液压传动系统试题 - 图文

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2012年第一学期期末考试 液压传动系统考试试题

12．流量阀的节流口为什么通常要采用薄壁孔而不用细长小孔？ 一 二 三 四 总分 得 分

13.调速阀和旁通型调速阀（溢流节流阀）有何异同点？

审阅 得分

14．影响节流阀的流量稳定性的因素有哪些？ 一、单项选择题（本大题共10小题，共20分）

1．液压泵能够实现吸油压油是由于（ ）的变化。 A、动能 B、压力能 C、密封容积 D、流动方向

2．液压系统的工作压力取决于（ ）。

15什么是液压基本回路？常见的液压基本回路有几类？各起什么作用？ A、泵的额定压力 B、溢流阀的调定压力 C、负载 D、流量大小 3．（ ）系统效率较高。

A、节流调速 B、容积调速 C、容积—节流调速

4．液压油（ ）常常是液压系统发生故障的主要原因。

A、受到污染 B、温度过高 C、粘度过大 D粘度过小

5．为使三位四通阀在中位工作时能使液压缸闭锁应采用（ ）型阀。 审阅 A、Y型 B、O型 C、P型

得分 6．容积调速回路中（ ）调速方式为恒转矩调速。

A、变量泵-变量马达 B、变量泵-定量马达 C、定量泵-变量马达

三、分析题（本大题共5小题，共40分）

7．下列哪种容积调速回路输出是恒功率。（ ）

A、变量泵—定量马达 B、定量泵—定量马达 C、变量泵—变量马达 16．分析图3所示的液压系统，回答系列问题： （1）阀1、阀2和阀3组成什么回路？

8．顺序阀在系统中作卸荷阀使用时应选用（ ）型。 （2）本系统中阀1和阀2可用液压元件中哪一种阀来代替？

A、内控外泄式 B、 内控内泄式 C、外控内泄式 （3）系统正常工作时，为使柱塞能够平稳右移，在系统的工作压力p1、阀2的调整压力p2和阀9．在下面几种调速回路（ ）中的溢流阀是安全阀。

A、定量泵和调速阀的进油节流调速回路B、定量泵和旁通型调速阀的节流调速回路C、定量泵3的调整压力p3这三者的压力大小关系？请予以说明。 和节流阀的旁路节流调速回路

10.为保证负载变化时，节流阀的前后压力差不变，是通过节流阀的流量基本不变，往往将节流阀与（ ）串联组成调速阀，或将节流阀与（ ）并联组成旁通型调速阀。

A、减压阀 B、定差减压阀 C、溢流阀 D、差压式溢流阀

审阅 得分

图3 二、简答题（本大题共5小题，共25分） 11．为什么调速阀比节流阀的调速性能好?

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17．图4为一个压力分级调整回路，回路中有关的压力值已调整好，试问：

19．图5回路中，已知图示的有关参数，试回答如下问题：

（1）编制液压缸活塞“快速上升—慢速上升—快速下降—慢速下降—原位停止”的工作循环电磁铁动作表?

(2)实现上述各动作时进入液压缸的流量和最高工作压力。

（1）该回路能够实现多少个压力级？

（2）每个压力级的压力值是多少？是如何实现的？ 请分别回答并说明。

20．分析以下各回路中，溢流阀各起什么作用？

图4

18．试分别画出采用节流阀的节流调速回路中，进口节流调速和旁路节流调速的负载特性和调节特性？

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图5

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图6

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-6 22．如图8所示的定量泵—变量马达回路中，已知：定量泵1的排量Vp=13×10 m3/rad，转速np=157rad/s，机械效率ηpm=84%，容积效率ηpv=90%；变量马达3的最大排量Vm max=10×10 m3/rad，容积效率ηmv=90%，机械效率ηmm=90%；高压侧管路压力损失Δp=1.3MPa=常数，回路的最高工作压力p0=13.5MPa，溢流阀4的调定压力p =0.5MPa，变量马达驱动一个转矩T=34N-6 r ˙m的恒转矩负载。

试确定：（1）变量马达的最低转速和在该转速下液压马达的进出口压力差； （2）变量马达的最大转速和在该转速下液压马达的调节参数； （3）回路的最大输出功率和调速范围。

四、计算题（本大题共2小题，共15分）

21．在图7所示的系统中，液压泵的额定压力为2.5MPa，流量为10L/min，溢流阀的调定压力为1.8MPa，两液压缸活塞面积A1=A2=30cm2，负载F1=3kN，负载F2=4.5kN，不计各种损失和溢流阀调压偏差，试分析计算：

(1)液压泵启动后哪个液压缸先动作，为什么？速度分别是多少? (2)各液压缸的输出功率和液压泵的最大输出功率为多少？

图8

参考答案

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图7

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一、 单项选择题（本大题共10小题，共20分）

17.本回路用3个二位二通电磁阀串联，每一个阀都并联有一个溢流阀，各溢流阀是按几何级数来调定压力的，即每一个溢流阀的调定压力为前一级溢流阀的2倍。图示为系统卸荷状态。若电磁

1.C 2.C 3.B 4.A 5.B 6.B 7.B 8.C 9. A 10.BD

铁A切换，系统压力为2MPa，其余类推。共可得从0至3.5MPa，级差为0.5MPa的8级压力组

二、简答题（本大题共5小题，共25分）

合，见附表（“0”代表断电，“1”代表通电） 11.答： 所谓调速性能是指速度—流量特性和功率特性。用节流阀的调速回路，流量随负载而变化，换向阀动作 系统压力特性软，溢流和节流损失大；用调速阀时，流量不随负载变化，有效功率随负载增加线性上升，

A B C （MPa） 而节流损失则随之线性下降。

0 0 0 0 12.答： （1）薄壁小孔的流量特性好；

0 0 1 0.5 （2）薄壁小孔的流量公式中不含粘度参数，流量受温度的影响小；

0 1 0 1 （3）薄壁小孔不容易堵塞，可以获得最小开度，故可以获得比细长小孔更小的稳定流量。

0 1 1 1.5 13答：答：调速阀与旁通型调速阀都是压力补偿阀与节流阀复合而成，其压力补偿阀都能保证在

1 0 0 2 负载变化时节流阀前后压力差基本不变，使通过阀的流量不随负载的变化而变化。

1 0 1 2.5 用旁通型调速阀调速时，液压泵的供油压力随负载而变化的，负载小时供油压力也低，因此

1 1 0 3 功率损失较小；但是该阀通过的流量是液压泵的全部流量，故阀芯的尺寸要取得大一些；又由于

1 1 1 3.5 阀芯运动时的摩擦阻力较大，因此它的弹簧一般比调速阀中减压阀的弹簧刚度要大。这使得它的

18. 进油节流调速负载特性 进油节流调速调节特性 节流阀前后的压力差值不如调速阀稳定，所以流量稳定性不如调速阀。旁通型调速阀适用于对速

度稳定性要求稍低一些、而功率较大的节流调速回路中。液压系统中使用调速阀调速时，系统的工作压力由溢流阀根据系统工作压力而调定，基本保持恒定，即使负载较小时，液压泵也按此压力工作，因此功率损失较大；但该阀的减压阀所调定的压力差值波动较小，流量稳定性好，因此适用于对速度稳定性要求较高，而功率又不太大的节流调速回路中。 旁通型调速阀只能安装在执行元件的进油路上，而调速阀还可以安装在执行元件的回油路、旁油路上。这是因为旁通型调速阀中差压式溢流阀的弹簧是弱弹簧，安装在回油路或旁油路时，其中的节流阀进口压力建立不起来，节流阀也就起不到调节流量的作用。

14. 答：1) 节流阀前后压力差的影响。压力差变化越大，流量q的变化也越大。 15. 2）指数m的影响。m与节流阀口的形状有关，m值大，则对流量的影响也大。节流阀口为细

长孔（m=1）时比节流口为薄壁孔（m=0.5）时对流量的影响大。

旁路节流调速负载特性 旁路节流调速调节特性 3) 节流口堵塞的影响。节流阀在小开度时，由于油液中的杂质和氧化后析出的胶质、沥青等

以及极化分子，容易产生部分堵塞，这样就改变了原来调节好的节流口通流面积，使流量发生变化。一般节流通道越短，通流面积越大，就越不容易堵塞。为了减小节流口堵塞的可能性，节流口应采用薄壁的形式。

4) 油温的影响。油温升高，油的粘度减小，因此使流量加大。油温对细长孔影响较大，而对薄壁孔的影响较小。

15. 答：由某些液压元件组成、用来完成特定功能的典型回路，称为液压基本回路。常见的液压基本回路有三大类： 1）方向控制回路，它在液压系统中的作用是控制执行元件的启动、停止或改变运动方向。2）压力控制回路，它的作用利用压力控制阀来实现系统的压力控制，用来实现稳压、减压，增压和多级调压等控制，满足执行元件在力或转矩上的要求。3）速度控制回路，它是液压

系统的重要组成部分，用来控制执行元件的运动速度。

三、分析题（本大题共5小题，共40分）

19. (1) 16.（1）旁路节流调速；（2）可用调速阀代替；（3）p3最大，p2较小，p1由负载决定，负载大p1

1Y 2Y 大，负载小p1小，但不会超过p3，可以小于p2。因为阀3在在系统中起安全阀的作用，调整压

快速上升 + + 力较高。系统压力p1由外负载决定。

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慢速上升 + - 快速下降 - + 慢速下降 - - 原位停止 - - (2) 快速上升和快速下降进入液压缸的流量均为25L/min，最高工作压力均为2MPa； 慢速上升和慢速下降进入液压缸的流量均为4L/min，最高工作压力均为5MPa。 20.a)溢流稳压 b)作背压阀; c)作安全阀 d) 作安全阀 e)溢流稳压 （f）卸荷

四、计算题（本大题共2小题，共15分） 21.（1）液压缸1的压力为

P1=F1/A1=3KN/30cm2=1MPa 液压缸2的压力为

P2=F2/A2=4.5KN/30cm2=1.5MPa

P1、P2均小于溢流阀压力和泵的额定压力，故溢流阀始终处于关闭状态。

所以液压缸1和液压缸2的活塞杆均能伸出，而且活塞杆1先伸出，当活塞杆1完全伸出后，活塞杆2才开始伸出；因为活塞杆1的外负载较小。 由于是定量泵流量是恒定的，所以

V1=V2=q/A=10L/min/30cm2=0.056m/s （2）液压缸1的输出功率为

N1=P1×q=1 MPa×10L/min=166.67w 液压缸2的输出功率为

N2=P2×q=1.5MPa×10L/min=250w 液压泵的最大输出功率为

N=Pmax×q=1.8MPa×10L/min=300w 22.(1)变量马达的最低转速

nm min= Vp˙np˙ηpv˙ηmv / Vm max

=13-6 ×10 ×157×0.9×0.9/ 10-6 ×10 rad/s =165.3rad/s=1580r/min 在给定条件下液压马达进出口压力差

Δpm=T/(Vm max˙ηmm)=34/(10-6 ×10 ×0.84)Pa=4.05MPa (2)液压马达的进口最大压力

P m max= p0- p0=(13.5-1.3)MPa=12.2MPa 液压马达进出口最大压力差

ΔP m max= P m max-p =(12.2-0.5)MPa=11.7 MPa

由于是恒转矩负载，故有如下关系r

Vm max˙Δpm˙ηmm=Vm min˙ΔP m max˙ηmm=T 即在给定条件下，液压马达最小排量

Vm min=Δpm˙Vm max/ΔP m max=4.05-6 ×10 ×10-6 ×10 /11.7-6 ×10 m3/rad =3.46×10 m-6 3/rad

液压马达最大转速

nm max=Vm max˙nm min/ Vm min=10-6 ×10 ×165.3/3.46-6 ×10 rad/s 液压传动系统 =477.7 rad/s=4564 r/min

则此时液压马达的调节参数为 Xm=Vm min/Vm max=3.46×-6 10 /10×-6 10 =0.346 (3)回路的最大输出功率

Pm max=T˙nm max=(34×477.7)w=16.24Kw 调速范围

D= nm max/nm min=477.7/165=2.895

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