時間:2023-02-24 05:14:47
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇控制技術,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:;花期;控制
1 概述
按照自然花期分為春菊(花期4月下旬至5月下旬);夏菊(花期5月下旬至8月);秋菊(花期10月下旬至11月下旬);寒菊(花期12上旬至次年的2月)。一般來說,植物的生長發育、花芽分化及開花,與日照、溫度及栽培等環境因素有著極為密切的關系。也不例外,的生長發育對日照的強度和長度極為敏感,但因種類及品種的不同,所需要的日照、溫度等條件也不同,開花期也就不同。對進行人為的日照、溫度等調控,可使按人們的意愿提早或延遲花期?;ㄆ诒茸匀换ㄆ谔嵩绶Q為促成栽培,而花期比自然花期延遲則稱為抑制栽培。
2 栽培技術
2.1 的促成栽培
根據的花芽分化需要短日照條件的特性,通過對秋菊進行短日照處理使其提早開花。其方法是用黑色塑料薄膜、遮蔭網等不透光材料,在早晨和傍晚遮去秋菊的自然光照,將每天的光照時間控制在9~10個小時。在做短日照處理期間,必須連續遮光,不可間斷,不得有絲毫的透光,遮蔽物上的洞孔及夜晚路燈、汽車燈等都會影響短日照處理效果。同時在做短日照處理時,又要保證在光照時間內有充足的光照及適宜的水肥管理。不同的品種對短日照處理時間的長短會有所不同。一般情況下,株高25~30cm的在白天15~20℃,夜間10℃左右的條件下,10~15天可完成花芽分化,45~55天,當花蕾充實并著色后即可撤除遮蔽物。
2.2 的抑制栽培
通過對進行長日照處理使其延遲開花。其方法是當秋菊長到25~30cm時,開始進行補充光照。一般是在天黑前在距離1m左右的上方,用普通的白熾燈泡進行光照處理,使每天的光照達到15小時左右,如白熾燈泡再配置錫箔反射罩效果會更好。在長日照處理條件下,營養生長繼續,花芽的分化受到抑制。停止長日照處理,花芽開始分化并現花蕾。溫度白天20℃,夜間15℃左右,約60天即可開花。
總之,要讓按人們的意愿提早或延遲花期,可根據預期的開花時間,來倒推實施的短日照或長日照處理時間。同時無論是的促成栽培還是抑制栽培,都要加強土、水、肥及病蟲害等方面的綜合管理,使其能夠生長健壯、枝繁葉茂、花色鮮艷、花多而大。
3 花期控制
根據的生物學特性,影響其花期的因素主要來自三個方面:一是環境條件因素,比如光照時間的長短、溫度高低的變化、水肥使用的多寡等;二是機械措施因素,這主要是通過機械損傷或改變其繁殖時間,而改變的生長發育期限,比如摘心時間的早晚及次數、剝蕾方式及去留數量扦插時間的早晚等;三是化學藥劑因素,采用乙烯、920等化學試劑噴灑,改變內部激素成分和濃度,來影響的生長發育,從而達到控制花期的目的。
3.1 環境條件
3.1.1 光照影響。光照條件對于開花是較敏感的一個因素,尤其在生長的后期,不同光照條件對同一品種的花期差異影響很大。
為短日照花卉品種,可通過延長光照的控制,達到推遲花期的目的。根據計算決定長日照的處理時間,來推遲的花期。一般自9月初開始,每夜增補光照3小時,尤其是間斷夜間無光時間,起到延長日照的作用,以午夜前后為最好。100w燈泡的光照有效面積為1.2m2,光照強度一般為77~110Lx,經過30天左右時間的長日照處理,可推遲花期,停止光照后即現蕾開花。
用短日照處理方法,可以使花期提前。在生長期間。每天只給8~10個小時的光照,對光照敏感的品種,21~28天花芽即可分化,一般品種42天后花芽也開始分化,從處理開始經過70~75天即可現蕾開花。在生產時間上,遮光以早晚為宜,由于中午氣溫較高,遮光不利于菊株正常生長發育。在短日照處理中,遮光不能間斷或間隔,在前14天內尤為重要,當花蕾現色后即可停止短日照處理。
根據試驗資料表明,因品種不同,對光照的敏感程度也不一樣,一般花色深的品種,遮光時間要多些,黃色、白色等淺色品種,遮光時間要少些。通過短日照處理的品種,黃色花、白色花、紫色花等品種花色表現正常,而橙黃色、泥金色、粉紅色則花朵黯淡無光,但對觀賞影響不大。
3.1.2 溫度影響。溫度對生長發育影響也大,其生長最佳溫度為21℃,花芽分化期間,日溫18~21℃,夜溫15.6℃左右為宜。光照在12小時以下,夜溫在10℃時,開始花芽分化;而光照在13.5小時,夜溫在15℃時,花芽也可開始分化。由此可見。光照和溫度不同組合的微妙關系,都可直接影響花芽的分化。現蕾透色后,將溫度控制在0~5℃時,一般花期可延長1個月左右。也就是說,氣溫高,花期相對提前,花期縮短,反之花期相對推遲和延長。
3.1.3 水肥影響。水肥在花期控制中,雖然不是敏感因素,但其仍然直接和間接影響花期的早晚。比如,在整形摘心時要減少澆水量,待新芽萌發后再逐漸加大;花芽分化期必須扣水,這不僅控制的徒長,而且也利于花芽的分化。9月上旬,花芽分化時,要停止施肥1周;現蕾后要適當增加水肥的施用,直至開花。在的日常管理中。生長發育的各個階段。肥料的使用上其氮、磷、鉀含量配比也不一樣,生長初期至中期多以氮肥為主,兼以磷鉀肥;而生長后期,則側重施用磷鉀肥,如增施磷酸二氫鉀等;磷肥可使花芽提前分化,促使花色艷麗。
3.2 機械措施
3.2.1 扦插時間影響。不同品種,由于本身的生物學特性不同,在同一環境條件下,其開花時間也不一樣,故有早花品種、中花品種和晚花品種之分;甚至花色不同,開花時間也有差異。以小菊為例,一般黃花、紅花品種花期較早,白花品種花期略晚。根據這些的特性。可利用扦插早晚來控制其花期。一般講,同一品種早扦插早開花,晚扦插晚開花。獨本菊、案頭菊自扦插到開花需要3個月時間,而多頭菊生長期間,由于多次摘心延長了其發育期,開花則需要6~7月時間。時間證明,3月中旬到4月中旬,扦插需22~25天可以上盆培育;5月上旬到6月中旬,扦插18~22天可以上盆配培育;7月中下旬到8月上旬,扦插8~12天就可以上盆培育,而11月扦插,溫度在10~15℃時,30天才可生根。對同一類型的其生長發育的長短,則直接影響的花期,甚至對于的花色和花朵的大小,影響也很明顯。
3.2.2 摘心早晚的影響。正常情況下,在立秋前后,進行最后一次摘心,80~85天就可開花;小菊在8月下旬~9月上旬進行最后一次摘心,70~75天就可開花。相對來講,摘心越早開花越提前,摘心越晚開花越退后。摘心與不摘心的同一品種比較。摘心的可推遲花期10天左右。
3.2.3 剝蕾方式的影響。在蒔養多頭菊和大立菊時,常用剝去花蕾的手法,來控制和調整花期。多留側蕾多消耗養分。少留側蕾多保留養分。以此來調整的生長勢。影響主蕾的發育。而達到推遲花期的目的。有時則以側蕾代替主蕾也可推遲花期,反之也可早剝側蕾,集中養分促使主蕾生長發育,促進早日開花。在日常管理中,為觀展需要常采用此法,來達到多頭菊和大立菊同盆、多盆同時開花的目的和調整不同品種同時開花的花期。
3.3 化學藥劑處理
關鍵詞:軟弱圍巖、變形開裂、支護參數、控制措施
中圖分類號:U45 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
根據新奧法理論, 為了充分發揮圍巖自身的承載能力, 在隧道開挖以后, 圍巖會有一定程度的變形, 借助圍巖自身的承載力, 減小支護結構上的荷載。怎么避免圍巖的失穩破壞, 保證隧道安全、經濟、快速施工, 是隧道施工安全控制面臨的重要課題。
工程概況
該隧道工程全長19055m(單延米),設計有6個無軌斜井,2個有軌斜井,屬于極高風險隧道,本文以其中一個斜井的正洞施工段為主要研究對象,斜井長度為1025m,承擔正洞施工任務左右線各2100m。隧道地層條件復雜,該段地層主要為二疊系下統板巖夾炭質板巖,灰色-深灰色,變余泥質、鈣質結構,薄層板狀構造,石質較軟,巖層走向與正洞大角度相交,巖體受地質構造影響,節理裂隙較發育,巖體較破碎,呈層狀、板狀結構,含泥化夾層,含少量裂隙水,處于高地應力地段,隧道最大埋深約395m,最大開挖跨度為10.5m。
變形開裂特征分析
本工程采用“三臺階七步開挖法”進行施工,通過日常圍巖量測數據收集和歷次變形開裂發生、發展過程分析,我們對變形與各道工序和時間之間的關系以及施工工序間距對變形的影響進行深入細致的研究,進一步弄清了隧道變形開裂發生的特征。
1、變形與工序的關系
(1)變形與開挖的關系:中、下導坑落底時,拱部的變形最大,一般在5cm~13cm;挖仰拱時初支的變形相對緩和,收斂量一般在2cm~4cm左右。
(2)變形與噴射混凝土的關系:累計變形量達12cm~15cm,噴射混凝土表面可見裂縫 (中導坑最為明顯);15cm~18cm時,局部剝落;18 cm~22cm以上時,大塊剝落。
(3) 變形與初支的關系:使用單層20b#型鋼鋼架支護,累計變形量達18cm時鋼架局部變形,22cm時鋼架局部扭曲(如圖1所示),35cm以上時鋼架局部折斷、墻部收斂值大于拱頂下沉值;使用單層22b#型鋼鋼架,累計變形量達20cm時鋼架局部變形,25cm時鋼架局部扭曲,40cm以上時鋼架局部折斷(如圖2所示)、墻部收斂值大于拱頂下沉值;使用雙層22b#型鋼或單層200#H型鋼鋼架支護,累計變形量達30cm時,鋼架局部變形凸起,無鋼架扭曲和折斷現象。
圖1鋼架局部扭曲 圖2鋼架局部折斷
(4) 變形與時間的關系:初支完成后,若17d內不及時施作二襯,初支變形面積將隨時間延伸不斷擴大而造成侵限,大多需要拆除重做。
2、施工工序間距對變形的影響
變形數據的統計分析得知,施工中各個階段的變形情況大致情況如下:
①上臺階開挖當天累計變形量為2cm~4cm,初期支護施工完畢后為1cm/d~2cm/d;
②下臺階開挖當天,水平收斂較大,累計達到3cm~5cm左右,初期支護施工完畢后保持在1 cm/d~2cm/d;
③仰拱開挖當天變形在3cm左右,仰拱混凝土完成后保持在5mm/d~8mm/d。
(1)仰拱與下臺階間距對變形的影響
仰拱封閉成環后,初期支護形成整體受力結構,抵抗圍巖變形的能力大大增強,由仰拱成環前的每天變形1cm~2cm減少到仰拱成環后的每天5cm~8cm。也就是說,如果提前1d 將仰拱封閉成環,則每天可將圍巖初期支護的變形減少一半(10cm)左右。
(2)上、下臺階工序的間距對變形的影響
上、下臺階的施工間距對于圍巖變形的影響主要表現在能否及時進行下臺階的施工,以及能否及時將仰拱施工完畢后形成封閉的整體受力結構。
(3)二襯與掌子面間距對變形的影響
二襯與掌子面距離主要是控制變形的時間長短。距離越遠,則變形時間越長,總變形量就越大;距離越短,則變形時間就越短,總變形量就越小。但是混凝土施工太早,與掌子面距離很近,對施工干擾較大,施工速度就會降低;而且二次襯砌混凝土承受的圍巖壓力也越大,對混凝土結構就越不利,見下圖3。
圖3二襯緊跟掌子面施工
軟弱圍巖隧道變形控制
1、科學開挖方法的選擇
在軟弱圍巖地層中開挖隧道一般采用施工方法有: 環形開挖留核心土法、雙側壁導洞法、CD法、CRD法等。綜合考慮梁家院子隧道具體情況, 采用環形開挖預留核心土法, 其施工工藝流程及隧道開挖圍巖變形三維示意圖見下圖 4、5。
圖4施工工藝流程
圖4隧道開挖圍巖變形三維示意圖
2、合理支護時間的確定
運用Burgers模型, 采用位移反分析方法對隧道流變變形規律進行研究, 得出軟巖隧道合理的支護時間, 從而理論上確定超短臺階法臺階的合理長度。
式中: p=Z;1,2為粘性參數; E1, E2為彈性模量; R0為圓形巷道半徑; r為巖體內任意點到圓形巷道的中心距離;
為蠕變損傷變量。
為方便計算, 將隧道開挖斷面理想化為圓形斷面, R0取4m,= 22kN/m3,Z=30m,穩定變形速率u(t)= 0.033mm/h,其他參數選取方法見文獻[3],E1=1.5,104MPa,E2=2.4,104MPa,1=2106MPa h,2=7.89,105MPa h,代入公式計算得最佳二襯支護時間大約為開挖后 30d。據實際施工速度, 確定上臺階長度30d為宜。
3、軟弱圍巖變形控制工藝措施
軟弱圍巖隧道施工安全的核心是控制變形、防止坍方,參考上文反演分析及監控量測結果,提出以下變形控制工藝措施。
(1)核心土。根據掌子面的自穩情況調整核心土大小,核心土面積不小于掌子面面積的50%,長度為3~5m。利用核心土穩定掌子面,然后開挖兩側邊墻、中部核心土,最后開挖仰拱。
(2)超短臺階。采用超短臺階可以有效縮小初期支護成環閉合的時間,控制支護結構體系的整體變形。上臺階長度控制在15m范圍內。
(3)鎖腳。在軟弱地層隧道中,加強鎖腳能夠有效減少基底弱化而引起的上臺階支護下沉和下臺階開挖初期支護的懸空引起的下沉。每級臺階采用8根注漿超前小導管鎖腳。
(4)墊塊、槽鋼。其作用類似于擴大基礎,并使工字鋼不懸空,提高了拱腳的豎向承載力,達到控制變形的目的。
(5)超前支護。常用的超前支護方式有超前小導管和超前管棚。超前支護起到支護前方圍巖的作用,并進行注漿,加固周邊地層,松散地段采用雙層小導管,擴大加固圈范圍。
(6)上下臺階均衡推進??茖W管理,提高工效,做到上下臺階均衡推進,使初期支護在15d內封閉成環,并及時施做仰拱, 從而有效地控制了支護結構過度變形。
(7)臨時仰拱(橫撐)。對于變形非常大地段,及時閉合極其重要,閉合成環后,提高了結構的承載能力,從而有效地控制變形、避免坍方。
結語
按照軟弱圍巖變形規律,合理選擇支護時間,保證圍巖的蠕變變形未達到加速蠕變階段,則能夠有效防止圍巖失穩遭到破壞。圍巖變形主要是圍巖的流變屬性導致的, 圍巖變形、初支與二襯間的接觸壓力、圍巖壓力都隨時間而發生變化, 從而導致支護結構內力隨時間的變化而變化, 所以設計軟弱圍巖隧道支護結構時, 必須要對圍巖的流變作用加以考慮。
參考文獻:
[1] 張端良 王劍 張運良:《軟弱圍巖隧道變形規律與施工安全控制技術》,《公路工程》, 2011年02期[2] 帥建兵:《軟弱圍巖區域隧道變形開裂的研究分析與控制技術》,《建筑工程》, 2012年03期
[3] 楊林德. 巖土工程問題的反演理論與工程實踐 [ M ]. 北京: 科學出版社, 1999.
【關鍵詞】PLC 自動控制技術 應用措施
當前,國家工業生產水平受到廣泛重視,主要因為其決定社會與國家的經濟效益,是我國經濟發展的重要支柱,因此,相關技術人員必須要全面分析PLC自動化技術的應用特點,并且根據其實際應用需求制定完善的措施,進而提高其應用效率c質量,為其后續發展奠定堅實基礎。
一、PLC自動控制技術分析
PLC自動控制技術是當前工業生產中最為重要的技術體系,在一定程度上,可以提高其應用效率,進而達到良好的生產效果。具體技術概述分為以下幾點:
首先,PLC自動控制技術基礎結構。PLC自動控制技術是將計算機作為基礎的控制裝置,核心硬件部分為CPU、儲存器等,可以支持系統的有效運行。同時,PLC中輸入單元可以與CPU相互連接,輸出單元也可以與相關輸出設備相互連接,通信接口與各類編程器、外部設施等相互連接。根據對各個部件連接方式的分析,可以將PLC自動控制設備分為整體式與模塊式,整體式可以將所有部件集成在一起,模塊式可以將各類部件分為幾個模塊封裝,在連接之后形成一個主體。
在PLC自動控制系統中,主要分為以下幾個硬件:第一,電源硬件。電源就是對PLC中的各個模塊進行整流與穩壓,將外部的電流轉換為PLC內部電路所需要的直電流,進而提高其運行效率。第二,CPU硬件。就是在整個PLC中的核心為CPU,相當于整個自動控制系統中的中樞神經,可以幫助PLC掃描周圍的內容,進而完成相關工作。第三,存儲器硬件。就是在PLC自動控制系統中用來編寫與存儲程序的硬件。
其次,PLC自動控制功能。在PLC自動控制技術應用過程中,其功能可以分為以下三種:第一,對于PLC自動控制系統的控制方案,主要就是建立相關軟件平臺,可以采用計算機技術等方式建立操作系統平臺,進而提高其發展效率,同時,相關技術人員還可以通過此類方式對PLC輸入信號進行處理,使得被處理后的信號有效傳輸到執行機構中,并且完成指定的動作。第二,制定完善的嵌入式與智能控制器方案,可以利用PLC固定控制軟件將其安裝在嵌入式的控制器中,進而將用戶所編寫的程序通過指定的協議傳達到傳輸系統嵌入控制器中,進而達到良好的控制效果。第三,制定傳統的PLC控制方案,在此類方案中,PLC自動控制技術可以成為一個硬件系統平臺,使得相關軟件可以安裝到硬件系統中,進而將用戶所編寫的程序傳輸到硬件系統中,使其向著更好的方向發展。
二、PLC自動控制技術的應用措施
(一)控制開關量
PLC自動化控制系統所控制的點數可以達到上千個點,主要因為其可以與網絡信息系統相互連接,因此,對任何點數都可以有效控制,同時,PLC自動控制系統所控制的邏輯問題具有多樣性的特點,例如:對相關系統即時與延時問題的控制,或是控制隨機問題與順序的問題,達到良好的問題解決效果。
(二)控制模擬量
PLC自動控制技術在實際應用過程中,可以有效控制壓力與溫度,進而形成連續變化的模擬量,使得具有連續性工業生產特點的系統得以有效控制。因此,在實際生產過程中,相關技術人員必須要有效應用PLC自動控制技術,將模擬量轉化為無量綱的標準格式,在運算之后,通常情況下會產生一定范圍內的標準值,一旦標準值不在相關范圍之內,相關技術人員就要對其進行有效的解決,進而達到一定的應用效果。
(三)控制數字量
在PLC自動控制技術實際應用過程中,必須要對工業機床主軸的位移數字進行控制,確保可以提高其控制效率,達到一定的控制量,進而提高其發展效率,保證不會出現工業控制數字量的問題。
(四)數據采集
PLC在實際應用期間,其儲存空間較大,雖然早期的PLC產品儲存數據空間較小,但是,其可以有效儲存一些數據,在一定程度上,可以支持工業生產數據儲存工作的運行,使其向著更好的方向發展。
(五)監控系統
在應用PLC自動控制技術的過程中,相關技術人員可以全面分析PLC自動控制系統的自檢信號特點,保證可以對其進行合理的應用,進而全面監控自動控制對象,如果自動控制對象較為復雜,就要確保監控動作執行的正確性,確保能夠有效診斷控制對象中存在的問題,采取有效措施降低系統故障率,一旦出現無法避免的故障情況,就要利用相關技術對故障進行排除,進而提高其運行效率,使其向著更好的方向發展。
三、結語
在應用PLC自動控制技術的過程中,相關技術人員必須要全面關注自動控制技術的應用手段,確保能夠通過正確的方式應用PLC自動控制技術,在對其進行全面分析的情況下,優化工業生產技術體系,增強其實際發展效果,同時,技術人員還要階段性的學習PLC自動控制技術的應用措施,使其向著更好的方向發展。
參考文獻:
【關鍵字】:自動控制技術 模糊控制 魯棒控制
1. 自動控制技術基本原理
自動控制技術是能夠在沒有人直接參與的情況下,利用附加裝置(自動控制裝置)使生產過程或生產機械(被控對象)自動地按照某種規律(控制目標)運行,使被控對象的一個或幾個物理量(如溫度、壓力、流量、位移和轉速等)或加工工藝按照預定要求變化的技術。它包含了自動控制系統中所有元器件的構造原理和性能,以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識;自動控制系統的分析與綜合;控制用計算機(能作數字運算和邏輯運算的控制機)的構造原理和實現方法。自動控制技術是當展迅速,應用廣泛,最引人矚目的高技術之一;是推動新的技術革命和新的產業革命的核心技術;是自動化領域的重要組成部分。
2. 自動控制技術的應用背景
自動控制技術有很強的應用背景,無論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業上,或是造紙、紡織、皮革和食品等工業上;無論是在航空、航海、汽車和鐵路運輸工業和國防工業上,或是圖書資料的管理、實驗室技術設備上都得到廣泛應用。自動控制技術對導彈和人造地球衛星是非常重要的,對于研究原子能的應用,研究飛機和導彈的空氣動力和結構強度也是有用的。沒有應用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運用控制的基礎理論來解決實際問題是和研究控制理論本身不同的另一種創造性工作。
3.自動控制應用實例
3.1魯棒控制
魯棒控制(Robust Control)方面的研究始于20世紀50年代。上世紀60年代,狀態空間結構理論的形成,與最優控制、卡爾曼濾波以及分離性理論一起,使現代控制理論成了一個嚴密完整的體系。在過去的20年中,魯棒控制一直是國際自控界的研究熱點。
所謂魯棒控制,是使受到不確定因素作用的系統保持其原有能力的控制技術。魯棒控制的主要思想是針對系統中存在的不確定性因素,設計一個確定的控制律,使得對于系統中所有的不確定性,閉環系統能保持穩定并具有所期望的性能。
具有魯棒性的控制系統稱為魯棒控制系統。一般魯棒控制系統的設計是以一些最差的情況為基礎,因此一般系統并不工作在最優狀態。
根據對魯棒控制性能的不同定義,可分為穩定魯棒性和性能魯棒性。
3.1.1魯棒穩定性(絕對穩定性)
魯棒穩定性是系統受到擾動作用時,保持其穩定性的能力。這種擾動是不確切知道的,但是是有限的。穩定性是對一個系統正常工作的起碼要求,所以對不確定系統的魯棒穩定性檢驗是必要的。因為傳統的設計方法不具有保證魯棒穩定性的能力,包括七十年展起來的各種方法,INA(逆奈氏陣列)、CL(特征軌跡)、LQR(線性二次型調節器)等,都不能保證系統的魯棒穩定性。從九十年代起,大多數飛機、導彈、航天器都提出了魯棒性要求。魯棒穩定性分為頻域分析及時域分析兩類,每一類又包含多種不同的方法。常用的魯棒穩定性分析方法有:
1)矩陣特征值估計方法; 2)Kharitonov方法; 3)Lyapunov方法; 4)矩陣范數及測度方法。
3.1.2性能魯棒性(相對穩定性)
對不確定系統,僅僅滿足魯棒穩定性要求是不夠的。要達到高精度控制要求,必須使受控系統的暫態指標及穩態指標都達到要求。按名義模型設計的控制系統在攝動作用下仍能滿足性能指標要求,則說該系統具有性能魯棒性。大多數設計方法不能保證性能魯棒性,因而對不確定系統進行性能魯棒性的檢驗是必要的。性能指標的魯棒性分析方法也可分為頻域和時域兩種,使用何種性能指標,要視提出的性能指標是在頻域還是在時域而定。性能魯棒性有時又稱為相對穩定性、D-穩定性等。所謂D-穩定性,即為了保證系統的性能,要求在攝動作用下,系統的閉環特征值保持在某個區域D 內。
3.2模糊控制
在傳統的控制領域里,控制系統動態模式的精確與否是影響控制優劣的最主要關鍵,系統動態的信息越詳細,則越能達到精確控制的目的。然而,對于復雜的系統,由于變量太多,往往難以正確的描述系統的動態,于是工程師便利用各種方法來簡化系統動態,以達成控制的目的,但卻不盡理想。換言之,傳統的控制理論對于明確系統有強而有力的控制能力,但對于過于復雜或難以精確描述的系統,則顯得無能為力了。因此便嘗試著以模糊數學來處理這些控制問題。
一般控制系統的架構包含了五個主要部分,即:定義變量、模糊化、知識庫、邏輯判斷及反模糊化,底下將就每一部分做簡單的說明:
1)定義變量:也就是決定程序被觀察的狀況及考慮控制的動作,例如在一般控制問題上,輸入變量有輸出誤差E與輸出誤差之變化率CE,而控制變量則為下一個狀態之輸入U。其中E、CE、U統稱為模糊變量。
2)模糊化(fuzzify):將輸入值以適當的比例轉換到論域的數值,利用口語化變量來描述測量物理量的過程,依適合的語言值(linguisitc value)求該值相對之隸屬度,此口語化變量我們稱之為模糊子集(fuzzy subsets)。
3)知識庫:包括數據庫(data base)與規則庫(rule base)兩部分,其中數據庫是提供處理模糊數據之相關定義;而規則庫則藉由一群語言控制規則描述控制目標和策略。
4)邏輯判斷:模仿人類下判斷時的模糊概念,運用模糊邏輯和模糊推論法進行推論,而得到模糊控制訊號。此部分是模糊控制器的精髓所在。
5)解模糊化(defuzzify):將推論所得到的模糊值轉換為明確的控制訊號,做為系統的輸入值。
4.自動控制技術發展趨勢
近年來自動控制技術發展迅猛,特別是計算機技術、網絡和通信技術發展的突飛猛進,使人們籍助于許多使能技術的進步和一些開發工具的擴大,將人們構思的自動操作得以付諸實現。如網絡控制技術、可編程控制器等均屬于自動化控制技術中的使能技術。自動控制技術正向著網絡化、集成化、分布化、節點節能化的方向發展。
參考文獻:
1.?模糊控制?,李士勇,哈爾濱工業大學出版社
2.?魯棒控制理論及應用?,王娟,張濤,徐國凱,電子工業出版社
3.?自動控制技術?,肖建章,中國勞動社會保障出版社
作者信息
關鍵詞:汽車懸架;振動主動;控制技術
中圖分類號:
TB
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2013)21019601
汽車懸架振動主動控制技術對于提高汽車的性能有著至關重要的作用。根據汽車行駛過程中路面的實際情況,汽車可以及時的產生所需要的控制力,使達到控制車身震動和最優減震的狀態。汽車的懸架主動控制系統能夠提高汽車在行駛過程中的穩定性,改善乘客乘坐汽車的舒適度。而且隨著汽車主動懸架控制技術的發展,節約能源減少噪音也成為該技術一項新的目標。
1懸架振動主動控制技術的類型和原理
由于現代科學技術的高速發展,現代汽車對于主動懸架的性能提出了更高的技術性要求,這就需要應用現代科學技術不斷地完善和更新懸架的振動控制方法和結構形式來配合新技術的發展,懸架的分類方式和結構形式有很多,我們主要介紹根據控制力的分類,將主動懸架系統分為被動、主動和半主動三種類型的懸架。
被動懸架系統在確定之后,汽車在行駛過程中就不能隨著外界條件的改變而改變,由于不能夠隨意改變和選擇參數,使得被動懸架系統的性能受到了限制,因此被動懸架的缺點就在于它的減振性能較差。半主動懸架采用了可變性的彈簧和減震器,它在生產力方面類似于以往的被動懸架,進步的地方在于半主動懸架的減振性有所提高,主要工作原理是通過切換空氣來改變彈簧的剛度。主動懸架系統主要由執行機構和控制系統構成,它可以通過傳感器來檢測汽車的運行情況、道路目前的狀況,這種懸架系統的減震性非常好,通常具有兩種懸架形式,一種是通過電機驅動的空氣式主動懸架,另一種是日產和豐田部分高檔汽車所應用的電磁閥驅動的油氣式主動懸架,油氣式主動懸架利用與油壓缸相連通的彈簧來吸收振動產生的能量,從而實現減震的目的。
2懸架振動主動控制技術的特點
懸架振動主動控制技術主要是利用現代汽車科技新技術,提高汽車的減振性能,減少車輪與車身之間的摩擦,降低能源消耗,減少噪音污染,保護環境。
主動懸架的研發應該注重的是控制策略的運用,單單使用一種控制策略是不能取得較好的效果的,因此它需要多種控制方法的搭配,取長補短。另一方面還要考慮汽車主動懸架控制系統與汽車其他器件的搭配與磨合,只有相互配合相互作用才能取得較為滿意的效果,才能體現出高檔汽車的性能。
主動懸架系統是運用非線性機、電、液一體化的動力控制系統。傳統的被動懸架系統由于減振性差、消耗能源多的缺點已經被主動懸架系統所取代,在汽車懸臂主動系統中研究出的最優控制、自適控制、模糊控制等控制方法都取得了令人矚目的成績,這些成績使得汽車的功能、舒適度和減震性都得到了不斷的發展和完善,提高了汽車的性能,讓質量和安全性更加有保障。
3懸架振動主動控制技術的方法
根據現代汽車技術,汽車懸架振動主動控制系統已經利用計算機處理并進行控制由傳感器來決定汽車的自身速度,車輪相對于車身的相對速度?,F在汽車主動懸架控制主要是運用較好的控制方法,來達到減震的效果,從而降低能耗,實現又好又快的發展才是未來汽車主動懸架的發展方向。
根據現代汽車控制理論,從不同的方面得出切實可行的方案。主動懸架振動系統的現代控制方法總結主要有以下幾種可供參考:
(1)自適應控制。
這種控制方法主要是根據具有一定的不確定性的控制系統而設計。自適應控制就如同它的名字,它可以自動檢測到系統中參數的變化情況,從變化的參數中選擇最合適的參數,使得自身能夠時刻保持性能最優狀態,滿足系統的性能指標。
(2)最優控制。
最優控制是通過建立一個確定的目標方程,通過數學方程取極值時的控制輸入,應用最優系統理論求得所設方程下最優控制規律。相對于其他懸架控制方法,最優控制方法對于系統的不確定變量的影響進行了風險估算,因此,它具有很好的控制效果。
(3)模糊控制。
在近些年汽車懸架主動控制系統迅速發展完善的過程中,模糊控制是一種新型的汽車懸架控制方法。不需要確定的數學模型,用數字變量代替過去的語言變量,這是它最大的特點。上世紀九十年代開始,這種控制方法就已經開始被應用于汽車懸架的主動控制系統中,利用計算機進行模擬數據的分析從而控制車身的振動,它的實驗結果向世人證明了汽車懸架振動系統采用模糊控制的方法是行之有效的。
4結語
汽車是一個集科技、信息、智能化于一體的綜合性產品,人類對于它的需求不僅僅是一種代步工具,而且還要滿足舒適、安全、環保、穩定的要求。而汽車的主動懸架作為汽車中的組成器件之一它要在不同的道路情況,汽車不同的行駛速度情況下都應該發揮其最好的效果,傳統的被動懸架已經被各類新型的電子控制系統所取代,而人類對于它的現代控制技術理論的研究將結合實際情況更加的深入具體,相信在不久的將來,新的懸架主動控制系統將會具有更加完善的功能。
參考文獻
關鍵詞:CDMA功率控制算法
中圖分類號:TK315 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著3G移動通信網絡逐步在世界各地進入商業化運營,3G不久將來不可避免地取代2.5G和GSM系統。截止2006年8月,全球有92個國家219個3G網絡運營商,共建設運營WCDMA網絡105個,CDMA2000網絡151個,用戶數量超過3.24億。中國積極參與IMT-2000國際標準的制定工作,提出TD-SCDMA標準,成為ITU認同并推薦的三個國際標準之一,這說明功率控制技術早已到了成熟階段。
最新的功率控制算法
一種應用于實際的有效功率控制算法成功提高了20%系統容量,極大地擺脫了覆蓋和QOS的約束,它就是華為公司的“前向功率智能調整”算法。
1.1 功率不平衡影響功率效率,導致系統容量下降
在對它進行介紹前,有些概念和定義必須先說明下。功率控制的效果如何,通常采用“功率效率”指標來衡量。就CDMA2000系統的前向而言,功率效率體現為平均每Walsh愛爾蘭話務量的功率消耗。在載頻額定發射功率一定的情況下,功率效率越高,即平均每愛爾蘭話務量的功率消耗越小,系統能夠容納的用戶必然就越多。所以,提高CDMA2000系統前向容量的重要手段之一,就是提高功率效率。CDMA2000系統引入了前向快速功控,當呼叫處于軟切換狀態時,每個基站獨立調整各自分支上的前向業務信道功率。但由于不同分支上的反向鏈路上誤碼相互獨立,導致不同基站解調出的手機的前向快速功控比特可能會有差別,從而導致不同基站的前向業務/導頻信道的功率比例不同。這種現象,我們稱之為功率不平衡。在軟切換過程中,手機以最大比合并的方式對來自不同基站的前向信號進行合并。最大比合并方式的特點是:手機檢測來自不同扇區相關導頻信道的能量,并根據導頻信道的能量加權對應的業務信道信號,從而合并不同扇區的業務信道信號。在合并過程中,如果功率不平衡,即不同BTS的前向業務信道功率和導頻信道的功率比率(At/Ap)失調,就會影響移動臺接收時的最大合并比實現,使得移動臺接收性能下降,要求提升前向功率,造成了功率的浪費,導致前向功率效率下降,系統容量下降。特別是在軟切換狀態下,移動臺的反向功控通常以好的一個鏈路為基準,常常導致移動臺的信號不能為反向鏈路差的基站正確解調,當基站長時間不能解調轉入失鎖狀態后,為保證連接,就以最大功率發射,嚴重浪費前向功率,導致前向功率效率急劇下降,系統容量明顯下降。
1.2 “前向功率智能調整”算法成功解決功率不平衡問題
華為“前向功率智能調整”算法,目前已成功地解決了功率不平衡導致功率效率下降的難題,可使網絡容量提升20%以上。
軟切換狀態下,出現功率不平衡的一個直接原因就是各個基站之間相互不能通信,獨立調整各個鏈路的前向發射功率。功率智能調整算法,讓BSC(基站控制器)參與到前向功控中來,作為各個BTS(基站)聯系的紐帶,來協調各個BTS的發射功率,避免功率不平衡現象的出現。如圖1。
圖1 智能控制圖解
BSC以一定的周期,獲取各個BTS的前向發射功率和反向鏈路質量信息,并判斷是否有功率不平衡的現象。如果出現了功率不平衡,BSC在綜合考慮各個BTS的反向鏈路質量信息和前向發射功率效率的基礎上,給出統一的有利于提高功率效率的參考值,各個BTS都參考這個統一的值并進行調整。這樣,各個BTS的前向發射功率就不再是獨立的,每隔一定周期,就會做一次同步。調整周期的選擇,綜合考慮了Abis鏈路的負荷、CPU的占用率以及功率效率的最大化。
由于有了功率智能調整方案,規避了軟切換狀態下各個前向鏈路的功率不平衡,影響前向功率效率的一個重大障礙就被清除了。功率效率提升,也就提升了CDMA網絡容量。
1.3 “前向功率智能調整”算法已成功應用于多個商用網絡
在也門商用網絡,對比前向功率智能調整方案啟動前后,運營商獲得以下利益:愛爾蘭話務量的功率效率提升45%。
可見,功率智能調整方案啟動后,每愛爾蘭話務量的功率效率提升45%,不含軟切換話務量的功率效率提升41%??沙休d話務量的能力提高21%。
也門網絡,有兩個基本載波、兩個疊加載波,其中兩個基本載波,承載基本的話務。只有當基本載波的話務量高于一定門限后,基站才通過一定的策略將話務引導到疊加載波。測試發現,在啟動功率智能調整方案后,基本載波實際承載的話務量提升了21%(表明基本載波可承載容量提升了),而疊加載波實際承載的話務量下降了17%(疊加載波的話務流向基本載波,疊加載波可承載容量也加大了)。啟動功率智能調整方案后,基本載波和疊加載波的話務量分布有了很大的變化。由此可見,功率智能調整方案啟動后,基本載波的功率消耗大幅降低,系統可承載話務量的能力大幅提高。
總而言之,功率效率的提升,沒有犧牲網絡KPI和用戶通信質量,但帶來的直接好處就是系統容量的提升。
目前,前向功率智能調整算法功能已成功服務于國內外華為的多個CDMA2000商用網絡。不僅在也門,其它商用網絡的對比數據也顯示了該功率智能調整算法對網絡性能提升帶來的效果:中國廣西局點表明,提升功率效率在郊區約10%,城區20%;孟加拉局點,提升功率效率25%;尼日利亞局點,提升功率效率20%。功率效率的提升帶來CDMA通信系統容量的提升,在保證網絡KPI和用戶通信質量的前提下使運營商的收益擴大化。
目前功率控制技術的不足和展望
盡管功率控制技術已經非常成熟,但是仍存在不少有待提高的地方,比如提高測量精度,最佳優化步長算法。個人認為,功率控制可以引入統計預測的算法,在對信道規律的統計中把握信道的短時變化規律,從被動轉為主動進行控制,從而消除了系統的反應時間。但是這又存在一個矛盾,增加了系統運算資源,CPU使用率會因此增加,移動通信信道變化的規律性把握起來難度大,一套合適的算法不大可能適應所有的運作環境。另外,CDMA的快速功率控制帶來系統的性能改善的同時也降低了功率的利用率。
我個人認為功率控制技術的發展趨勢會沿著改善以上不足的方向前進。功率控制的真正價值是伴隨CDMA(碼分多址)技術的應用產生的,所以它跟CDMA技術是共存的。在未來的某一天,CDMA技術被取代的話,功率控制技術可能只能成為歷史了。
參考文獻
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[3] 章堅武.移動通信[M].陜西:西安電子科技大學,2005
【關鍵詞】減震;結構減震控制;耗能減震裝置
引言:
地震嚴重威脅著人類的生存和發展,自從人類誕生以來人們就為抗拒這種自然災害而奮斗。隨著科學技術和人民生活水平的提高,預防與抵抗地震的能力也在不斷提高,而是通過調整或改變結構動力特征的途徑,改變結構的震動反應,有效地保護結構在地震中的安全結構減震控制技術作為抗御地震的一種有效方法,也得到了發展和應用,并成為比較成熟的技術,結構減震控制方法改變了通過提高結構剛度、強度、和延性來提高結構的抗震能力的傳統方法,。
傳統結構抗震方法是通過增強結構本身的抗震性能(強度、剛度、延性)來抵御地震作用的,即由結構本身儲存和消耗地震能量,這是被動消極的抗震對策。由于地震的隨機性,人們尚不能準確的估計未來地震災害作用的強度和特性,按照傳統抗震方法設計的結構不具備自我調節功能。因此,結構很可能在地震作用下不滿足安全性能要求,而產生嚴重破壞或倒塌,造成重大的經濟損失和人員傷亡。
結構減震控制根據是否需要外部能量輸入可分為被動控制、主動控制、半主動控制、智能控制和混合控制。其中,被動控制指在結構的某些部件附加耗能裝置或子結構系統,或對結構自身的某些構件作構造上的處理以改變結構體系的動力特性。而且因其具有構造簡單、造價低、易于維護及無需外部能源支持等諸多優點,所以引起工程界的廣泛關注,成為應用開發的熱點,因而許多被動技術日趨成熟,并在實際工程中應用。被動控制不需要外部能量輸入提供控制力,控制過程不依賴于結構反應和外界干擾信息。
合理有效的減震途徑是對結構施加抗震裝置(系統),由抗震裝置與建筑共同承擔地震作用,即共同儲存和消耗地震能量,以調節和減輕結構的地震作用反應。這是積極主動的抗震對策,也是目前抗震對策中的重大突破和發展方向[1]。
結構耗能減震的實質是在結構中設置耗能構件或耗能裝置,它們能為結構提供較大的耗能機制,地震時大量消耗輸入構件的震動能量,有效衰減結構的地震反應。對于混合式耗能構件,主要是綜合上述二者的原理,同時利用剛度改變機制和阻尼耗能機制進行消能抗震。對于位移相關型的摩擦耗能構件、鋼件非彈性變形耗能和材料塑性滯形耗能,主要是通過附加耗能構件的滯回耗能來消耗地震輸入能量,減輕地震作用。對于速度相關型的材料粘彈性耗能和液體阻尼耗能,耗能構件作用于結構上的阻尼力總是與結構速度方向相反,從而使結構在運動過程中消耗能量,達到耗能減震的目的。
耗能減震是最常用的被動控制系統之一。耗能裝置(元件)和支撐構件共同構成耗能部件,裝有耗能部件的結構稱為耗能減震結構[2][3]。結構耗能減震技術是在結構物的某些部件(如支撐、剪力墻、結點、聯結縫或連接件、樓層空間、相鄰建筑間、主附結構間等)設置耗能裝置或原件,通過耗能裝置產生摩擦,彎曲彈塑性滯形來耗散或吸收地震輸入結構中的能量,減少主體結構的地震反應。
結論:
地震發生時,地面運動引起結構的震動反應,結構吸收了大量的地震能量,能量的耗散必經過轉換(一般轉換為動能或熱能等形式)才能實現。傳統的抗震結構體系,容許結構及承重構件(柱、梁、結點等)在地震中出現損壞,這一損壞過程就是能量的消耗過程,而結構和構件的嚴重損壞或倒塌,就是地震能量轉化或消耗的最終完成。
隨著人們安全意識的提高,傳統的被動耗能方式已經越來越不能滿足人們的安全需求。而與之相對,采用積極耗能方式的耗能減震技術更大的提高和保證地震中建筑的安全性和使用性。
安全耗能減震結構在小震和設計風載荷作用下處于彈性狀態,從而保證結構滿足正常使用要求,向主體結構提供足夠的剛度;在中震、大震及強震作用下,耗能裝置(元件)率先進入耗能狀態,產生較大的阻尼,耗散地震輸入結構的大部分能量,而主體結構不出現明顯的彈塑性變形,并迅速衰減結構的動力反應(位移、速度、加速度等),從而保證其在強震或強風災害作用下的安全性和正常使用性。
參考文獻:
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【關鍵詞】轉爐煤氣凈化 控制技術 分布式 順序功能
相對傳統的控制技術和配置并結合國內系統工藝、設備方面的特點,現對整個控制系統進行了多方面的改進創新,降低了電氣系統的施工和維護成本,對系統的運行起到了很好的促進作用。
1 概述
轉爐煤氣干法凈化控制系統總體由兩部分組成,一是轉爐車間內的蒸發冷卻器和粗輸灰系統,簡稱轉爐區,另外是包括靜電除塵器、風機、切換站、放散煙囪在內的車間外部分,簡稱現場區,兩個區域分別設置一套西門子S7400PLC系統,之間采用光纖以太網通訊。
為了施工和日后的維護方便和更好的提高系統的可靠性,控制系統做出了如下幾個方面的改進。
2 分布式控制
轉爐煤氣干法凈化通常控制方式為集中式控制,轉爐區PLC控制柜和電機控制柜分開,并放置轉爐電氣控制室,現場區PLC控制柜和電機控制柜分開,并放置現場區電氣室。由于供配電柜和控制柜統一放置,電氣施工過程中,大量的電纜堆一起敷設,為現場的施工和日后的檢修增加了難度。
在新項目中,電氣系統放棄集中控制方式,改為分布式控制,并且PLC柜和MCC柜和二為一,增加了系統的靈活度,并降低了電氣施工和檢修的難度。
轉爐區,S7400PLC控制柜放置于轉爐電氣室,蒸發冷平臺和粗灰倉平臺分別設置ET200s遠程站操作箱,內置電機驅動電氣設備。
現場區,供配電柜和S7400PLC控制柜及風機變頻柜放置現場區電氣室,干油站、除塵器二層平臺、除塵器三層平臺設置ET200Pro遠程控制柜,液壓站一層、液壓站二層分別設置ET200s遠程控制柜,柜內放置電氣驅動電氣設備。
3 ET200Pro驅動
ET200Pro系列是西門子推出的具有IP65防護等級的采集和控制模塊,馬達啟動器可以直接配置在遠程站中驅動電機,在國內控制系統中鮮有使用??紤]本地氣候條件和其他環境因素,除塵器室外平臺的遠程柜采用防爆設計,柜內電氣元器件防護等級也相應提高采用ET200Pro系列。
馬達啟動的試用,不僅節約了遠程柜內空間,并且大大減少了PLC系統的IO點,同是減少了系統故障點,降低了施工和檢修難度。
馬達啟動器模塊同時還具有故障診斷、設備電流檢測等實用功能,方便系統維護人員及時發現和處理問題。
4 GRAPH語言
根據轉爐煤氣干法凈化工藝及設備的特點,程序實現時,將整個系統分為七大功能區,蒸發冷功能區、粗輸灰功能區、靜電除塵器功能區、風機功能區、切換站功能區、放散功能區、細輸灰功能區。各大功能區實現各自區域的電機控制、元器件檢測、儀表檢測。
梯形圖語言(即LAD)由于簡單明了,在工業邏輯控制中被廣泛接受和采用,但在順序控制中,GRAPH語言則顯示出其無可比擬的優勢。干法除塵系統各個功能區,尤其是靜電除塵器和輸灰系統,功能區啟動和停止時,各設備需要按照規定的順序逐一動作。GRAPH結構清晰明了,可輕易的對單體設備的啟動停止命令進行觸發。
5 控制趨勢控制
蒸發冷卻器的前期噴水量是根據蒸發冷卻器入口溫度、蒸發冷卻器出口溫度設定值以及靜電除塵器之后的煙氣流量進行計算的,中后期的噴水量主要根據蒸發冷卻器出口溫度進行調節。蒸發冷卻器的出口溫度控制的是否穩定直接影響蒸發冷卻器的后續設備的工作。通常溫度控制方法是在雙PID調節法,即溫度PID控制加冷卻水PID調節。
由于溫度的反映滯后性,溫度PID環節往往出現大的波動,影響系統的整體運行,根據溫度量變化的特性并結合實際情況,提出溫度趨勢控制法。在溫度PID工作過程中,加入溫度變化率,將其作為決定參數修改PID的死區,以達到溫度PID提前反應的目的
溫度的變化率,即溫度在固定時間的變化值。溫度的變化率給溫度的變化做出定量的描述,并以此參與PID調節。
T1:目前的溫度
T2:1分鐘前的溫度(具體的間隔時間根據實際情況調節)
Tc:溫度的變化率
Tc=T2-T1
溫度PID的死區,即設定值與實際值之間的差值小于死區時,設定值與實際值在程序中認為相等。
Er:PID調節時采用的誤差值
Ts:溫度設定值
Ta:溫度實際值
Te:PID死區
Er=|Ts-Ta|-Te的絕對值
對于PID,其輸出量大小由Er決定,當Er0,PID開始調節,并且Er越大調節的輸出量越大。
當Er大于0,Tc大于設定值,并且實際溫度向設定的溫度變化時,調整PID的Te,使Te=|Ts-Ta|,PID停止調節,進入溫度自動變化階段;其他階段正常PID調節。如圖1:
6 結束語
轉爐煤氣干法凈化控制系統改進,降低了電氣施工和檢修的難度,提高控制程序的可靠性和可讀性,有效降低了堵灰和卸爆的幾率。
參考文獻
[1]張慶林.電除塵的主要控制因素[J].黑龍江造紙,1998,26(2):31-32.
作者單位
[關鍵詞] 排放控制 燃油消耗 廢氣處理 排放監測 發展方向
一、前言
保護環境與節約燃料已成為全球關注的重大事件,以發動機為動力的汽車是大氣污染的主要來源之一。排放的廢氣對大氣污染構成嚴重影響,如CO2引起溫室效應;HC在陽光的作用下與NOX進行光化學反應,形成一種毒性較大的光化學煙霧。因此汽車的廢氣排放控制受到各國政府、汽車制造商的進一步重視。
二、汽車排放控制解決的問題
汽車運行時,廢氣排放主要由排氣管產生,包括CO、HC、CO2 、NOX 等氣體;對于柴油機而言,還包括顆粒物排放。CO、HC、CO2 等氣體含量較少且便于處理,廢氣排放控制主要解決汽車NOX和顆粒物的排放。故本文主要介紹由排氣管產生的NOX和顆粒物排放控制技術。
三、現代汽車排放控制技術
現代汽車廢氣排放控制策略從技術角度分為三大方面:降低燃油消耗和燃燒優化、排放廢氣的處理和排放性能的監測,其對應技術如下所述。
1. 降低燃油消耗和燃燒優化
降低燃油消耗和燃燒優化可以降低汽車的使用費用、減少國家對進口石油的依賴、節省石油資源;同時降低了汽車的廢氣排放,其具體實現方法如下所述。
(1)汽車外型優化,減輕車身質量。汽車在行駛過程中,主要受到空氣阻力和滾動阻力,減小空氣阻力和滾動阻力可以有效降低燃油消耗。汽車外形優化可以有效降低空氣阻力系數CD值,從而減小空氣阻力。減輕車身質量則是減小滾動阻力的重要途徑。但隨著質量的降低,汽車的安全性下降,因此需綜合考慮從而獲得最佳效果。
(2)發動機技術的發展。發動機的熱損失和機械損耗占燃油化學能的65%左右,故提高發動機效能對降低燃油消耗、減小廢氣排放有重要作用?,F階段發動機技術的發展如下:
第一,柴油機共軌式電控燃油噴射技術(CRFIS)
柴油機運行時轉速很高,噴油器每次噴油時間很短,高壓油管內各處壓力隨時間、位置不同而變化;當噴油器針閥落座完成主噴后,高壓油管內的壓力波動可能會引起“二次噴射”現象 ,造成噴油不均勻問題,增加了燃油消耗和廢氣排放。
針對上述問題,CRFIS對柴油機的噴油時刻和噴油過程進行控制,其基本原理是:通過柴油機共軌直接或間接形成恒定高壓預噴射燃油,然后將其送至帶有高速電磁開關閥的對應噴油器內,高速電磁開關閥的開啟、關閉實現噴油過程的開始、結束。ECU(電控單元)根據發動機的轉速、輸出功率控制高速電磁開關閥的開閉和開啟時間,從而間接控制噴油時刻和噴油過程。
CRFIS的特點:第一,CRFIS柴油機高壓油管內噴射壓力的形成與噴射過程完全分開,噴射壓力大小與發動機轉速無關,避免了“二次噴射”現象;第二,CRFIS柴油機的每次噴射量由噴射壓力和高速電磁開關閥開啟時間決定,ECU精確控制噴射過程,解決了“噴油不均勻”問題。
第二,均質充量壓縮燃燒技術(HCCI)
HCCI是將點燃式內燃機和壓燃式內燃機有機結合的一項技術,可有效減小汽車碳煙和NOX排放。其基本原理是:HCCI發動機與傳統的點燃式內燃機類似,將比例非常均勻的燃油和空氣進行預先混合,然后注入氣缸內;傳統的點燃式內燃機通過火花塞點燃混合氣,而HCCI發動機的點火過程則與壓燃式內燃機類似,通過活塞壓縮混合氣,使之溫度升高至一定溫度后自行點燃。
HCCI的特點:第一,HCCI發動機無擴散燃燒過程,避免氣缸內形成局部高溫和濃混合氣,有效降低了碳煙和 的排放;第二,HCCI發動機保留了壓燃式內燃機高熱效率的特點,降低了燃油消耗和廢氣排放。
第三,渦輪增壓技術(Turbocharger)
渦輪增壓技術利用發動機排放廢氣的慣性力推動渦輪室內的渦輪,渦輪帶動同軸的葉輪,旋轉的葉輪壓送經過空氣濾清器的空氣,使其增壓并進入氣缸。伴隨著空氣量增加,循環供油量相應增加,達到了增加功率的目的。
其特點:第一,在不增加發動機排量的基礎上,渦輪增壓技術可以增加發動機的輸出扭矩和功率;第二,渦輪增壓技術利用廢氣排放動能對新鮮空氣增壓,回收了部分能量,降低了燃油消耗和廢氣排放。
第四,燃料分層噴射技術(FSI)
FSI不像傳統發動機那樣將燃油注入進氣歧管,而是將燃油直接注入氣缸的技術。其基本原理是:FSI利用電子芯片計算分析并精確控制注入氣缸中的燃油噴射量,獲得具有理論空燃比的混合氣體,從而提高發動機的效率。
其特點:第一,FSI發動機完成一次工作循環有兩次噴油過程,對應的噴油時刻分別為吸氣沖程和壓縮沖程末端;第二,FSI根據發動機轉速和負荷的不同,有分層注油和均勻注油兩種注油模式,其對應的發動機工況分別是低速、中速工況和高速高負荷工況;第三,FSI發動機與傳統發動機相比,其動態響應好,輸出扭矩和功率可以同時被提高,燃油消耗降低,廢氣排放減小。
(3)動力傳動系的優化。傳動系的檔位增多,增加了選著合適檔位使發動機處于經濟工作狀況的機會。按照這種思路,檔數無限的無級變速器在任何條件下都提供了使發動機在最經濟工況下工作的可能性。若發動機能始終維持較高的機械效率,無級變速器將顯著地提高燃油經濟性,減小廢氣排放。
2. 排放廢氣的處理
對排放的廢氣進行后續處理屬于機外處理方法。其主要包括選擇性催化還原技術、廢氣再循環技術、顆粒過濾器和柴油機氧化催化器四項內容。對應具體內容如下所述:
(1)選擇性催化還原技術(SCR)。SCR是一項處理廢氣中NOX的工藝。其基本原理是:NOX濃度傳感器檢測廢氣中NOX的濃度,ECU根據測量結果向廢氣中注入適量的氨、尿素等含氮化合物,兩者反應生成N2和 H2O。其特點:第一,ECU根據廢氣中NOX濃度控制氨、尿素等含氮化合物的注入量。若注入量過少,NOX不能處理完全;若注入量過多,未參加反應的含氮化合物進入空氣中污染空氣。因此SCR需要高靈敏度的NOX濃度傳感器和高精度的含氮化合物噴射裝置;第二,SCR對溫度較敏感,其還原效率易受燃油硫含量及廢氣中顆粒物含量的影響。
(2)廢氣再循環技術(EGR)。EGR是將少量排放廢氣送回氣缸,與未燃燒的混合氣再混合并進行再次燃燒的技術。該技術可有效降低廢氣中 NOX含量,其原因如下:第一,EGR增加了混合氣體中H2O、CO2 等三原子分子的含量,混合氣的熱容量增大,燃燒過程中最高溫度降低,廢氣中NOX含量從而下降;第二,EGR對混合氣具有稀釋作用,混合氣中氧氣含量降低,減小了NOX生成的機會;第三,EGR使混合氣中惰性氣體含量增加,惰性氣體會延緩燃燒過程,燃燒室的壓力形成過程變慢,排放廢氣的NOX含量降低。
(3)顆粒過濾器(DPF)。對于柴油機,使其顆粒物排放滿足排放法規的技術是DPF。DPF位于發動機廢氣排放管處,當廢氣通過時,DPF收集和存儲廢氣中顆粒物,從而降低顆粒物的含量。DPF關鍵技術是過濾材料和過濾體再生,其作用效率受顆粒物生成速率、廢氣排放溫度、燃油硫含量及排氣管道處背壓的影響。
(4)柴油機氧化催化器(DOC)。DOC以鉑(Pt)、鈀(Pd)等貴金屬為催化劑,使顆粒物中有機物SOF發生氧化反應生成CO2和H2O,通過減小SOF含量達到降低廢氣中顆粒物含量的目的。其作用原理和三元催化轉換器催化氧化HC和CO原理類似。
3. 排放性能的監測(OBD)
新車運行時,廢氣排放指標一般符合要求。但在使用過程中,隨著車輛的老化和損壞,其排放指標可能不再符合汽車排放要求。OBD從發動機運行開始,便監督與排放控制有關的零部件狀態;一旦發動機廢氣排放超標,OBD便會在儀表盤中發出警示,提醒駕駛員做出相應反應。然而OBD系統并非對汽車的廢氣排放進行實時測量,而是當發動機失火、催化轉化器儲氧能力下降以及氧傳感器劣化后,通過監測某些相關參數的變化,推測汽車排放將會超標,從而發出警告信號。
四、結論
節能、環保是當今世界發展主題,對于現代汽車,降低燃油消耗、減少廢氣排放既是其順應時代潮流的必須,也是其前進發展的方向。汽油機具有廢氣排放量少、低熱效率的特點,低熱效率是制約汽油機繼續發展的一個瓶頸;唯有提高熱效率,汽油機才能在激烈的競爭中處于不敗地位。與汽油機相比,柴油機具有較高的熱效率,但廢氣中顆粒物含量遠遠高于汽油機;在排放法規越來越嚴格的情況下,顆粒物排放無疑是阻礙柴油機大范圍推廣的主要因素。
因此,將汽油機和柴油機的優點完美結合,使發動機具有熱效率高且排放量少的技術必會得到社會的認可和普及,同時也是現代汽車技術發展的方向。
參考文獻:
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肉牛繁殖控制技術即通過人為的方法,改變母牛的生理周期,調整母牛的、排卵規律,使母牛按照人們的要求,在一定的時間內、排卵、配種,一次得到兩個或更多的胚胎。繁殖控制技術主要包括誘導技術、同期技術和超數排卵技術,其主導技術是超數排卵技術。
二、肉牛超數排卵有什么好處?
超數排卵是一種大幅度提升母畜繁殖力的先進技術。哺乳動物的初生卵巢上有20萬~40萬個卵母細胞,但在自然條件下,僅有數十個卵母細胞得以正常發育并排卵,每次僅僅排出1~3個卵子。使用超數排卵技術,可以讓母畜一次排出10~20個卵子,在同期技術的控制下,將受精卵從母畜子宮內提取出來,分別種植在不同的母畜子宮內。
將超數排卵技術應用于肉牛,有兩個好處:一是可以控制受孕母牛的懷胎數量,增加雙胞胎或多胞胎的概率,大幅度提升母牛的繁殖力;二是有利于開發卵母細胞資源,充分挖掘優良母牛的繁殖潛力,加速肉牛品種改造。
三、肉牛的超數排卵需要哪些激素?
超數排卵在自然條件下不能完成,需要使用外源激素對母牛進行刺激和誘導。能夠提升肉牛繁殖力的激素有很多,生產上可以根據實際需求和價格水平靈活選用。這些激素有促卵泡素、促黃體素、孕馬血清促性腺激素、人絨毛膜促性腺激素、前列腺素等,只要運用合理,都能在一定程度上促進母牛的排卵量,達到“超數排卵”的效果。
1. 促卵泡素(FSH)
它主要作用是促進卵泡發育。正常情況下,垂體分泌的FSH只能保證1個卵泡發育至成熟,而其余卵泡發育至中途退化。使用外源性FSH后,可使卵巢中多個卵泡同時發育,達到超數排卵的目的。使用時可以每日或隔日肌肉注射,每頭牛每次200~400國際單位,與黃體素配合應用效果最好。FSH在家畜體內的半衰期較短,注射后在短時間內失去活性,因此使用時需分次注射。
2. 促黃體素(LH)
它可與FSH協同作用,促進卵巢血流加速,促使卵母細胞成熟、排卵。使用時,一般每次肌肉注射200~300國際單位,1周后直腸檢查卵巢變化,變化不大時可再注射1次。將FSH和LH按5∶1的比例混合使用,也可以取得良好的超排效果。
3. 孕馬血清促性腺激素(PMSG)
它主要存在于懷孕母馬的血清中,具有類似促卵泡素和促黃體素的雙重活性,但以促進卵泡發育為主。因其經濟實用,生產上常用其代替價格較高的促卵泡素,用于家畜的超數排卵。PMSG在體內半衰期較長,一般情況下母牛的使用劑量為2000~3000國際單位,一次肌肉注射即可。臨床試驗證明,使用PMSG做超數排卵效果良好,藥效比較穩定,卵巢體積不會過度增大,處理后卵巢容易恢復正常,排卵率高,殘留的成熟卵泡少。如配合使用抗PMSG可以控制發育的卵泡數量,排卵時間較集中,一側卵巢可排出比較理想卵子5~8枚。
4. 人絨毛膜促性腺激素(HCG)
商品制劑由孕婦尿液或流產刮宮液中提取,其功能與促黃體素很相似,可以促進母畜卵泡成熟、排卵和形成黃體。
5. 前列腺素(PG)
這是一組具有生物活性的類脂物質,其中有一種PGF2α可促進血液中促黃體素含量升高,而且具有促進排卵的作用。
6. 促排卵素(LRH)
這是一種人工合成的多肽類激素,具有促黃體素(LH)和促卵泡素(FSH)的作用。
四、超數排卵技術該怎樣操作?
在前四天,皮下或肌肉注射孕馬血清(PMSG)2000~3000國際單位,經過4天或后再注射人絨毛膜促性腺激素(HCG)1500~2000國際單位。為使卵子有較多的受精機會,一般在后授精2~3次,每次間隔8~12小時。
臨床試驗證明,在黃體期注射PMSG后48小時配合注射PG,會促使黃體提早消退,超排效果更好,但是PMSG不宜與PG同時注射,否則會導致排卵率降低。近年來在周期的中期配合應用PGF2α進行超數排卵的方法已被廣泛地采用。另外,如果用孕激素對母牛作預處理,可以提高母牛對促性腺激素的敏感性,增強超排效果。對比試驗證明,PMSG劑量以1200~1500國際單位誘導雙胎效果為好。
制定了超排方法地方標準,即促卵泡素(FSH)5天注射法:以母牛開始作為周期的0天,從母牛周期的第九天開始,每天7~8時和19~20時各注射1次FSH,連續5天,用量遞減。
五、進行超數排卵需要注意什么問題?
超數排卵是一種先進的繁殖技術,需要有相應的設備和嫻熟的技術。實踐經驗證明,青年母牛超排效果優于經產母牛,產后早期和泌乳高峰期超排效果較差。使用促性腺激素的劑量,前次超排至本次的間隔時間、采卵時間等均可影響超排效果。應反復對母牛進行超排處理,一般第二次超排應在首次超排后60~80天進行,第三次超排應在第二次超排后100天進行。增加用藥劑量或更換激素制劑對母畜進行超排處理,不但超排效果差,而且還可能導致卵巢囊腫等病變,影響后續繁殖力的發揮。
六、有沒有讓母牛產雙犢的繁殖技術?
牛是單胎動物,在自然條件下生雙胞胎的概率只有十萬分之一。目前,在科研人員的共同努力下,研究出了一些能夠讓母牛產雙犢的繁殖技術,但因為牛個體差別很大,同樣的激素劑量可能會出現不同的效果,所以,這些繁殖技術不是十分成熟,不能保證讓母牛百分之百產雙犢。常見的有如下幾種方法:
1. 促排卵素(LRH)法
LRH-A3和LRH-A2號,在母牛輸精前或輸精后同時肌肉注射20~40微克,1次即可。
2. 人絨毛膜促性腺激素(HCG)法
每頭母牛肌注HCG 2000~5000微克,隔7天后再注射2000~4000微克,第十一天時再注射2000微克,出現第二天上午輸精,間隔8~10小時再做第二次輸精。
3. 孕馬血清(PMSG)法
關鍵詞:鐵路;客運專線;箱梁混凝土;裂縫控制;技術
如今,鐵路客運專線當中廣泛使用鋼筋混凝土箱梁。箱梁混凝土裂縫問題是在鐵路工程建設當中是非常常見的技術問題。裂縫一旦出現,尤其是貫穿裂縫在重要的結構部位出現,危害性非常大,會將結構的耐久性降低,過早對鋼筋進行腐蝕,將構件的承載力減弱,直接威脅到鐵路的安全使用,所以,需要對其進行控制。
1裂縫種類
1.1溫度裂縫。鐵路客運專線箱梁混凝土澆筑之后,水泥水化過程中將出現比較多的水化熱,正因為箱梁體積巨大,不容易散發水化熱,導致內部溫度急劇上升,表層散熱又極快,出現內外溫差大的現象。溫差大造成不同的內外冷熱情況,造成混凝土結構內外不同的拉應力,一旦外部拉應力大于內部混凝土抗拉應力強度,就會出現裂縫。這樣的裂縫主要是發生于混凝土施工的后期,尤其是混凝土拆模的過程中,主要是因為內外的溫度差比較大,混凝土表層溫度降低比較快導致收縮現象。這些主要是發生在表層范圍中,大部分出現在端部比較厚或者腹板的地方?;炷廉斨兴嘤昧恳约八嗥贩N直接對混凝土產生多少水化熱有緊密的關系,用水泥量越高就容易出現比較高的水泥內部溫度,出現溫度應力比較大,從而增加出現溫度裂縫的可能性。1.2干縮裂縫。干縮裂縫主要是出現在養護箱梁一段時間或者澆筑之后的一周左右,完成澆筑之后混凝土表層受到外界條件的影響,水分損失非常快,變形也非常大,內部水分損失緩慢,溫度改變幅度低,變形比較小,表層出現大的干縮變形是因為受到混凝土內部約束力導致拉應力較大,造成裂縫,因此,混凝土當中相對濕度越小,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫就容易出現。1.3塑性收縮裂縫?;炷聊Y前,表層水分蒸發比較迅速導致出現裂縫,這樣的裂縫就是塑形收縮裂縫,大風或者干熱的情況下容易出現這種裂縫。,主要是因為終凝混凝土之前,混凝土強度比較弱,碰到大風或者干熱天氣,造成表面水分過快流失,造成更大的負壓,以致于混凝土體積快速收縮,產生裂縫。
2混凝土裂縫控制技術
2.1優選材料。(1)水泥。因為混凝土溫度的升高是水泥水化熱造成,所以控制混凝土裂縫需要從減少水泥水化熱開始,盡可能的挑選低熱水泥亦或者是降低混凝土水泥使用量來減少水泥水化熱的出現。(2)粗骨料。同樣強度等級的混凝土利用卵石所使用到的水和水泥的量要低于碎石的用水和水泥用量;同樣品種的骨料,骨料粒徑越大,級配越高,空隙率越小就說明總表面積越小,從而混凝土的水與水泥用量也降低,隨之水化熱降低,可更好的防止裂縫出現。(3)細骨料。普通的細骨料就是砂,按照粒徑大小分為粗、中、細砂,相同重量條件下的細砂總面積最高,混凝土當中,因為砂的表面是由水泥包裹著,所以砂的表面積越大所需要的水泥越多。施工過程中要盡可能的選擇使用粗中砂,由此減小孔隙率以及總表面積,降低使用水泥的用量,減少水化熱。(4)外加劑。減水劑的關鍵作用就是將混凝土的和易性改良,有效的將水灰比減小,提高混凝土強度的前提下降低水泥使用量,預防混凝土出現裂縫。(5)摻和料。一般為了降低水泥使用量、降低水化熱同時將和易性提高,會利用粉煤灰取代部分水泥,不但降低水泥使用量,減少水化熱。同時,促使硬化之后的混凝土更加緊致,降低混凝土的收縮數值。2.2優化混凝土施工工藝。(1)使用大剛度模板,防止澆筑混凝土的過程中,受到側向壓力的作用導致模板出現變形,導致變形裂縫出現。(2)保持好混凝土原材料的溫度,夏季高溫要利用地下水將骨料、砂等原材料進行沖涼,防止在陽光下直射,有意遮蔽陽光,泵送管道上要利用草袋覆蓋以此起到隔熱的效果。(3)控制好混凝土的攪拌時間,如果時間太久就會導致水分蒸發,混凝土坍落度過低,在混凝土體積上出現收縮裂縫,而且還是不規則的。(4)控制分層澆筑混凝土的步驟,增強混凝土散發內部熱量的速度,掌控混凝土澆筑速度,保證硬化混凝土前后均勻沉石,防止不規則的裂縫。(5)降低混凝土的水化熱,為了可以將箱梁內模拆除,每跨梁體之間留下兩個天窗,以便更好的將梁內熱量散發出來,同時安裝吹風機來朝著箱體內部吹風,利用空氣的快速流動減少箱體溫度,降低箱體內外混凝土的溫差,減小出現裂縫的幾率。(6)振搗混凝土,在豎向混凝土構件表層構成水渠,導致砂石下沉或者水泥漿上浮,箱體表層出現了塑像收縮,容易在梁體表層出現裂縫。2.3做好表面隔熱養護。箱體混凝土梁裂縫出現,大部分都是因為箱體內外溫差較大導致的?;炷镣瓿蓾仓?,內外溫差加大,一般情況下,表面收縮受到內部混凝土約束導致拉應力,這種拉應力比較低,不會高于混凝土的抗拉應力限度。如果冷空氣侵襲,通風散熱的速度加快,造成混凝土表面溫度降低速度加快,容易出現裂縫。因而拆模之后,特別是寒冷季節,要對混凝土表面進行保護,防止因為表面溫度降低而出現的裂縫。科學的養護工作,不僅能夠保溫保濕,還可以將早期過大的內外溫差以及表層收縮情況改良,同時確?;炷翉姸瓤焖偬岣撸岣呖估瓘姸?,地域內外溫差和表層干縮造成的拉應力,盡量將鐵路客運專線的箱梁混凝土內部溫度減少。在溫度非常高的情況下,混凝土澆筑后,要及時做好灑水工作,確?;炷恋谋砻婢S持在濕潤的狀態,這樣可以將外界高溫危害減少,同時還可以防止出現干縮裂縫,更好的將混凝土強度提高。
3結束語
總而言之,對鐵路客運專線箱梁混凝土裂縫控制,需要經過科學合理選擇原材料、保證混凝土施工工藝、增強對混凝土的表面養護工作。只有這樣,才能夠對鐵路客運專線箱梁混凝土裂縫實現行之有效控制的目的,給箱梁混凝土更加穩定健康的施工帶來更好的保障。
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1)汽車發動機基本原理和構造
當今世界上的汽車發動機工作過程基本上都由四個沖程組成,即進氣、壓縮、膨脹和排氣。利用燃料和空氣的混合氣在氣缸內燃燒產生的高溫高壓氣體的膨脹,發動機借助于曲柄連桿機構通過曲軸對外輸出扭矩而作功。發動機按照所用燃料可分成汽油機、柴油機和燃氣發動機;按照點火方式可分成點燃式和壓燃式;汽油機按照空氣和燃油的比例可分成理論當量燃燒和稀薄燃燒;按照汽油噴射地點可分成中央噴射、進氣口噴射和缸內噴射。
發動機的各個部分按其功能可分成燃油供應系統、進氣排氣系統、點火系統、曲柄連桿傳動機構、系統、冷卻系統和輔助系統如發電機、起動機、空調壓縮機和各種泵等。
發動機工況可分成冷起動、起動后、暖機、怠速、部分負荷、全負荷、加速、減速和倒拖滑行等。這些工況主要根據負荷與轉速,結合發動機溫度(即冷卻液溫度)來區分。
2)電子控制在發動機中的重要意義
汽車電子控制始于發動機電子控制。電子控制之于1957年引入發動機以及于1967年商品化,其初衷是為了滿足越來越嚴格的排放法規要求,同時提高汽車的動力性、燃油經濟性和舒適性。現代汽車和發動機技術離開了電子控制是不可思議的。電子產品的產值在整個汽車中所占的比例隨著汽車級別的提升而升高,可達30以上。
3)發動機電子控制的核心問題
汽油機電子控制的核心問題是燃油定量和點火定時。柴油機電子控制的核心問題是燃油定量和噴油定時。
2.汽車和發動機電子控制系統的組成
汽車和發動機電子控制系統跟其它電子控制系統一樣,也是由傳感器、電子控制單元(ECU)和執行器組成。
1)傳感器
(1)目前汽油機電子控制系統常用的傳感器有:
l進氣岐管絕對壓力傳感器(提供進氣岐管絕對壓力信息供計算負荷等)
l燃油壓力傳感器(提供油軌燃油壓力信息)
l燃油箱壓力傳感器(提供燃油箱壓力信息)
l機油壓力傳感器(提供機油壓力信息)
l冷卻液溫度傳感器提供(提供發動機溫度信息)
l進氣溫度傳感器(提供進氣溫度信息供計算空氣密度等)
l空調蒸發器溫度傳感器(提供空調蒸發器溫度信息)
l空調冷凝器溫度傳感器(提供空調冷凝器溫度信息)
l空氣流量傳感器(提供空氣流量信息供計算負荷等)
l節氣門位置傳感器(提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息)
l油門踏板位置傳感器(提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息等)
l霍爾傳感器(提供轉速信息、曲軸位置和相位信息)
l感應式轉速傳感器(提供轉速信息和曲軸位置信息)
l燃油箱液面位置傳感器(提供燃油箱液面位置信息)
l爆震傳感器(提供發動機機體接收到的振動信息)
l排氣再循環閥閥桿位移傳感器(提供排氣再循環閥開度信息)
l氧傳感器(提供過量空氣系數l是大于1還是小于1的信息)
(2)目前柴油機電子控制系統常用的傳感器有:
l增壓壓力傳感器(提供增壓壓力信息)
l燃油壓力傳感器(提供共軌燃油壓力信息)
l機油壓力傳感器(提供機油壓力信息)
l冷卻液溫度傳感器(提供發動機溫度信息)
l燃油溫度傳感器(提供燃油溫度信息)
l進氣溫度傳感器(提供進氣溫度信息)
l排氣溫度傳感器(提供排氣口和排氣管的溫度信息)
l空調蒸發器溫度傳感器(提供空調蒸發器溫度信息)
l空調冷凝器溫度傳感器(提供空調冷凝器溫度信息)
l空氣流量傳感器(提供空氣流量信息)
l節氣門位置傳感器(提供節氣門位置信息用于排氣再循環控制)
l轉角傳感器(提供分配泵軸轉角信息)
l油門踏板位置傳感器(提供負荷信息、負荷范圍信息、加速減速信息)
l霍爾傳感器(提供轉速和曲軸相位信息)
l海拔高度傳感器(提供海拔高度信息)
l車速傳感器(提供車速信息)
l感應式轉速傳感器(提供轉速信息和曲軸位置信息)
l燃油箱液面位置傳感器(提供燃油箱液面位置信息)
l排氣再循環閥閥桿位移傳感器(提供排氣再循環閥開度信息)
l氧傳感器(提供過量空氣系數l的具體數值)
l壓差傳感器(提供微粒物捕集器的壓差信息)
lNOX傳感器(提供排氣后處理系統的NOX濃度信息)
2)電子控制單元
電子控制單元(ECU)接受傳感器提供的各種信息并加以處理,根據處理向執行器發出指令給,對發動機實施控制。電子控制單元由微型計算機和模擬電路組成。隨著發動機技術的不斷發展,電子控制單元的信息處理量越來越大,現在所用的芯片已經達到32位,晶體管數量可超過700萬個,匹配參數可超過6000個,針腳數目可超過150個。
3)執行器
(1)目前汽油機電子控制系統常用的執行器有:
l電動燃油泵
l電磁噴油器
l點火線圈
l各種怠速執行器
l炭罐控制閥
l排氣再循環控制閥
l電動節氣門(又稱電子油門)
l液壓回路電磁閥(用于可變氣門定時控制等)
l氣動回路電磁閥(用于可變進氣管長度控制等)
l全可變氣門電子控制執行器
l渦輪增壓廢氣放空控制閥
l電動二次空氣泵
l三效催化轉化器加熱執行元件
l冷卻風扇
l空調壓縮機電磁離合器
l發動機上的其他輔助設備
(2)目前柴油機電子控制系統常用的執行器有:
l電動輸油泵
l各種燃油噴射泵
l噴油量執行器(集成于燃油噴射泵內)
l噴油提前角執行器(集成于燃油噴射泵內)
l燃油切斷閥(集成于燃油噴射泵內)
l共軌高壓泵
l共軌壓力控制閥
l各種共軌噴油器
l單元噴嘴系統和單元泵系統的高壓燃油電磁閥
l熾熱塞
l排氣再循環控制閥
l電動節氣門(又稱電子油門)
l可變氣門控制執行器
l可變進氣管長度執行器
l渦輪增壓廢氣放空控制閥
l冷卻風扇
l空調壓縮機電磁離合器
l發動機上的其他輔助設備
一部分柴油機傳感器和執行器集成于燃油噴射設備之內,因所用的柴油噴射設備而異。
3.汽油機基本的電子控制項目
1)燃油定量。這是汽油機最重要的電子控制項目??刂茖ο笫沁M入發動機的空氣與燃油的質量比例,由ECU根據發動機的負荷、轉速和冷卻液溫度等參數決定。負荷就是駕車人對發動機的扭矩要求,通過吸入空氣量或油門踏板位置傳遞給ECU。執行器是電動燃油泵和電磁噴油器。燃油定量影響汽車的動力性、燃油經濟性、舒適性、排放和零部件的安全。
2)點火定時。點火定時通常用點火發生時活塞在壓縮沖程上止點之前多少度曲軸轉角,即點火提前角來表征,也要根據發動機的負荷、轉速和冷卻液溫度等工況參數決定。執行器是點火線圈。點火定時同樣影響汽車的動力性、燃油經濟性、舒適性、排放和零部件的安全。
3)爆震控制。汽油機爆震會損壞發動機,惡化排放和燃油經濟性。通過電子控制避免爆震的主要途徑是減小點火提前角。所以爆震控制通過點火定時控制實施。但是過小的點火提前角會影響燃油經濟性。爆震控制的目的就是使點火提前角保持在恰好不發生爆震的臨界點。
4)油箱蒸發排放物控制。油箱蒸發排放物都是碳氫化合物,是有害物質,必須利用活性炭罐加以吸附,并在適當的時候用新鮮空氣清洗活性炭罐。清洗氣流通過進氣管送入氣缸燃燒。并不是任何工況下都可以進行清洗,所以要利用炭罐控制閥對清洗氣流加以控制。
4.柴油機基本的電子控制項目
柴油機基本的電子控制項目就是燃油定量和噴油定時。這兩者都由噴射設備根據轉速、負荷和冷卻液溫度等信息控制。這里,負荷信息由油門踏板傳感器提供。如果說汽油機可以采用,也可以不采用油門踏板位置傳感器的話,那么柴油機必須采用。
5.擴展的發動機電子控制項目
1)擴展的汽油機電子控制項目
l可變進氣管長度電子控制。用于提高發動機動力性。
l可變氣門電子控制。用于提高發動機動力性、經濟性和舒適性,降低有害物質排放。
l增壓壓力電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性,降低有害物質排放。
l排氣再循環電子控制。用于降低發動機氮氧化物排放。
l二次空氣電子控制。用于滿足歐4以上法規對碳氫化合物和一氧化碳排放的要求。
l三效催化轉化器燃油加熱或電加熱電子控制。用于滿足歐4以上法規對排放的要求。
l停車-起動運行電子控制。用于提高發動機經濟性和滿足歐4以上法規對排放的要求。
l氣缸封閉和氣門封閉電子控制。用于提高發動機經濟性,降低有害物質排放。
l噴油壓力和噴油定時控制。用于汽油直噴,提高動力性和經濟性,降低有害物質排放。
2)擴展的柴油機電子控制項目
l噴油壓力電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性,降低有害物質排放。
l噴油規律電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性,降低有害物質和噪聲排放。
l多次噴油電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性,降低有害物質和噪聲排放。
l可變進氣管長度電子控制。用于提高發動機動力性。
l可變氣門電子控制。用于提高發動機動力性、經濟性和舒適性,降低有害物質排放。
l增壓壓力電子控制。用于提高發動機動力性和經濟性,降低有害物質排放。
l排氣再循環電子控制。用于降低發動機氮氧化物排放。
l停車-起動運行電子控制。用于提高發動機經濟性和滿足歐4以上法規對排放的要求。
l氣缸封閉和氣門封閉電子控制。用于提高發動機經濟性,降低有害物質排放。
l微粒物捕集器再生電子控制。用于降低發動機微粒物排放。
6.展望和結語
1)發動機電子控制系統是一個非常有潛力的市場。隨著排放法規的逐步趨嚴和燃油經濟性要求的逐步提高,發動機技術正在飛速發展,新的電子控制技術還在不斷涌現。
2)都說世界制造業的重心正在向中國轉移。汽車行業,包括汽車電子行業,也在一定程度上出現了這種趨勢。但是,目前中國發動機電子控制系統的原配套產品基本上都出自外資企業。這些企業組裝產品用的元件幾乎都不是在中國生產的。由此我國喪失了許多GDP和就業崗位。國營和民營企業技術水平低下,只能仿造外資企業的產品,跟在外資企業后面從維修備件市場分一點殘羹冷飯。有的甚至還偷偷摸摸地打著外資企業的招牌,干著生產假冒偽劣產品的勾當。這種局面應當扭轉。政府應當看到,這個行業的發展將會帶來巨大的GDP增長,并創造大量的就業機會。所以政府應當做出規劃,對這一行業加以扶植和整頓。