(293/293)=24m³/min。23.（填空）某气缸理论推力F=500N，工作压力0.5MPa，活塞杆直径12mm，则缸筒内径D=______mm。答案：40.7解析：F=p·A→A=F/p=500/(0.5×10⁶)=0.001m²；D=√(4A/π+d²)=√(4×0.001/π+0.012²)=0.0407m=40.7mm。24.（判断）在气动系统中，空气经过节流阀后温度必然下降，因为节流属于绝热膨胀过程。（ ）答案：×解析：节流为等焓过程，理想气体温度不变；实际气体微变，但非“必然下降”。25.（简答）解释“气动三联件”中油雾器对下游元件的润滑机理，并给出无油润滑替代方案。答案：油雾器将润滑油雾化并混入气流，在阀芯、缸壁形成油膜；无油方案：选用自润滑材料（如PTFE密封圈）、出厂预涂润滑脂、采用低摩擦涂层（如NiPPTFE）、使用无油空压机+干燥器+超精密过滤器。六、气动执行与控制26.（单选）双作用气缸采用“排气节流”调速时，与“进气节流”相比，其运动平稳性更好的根本原因是A.背压高，空气可压缩性影响小 B.进气压力恒定 C.速度受负载变化小 D.节流阀流量特性好答案：A解析：排气侧背压抑制活塞爬行，可压缩性被削弱。27.（单选）图3所示回路，采用双压阀（与门）控制单气控换向阀，则气缸前进条件为A.信号a且信号b B.信号a或信号b C.信号a非b D.信号b非a答案：A解析：双压阀需两路同时有压。28.（计算）单作用弹簧复位气缸，缸径50mm，行程200mm，弹簧最大反力200N，工作压力0.6MPa，求活塞杆最大理论推力及回程时间（忽略摩擦，弹簧刚度10N/mm，预压20mm，排气通过φ4mm节流孔，Cd=0.7，Δp=0.2MPa）。答案：推力=1178N；回程时间=0.18s解析：推力=p·A−F弹=0.6×10⁶×π/4×0.05²−200=1178N；回程排气流量Q=Cd·A·√(2Δp/ρ)=0.7×π/4×0.004²×√(2×0.2×10⁶/1.29)=0.0078m³/s；V=π/4×0.05²×0.2=0.00039m³；t=V/Q=0.05s，考虑弹簧力递增修正，经验系数3.5，t≈0.18s。29.（多选）下列关于气动伺服定位系统的描述正确的是A.需采用低摩擦气缸 B.需加装位移传感器 C.需采用比例压力阀 D.需采用PID控制答案：A、B、D解析：比例压力阀非必须，可用比例流量阀。30.（综合）设计一个“气动双手同步控制回路”，要求两操作者必须同时在0.5s内按下按钮，气缸才能前进，给出回路图并说明延时保护原理。答案：回路图：两按钮常闭阀分别接气容，气容输出接双压阀，双压阀输出经气控换向阀驱动气缸；气容容积选取使充气至双压阀切换压力需0.5s，若单按钮按下，气容无法建立足够压力，换向阀不动作，实现同步保护。七、系统设计与故障诊断31.（单选）某液压系统运行1h后油温升至70℃，经检测发现泵效率下降5%，溢流阀全流量溢流，下列措施中对降低油温最有效的是A.增大油箱容积 B.更换大流量冷却器 C.提高溢流阀设定压力 D.降低泵转速答案：B解析：直接增加散热功率。32.（单选）气动系统出现“气缸爬行”现象，最先应排查的元件是A.空压机 B.油雾器 C.调速阀 D.气缸密封圈答案：C解析：低速时节流阀流量压差特性非线性导致速度波动。33.（填空）某液压系统采用恒压变量泵，当负载敏感阀弹簧断裂后，泵出口压力将______。答案：升至补偿阀设定最高压力解析：弹簧断裂→LS压力为零→泵摆角最大→压力升至最高。34.（判断）在液压系统中，若回油过滤器堵塞，则泵吸油口必然出现真空现象。（ ）答案：×解析：回油堵塞导致缸/马达背压升高，与吸油口真空无必然联系。35.（综合）某注塑机液压系统出现“开模终点冲击”故障，列出故障树并给出三条可行改进措施。答案：故障树：①换向阀响应过快→流量突变；②缓冲回路失效→节流阀堵塞；③模具刚性撞击→机械限位缺失；④蓄能器压力过高→缓冲不足。改进：a)换向阀加装可调阻尼器，延长换向时间50ms；b)在缸盖增设可调缓冲柱塞，末端20mm缓冲长度；c)电控采用S曲线减速，终点前100mm降至10%速度；d)蓄能器充气压力降至系统压力85%，减少冲击能量。36.（计算）某液压电梯系统，轿厢质量1200kg，配重1500kg，柱塞直径120mm，要求下沉速度不超过0.3m/s，若管路破裂，需在2m行程内制动，计算管道破裂阀（破裂阀）所需最小液阻面积A。答案：4.52mm²解析：净力F=(1500−1200)×9.81=2943N；p=F/A=2943/(π/4×0.12²)=0.26MPa；Q=v·A=0.3×π/4×0.12²=0.00339m³/s；破裂阀压差Δp=0.26MPa，Q=Cd·A·√(2Δp/ρ)→A=Q/(Cd·√(2Δp/ρ))=0.00339/(0.7×√(2×0.26×10⁶/900))=4.52×10⁻⁶m²=4.52mm²。37.（简答）阐述“液压系统在线监测”中采用颗粒计数器ISO4406代码的含义，并给出典型注塑机液压系统目标清洁度等级。答案：ISO4406用三个数字表示每毫升油液中≥4μm、≥6μm、≥14μm的颗粒数，如18/16/13；注塑机伺服系统目标等级为16/14/11，高压柱塞泵要求优于15/13/10。38.（多选）下列关于气动系统节能措施正确的是