液压习题及答案(一)

2023年4月21日发(作者：室外排水设计规范)

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1顺序阀和溢流阀是否可以互换使用？

答：顺序阀可代替溢流阀，反之不行。

2试比较溢流阀、减压阀、顺序阀（内控外泄式）三者之间的异同点

答：相同点：都是利用控制压力与弹簧力相平衡的原理，改变滑阀移动的开口量，通过开口量的大

小来控制系统的压力。结构大体相同，只是泻油路不同。

不同点：溢流阀是通过调定弹簧的压力，控制进油路的压力，保证进口压力恒定。出油口与油

箱相连。，常闭，进出油口相通，进油口压力为调整压力，在系统中的联

泄漏形式是内泄式

结方式是并联。起限压、保压、稳压的作用。

减压阀是通过调定弹簧的压力，控制出油路的压力，保证出口压力恒定。出油口与减压回路相

连。。常开，出口压力低于进口压力，出口压力稳定在调定值上。在系统

泄漏形式为外泄式

中的联结方式为串联，起减压、稳压作用。

顺序阀是通过调定弹簧的压力控制进油路的压力，而液控式顺序阀由单独油路控制压力。出油

口与工作油路相接。。常闭，进出油口相通，进油口压力允许继续升高。

泄漏形式为外泄式

实现顺序动作时串联，作卸荷阀用时并联。不控制系统的压力，只利用系统的压力变化控制油

路的通断

3如图5.12所示溢流阀的调定压力为，若阀芯阻尼小孔造成的损失不计，试判断

4MPa

下列情况下压力表读数各为多少？

（1） Y断电，负载为无限大时；

（2） Y断电，负载压力为时；

2MPa

(3 )Y通电，负载压力为时

2MPa

答：（1）4；（2）2；（3）0

4如图5.13所示的回路中，溢流阀的调整压力为，减压阀的调整压力为

5.0MPa

2.5MPa

，试分析下列情况，并说明减压阀阀口处于什么状态？

（1） 当泵压力等于溢流阀调整压力时，夹紧缸使工件夹紧后，A、C点的压力 各

为多少？

（2） 当泵压力由于工作缸快进压力降到时（工作原先处于夹紧状态）A、C

1.5MPa

点的压力各为多少？

（3） 夹紧缸在夹紧工件前作空载运动时，A、B、C三点的压力各为多少？

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（3） 工件夹紧时，夹紧缸压力即为减压阀调整压力，。减压阀开口很

pp2.5Mpa

AC

小这时仍有一部分油通过减压阀阀芯的小开口（或三角槽），将先导阀打开而流出，减压阀

阀口始终处在工作状态。

泵的压力突然降到1.5MPA时，减压阀的进口压力小于调整压力，减压阀阀口全开而先

p

J

导阀处于关闭状态，阀口不起减压作用，。单向阀后的C点压力，由

pp1.5Mpa

AB

于原来夹紧缸处于2.5Mpa，单向阀在短时间内有保压作用，故，以免夹紧

p2.5Mpa

C

的工件松动。

夹紧缸作空载快速运动时，。A点的压力如不考虑油液流过单向阀造成的压力损失，

p0

C

p0p0

AB

。因减压阀阀口全开，若压力损失不计，则。由此可见，夹紧缸空载快速运

动时将影响到泵的工作压力。

5如图5.14所示的液压系统，两液压缸的有效面积，缸I负载

AA100cm

12

2

F35000N

，缸Ⅱ运动时负载为零。不计摩擦阻力、惯性力和管路损失，溢流阀、

顺序阀和减压阀的调定压力分别为、和。求在下列三中情况

4MPa3MPa2MPa

下，A、B、C处的压力。

（1） 液压泵启动后，两换向阀处于中位；

（2） 1Y通电，液压缸1活塞移动时及活塞运动到终点时；

（3） 1Y断电，2Y通电，液压缸2活塞运动时及活塞碰到固定挡块

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解：

（4）

pp4MPa

AB

p2MPa

c

I移动：

pp3.5MPa

AB

F35000

4

A

1

10010

p2MPa

c

终端：

pp4MPa

AB

p2MPa

c

I移动：

ppp0MPa

ABc

固定时：

pp4MPa

AB

p2MPa

c

6在图5.15所示回路中，液压泵的流量，液压缸无杆腔面积

q10L/min

p

A50cmA25cm

12

22

，液压缸有杆腔面积，溢流阀的调定压力

p2.4MPa

y

，负载。节流阀口为薄壁孔，流量系数，油

F10kN

C0.62

d

kg/mA0.05cm900

，试求：节流阀口通流面积时的液压缸速度液密度

T



v

、液压泵压力、溢流功率损失和回路效率。

pp

py



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32

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解：

（5）

液压缸的速度v：

KC0.620.03

d

22



900

mm

KA(pAF)KA(pAF)

Ty1Tp1

q

2

v

m1m1

A

2

AA

22

0.030.0510(2.410501010000)

4640.5



(2510)

40.51

0.054m/s

液压泵压力p：pp2.4MPa

ppy



溢流功率损失p：

y

ppqp(qq)p(qAv)

yppp1yp11

1010

3

2.410(50100.054)0

46

60

溢流功率无损失，所以p0

y

回路效率：







pqpq

p122

pqpq

ppyp

Fv

10100.05460

3



2.4101010

63

0.135

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8~19重要

8．如图所示的系统中，两个溢流阀串联，若已知每个溢流阀单独使用时的调整压力，p=20

y1

×10Pa，p=40×10Pa。溢流阀卸载的压力损失忽略不计，试判断在二位二通电磁阀不同工况下，

55

y2

A点和B点的压力各为多少。

解：电磁铁 1DT－ 2DT－ p=0 p=0

AB

1DT+ 2DT－ p=0 p=20×10Pa

AB

5

1DT－ 2DT+ p=40×10Pa p=40×10Pa

AB

55

1DT+ 2DT+ p=40×10Pa p=60×10Pa

AB

55

当两个电磁铁均吸合时，图示两个溢流阀串联，A点最高压力由p决定，p＝40×10Pa。由

y2A

5

于p压力作用在溢流阀1的先导阀上（成为背压），如果要使溢流阀1的先导阀保持开启工况，压

A

力油除了克服调压弹簧所产生的调定压力p＝20×10Pa以外，尚需克服背压力p＝40×10Pa的

y1A

55

作用，故泵的最大工作压力：p＝ p+ p＝（20+40）×10=60×10Pa 。

By1A

55

9．如图所示的系统中，主工作缸Ⅰ负载阻力F=2000N，夹紧缸II在运动时负载阻力很小可忽

Ⅰ

略不计。两缸大小相同，大腔面积 A=20cm，小腔有效面积A=10cm，溢流阀调整值p=30×10Pa，

12y

225

减压阀调整值p=15×10Pa。试分析： 1） 当夹紧缸II运动时：p和p分别为多少？ 2） 当夹

jab

5

紧缸II夹紧工件时：p和p分别为多少？ 3）夹紧缸II最高承受的压力p为多少？

abmax

解：1）2）由于节流阀安装在夹紧缸的回油路上，属回油节流调速。因此无论夹紧缸在运动时或夹

紧工件时，减压阀均处于工作状态，p=p=15×10Pa。溢流阀始终处于溢流工况，p= p=30×10Pa

AjBy

55

。

3）当夹紧缸负载阻力F=0时，在夹紧缸的回油腔压力处于最高值：

II

p(AA)p(215)103010Pa

max12A

55

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15． 在如图所示系统中，两液压缸的活塞面积相同，A=20cm，缸I的阻力负载F=8000N，缸

2

Ⅰ

II的阻力负载F=4000N，溢流阀的调整压力为p=45×10Pa。1）在减压阀不同调定压力时（p=10

Ⅱ

y j1

5

×10Pa 、p=20×10Pap=40×10Pa）两缸的动作顺序是怎样的？2）在上面三个不同的减压

555

j2 j3

、

阀调整值中，哪个调整值会使缸II运动速度最快？

解：1）启动缸II所需的压力：

p2010Pa

2

F



4000

5

A20

p=10×10Pa < p，减压阀处于工作状态，由于出口压力不能推动阻力F2,故缸II不动，v2=0、

j1 2

5

p=10×10Pa，p=p=45×10Pa，压力油使缸Ⅰ右移。

AB y

55

p =20×10Pa = p，减压阀处于工作状态，流量根据减压阀口、节流阀口及溢流阀口的液阻

j2 2

5

分配，两缸同时动作。

p=40×10Pa > p，减压阀口全开、不起减压作用，若不计压力损失，p≈ p=20×10Pa，

j3 2 B 2

55

该压力不能克服缸I负载，故缸II单独右移，待缸II运动到端点后，压力上升p=p=40×10Pa，

A j

5

p=p=45×10Pa，压力油才使缸I向右运动。

B y

5

2）当p=40×10Pa 时，减压阀口全开、不起减压作用。泵的压力取决于负载，p= p=20×

j3 B 2

5

10Pa 。因为溢流阀关闭，泵的流量全部进入缸II，故缸II运动速度最快，v=q/A

5

II

19．有人设计一双手控制气缸往复运动回路如图所示。问此回路能否工作？为什么？如不能工

作需要更换哪个阀？

解：此回路不能工作，因为二位二通阀不能反向排气，即二位四通换向阀左侧加压后，无论二位

二通阀是否复位，其左侧控制压力都不能泄压，这样弹簧就不能将它换至右位，气缸也就不能缩回；

将两个二位二通阀换为二位三通阀，在松开其按钮时使二位四通换向阀左侧处于排气状态，回路即

可实现往复运动。

1．如图所示定量泵输出流量为恒定值q，如在泵的出口接一节流阀，并将阀的开口调节的小

p

一些，试分析回路中活塞运动的速度v和流过截面P，A，B三点流量应满足什么样的关系（活塞

两腔的面积为A和A，所有管道的直径d相同）。

12

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解：图示系统为定量泵，表示输出流量q不变。根据连续性方程，当阀的开口开小一些，通过阀口

P

的流速增加，但通过节流阀的流量并不发生改变，q= q，因此该系统不能调节活塞运动速度v，

Ap

如果要实现调速就须在节流阀的进口并联一溢流阀，实现泵的流量分流。

连续性方程只适合于同一管道，活塞将液压缸分成两腔，因此求q不能直接使用连续性方程。

B

根据连续性方程，活塞运动速度v = q/A，q= q/A=（A / A）q

A1B A121P

2．如图所示节流阀调速系统中，节流阀为薄壁小孔，流量系数C=0.67，油的密度=900kg/ cm，

ρ

3

先导式溢流阀调定压力p=12×10Pa，泵流量q=20l/min，活塞面积A=30cm，载荷=2400N。试

y1

52

Ｆ

分析节流阀开口（面积为A）在从全开到逐渐调小过程中，活塞运动速度如何变化及溢流阀的工作

T

状态。

解：节流阀开口面积有一临界值A。当A>A时，虽然节流开口调小，但活塞运动速度保持不变，

ToTTo

溢流阀阀口关闭起安全阀作用；当A<A时，活塞运动速度随开口变小而下降，溢流阀阀口打开起

TTo

定压阀作用。

液压缸工作压力

p810Pa

1

F

5

2400

4

A

1

(3010)

液压泵工作压力

ppp

p1

式中 △p为节流阀前后压力差，其大小与通过的流量有关。

3．已知一个节流阀的最小稳定流量为q，液压缸两腔面积不等，即>，缸的负载为F。

min12

ＡＡ

如果分别组成进油节流调速和回油节流调速回路，试分析： 1） 进油、回油节流调速哪个回路能

使液压缸获得更低的最低运动速度。2）在判断哪个回路能获得最低的运动速度时，应将下述哪些

参数保持相同，方能进行比较。

解：1）进油节流调速系统活塞运动速度v= q/A；

1min1

出口节流调速系统活塞运动速度 v= q/A

2min2

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因>，故进油节流调速可获得最低的最低速度。

ＡＡ

12

2）节流阀的最小稳定流量是指某一定压差下（2～3×10Pa），节流阀在最小允许开度 A

5

Tmin

时能正常工作的最小流量q。因此在比较哪个回路能使液压缸有较低的运动速度时，就应保持节

min

流阀最小开口量A 和两端压差△p相同的条件。

Tmin

设进油节流调速回路的泵压力为p,节流阀压差为△p则：

p11

pFApppFA

p1111p11

设出口调速回路液压缸大腔压力（泵压力）为p，节流阀压差为△p，则：

p2 2

ApFpA

1p222

ppAAFA

2p2122

由最小稳定流量q相等的定义可知：△p=△p即： 为

min12

ppAAFAFA

p1p21212

使两个回路分别获得缸最低运动速度，两个泵的调定压力 p、 p 是不相等的。

p1p2

4．在图示的回路中，旁通型调速阀（溢流节流阀）装在液压缸的回油路上，通过分析其调速

性能判断下面哪些结论是正确的。（A）缸的运动速度不受负载变化的影响，调速性能较好；（B）

溢流节流阀相当于一个普通节流阀，只起回油路节流调速的作用，缸的运动速度受负载变化的影响；

（C）溢流节流阀两端压差很小，液压缸回油腔背压很小，不能进行调速。

解：只有C正确，当溢流节流阀装在回油路上，节流阀出口压力为零，差压式溢流阀有弹簧的一腔

油液压力也为零。当液压缸回油进入溢流节流阀的无弹簧腔时，只要克服软弹簧的作用力，就能使

溢流口开度最大。这样，油液基本上不经节流阀而由溢流口直接回油箱，溢流节流阀两端压差很小，

在液压缸回油腔建立不起背压，无法对液压缸实现调速。

5．如图所示的回路为带补油装置的液压马达制动回路，说明图中三个溢流阀和单向阀的作用。

解：液压马达在工作时，溢流阀5起安全作用。制动时换向阀切换到中位，液压马达靠惯性还要继

续旋转，故产生液压冲击，溢流阀1，2分别用来限制液压马达反转和正转时产生的最大冲击压力，

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起制动缓冲作用。另一方面，由于液压马达制动过程中有泄漏，为避免马达在换向制动过程中产生

吸油腔吸空现象，用单向阀3和4从油箱向回路补油。

6．如图所示是利用先导式溢流阀进行卸荷的回路。溢流阀调定压力 p＝30×10Pa。要求考虑

y

5

阀芯阻尼孔的压力损失，回答下列问题：1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路E，F段与泵出口

处B点的油路是否始终是连通的？2） 在电磁铁DT断电时，若泵的工作压力 p＝30×10Pa， B

B

5

点和E点压力哪个压力大？若泵的工作压力p＝15×10Pa，B点和E点哪个压力大？3）在电磁铁

B

5

DT吸合时，泵的流量是如何流到油箱中去的？

解：1） 在溢流阀开启或关闭时，控制油路E，F段与泵出口处B点的油路始终得保持连通

2）当泵的工作压力p＝30×10Pa时，先导阀打开，油流通过阻尼孔流出，这时在溢流阀主

B

5

阀芯的两端产生压降，使主阀芯打开进行溢流，先导阀入口处的压力即为远程控制口E点的压力，

故p> p；当泵的工作压力p＝15×10Pa 时，先导阀关闭，阻尼小孔内无油液流动，p＝ p。

BEBBE

5

3）二位二通阀的开启或关闭，对控制油液是否通过阻尼孔（即控制主阀芯的启闭）有关，但

这部分的流量很小，溢流量主要是通过CD油管流回油箱。

12．图（a），（b）所示为液动阀换向回路。在主油路中接一个节流阀，当活塞运动到行程终点

时切换控制油路的电磁阀3，然后利用节流阀的进油口压差来切换液动阀4，实现液压缸的换向。

试判 断图示两种方案是否都能正常工作？

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解：在（a）图方案中，溢流阀2装在节流阀1的后面，节流阀始终有油液流过。活塞在行程终了

后，溢流阀处于溢流状态，节流阀出口处的压力和流量为定值，控制液动阀换向的压力差不变。因

此，（a）图的方案可以正常工作。

在（b）图方案中，压力推动活塞到达终点后，泵输出的油液全部经溢流阀2回油箱，此时不

再有油液流过节流阀，节流阀两端压力相等。因此，建立不起压力差使液动阀动作，此方案不能正

常工作。

13．在图示的夹紧系统中，已知定位压力要求为10×10Pa，夹紧力要求为3×10，夹紧缸

54

Ｎ

无杆腔面积=100cm，试回答下列问题： 1）A，B，C，D各件名称，作用及其调整压力； 2）

Ａ

1

系统的工作过程。

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解：1） A为 内控外泄顺序阀，作用是保证先定位、后夹紧的顺序动作，调整压力略大于10×10Pa ；

5

B为卸荷阀，作用是定位、夹紧动作完成后，使大流量泵卸载，调整压力略大于10×10Pa ；

5

C为压力继电器，作用是当系统压力达到夹紧压力时，发讯控制其他元件动作，调整压力为

30×10Pa

5

D 为溢流阀，作用是夹紧后，起稳压作用，调整压力为30×10Pa 。

5

2）系统的工作过程：系统的工作循环是定位—夹紧—拔销—松开。其动作过程：当1DT得电、

换向阀左位工作时，双泵供油，定位缸动作，实现定位；当定位动作结束后，压力升高，升至顺序

阀A的调整压力值，A阀打开，夹紧缸运动；当夹紧压力达到所需要夹紧力时，B阀使大流量泵卸

载，小流量泵继续供油，补偿泄漏，以保持系统压力，夹紧力由溢流阀D控制，同时，压力继电器

C发讯，控制其他相关元件动作。

14．图示系统为一个二级减压回路，活塞在运动时需克服摩擦阻力=1500，活塞面积

ＦＮ

A=15cm，溢流阀调整压力p=45×10Pa，两个减压阀的调定压力分别为p=20×10Pa和p=35

255

y j1j2

×10Pa，管道和换向阀的压力损失不计。试分析： 1） 当DT吸合时活塞处于运动过程中，p、

5

B

p、p三点的压力各为多少？2） 当DT吸合时活塞夹紧工件，这时p、p、p三点的压力各为多

ACBAC

少？3） 如在调整减压阀压力时，改取 p=35×10Pa和p=20×10Pa，该系统是否能使工件得到

j1j2

55

两种不同夹紧力?

解：1）DT吸合，活塞运动时：

p1010Pa

L

F1500

5

4

A

1510

因p<p，减压阀阀口处于最大位置，不起减压作用，p＝p＝p＝10×10Pa，p＝10×10＋

LjACLB

55

Δp Pa，Δp为油液通过减压阀时产生的压力损失。

jj

2）DT吸合，活塞夹紧工件：

溢流阀必然开启溢流，p＝p＝45×10Pa。对于减压阀1，由于p的作用使其先导阀开启，主

ByL

5

阀芯在两端压力差的作用下，减压开口逐渐关小，直至完全闭合；对于减压阀2，由于p的作用使

L

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其主阀口关小处于平衡状态，允许（1～2）l/min的流量经先导阀回油箱，以维持出口处压力为定值，

p＝p＝p＝35×10Pa

CAj2

5

。

3）由以上分析可知，只要DT一吸合，缸位于夹紧工况时，夹紧缸的压力将由并联的减压

阀中调定值较高的那一减压阀决定。因此，为了获得两种不同夹紧力，必须使p<p。如果取p=35

j1j2j1

×10Pa，则无法获得夹紧缸压力 p=20×10Pa

55

j

。

16． 如图所示采用蓄能器的压力机系统的两种方案，其区别在于蓄能器和压力继电器的安装

位置不同。试分析它们的工作原理，并指出图（a）和（b）的系统分别具有哪些功能？

解：图（a）方案，当活塞在接触工件慢进和保压时，或者活塞上行到终点时，泵一部分油液进入

蓄能器。当蓄能器压力达到一定值，压力继电器发讯使泵卸载，这时，蓄能器的压力油对压力机保

压并补充泄漏。当换向阀切换时，泵和蓄能器同时向缸供油，使活塞快速运动。蓄能器在活塞向下

向上运动中，始终处于压力状态。由于蓄能器布置在泵和换向阀之间，换向时兼有防止液压冲击的

功能。

图（b）方案，活塞上行时蓄能器与油箱相通，故蓄能器内的压力为零。当活塞下行接触工件

时泵的压力上升，泵的油液进入蓄能器。当蓄能器的压力上升到调定压力时，压力继电器发讯使泵

卸载，这时缸由蓄能器保压。该方案适用于加压和保压时间较长的场合。与（a）方案相比，它没

有泵和蓄能器同时供油、满足活塞快速运动的要求及当换向阀突然切换时、蓄能器吸收液压冲击的

功能。

17． 在图示的系统中，两溢流阀的调定压力分别为60×10Pa、20×10Pa。1）当p＝60×

55

y1

10Pa，p＝20×10Pa ，DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少？2）当p＝20×10Pa，

555

y2y1

p＝60×10Pa，DT吸合和断电时泵最大工作压力分别为多少？

y2

5

解：1）DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1进出口压力相等，由于作用在阀芯两端的压差为零，

阀1始终处于关闭状态不起作用，泵的压力由p决定：p＝p＝20×10Pa；DT吸合时活塞向

y2pmaxy2

5

左运动，缸的大腔压力为零，泵的最大工作压力将由p、p中较小的值决定：p＝p＝20×10Pa。

y1y2pmaxy2

5

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2）同上一样，DT失电时活塞向右运动，远程调压阀1不起作用，泵的压力由p决定：p

y2pmax

＝p＝60×10Pa；DT吸合时活塞向左运动，泵的最大工作压力将由p、p中较小的值决定：p

y2y1y2pmax

5

＝p＝20×10Pa。

y1

5

18．下列供气系统有何错误？应怎样正确布置？

解：气动三大件是气动系统使用压缩空气质量的最后保证，其顺序分水滤气器、减压阀、油雾器。

图a）用于气阀和气缸的系统，三大件的顺序有错，油雾器应放在减压阀、压力表之后；图b）用

于逻辑元件系统，不应设置油雾器，因润滑油会影响逻辑元件正常工作，另外减压阀图形符号缺少

控制油路。

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