(2025年)液压与气压传动期末考试题及答案

(2025年)液压与气压传动期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某液压系统中，液压油在40℃时的运动粘度为46mm²/s，100℃时为11mm²/s，其粘度指数（VI）约为（）。A.95B.105C.115D.125答案：B2.以下液压元件中，属于执行元件的是（）。A.叶片泵B.液压缸C.溢流阀D.过滤器答案：B3.轴向柱塞泵通过改变（）来调节排量。A.斜盘倾角B.定子偏心距C.配流盘角度D.叶片长度答案：A4.三位四通电磁换向阀的中位机能为“O”型时，其油口连接方式为（）。A.P、T通，A、B闭B.P闭，A、B、T通C.P、A、B、T全闭D.P、A通，B、T通答案：C5.与减压阀相比，溢流阀的主要区别在于（）。A.溢流阀进口压力恒定，减压阀出口压力恒定B.溢流阀用于降压，减压阀用于稳压C.溢流阀串联在油路中，减压阀并联在油路中D.溢流阀正常工作时阀口全开，减压阀阀口常闭答案：A6.气压传动系统中，气动三联件的正确安装顺序是（）。A.减压阀→过滤器→油雾器B.过滤器→减压阀→油雾器C.油雾器→减压阀→过滤器D.过滤器→油雾器→减压阀答案：B7.某液压缸内径D=100mm，活塞杆直径d=60mm，输入流量q=40L/min，无杆腔进油时的活塞运动速度为（）m/s（π取3.14）。A.0.085B.0.106C.0.133D.0.170答案：B8.液压系统中，背压阀的主要作用是（）。A.提高系统压力B.防止油液倒流C.增加回油阻力，提高执行元件运动平稳性D.调节流量答案：C9.气动系统中，消声器的主要作用是（）。A.降低排气噪声B.过滤压缩空气中的杂质C.调节气体压力D.储存压缩空气答案：A10.以下关于容积调速回路的描述，错误的是（）。A.变量泵-定量马达回路的调速范围较大B.定量泵-变量马达回路的低速稳定性较差C.变量泵-变量马达回路可实现宽范围调速D.容积调速回路效率低于节流调速回路答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1.液压传动的工作原理是基于__________定律，其传递的是__________和__________。答案：帕斯卡；压力能；运动2.液压泵的主要性能参数包括__________、__________、__________和总效率。答案：排量；理论流量；额定压力3.液压缸的缓冲装置是为了防止__________时产生的__________和噪声。答案：活塞到达行程终点；冲击4.气压传动中，压缩空气的干燥处理通常采用__________和__________两种方式。答案：冷冻干燥；吸附干燥5.调速阀由__________和__________串联组成，其核心作用是保证__________稳定。答案：定差减压阀；节流阀；流量6.液压系统的污染控制主要通过__________、__________和定期更换油液实现。答案：过滤；密封7.气动马达与液压马达相比，其特点是__________、__________，但输出功率较小。答案：动作迅速；维护简单8.三位换向阀的“M”型中位机能可使液压泵__________，液压缸__________。答案：卸荷；锁紧三、简答题（每题6分，共30分）1.简述液压油的主要性能要求，并说明粘度选择的基本原则。答案：液压油的主要性能要求包括：适宜的粘度和良好的粘温特性；良好的润滑性和抗磨性；抗氧化性和热稳定性；抗乳化性和抗泡沫性；对金属和密封材料的相容性。粘度选择的基本原则：高温、高压、低速工况选高粘度油；低温、低压、高速工况选低粘度油；需兼顾泵的类型（如叶片泵对粘度要求较严格）。2.比较齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的优缺点及应用场合。答案：齿轮泵：结构简单、成本低、自吸性好，但流量脉动大、噪声高，适用于低压系统（如工程机械辅助油路）。叶片泵：流量均匀、噪声低、压力中等，但对油液污染敏感，适用于中压系统（如机床液压系统）。柱塞泵：压力高、效率高、流量可调，但结构复杂、成本高，适用于高压、大流量或需变量的系统（如注塑机、矿山机械）。3.说明溢流阀在液压系统中的三种典型应用。答案：（1）溢流稳压：在定量泵节流调速回路中，溢流阀保持系统压力恒定；（2）安全保护：作为安全阀，系统过载时溢流，防止超压；（3）远程调压：通过遥控口连接远程调压阀，实现系统压力的远程调节；（4）卸荷作用：配合电磁换向阀，使泵在中位时通过溢流阀卸荷（任选三种）。4.气动系统中为什么需要设置后冷却器？简述其工作原理。答案：压缩空气在空压机中被压缩时温度升高，含湿量增大（温度越高，空气饱和含水量越大）。后冷却器的作用是将压缩空气冷却至40~50℃，使其中的水蒸气和油蒸气凝结为液体，便于后续分离器和干燥器去除水分和油分。工作原理：通过水冷或风冷降低压缩空气温度，利用热交换原理实现降温。5.分析节流调速回路中，采用调速阀代替节流阀的必要性。答案：节流阀的流量受负载变化影响（负载变化导致节流口前后压差变化，流量q=KΔp^m），当m=0.5时，Δp变化会引起流量波动，导致执行元件速度不稳定。调速阀通过定差减压阀保持节流阀前后压差Δp恒定（Δp=弹簧力/阀面积），从而使流量仅与节流口面积有关，不受负载影响，提高了速度稳定性，因此在对速度稳定性要求较高的场合需用调速阀。四、分析计算题（每题10分，共20分）1.某轴向柱塞泵的排量V=100mL/r，额定转速n=1500r/min，容积效率ηv=0.92，总效率η=0.85。求：（1）泵的理论流量q_t；（2）泵的实际输出流量q；（3）驱动泵所需的输入功率P_i（系统工作压力p=20MPa）。解：（1）理论流量q_t=V×n=100mL/r×1500r/min=150000mL/min=150L/min=2.5×10⁻³m³/s；（2）实际流量q=q_t×ηv=150L/min×0.92=138L/min；（3）输出功率P_o=p×q/60=20MPa×138L/min/60=20×10⁶Pa×(138×10⁻³m³/min)/60=20×10⁶×(138×10⁻³)/60/60≈7.67kW；输入功率P_i=P_o/η=7.67kW/0.85≈9.02kW。答案：（1）150L/min；（2）138L/min；（3）约9.02kW。2.如图所示（注：此处假设系统为双作用液压缸驱动的机床进给系统，包含变量泵、换向阀、调速阀、溢流阀），液压缸无杆腔面积A1=100cm²，有杆腔面积A2=60cm²，负载F=30kN（工进时），快进时负载可忽略，系统最大工作压力由溢流阀调定为5MPa。快进时泵输出流量q1=40L/min，工进时泵流量自动减小，调速阀调定流量q2=2L/min。求：（1）工进时液压缸的工作压力p1；（2）快进时活塞的运动速度v1；（3）工进时活塞的运动速度v2。解：（1）工进时，液压缸无杆腔压力p1=F/A1=30×10³N/(100×10⁻⁴m²)=3×10⁶Pa=3MPa（小于溢流阀调定压力5MPa，系统压力由负载决定）；（2）快进时无杆腔进油，速度v1=q1/A1=40×10³cm³/min/(100cm²)=400cm/min=0.0667m/s；（3）工进时流量由调速阀决定，v2=q2/A1=2×10³cm³/min/100cm²=20cm/min=0.00333m/s。答案：（1）3MPa；（2）约0.0667m/s；（3）约0.00333m/s。五、综合应用题（20分）设计一个液压系统，要求实现“快进→工进→快退→停止”的动作循环（液压缸水平安装），并满足以下要求：（1）快进和快退速度相等；（2）工进速度可调且稳定；（3）系统压力不超过6MPa；（4）停止时液压缸锁紧。需画出液压系统原理图（可用图形符号），并说明各元件的作用及动作顺序。答案：系统原理图（简述）：包含变量泵（或定量泵+溢流阀）、三位四通电磁换向阀（中位机能H型或Y型）、调速阀、单向阀、液压缸、溢流阀、油箱等。元件作用：-变量泵：提供动力，快进时输出大流量，工进时自动减小流量；-三位四通换向阀（电磁铁1YA、2YA控制）：控制油液流向，实现液压缸换向；-调速阀：串联在工进油路中，调节工进速度并保持稳定；-单向阀：与调速阀并联，快进时油液经单向阀bypass调速阀，减少压力损失；-溢流阀：设定系统最大压力（6MPa），起安全保护作用；-液压缸：执行元件，实现直线运动。动作顺序：1.快进（1YA+，2YA-）：泵输出大流量→换向阀左位→油经单向阀→无杆腔（A腔），有杆腔（B腔）油→换向阀→油箱。因无杆腔面积A1>有杆腔面积A2，活塞快速向右运动（v快进=q泵/A1）。2.工进（1YA+，2YA-，泵流量减小）：泵流量降至调速阀设定值→油经调速阀→无杆腔，有杆腔油回油箱。调速阀保证流量稳定，活塞低速向右运动（v工进=q调速阀/A1）。3.快退（1YA-，2YA+）：泵输出大流