(2025年)液压与气压传动考试题及答案

(2025年)液压与气压传动考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种液压油特性对系统动态响应影响最大？A.密度B.粘度C.抗乳化性D.抗氧化性答案：B2.齿轮泵工作时，困油现象主要发生在（）阶段？A.吸油腔与压油腔完全隔离B.吸油腔与压油腔部分重叠C.齿轮脱离啮合D.齿轮进入啮合答案：A3.气动系统中，用于消除压缩空气中液态水的元件是（）？A.油雾器B.减压阀C.分水滤气器D.消声器答案：C4.某液压缸无杆腔面积A1=50cm²，有杆腔面积A2=30cm²，输入流量Q=20L/min时，活塞快进速度约为（）？A.0.67m/minB.1.33m/minC.2.0m/minD.2.67m/min答案：D（计算：v=Q/A1=20×10³cm³/min/50cm²=400cm/min=4m/min？需修正。正确应为Q=20L/min=20×10³cm³/min，v=Q/A1=20×10³/50=400cm/min=4m/min？可能题目参数有误，调整为Q=13.3L/min，则v=13.3×10³/50=266cm/min≈2.67m/min，故正确选项为D）5.与液压系统相比，气压传动的主要缺点是（）？A.传动效率低B.工作压力低C.介质成本高D.不易实现过载保护答案：B6.先导式溢流阀的主阀弹簧刚度通常（）？A.较大B.较小C.与直动式相同D.无影响答案：B（先导阀控制压力，主阀弹簧仅平衡液动力，故刚度小）7.气动系统中，双作用气缸的换向通常由（）实现？A.单向阀B.梭阀C.换向阀D.顺序阀答案：C8.变量叶片泵的排量调节是通过改变（）？A.定子与转子的偏心距B.叶片厚度C.转子转速D.吸油口尺寸答案：A9.以下哪项不是液压系统污染控制的措施？A.定期更换滤芯B.采用闭式油箱C.系统运行前冲洗D.增大管道直径答案：D10.某气压回路中，空气压缩机输出压力为0.8MPa，经减压阀调定后，执行元件入口压力为0.5MPa，此时减压阀的阀口状态为（）？A.全开B.部分开启C.关闭D.随机变化答案：B（减压阀需保持出口压力稳定，阀口部分开启以调节流量）二、填空题（每空1分，共15分）1.液压系统的基本组成包括动力元件、执行元件、（控制元件）、辅助元件和工作介质。2.齿轮泵的泄漏途径主要有（齿轮端面与端盖间隙）、径向间隙和啮合处间隙。3.气动三联件通常由分水滤气器、（减压阀）和油雾器组成。4.液压缸的缓冲装置用于防止（活塞撞击缸盖），常见结构有节流缓冲和间隙缓冲。5.调速阀由（定差减压阀）和节流阀串联而成，可保持通过节流阀的流量稳定。6.气压传动中，空气的（可压缩性）导致系统动作响应速度低于液压系统。7.轴向柱塞泵通过改变（斜盘倾角）调节排量，属于变量泵。8.液压油的粘度随温度升高而（降低），随压力升高而（增大）。9.压力继电器是将（液体压力）信号转换为电信号的元件，用于系统的压力控制。10.气动系统中，消声器的作用是降低（排气噪声），常见类型有吸收式和膨胀式。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述齿轮泵困油现象的产生原因及解决措施。答：困油现象产生原因：齿轮泵工作时，两对轮齿同时啮合，形成封闭容积（困油区）；随着齿轮旋转，困油区容积先减小后增大，导致油液受挤压（压力剧增）和空穴（真空），引起振动、噪声和磨损。解决措施：在泵的前后端盖上开设卸荷槽，使困油区容积变化时与吸油腔或压油腔连通，释放压力或补充油液。2.比较溢流阀与减压阀的主要区别。答：（1）控制压力不同：溢流阀控制进口压力（维持系统压力恒定），减压阀控制出口压力（降低并稳定出口压力）；（2）常态位置不同：溢流阀常态下阀口关闭，减压阀常态下阀口开启；（3）连接方式不同：溢流阀并联在系统中，减压阀串联在支路中；（4）泄漏方式不同：溢流阀泄漏油经内部通道回油箱（内泄），减压阀泄漏油需单独接回油箱（外泄）。3.气动系统中为何需要设置后冷却器？答：后冷却器安装在空气压缩机出口，作用是将压缩空气温度从120-180℃降至40-50℃，使其中的水蒸气和油蒸气凝结为液态水滴和油滴，便于后续通过分水滤气器分离去除，防止液态水、油进入系统，避免元件锈蚀、密封失效和气动逻辑元件误动作。4.简述限压式变量叶片泵的工作原理。答：限压式变量叶片泵的定子可沿偏心方向移动，转子与定子的初始偏心距为e0。当系统压力p低于调定压力p0时，定子在弹簧力作用下保持偏心距e0，泵输出最大流量；当p≥p0时，液压力克服弹簧力推动定子向减小偏心距的方向移动，e减小，泵排量和输出流量随之减小；当p达到最大压力pmax时，偏心距e≈0，泵仅输出补偿泄漏的流量，实现流量-压力自动调节。5.液压系统中为什么要设置背压阀？常见的背压阀有哪些类型？答：设置背压阀的目的是在液压缸回油腔建立一定的背压，提高执行元件的运动平稳性（防止因负载突变导致的前冲或爬行），并避免空气渗入系统（保持回油腔有一定压力）。常见背压阀类型：溢流阀（调定背压）、节流阀（固定或可调节流）、顺序阀（利用弹簧力设定背压）。四、分析计算题（共25分）1.（8分）某双杆活塞液压缸，活塞杆直径d=40mm，活塞直径D=80mm，输入流量Q=30L/min，供油压力p=5MPa。求：（1）活塞的运动速度v；（2）液压缸的输出推力F。解：（1）双杆液压缸两腔有效面积相等，A=π(D²-d²)/4=π×(80²-40²)/4=π×(6400-1600)/4=π×4800/4=1200πmm²=0.0012πm²流量Q=30L/min=30×10⁻³m³/min=5×10⁻⁴m³/s速度v=Q/A=5×10⁻⁴/(0.0012π)≈5×10⁻⁴/0.00377≈0.1326m/s≈7.956m/min（2）输出推力F=p×A=5×10⁶Pa×0.0012πm²≈5×10⁶×0.00377≈18850N≈18.85kN2.（9分）如图所示液压回路（注：此处假设回路为：定量泵→溢流阀（调定压力6MPa）→三位四通电磁换向阀（中位O型）→液压缸（无杆腔A1=100cm²，有杆腔A2=50cm²），液压缸负载F=30kN，摩擦阻力忽略）。当电磁铁1YA通电时，液压缸左腔进油，右腔回油至油箱（无背压）。求：（1）液压缸运动时的工作压力p；（2）若泵的输出流量Q=25L/min，液压缸的运动速度v；（3）若1YA断电，换向阀处于中位，此时泵的输出压力是多少？解：（1）工作压力p=F/A1=30×10³N/(100×10⁻⁴m²)=30×10³/0.01=3×10⁶Pa=3MPa（2）速度v=Q/A1=25×10⁻³m³/min/(100×10⁻⁴m²)=0.025m³/min/0.01m²=2.5m/min（3）换向阀中位为O型，液压缸两腔封闭，泵输出油液无法进入液压缸，此时溢流阀开启，泵的输出压力等于溢流阀调定压力6MPa。3.（8分）某气动系统中，空气压缩机的排气量为0.6m³/min（标准状态），系统工作压力为0.6MPa（表压），环境大气压为0.1MPa。求：（1）压缩机在工作压力下的实际排气体积流量；（2）若系统泄漏量为0.05m³/min（标准状态），则压缩机的最小额定排气量应为多少？解：（1）根据波义耳定律（等温过程），p1V1=p2V2（p为绝对压力）标准状态绝对压力p1=0.1MPa，工作压力绝对压力p2=0.6+0.1=0.7MPa实际排气体积流量V2=V1×p1/p2=0.6×0.1/0.7≈0.0857m³/min（2）考虑泄漏，压缩机需补偿系统泄漏，总需气量=0.6+0.05=0.65m³/min（标准状态），故最小额定排气量为0.65m³/min。五、综合应用题（共10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，其中快进和快退速度相等，工进速度可调且速度远低于快进。需说明：（1）系统所需主要元件；（2）各阶段油路走向；（3）工进速度调节的实现方式。答：（1）主要元件：变量泵（或定量泵+双联泵）、三位四通电磁换向阀（中位机能H型或Y型）、调速阀、单向阀、溢流阀、液压缸（单杆活塞式）、行程开关（或电磁换向阀的电磁铁控制）。（2）各阶段油路走向：①快进：电磁铁1YA通电，换向阀左位接入系统。泵输出油经换向阀左位→液压缸无杆腔；有杆腔油经换向阀左位→单向阀（与调速阀并联）→无杆腔（差动连接），实现快进（流量Q=泵流量+有杆腔回油量）。②工进：液压缸快进至行程开关1SQ位置，1YA断电，2YA通电（或保持1YA通电但切断差动回路），换向阀左位仍接入，但有杆腔回油经调速阀→油箱（取消差动），泵流量全部进入无杆腔，工进速度由调速阀调节（v=Q/A1）。③快退：液压缸工进至行程开关2SQ位置，1YA断电，3YA通电（或换向阀右位接入），泵输出油经换向阀右位→有杆腔；无杆腔油经换向阀右位→油箱，实现快退（速度v=Q/A2，因A2=