第51卷 液压元件结构、原理与作用分析-考点训练卷《机械基础》湖南省（职教高考）机电类 考纲百套卷（原卷版+解析版）

编写说明：湖南省《机电类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲机电类专业综合知识》编写。本专辑覆盖公共模块与专业选考模块，且每一课程均采用三阶递进式训练体系：基础层拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第51卷考点训练卷，按《气压传动与液压传动》中的《液压元件结构、原理与作用分析》范围和要求编写。具体内容为：1.理解气压传动与液压传动的工作原理、结构关系和典型应用场景；2.会结合题设完成液压元件结构、原理与作用分析，能够作出过程分析与结论判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第51卷 《机械基础》 液压元件结构、原理与作用分析 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 如图所示，液压泵在液压系统中的作用是（ ） A. 将机械能转换为液压能　　　B. 将液压能转换为机械能 C. 控制油液的压力大小　　　D. 储存液压系统的压力油 【答案】A 【解析】液压泵是动力元件，由电动机或内燃机驱动，把机械能转换为油液的压力能（液压能）。液压缸和液压马达是执行元件，作用相反，把液压能转换为机械能。控制油液压力、流量和方向的是液压控制阀，储存压力油的是蓄能器。 2. 如图1所示，依靠柱塞在缸体内往复运动、改变密封容积而工作的液压泵是（ ） A. 齿轮泵　　B. 叶片泵　　C. 柱塞泵　　D. 螺杆泵 【答案】C 【解析】柱塞泵依靠柱塞在缸体孔内的往复运动使密封容积发生变化，完成吸油和压油。齿轮泵依靠两齿轮啮合处密封容积的变化工作，叶片泵依靠叶片间容积的变化工作。柱塞泵密封性好、容积效率高、额定压力高，常用于高压大功率系统，故多为变量泵。 3. 下列关于液压泵正常工作条件的说法中，错误的是（ ） A. 必须具有可以周期性变化的密封容积 B. 必须具有相应的配油装置将吸油腔和压油腔隔开 C. 油箱必须与大气相通 D. 转速越高，泵的输出流量就越大、效率也越高 【答案】D 【解析】A、B、C 都是容积式液压泵正常工作的必要条件，缺一不可。D 错误，在额定转速范围内流量确实与转速成正比，但转速过高会产生气蚀、加剧磨损，效率也并非随转速单调升高。油箱与大气相通是为了保证吸油腔形成一定的真空度，便于吸油。 4. 结构简单、工作可靠、抗污染能力强、价格低廉，常用于低压系统的液压泵是（ ） A. 齿轮泵　　　B. 单作用叶片泵 C. 轴向柱塞泵　　　D. 螺杆泵 【答案】A 【解析】齿轮泵零件少、结构简单、工艺性好、价格低廉，对油液清洁度要求不高。缺点是流量脉动大、噪声较大、轴承受力不平衡，且泄漏途径多、容积效率偏低。因此齿轮泵广泛用于低压、中低压系统，如机床的润滑、辅助油路等。 5. 单作用叶片泵能够实现变量，是通过改变（ ） A. 转子与定子之间的偏心距 B. 转子上叶片的数量 C. 液压泵的转速 D. 液压泵的额定压力 【答案】A 【解析】单作用叶片泵的定子与转子之间有一个偏心距，改变该偏心距即可改变排量，实现变量。偏心距为零时输出流量为零，偏心方向改变则吸、压油方向改变，可制成双向变量泵。 双作用叶片泵的定子与转子同心，排量不可调，只能作定量泵使用。 6. 如图所示，单杆活塞缸中起导向作用、承受活塞杆径向力的零件是（ ） A. 端盖　　B. 导向套　　C. 密封圈　　D. 缓冲装置 【答案】B 【解析】导向套装在端盖内孔中，对活塞杆起支承和导向作用，承受活塞杆的径向力。端盖用于封闭缸筒两端并连接进出油口，密封圈用于防止油液泄漏，缓冲装置用于行程末端减速。导向套磨损后会使活塞杆产生偏摆，导致密封件早期失效和外泄漏。 7. 如图2所示，液压缸上设置排气装置的主要目的是（ ） A. 排出液压缸内的空气，防止低速爬行和振动 B. 排出液压缸内多余的液压油 C. 降低液压系统的油液温度 D. 增大液压缸的输出推力 【答案】A 【解析】系统中混入空气后，液压缸在低速运动时会出现爬行、振动和噪声，甚至产生冲击。 排气装置（排气阀或排气塞）装在缸筒的最高处，用于排净积存的空气。对于要求不高、速度较快的系统，也可利用排气阀或在空载下多次全行程往复运动排气。 8. 与单杆活塞缸相比，双杆活塞缸的主要特点是（ ） A. 两腔有效面积相等，两个方向的推力和速度都相等 B. 两腔有效面积相等，但两个方向的推力不相等 C. 两腔有效面积不相等，伸出时推力大、速度慢 D. 只能单向进油，回程需要依靠外力 【答案】A 【解析】双杆活塞缸两侧都有活塞杆且直径相同，故两腔有效作用面积 A1=A2。在供油压力 p 和流量 q 相同时，两个方向的推力 F=p·A 相等，速度 v=q/A 也相等。单杆活塞缸两腔面积不等，才有推力大速度慢、推力小速度快的差别，双杆缸常用于磨床工作台等要求往复速度和推力相同的场合。 9. 液压缸中设置缓冲装置的工作原理是（ ） A. 在行程末端逐渐增大回油阻力，使活塞速度降低 B. 在行程末端立即切断油路，使活塞迅速停止 C. 在行程末端增大进油流量，使活塞加速通过 D. 在行程末端打开溢流阀，使系统完全卸荷 【答案】A 【解析】缓冲装置在活塞接近行程末端时，通过缓冲柱塞、节流孔或可变节流槽关小回油通路。回油阻力增大，回油腔产生缓冲背压，使活塞速度逐渐降低，避免活塞与端盖发生剧烈撞击。它不是切断油路，也不是增加进油量，与系统卸荷无关。 10. 下列液压阀中，属于压力控制阀的是（ ） A. 节流阀　　B. 调速阀　　C. 顺序阀　　D. 液控单向阀 【答案】C 【解析】液压控制阀按用途分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。压力控制阀包括溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器，顺序阀利用压力信号控制油路通断。节流阀和调速阀属于流量控制阀，液控单向阀属于方向控制阀。 11. 在定量泵节流调速系统中，溢流阀的主要作用是（ ） A. 溢流稳压　　B. 过载保护　　C. 形成背压　　D. 系统卸荷 【答案】A 【解析】定量泵节流调速时，泵输出的流量大于执行元件所需流量，多余流量经溢流阀流回油箱。溢流阀常开溢流，使泵出口压力保持恒定，这就是溢流稳压作用。在变量泵系统中，溢流阀常闭，起限制最高压力的过载保护作用。 12. 如图所示，换向阀符号主要用于（ ）。 A. 改变油液流动方向 B. 储存全部油液 C. 过滤空气 D. 测量材料密度 【答案】A 【解析】方向控制阀通过改变阀芯位置改变油液通路，从而控制执行元件运动方向。 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于齿轮泵与叶片泵的比较，下列说法正确的有（ ） A. 齿轮泵结构简单、价格低廉、抗污染能力强 B. 齿轮泵流量脉动小、运转平稳、噪声低 C. 叶片泵流量较均匀、运转平稳、噪声较小 D. 叶片泵抗污染能力比齿轮泵强 【答案】AC 【解析】A 正确，齿轮泵零件少、工艺性好、价格低，对油液清洁度要求不高。C 正确，叶片泵流量脉动小、运转平稳、噪声低，常用于中压系统。B 错误，齿轮泵恰恰是流量脉动大、噪声较大的一种泵。D 错误，叶片泵对油液清洁度要求高，抗污染能力不如齿轮泵。 14. 如图2所示，单杆活塞缸的结构组成中，起密封作用的零件有（ ） A. 导向套 B. 活塞与缸筒之间的密封圈 C. 缓冲柱塞 D. 活塞杆处的密封圈及防尘圈 【答案】BD 【解析】B 正确，活塞外圆上的密封圈防止高、低压腔之间内泄漏。D 正确，端盖处的活塞杆密封圈防止油液外泄，防尘圈防止外界灰尘进入缸内。A 错误，导向套起支承和导向作用；C 错误，缓冲柱塞用于行程末端减速缓冲。 15. 关于溢流阀与减压阀的比较，下列说法正确的有（ ） A. 溢流阀并联在液压泵出口，减压阀串联在需要减压的支路上 B. 溢流阀保持进口压力恒定，减压阀保持出口压力恒定 C. 溢流阀的出口接执行元件，减压阀的出口接油箱 D. 溢流阀和减压阀都属于流量控制阀 【答案】AB 【解析】A 正确，溢流阀并联在泵出口起稳压溢流作用，减压阀串联在支路上起减压作用。 B 正确，溢流阀控制的是进口（泵出口）压力，减压阀控制的是出口压力且不受进口波动影响。C 错误，正好相反，溢流阀出口接油箱，减压阀出口接执行元件；D 错误，两者都是利用液压力与弹簧力平衡的原理工作，属于压力控制阀。 16. 关于液压辅助元件的作用，下列说法正确的有（ ） A. 油箱主要用于控制系统压力的高低 B. 过滤器主要用于储存和释放系统的压力能 C. 蓄能器可吸收系统的压力脉动和液压冲击 D. 油箱可散发油液中的热量并沉淀杂质 【答案】CD 【解析】C 正确，蓄能器可吸收压力脉动和液压冲击，还可作辅助动力源、维持系统压力。D 正确，油箱的作用是储油、散热、沉淀杂质和分离油液中的空气。A 错误，控制系统压力靠溢流阀等压力控制阀，油箱不控压。本题属于了解层次考点：认识油箱、过滤器、蓄能器等辅件的基本作用。 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 液压泵是将________能转换为________能的能量转换装置，在液压系统中属于动力元件。 【答案】机械；液压（压力） 【解析】液压泵由原动机驱动，输出具有一定压力和流量的油液，是系统的动力源。 18. 如图4所示，三位四通换向阀的中位机能中，________型中位时各油口全部封闭，液压缸两腔封闭而锁紧；________型中位时各油口互通，液压缸处于浮动状态。 【答案】O；H 【解析】O 型中位机能的 P、T、A、B 四个油口全封闭，液压缸被双向锁紧，泵不卸荷。H 型中位机能四口互通，液压缸浮动、泵卸荷，适用于需要用手推动工作台的场合。 19. 液压控制阀按其用途可分为________控制阀、________控制阀和________控制阀三大类。 【答案】方向；压力；流量 【解析】方向控制阀控制油流方向，压力控制阀控制系统压力，流量控制阀调节流量即速度。 20. 某液压泵的输出压力 p=5 MPa，输出流量 q=24 L/min，则该泵的输出功率 P=________ kW。 【答案】2.00 【解析】q=24 L/min=24×10⁻³÷60=4.0×10⁻⁴ m³/s。P=p·q=5×10⁶×4.0×10⁻⁴=2.0×10³ W=2.00 kW。 21. 液压缸的________装置用于排除缸内积存的空气，防止执行元件低速运动时产生________现象。 【答案】排气；爬行 【解析】空气混入系统会使油液刚度下降，低速时出现时走时停的爬行现象。本题属于了解层次考点：认识液压缸的排气、缓冲等附属装置的作用。 22. 单杆活塞缸采用差动连接时，两腔同时通入压力油，活塞的有效工作面积等于活塞杆的________面积，因而可获得较________的运动速度。 【答案】横截面；快（大） 【解析】差动连接时无杆腔推力为 p·A1，有杆腔反推力为 p·A2，合力相当于 p·(A1-A2)=p·A杆。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 如图2所示为一单杆活塞液压缸，已知缸筒内径 D=100 mm，活塞杆直径 d=50 mm，供油压力 p=4 MPa，输入流量 q=25 L/min，忽略泄漏和各种损失。 试求： （1）无杆腔进油时，活塞的推力 F1 和运动速度 v1； （2）有杆腔进油时，活塞的推力 F2 和运动速度 v2； （3）差动连接时，活塞的运动速度 v3。 解：D=100 mm=0.1 m，d=50 mm=0.05 m，p=4 MPa=4×10⁶ Pa，q=25 L/min=4.17×10⁻⁴ m³/s。 无杆腔有效面积 A1=πD²/4=3.14×0.1²÷4=7.85×10⁻³ m²，有杆腔有效面积 A2=π(D²−d²)/4=3.14×(0.1²−0.05²)÷4=5.89×10⁻³ m²，活塞杆截面积 A杆=πd²/4=3.14×0.05²÷4=1.96×10⁻³ m²。 （1）F1=p·A1=4×10⁶×7.85×10⁻³=3.14×10⁴ N=31.4 kN。 　　v1=q/A1=4.17×10⁻⁴÷7.85×10⁻³=0.053 m/s=3.18 m/min。 （2）F2=p·A2=4×10⁶×5.89×10⁻³=2.36×10⁴ N=23.6 kN。 　　v2=q/A2=4.17×10⁻⁴÷5.89×10⁻³=0.071 m/s=4.24 m/min。 （3）差动连接时有效工作面积为 A1−A2=A杆=1.96×10⁻³ m²。 　　v3=q/A杆=4.17×10⁻⁴÷1.96×10⁻³=0.213 m/s=12.74 m/min。 答：F1=31.4 kN，v1=3.18 m/min；F2=23.6 kN，v2=4.24 m/min；v3=12.74 m/min。 【答案】F1=31.4 kN，v1=3.18 m/min；F2=23.6 kN，v2=4.24 m/min；v3=12.74 m/min 【解析】本题的关键是先算准三个面积：无杆腔面积用 D，有杆腔面积用 D 与 d 之差的平方关系，差动连接的有效面积恰好等于活塞杆截面积。 由结果可见 F1>F2 而 v1<v2，即推力大则速度慢，这正是功率 P=F·v=p·q 不变的体现。 差动连接时 v3 约为 v1 的 4 倍，因为 A1 是 A杆 的 4 倍（直径比为 2，面积比为 4）。 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 如图所示为三位四通换向阀的中位机能。某机床液压系统采用定量泵供油，执行元件为单杆活塞液压缸，工作要求为“快进—工进—快退—原位停止”的循环。 试分析下列问题： （1）分别说明图中 O 型、H 型、M 型、P 型中位机能的油口连通特点、液压缸状态及液压泵是否卸荷； （2）若要求工作台停止时液压泵卸荷，同时液压缸两腔封闭，应选用哪种中位机能？ （3）该系统的“快进”可由什么回路实现？“工进”又由什么回路实现？ （4）简述三位四通换向阀在该系统中的作用。 【答案】（1）O 型：四口全封闭，缸锁紧，泵不卸荷；H 型：四口互通，缸浮动，泵卸荷；M 型：P 与 T 通、A 与 B 封闭，缸锁紧，泵卸荷；P 型：P 与 A、B 通、T 封闭，可差动，泵不卸荷。（2）M 型。（3）快进用差动连接快速运动回路（或双泵供油、蓄能器快速回路）；工进用节流调速回路（调速阀或节流阀调节流量）。（4）控制油流方向，实现活塞伸出、缩回和中位停止。 【解析】（1）判断中位机能要抓住两点：一是 P 口与 T 口是否连通，连通则泵卸荷；二是 A、B 口是否与 T 口连通，连通则缸浮动，封闭则缸锁紧。O 型四口全封闭，缸两腔被封死，锁紧最可靠；H 型四口全通，缸两腔都通油箱，活塞可自由移动。 P 型中位时 P 同时向 A、B 供油，单杆缸两腔同时通压力油即实现差动连接，可直接作快进用。 （2）M 型兼顾两个要求：P 与 T 相通实现泵卸荷，A、B 封闭保证工作台可靠停止。 （3）快进要求速度高、推力小，差动连接正好使有效面积减为活塞杆截面积；工进要求低速稳定，用节流调速回路并配合调速阀，可保证速度不受负载变化影响。 （4）换向阀通过改变阀芯位置切换油路通断，是方向控制回路的核心元件。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：湖南省《机电类考纲百套卷》，依据《湖南省高校招生职业技能考试大纲机电类专业综合知识》编写。本专辑覆盖公共模块与专业选考模块，且每一课程均采用三阶递进式训练体系：基础层拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第51卷考点训练卷，按《气压传动与液压传动》中的《液压元件结构、原理与作用分析》范围和要求编写。具体内容为：1.理解气压传动与液压传动的工作原理、结构关系和典型应用场景；2.会结合题设完成液压元件结构、原理与作用分析，能够作出过程分析与结论判断。 湖南省《机电类考纲百套卷》 第51卷 《机械基础》 液压元件结构、原理与作用分析 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分） 1. 如图所示，液压泵在液压系统中的作用是（ ） A. 将机械能转换为液压能　　　B. 将液压能转换为机械能 C. 控制油液的压力大小　　　D. 储存液压系统的压力油 2. 如图1所示，依靠柱塞在缸体内往复运动、改变密封容积而工作的液压泵是（ ） A. 齿轮泵　　B. 叶片泵　　C. 柱塞泵　　D. 螺杆泵 3. 下列关于液压泵正常工作条件的说法中，错误的是（ ） A. 必须具有可以周期性变化的密封容积 B. 必须具有相应的配油装置将吸油腔和压油腔隔开 C. 油箱必须与大气相通 D. 转速越高，泵的输出流量就越大、效率也越高 4. 结构简单、工作可靠、抗污染能力强、价格低廉，常用于低压系统的液压泵是（ ） A. 齿轮泵　　　B. 单作用叶片泵 C. 轴向柱塞泵　　　D. 螺杆泵 5. 单作用叶片泵能够实现变量，是通过改变（ ） A. 转子与定子之间的偏心距 B. 转子上叶片的数量 C. 液压泵的转速 D. 液压泵的额定压力 双作用叶片泵的定子与转子同心，排量不可调，只能作定量泵使用。 6. 如图所示，单杆活塞缸中起导向作用、承受活塞杆径向力的零件是（ ） A. 端盖　　B. 导向套　　C. 密封圈　　D. 缓冲装置 7. 如图2所示，液压缸上设置排气装置的主要目的是（ ） A. 排出液压缸内的空气，防止低速爬行和振动 B. 排出液压缸内多余的液压油 C. 降低液压系统的油液温度 D. 增大液压缸的输出推力 排气装置（排气阀或排气塞）装在缸筒的最高处，用于排净积存的空气。对于要求不高、速度较快的系统，也可利用排气阀或在空载下多次全行程往复运动排气。 8. 与单杆活塞缸相比，双杆活塞缸的主要特点是（ ） A. 两腔有效面积相等，两个方向的推力和速度都相等 B. 两腔有效面积相等，但两个方向的推力不相等 C. 两腔有效面积不相等，伸出时推力大、速度慢 D. 只能单向进油，回程需要依靠外力 9. 液压缸中设置缓冲装置的工作原理是（ ） A. 在行程末端逐渐增大回油阻力，使活塞速度降低 B. 在行程末端立即切断油路，使活塞迅速停止 C. 在行程末端增大进油流量，使活塞加速通过 D. 在行程末端打开溢流阀，使系统完全卸荷 10. 下列液压阀中，属于压力控制阀的是（ ） A. 节流阀　　B. 调速阀　　C. 顺序阀　　D. 液控单向阀 11. 在定量泵节流调速系统中，溢流阀的主要作用是（ ） A. 溢流稳压　　B. 过载保护　　C. 形成背压　　D. 系统卸荷 12. 如图所示，换向阀符号主要用于（ ）。 A. 改变油液流动方向 B. 储存全部油液 C. 过滤空气 D. 测量材料密度 二、双项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分） 13. 关于齿轮泵与叶片泵的比较，下列说法正确的有（ ） A. 齿轮泵结构简单、价格低廉、抗污染能力强 B. 齿轮泵流量脉动小、运转平稳、噪声低 C. 叶片泵流量较均匀、运转平稳、噪声较小 D. 叶片泵抗污染能力比齿轮泵强 14. 如图2所示，单杆活塞缸的结构组成中，起密封作用的零件有（ ） A. 导向套 B. 活塞与缸筒之间的密封圈 C. 缓冲柱塞 D. 活塞杆处的密封圈及防尘圈 15. 关于溢流阀与减压阀的比较，下列说法正确的有（ ） A. 溢流阀并联在液压泵出口，减压阀串联在需要减压的支路上 B. 溢流阀保持进口压力恒定，减压阀保持出口压力恒定 C. 溢流阀的出口接执行元件，减压阀的出口接油箱 D. 溢流阀和减压阀都属于流量控制阀 B 正确，溢流阀控制的是进口（泵出口）压力，减压阀控制的是出口压力且不受进口波动影响。C 错误，正好相反，溢流阀出口接油箱，减压阀出口接执行元件；D 错误，两者都是利用液压力与弹簧力平衡的原理工作，属于压力控制阀。 16. 关于液压辅助元件的作用，下列说法正确的有（ ） A. 油箱主要用于控制系统压力的高低 B. 过滤器主要用于储存和释放系统的压力能 C. 蓄能器可吸收系统的压力脉动和液压冲击 D. 油箱可散发油液中的热量并沉淀杂质 三、填空题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 17. 液压泵是将________能转换为________能的能量转换装置，在液压系统中属于动力元件。 18. 如图4所示，三位四通换向阀的中位机能中，________型中位时各油口全部封闭，液压缸两腔封闭而锁紧；________型中位时各油口互通，液压缸处于浮动状态。 19. 液压控制阀按其用途可分为________控制阀、________控制阀和________控制阀三大类。 20. 某液压泵的输出压力 p=5 MPa，输出流量 q=24 L/min，则该泵的输出功率 P=________ kW。 21. 液压缸的________装置用于排除缸内积存的空气，防止执行元件低速运动时产生________现象。 22. 单杆活塞缸采用差动连接时，两腔同时通入压力油，活塞的有效工作面积等于活塞杆的________面积，因而可获得较________的运动速度。 四、计算题（本大题共1小题，共15分） 23. 如图2所示为一单杆活塞液压缸，已知缸筒内径 D=100 mm，活塞杆直径 d=50 mm，供油压力 p=4 MPa，输入流量 q=25 L/min，忽略泄漏和各种损失。 试求： （1）无杆腔进油时，活塞的推力 F1 和运动速度 v1； （2）有杆腔进油时，活塞的推力 F2 和运动速度 v2； （3）差动连接时，活塞的运动速度 v3。 五、分析应用题（本大题共1小题，共15分） 24. 如图所示为三位四通换向阀的中位机能。某机床液压系统采用定量泵供油，执行元件为单杆活塞液压缸，工作要求为“快进—工进—快退—原位停止”的循环。 试分析下列问题： （1）分别说明图中 O 型、H 型、M 型、P 型中位机能的油口连通特点、液压缸状态及液压泵是否卸荷； （2）若要求工作台停止时液压泵卸荷，同时液压缸两腔封闭，应选用哪种中位机能？ （3）该系统的“快进”可由什么回路实现？“工进”又由什么回路实现？ （4）简述三位四通换向阀在该系统中的作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $