液压传动与控制(答案)

一、名词解释。（每题4分，共20分）

1、空穴现象：在流动的液体中，因流速变化引起压降而使气泡产生的现象。

2、局部压力损失：流体流经阀口、弯管及突然变化的截面时，产生的能量损失。

3、流量：单位时间内流过通流截面的液体的体积。

4、密度：液体单位体积内的质量。

5、层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线形或层状，且平行于管道轴线。

6、紊流：流体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动。

7、雷诺数：液体在圆管中的流动状态不仅与管内平均流速v有关，还与管径d及液体的粘度有关。无论管径、液体平均流速和液体运动粘度如何变化，液体状态可用一个无量纲组合数来判断。

8、运动粘度：动力粘度与液体密度之比。

9、液压冲击：由于液流和运动部件的惯性在系统内会产生很大的瞬时压力峰值。

10、泵的排量：泵每转一转，由其密封油腔几何尺寸变化所算得输出液体的体积，亦即在无泄漏的情况下每转一转所输出液体的体积。

11、泵的输出功率：把输入的转矩和转速变成输出液体的压力和流量。

12、额定压力：泵在正常工作条件下，按实验标准规定的连续运动的最高压力。

13、静压传递原理：在密封容器内施加于静止液体任一点的压力将以等值传到液体各点。

14、基本回路：由一定的液压元件所构成的用来完成特定功能的典型回路。

15、额定流量：在正常工作条件下，按实验标准规定必须保证的流量。

16、压力控制阀：用来控制油液压力或利用油液压力来控制油路通断的阀。

17、液体的可压缩性：液体受压力作用而体积缩小的性质。

18、粘温特性：液体粘度随温度变化的性质。

19、理想液体：一种假想的无粘性、不可压缩的液体。

20、恒定流量：液体流动时，液体中任意点处的压力、流速和密度都不随时间变化。

21、沿程压力损失：液体在等直径管中流动时因粘性摩擦而产生的损失。

22、速度控制回路：调节和变换执行元件运动速度的回路。

23、容积效率：液压马达的实际流量与理论流量的比值。

24、工作压力：泵（马达）实际工作时的压力。

25、溢流阀：控制系统中的压力基本恒定，实现稳压、调压和限压的元件。

26、顺序阀：利用油液压力作为控制信号控制油路通断。

27、增压回路：提高系统中某一支路的工作压力，以满足局部工作机构的需要的回路。

28、液压传动：利用液体压力能来传递动力的一种传动形式。

29、执行装置：将油液的液压能转换成驱动负载运动的机械能的装置。

30、动力粘度：液体在单位速度梯度下流动时，液层间单位面积上产生的内摩擦力。

二、问答题（每题10分，共60分）

1、液压系统由哪些部分组成？各部分的功用是什么？

答：（1）动力装置：向液压系统提供压力油。

（2）执行装置：将油液的液压能转换为驱动负载运动的机械能。

（3）控制调节装置：对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制和调节。

（4）辅助装置：对保证液压系统正常工作起着重要的作用。

2、什么是换向阀的“位”与“通”？并举两个例子说明？

答：（1） 换向阀的“位”为了改变液流方向，阀芯相对于阀体拥有不同的工作位置，

这个工作位置就叫“位”，并用方格表示；

2、 换向阀”的通“当阀芯相对于阀体运动时，可改变各油口之间的连通情况，从而改变了液流的流动方向。通常把换向阀与液压系统油路相连的油口数（主油

口）叫做”通“

3、 如：三位四通 ；两位两通

3、什么是差动油缸？

答：差动液压缸的定义：液压缸两腔用油管连通，并向两腔同时通入高压油，但由于两腔的有效面积不等，因此产生的作用力不等，无杆腔的牵引力大雨有杆腔的牵引力，推动活塞向右运动，从右腔排出的油液又进入了液压缸的左腔，于是左腔的流量增加，加快了向右运动的速度。这种联结方式称为差动联结，用差动联结的单出杆活塞缸叫做差动液压缸。

4、试写出液压系统中标出数字的各元件的名称。

答：1=油箱；2=过滤器；3=单作用定量泵；4=节流阀；5=双电控二位四通换向阀； 6=双作用单出杆液压缸；7=溢流阀；

5、外啮合齿轮泵在结构上存在的主要问题是什么？

答：答：（1）、困油现象：齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于1，于是总有两对轮齿同时啮合，这样就在两对啮合的轮齿间产生一个闭死容积，称为困油区；随着轮齿的转动，困油区的大小发生变化时无处排油和补油，就会出现压力急剧升高和局部真空现象；这就称为困油现象。严重时能使泵产生强烈的振动和噪音。

（2）、径向不平衡：齿轮泵工作时，在压油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力，压油腔的压力大于吸油腔的压力，所以作用在齿轮外员上的压力是不均匀的，液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，严重时会造成齿顶与泵体接触产生磨损。

（3）、泄漏：此泵高压油腔向低压油腔泄漏是通过齿轮啮合处间隙、泵体内表面与齿顶间的径向间隙、齿轮两端面与两侧端盖间的轴向间隙等三个途径；所以此泵的容积效率低、输出压力也不容易提高。

6、单作用叶片泵为什么是变量油泵？

答：单作用叶片油泵所以能作为变量泵使用，是由于它的结构原因，转子与定子偏心安装，通过改变偏心距e就可改变泵的流量。流量公式：q4Rebnv103若增大偏心距e，则流量q增大；若减少偏心距e，则流量也随着减少；若偏心距e=0，即定子中心与转子中心重合，则流量为零。

7、简述外啮合齿轮泵的工作原理。

答：外啮合齿轮泵工作原理：两啮合齿轮将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，当原动机通过长轴（传动轴）带动主动齿轮、从动齿轮旋转时，因啮合点的啮合半径小于齿轮圆半径，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。吸油腔所吸入的油液随着齿轮的旋转被齿穴空间转移到压油腔，齿

轮连续旋转，泵连续不断吸油和压油。

8、简述双作用叶片泵的工作原理。

双作用叶片泵的工作原理：由定子和内环、转子的外圆和左、右配流盘组成的密闭容积被叶片分割为四部分。当传动轴带动转子旋转时，位于转子叶片槽内的叶片在离心力的作用下向外甩出，紧贴定子内表面随转子旋转。定子的内环由两段大半径圆弧（圆心角为1）、两段小半径圆弧（圆心角为2）和四段过度曲线（范围角为）组成。因为存在半径差，因此随着转子顺时针方向旋转，分割的两部分密闭容积减小；另外的两部分密闭容积增大。容积减小时受挤压的油液经配流盘上的压油窗口排出，容积增大时形成真空，油箱的油液在大气作用下经配流盘的吸油窗口吸油。

9、按结构形式分液压泵的种类。

答：按液压泵的结构型式不同分类

外啮合式齿轮泵内啮合式单作用式叶片泵 液压泵旋转式液压泵双作用式 柱塞泵轴向式径向式螺杆泵往复式液压泵

10、简述液控单向阀的作用。

a保持压力；b用于液压缸的支承；c实现液压缸的锁紧状态；d为充油阀使用。 11、

流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表达形式（1分）

1V1A12V2A2（1分）

即液体在密闭管道内作恒定流动时，设液体不可压缩，则单位时间内流过任意截面的质量相等；（1分）

伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的表达形式（1分）

2P11v12P22v2Z1Z2hw（2分） g2gg2g

（实际液体因为有粘性，所以流动时除三种能量之间相互转换外，还有能量损失）（1分） 动量方程是动量定理在流体力学中的具体应用（1分）

F(mu)（1分） t

作用在物体上的力的大小等于物体在力的作用方向上的动量的变化率）（1分）

12、用什麽判断液体的流动状态？雷诺数有什麽物理意义？

答：⑴对液体流动状态的判断 液体的流动状态为层流或紊流，通过雷诺数R e来判断。液体在圆管中流动时的雷诺数Re用数字式表示为：

Revd



式中 d—管道直径

v—液体流动速度

—液体的运动粘度

液体流动的状态，由层流转为紊流的条件由临界雷诺数决定。当雷诺数

雷诺数Rec时为层流；大于Rec时为紊流。（5分）

⑵雷诺数的物理意义 由雷诺数Re数字表达式可知，惯性力与粘性力的无因次比值是雷诺数；而影响液体流动的力主要是惯性力和粘性力。所以，雷诺数大就说明惯性力起主导作用，这样的液体呈紊流状态；若雷诺数小就说明粘性力起主导作用，这样的液流呈层流状态。Re小于临界（5分）

三、计算及看图填空题。

1、 如图所示，无杆腔有效面积A=40╳10-4m2，有杆腔有效面积A=20╳10-4m2，输入12

油液流量Q=0.42╳10-3m3/s，压力p=105Pa，试求：（1）活塞能克服多大的工作阻力？（2）活塞运动速度是多少？ Fp1A110540104400N

答：Q0.42103

v0.42m/s4A14010

2、 双活塞杆液压缸的活塞直径D=0.18m，活塞杆直径d=0.04m。当进入液压缸的

流量q=4.16╳10-4m3/s,问活塞往复运动的速度各为多少？ 4q44.16104

答：v0.017m/s (D2d2)(0.1820.042)

3、 液压缸如图2所示，无杆腔有效面积A1=40×10-4m2，有杆腔有效面积A2=20×10-4m2，输

－３35入油液流量Q=0.42×10m/S,压力p=10Pa，试求：

(1)活塞能克服多大的工作阻力?(５分)

(2)活塞运动速度是多少?(５分

)

（1）Fp1(A1A2)105(4020)104200N；（5分）

Q0.42103（2）v0.21（5分） A1A2(4020)104

4、看图填空。

如图所示，缸A、B的活塞要按1——2——3——4顺序动作，动作前活塞均在右端，

1效面积均为A2，若由a腔输入流量为Q，问活塞1、2的运动速度v1、v2各为多少？

答：a缸有杆腔流出的流量等于b缸无杆腔流入的流量

v1Q； A1

v2Q2,Q2v1A2, A1

A2A Q2

2A1A1所以v2v1

的物体。大活塞直径2mm，上面放着重2400牛顿的物体，忽略损失，计算并回答：

（1） 计算两密封腔内的压力p1、p2各为多少？

（2） 抽掉隔板要使系统平衡，应在小活塞上另外放置一个多重的物体？

8、看图填空。如图所示液压系统实现“快进——工进——快退——停止”工作

的流量是4.17╳10-4m3/s,求图示两种情况下活塞运动速度。

答：Q4.17104va0.0834m/sAt0.005

vbQ4.1710At0.0014 0.417m/s

10、看图填空。如图所示液压系统能实现“快进——工进——快退——原位停止”的工作循环及使液压泵卸荷。要求在表中填写电磁铁动作顺序。（通为“+”断11、在下图中，已知A1=20cm2,A2=10cm2,F=5KN,qp=16L/min,py=5Mpa,

若不计管路损失，问电磁铁断电，p1=?,p2=?,v=?电磁铁通电p1=?,p2=?,v=?,溢流

阀的溢流量△q为多少？

1、解：⑴电磁铁断电时，由于回油路直接与油箱相通，所以P2=0

5103F5 P1==P=2510Pa=2.5MPa a4A12010

16103

V==cm/min=8m/min 20A1

⑵电磁铁通电时 qp

p1=py=5MPa

p1A1=p2A2+ F

p1A1F50105201045103

p2==Pa=50105Pa=5MPa 4A21010

qT0.5103

v==cm/min=50cm/min 10A2

qqpq1qpvA116L/min502010L/min15L/min 3

12、看图填空。如图所示液压系统能实现“快进——工进——快退——原位停止”的工作循环及使液压泵卸荷。要求在表中填写电磁铁动作顺序。（通为“+”断

一、名词解释。（每题4分，共20分）

1、空穴现象：在流动的液体中，因流速变化引起压降而使气泡产生的现象。

2、局部压力损失：流体流经阀口、弯管及突然变化的截面时，产生的能量损失。

3、流量：单位时间内流过通流截面的液体的体积。

4、密度：液体单位体积内的质量。

5、层流：液体质点互不干扰，液体的流动呈线形或层状，且平行于管道轴线。

6、紊流：流体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动。

7、雷诺数：液体在圆管中的流动状态不仅与管内平均流速v有关，还与管径d及液体的粘度有关。无论管径、液体平均流速和液体运动粘度如何变化，液体状态可用一个无量纲组合数来判断。

8、运动粘度：动力粘度与液体密度之比。

9、液压冲击：由于液流和运动部件的惯性在系统内会产生很大的瞬时压力峰值。

10、泵的排量：泵每转一转，由其密封油腔几何尺寸变化所算得输出液体的体积，亦即在无泄漏的情况下每转一转所输出液体的体积。

11、泵的输出功率：把输入的转矩和转速变成输出液体的压力和流量。

12、额定压力：泵在正常工作条件下，按实验标准规定的连续运动的最高压力。

13、静压传递原理：在密封容器内施加于静止液体任一点的压力将以等值传到液体各点。

14、基本回路：由一定的液压元件所构成的用来完成特定功能的典型回路。

15、额定流量：在正常工作条件下，按实验标准规定必须保证的流量。

16、压力控制阀：用来控制油液压力或利用油液压力来控制油路通断的阀。

17、液体的可压缩性：液体受压力作用而体积缩小的性质。

18、粘温特性：液体粘度随温度变化的性质。

19、理想液体：一种假想的无粘性、不可压缩的液体。

20、恒定流量：液体流动时，液体中任意点处的压力、流速和密度都不随时间变化。

21、沿程压力损失：液体在等直径管中流动时因粘性摩擦而产生的损失。

22、速度控制回路：调节和变换执行元件运动速度的回路。

23、容积效率：液压马达的实际流量与理论流量的比值。

24、工作压力：泵（马达）实际工作时的压力。

25、溢流阀：控制系统中的压力基本恒定，实现稳压、调压和限压的元件。

26、顺序阀：利用油液压力作为控制信号控制油路通断。

27、增压回路：提高系统中某一支路的工作压力，以满足局部工作机构的需要的回路。

28、液压传动：利用液体压力能来传递动力的一种传动形式。

29、执行装置：将油液的液压能转换成驱动负载运动的机械能的装置。

30、动力粘度：液体在单位速度梯度下流动时，液层间单位面积上产生的内摩擦力。

二、问答题（每题10分，共60分）

1、液压系统由哪些部分组成？各部分的功用是什么？

答：（1）动力装置：向液压系统提供压力油。

（2）执行装置：将油液的液压能转换为驱动负载运动的机械能。

（3）控制调节装置：对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制和调节。

（4）辅助装置：对保证液压系统正常工作起着重要的作用。

2、什么是换向阀的“位”与“通”？并举两个例子说明？

答：（1） 换向阀的“位”为了改变液流方向，阀芯相对于阀体拥有不同的工作位置，

这个工作位置就叫“位”，并用方格表示；

2、 换向阀”的通“当阀芯相对于阀体运动时，可改变各油口之间的连通情况，从而改变了液流的流动方向。通常把换向阀与液压系统油路相连的油口数（主油

口）叫做”通“

3、 如：三位四通 ；两位两通

3、什么是差动油缸？

答：差动液压缸的定义：液压缸两腔用油管连通，并向两腔同时通入高压油，但由于两腔的有效面积不等，因此产生的作用力不等，无杆腔的牵引力大雨有杆腔的牵引力，推动活塞向右运动，从右腔排出的油液又进入了液压缸的左腔，于是左腔的流量增加，加快了向右运动的速度。这种联结方式称为差动联结，用差动联结的单出杆活塞缸叫做差动液压缸。

4、试写出液压系统中标出数字的各元件的名称。

答：1=油箱；2=过滤器；3=单作用定量泵；4=节流阀；5=双电控二位四通换向阀； 6=双作用单出杆液压缸；7=溢流阀；

5、外啮合齿轮泵在结构上存在的主要问题是什么？

答：答：（1）、困油现象：齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于1，于是总有两对轮齿同时啮合，这样就在两对啮合的轮齿间产生一个闭死容积，称为困油区；随着轮齿的转动，困油区的大小发生变化时无处排油和补油，就会出现压力急剧升高和局部真空现象；这就称为困油现象。严重时能使泵产生强烈的振动和噪音。

（2）、径向不平衡：齿轮泵工作时，在压油腔和吸油腔齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力，压油腔的压力大于吸油腔的压力，所以作用在齿轮外员上的压力是不均匀的，液体压力综合作用的合力，相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，严重时会造成齿顶与泵体接触产生磨损。

（3）、泄漏：此泵高压油腔向低压油腔泄漏是通过齿轮啮合处间隙、泵体内表面与齿顶间的径向间隙、齿轮两端面与两侧端盖间的轴向间隙等三个途径；所以此泵的容积效率低、输出压力也不容易提高。

6、单作用叶片泵为什么是变量油泵？

答：单作用叶片油泵所以能作为变量泵使用，是由于它的结构原因，转子与定子偏心安装，通过改变偏心距e就可改变泵的流量。流量公式：q4Rebnv103若增大偏心距e，则流量q增大；若减少偏心距e，则流量也随着减少；若偏心距e=0，即定子中心与转子中心重合，则流量为零。

7、简述外啮合齿轮泵的工作原理。

答：外啮合齿轮泵工作原理：两啮合齿轮将泵体、前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分，当原动机通过长轴（传动轴）带动主动齿轮、从动齿轮旋转时，因啮合点的啮合半径小于齿轮圆半径，轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，经压油口排油，退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。吸油腔所吸入的油液随着齿轮的旋转被齿穴空间转移到压油腔，齿

轮连续旋转，泵连续不断吸油和压油。

8、简述双作用叶片泵的工作原理。

双作用叶片泵的工作原理：由定子和内环、转子的外圆和左、右配流盘组成的密闭容积被叶片分割为四部分。当传动轴带动转子旋转时，位于转子叶片槽内的叶片在离心力的作用下向外甩出，紧贴定子内表面随转子旋转。定子的内环由两段大半径圆弧（圆心角为1）、两段小半径圆弧（圆心角为2）和四段过度曲线（范围角为）组成。因为存在半径差，因此随着转子顺时针方向旋转，分割的两部分密闭容积减小；另外的两部分密闭容积增大。容积减小时受挤压的油液经配流盘上的压油窗口排出，容积增大时形成真空，油箱的油液在大气作用下经配流盘的吸油窗口吸油。

9、按结构形式分液压泵的种类。

答：按液压泵的结构型式不同分类

外啮合式齿轮泵内啮合式单作用式叶片泵 液压泵旋转式液压泵双作用式 柱塞泵轴向式径向式螺杆泵往复式液压泵

10、简述液控单向阀的作用。

a保持压力；b用于液压缸的支承；c实现液压缸的锁紧状态；d为充油阀使用。 11、

流量连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表达形式（1分）

1V1A12V2A2（1分）

即液体在密闭管道内作恒定流动时，设液体不可压缩，则单位时间内流过任意截面的质量相等；（1分）

伯努利方程是能量守恒定律在流体力学中的表达形式（1分）

2P11v12P22v2Z1Z2hw（2分） g2gg2g

（实际液体因为有粘性，所以流动时除三种能量之间相互转换外，还有能量损失）（1分） 动量方程是动量定理在流体力学中的具体应用（1分）

F(mu)（1分） t

作用在物体上的力的大小等于物体在力的作用方向上的动量的变化率）（1分）

12、用什麽判断液体的流动状态？雷诺数有什麽物理意义？

答：⑴对液体流动状态的判断 液体的流动状态为层流或紊流，通过雷诺数R e来判断。液体在圆管中流动时的雷诺数Re用数字式表示为：

Revd



式中 d—管道直径

v—液体流动速度

—液体的运动粘度

液体流动的状态，由层流转为紊流的条件由临界雷诺数决定。当雷诺数

雷诺数Rec时为层流；大于Rec时为紊流。（5分）

⑵雷诺数的物理意义 由雷诺数Re数字表达式可知，惯性力与粘性力的无因次比值是雷诺数；而影响液体流动的力主要是惯性力和粘性力。所以，雷诺数大就说明惯性力起主导作用，这样的液体呈紊流状态；若雷诺数小就说明粘性力起主导作用，这样的液流呈层流状态。Re小于临界（5分）

三、计算及看图填空题。

1、 如图所示，无杆腔有效面积A=40╳10-4m2，有杆腔有效面积A=20╳10-4m2，输入12

油液流量Q=0.42╳10-3m3/s，压力p=105Pa，试求：（1）活塞能克服多大的工作阻力？（2）活塞运动速度是多少？ Fp1A110540104400N

答：Q0.42103

v0.42m/s4A14010

2、 双活塞杆液压缸的活塞直径D=0.18m，活塞杆直径d=0.04m。当进入液压缸的

流量q=4.16╳10-4m3/s,问活塞往复运动的速度各为多少？ 4q44.16104

答：v0.017m/s (D2d2)(0.1820.042)

3、 液压缸如图2所示，无杆腔有效面积A1=40×10-4m2，有杆腔有效面积A2=20×10-4m2，输

－３35入油液流量Q=0.42×10m/S,压力p=10Pa，试求：

(1)活塞能克服多大的工作阻力?(５分)

(2)活塞运动速度是多少?(５分

)

（1）Fp1(A1A2)105(4020)104200N；（5分）

Q0.42103（2）v0.21（5分） A1A2(4020)104

4、看图填空。

如图所示，缸A、B的活塞要按1——2——3——4顺序动作，动作前活塞均在右端，

1效面积均为A2，若由a腔输入流量为Q，问活塞1、2的运动速度v1、v2各为多少？

答：a缸有杆腔流出的流量等于b缸无杆腔流入的流量

v1Q； A1

v2Q2,Q2v1A2, A1

A2A Q2

2A1A1所以v2v1

的物体。大活塞直径2mm，上面放着重2400牛顿的物体，忽略损失，计算并回答：

（1） 计算两密封腔内的压力p1、p2各为多少？

（2） 抽掉隔板要使系统平衡，应在小活塞上另外放置一个多重的物体？

8、看图填空。如图所示液压系统实现“快进——工进——快退——停止”工作

的流量是4.17╳10-4m3/s,求图示两种情况下活塞运动速度。

答：Q4.17104va0.0834m/sAt0.005

vbQ4.1710At0.0014 0.417m/s

10、看图填空。如图所示液压系统能实现“快进——工进——快退——原位停止”的工作循环及使液压泵卸荷。要求在表中填写电磁铁动作顺序。（通为“+”断11、在下图中，已知A1=20cm2,A2=10cm2,F=5KN,qp=16L/min,py=5Mpa,

若不计管路损失，问电磁铁断电，p1=?,p2=?,v=?电磁铁通电p1=?,p2=?,v=?,溢流

阀的溢流量△q为多少？

1、解：⑴电磁铁断电时，由于回油路直接与油箱相通，所以P2=0

5103F5 P1==P=2510Pa=2.5MPa a4A12010

16103

V==cm/min=8m/min 20A1

⑵电磁铁通电时 qp

p1=py=5MPa

p1A1=p2A2+ F

p1A1F50105201045103

p2==Pa=50105Pa=5MPa 4A21010

qT0.5103

v==cm/min=50cm/min 10A2

qqpq1qpvA116L/min502010L/min15L/min 3

12、看图填空。如图所示液压系统能实现“快进——工进——快退——原位停止”的工作循环及使液压泵卸荷。要求在表中填写电磁铁动作顺序。（通为“+”断