动机式教学

动机式教学（精选9篇）

动机式教学 篇1

动机是为满足某种需要而产生并维持行动，以达到目的的内部驱动力。简言之，它是一种可以促使人们达到目标的推动力。从这个角度来看，可以说动机给了人们做任何事的理由乃至动力。将它推至语言学习当中就是动机给了学生学习的兴趣并为之努力的动力。而在许多独立学院中，学生缺少这股学习动力，这是英语教师的困惑所在，如何才能激发学生的这种动力，使他们对所学产生兴趣并之为努力，就成了英语教师们的目标。

一

根据引起动机的原因，可把动机分为外部动机和内部动机。内在动机是由活动本身产生的快乐和满足所引起的，它不需要外在条件的参与。研究表明，内在动机往往与学生在学业上取得的成绩和享受相关。外在动机是由活动外部因素引起的，如高分、奖学金，甚至来自老师惩罚的压力。竞争更多地被视为外在动机，因为它往往能促使一个人去努力胜出，而不是享受活动本身的乐趣。内在动机的强度大，时间持续长;外在动机持续时间短，往往带有一定的强制性。事实上，两种动机缺一不可，相互交替，必须结合起来才能对个人行为产生更大的推动作用。

由此可以看出，影响动机的因素有很多。这些影响因素与学生的哪些个体需要有关?如何将学生的个体需要与这些因素结合来激发他们的学习动机?马斯洛的需求层次理论给我们提供了相关的理论支持，它把需求分成生理需求、安全需求、归属与爱的需求、尊重需求和自我实现需求五类，五种需要像阶梯一样从低到高，按层次逐级递升，但这样次序不是完全固定的，可以变化，也有例外情况。该理论有两个基本出发点，一是人人都有需要，某层需要获得满足后，另一层需要才出现;二是在多种需要未获满足前，首先满足迫切需要;该需要满足后，后面的需要才显示出其激励作用。一般来说，某一层次的需要相对满足了，就会向高一层次发展，追求更高一层次的需要就成为驱使行为的动力。相应的，获得基本满足的需要就不再是一股激励力量。五种需要可以分为两级，其中生理上的需要、安全上的需要和感情上的需要都属于低一级的需要，这些需要通过外部条件就可以满足;而尊重的需要和自我实现的需要是高级需要，它们通过内部因素才能满足，而且一个人对尊重和自我实现的需要是无止境的。同一时期，一个人可能有几种需要，但每一时期总有一种需要占支配地位，对行为起决定作用。任何一种需要都不会因为更高层次需要的发展而消失。各层次的需要相互依赖和重叠，高层次的需要发展后，低层次的需要仍然存在，只是对行为影响的程度大大减小。

Hussin, Maarof和D’Cruz认为正面的自我认识、自尊、积极的态度、明确的学习目标、持续的课堂参与、启发式的教学环境有助于语言学习的成功。影响学生学习动机的主要因素可以归结为“自信，成功与满足感，良好的师生关系和同学关系”。其中，自信处于首位，与尊重及安全需求相关，属内在动机。自信的缺失会导致学生在学习过程中消极被动地接受老师所教授的一切，害怕因为无法回答老师提出的问题而得不到认可。拥有自信会使学生在学习过程中勇于追求成功和满足感，进而确定更高的目标并为之奋斗。

成功与满足感即我们所谈及的第二个影响动机的重要因素，与自我实现需求相关。有了成就感，学生才有求得进步的意愿，这样他们在语言学习过程中才会表现出对知识的渴求，对老师的教学做出积极主动的反应。比如，学生能使用目标语言(英语)自由地进行表达，完成对他们而言具有挑战性的任务，或是他们知道同伴们所不知道的知识，这些都会给他们带来成就感，而这种成就感就是他们进一步探求知识的源动力。在这种情况下，学生会自觉或是不自觉地求取进步。正如Subrahmanian (2001)所说：“对于个体取得的进步进行表扬与他们的成就感有密切关系。”

良好的师生关系及同学关系这一外在动机，与归属需求联系在一起，也在影响着学生的语言学习过程。良好的师生关系可以让课堂教学顺利进行，消除学生的反叛或抵触情绪，而这些都是造成他们语言学习停滞不前的障碍。在这种氛围下，学生被关注的需要得到满足，他们愿意给老师反馈，帮助老师了解他们的问题所在。同时，融洽的伙伴关系又是小组合作学习得以开展的前提，他们可以相互帮助，取长补短，为达到一个共同的学习目标而努力;如果成功，还会向着更高的目标迈进。反之，他们也能共同反思找出问题所在并最终解决它。同时，这种融洽关系还可以促进同伴的良性竞争。

二

明确了以上主要因素，以及它们与学生的哪些需求相关，我们才能有针对性地在大学英语教学中做到有的放矢，争取最大限度地激发学生的学习动力。

1.“内部疏通”

尽管自信等内在动机主要与个体自身的主观意识或是活动本身的特点有关，但这并不意味着教师就对其束手无策，教师可以在日常教学当中做出一些改变。首先，教师要努力丰富自己的专业知识来提升自己的学识，以独特的个人魅力在课堂上吸引学生。根据课堂观察，学生比较喜欢学识渊博、风趣的老师。其次，语言本身的趣味性也是吸引他们的一个重要方面，通过努力，语言可以在学生面前变得神秘而有趣。因为语言和其所处的文化背景紧密相关，在课堂教学中适当地加入与主题相关的背景知识不失为一个良策(这里所说的背景知识范围广泛，可以是英语典故，可以是电影精彩对白)，要把课堂营造成他们探寻未知的旅程。

例如，我在大一第一学期组织“每日一句”活动，即让学生分组，在每课堂开始前轮流在黑板上写上一句谚语或是习语用于积累，其目的在于帮助学生积累。一个学期后，学生在学期结束时能记得同伴提供的他们所不知道的句子;当用得恰到好处时，他们在整堂课中都会处于兴奋状态。

再比如，在词汇部分的讲解时，老师配以有趣的电影对白或是课堂上发现的小笑话、有趣的现象作为造句等扩展，利用贴近他们生活的资源，既能加深他们对词汇的记忆，又可活跃课堂氛围，使他们乐在其中，愿意跟着老师的思路走。

除了课堂幽默外，还要让学生感觉到，无论他们学习程度如何，老师都一视同仁，表现出对他们应有的关注。漠视只会导致学生自我放弃，进而丧失自信。此外，教师不要吝啬自己的语言去赞美学生的进步和出色表现，哪怕只是微小的进步所带来的表扬也是他们走向自信的基石。同时也要尊重他们提出的不同意见(如果这个意见是不合理的，就可以加以引导)。对学生课堂上的不良习惯进行“幽默”的批评也能起到督促作用。

通过课堂观察发现，独立学院的学生语言基础差，由于不懂或是被老师忽视而自我放弃的人为数不少。不难看出，自信这一内在动机的激发都是通过老师在日常教学中点滴的努力实现的，因此只要教师能够持之以恒，基础差的学生就能重拾自信。

2.“外部修固”

如果说在激发学生内在动机方面教师所能做出的努力是有限的话，那么如何激发学生的外在动机就给我们留有了无限空间。通过需求层次理论不难看出，影响动机产生的两大因素———成功与满足感，良好的师生关系及同伴关系在很大程度上与学生外在学习动机有关，这就给了我们很大的启示。

成功感与满足感可以来自自我进步，也可以来自自己较之于同伴的闪光点。以课堂中常采用的小组合作学习为例，在小组任务的完成过程中，有些学生由于具有同伴所没有的长处而凸显出某种能力，使任务得以顺利完成，他们的满足感就得以提升。所以将不同程度水平的学生进行编组，让程度好的学生能力得到最大限度发挥，并激励程度略微差些的学生挖掘自身长处，这样各层次学生的成就感就在不同程度上得以满足。同样的，我们还可以在课堂上开展“帮带”式活动，由程度好的学生带领程度不好的学生形成不同分组，小组间可以有良性竞争，辅以老师适当的引导。这样，不管是出于自身进步的需要，还是来自外组的竞争压力，他们的学习动力都会在不同程度上得到提高。

此外，良好的师生关系对于学生而言也是极强的推动力。老师要改变以往严肃刻板的形象，微笑教学，幽默授课，让学生愿意走进英语课堂。对于基础差的学生要注意观察，找到突破口，激发他们对语言学习的兴趣。比如有些同学虽然语法知识薄弱但喜欢口语，对于这样的学生，老师要通过频繁的英语交流让他意识到没有一定的语法知识做后盾，口语的表达就会受限。

在师生关系的建立上，教师还要明白有些学生在课堂上小动作频繁，但事实上他们只是为了吸引老师的注意。老师不应该一味批评，而是要让他们感觉到老师是关注他们的，因此留心观察，了解不同学生的喜好和他们可以接受的授课方式，进而熟悉自己的课堂，是每个老师的必修课。师生关系是敏感的，老师稍有不慎就会导致师生关系破裂。相反，如果处理得当，在融洽的环境中他们就会愿意给予老师回馈。

说到课堂氛围，师生关系是一方面，另外一个不可忽视的方面要属学生间的同伴关系。由于学生来自全国各地，性格各异，这就形成了同学间的微妙关系。同学间会变得针锋相对，这就需要老师的干预，而且老师的言语显得格外关键，不能带有任何偏袒。有时同学间的矛盾也会在课堂上有所表现，老师尤其要妥善处理，例如小组任务的分配，等等。

独立学院的学生所处的学习环境相对轻松，缺少来自学习上的压力，这也是他们在语言学习上缺乏动力的原因。因此在建立良好关系的同时适当地施加压力还是有必要的。

动机在语言学习的过程上起着至关重要的作用。一旦被激发，学生在课堂上呈现的将是积极认真的学习态度，努力争取进步的学习状态，课堂教学效果才显著。动机作为非智力因素，会受到多方面因素的影响，而这些因素又是我们很难掌控的。但这并不意味着我们在激发学生动机上无能为力。事实上，在日常教学中，教师可以通过努力激发学生的学习动机———“用恰当的方式给他们一个可以信服的理由去学习”。

摘要：人们做事需要有明确的目的, 语言的学习也是如此。因此, 动机是语言学习的关键。动机的缺失导致学生学习缺乏兴趣是许多独立学院英语教学中普遍存在的问题, 因为课堂上的行为表现往往与学生的学习动机密不可分。如何在独立学院英语教学中让动机式教学的作用得以最大限度发挥, 提高学生的英语学习兴趣, 进而取得更大的进步, 是英语教师必须解决的问题。

关键词：独立学院,大学英语教学,动机式教学

参考文献

[1]Harris, Robert.Some Ideas for Motivating Students.VirtualSalt.1991.3.12.2001, 9, 30.http://www.virturalsalt.com/motivate.htm.

[2]Hussin, S., Maarof, N., D’Cruz, J..Sustaining an interestin learning English and increasing the motivation to learn English:an enrichment program.The Internet TESL Journal, 2010, 7, (5) .http://iteslj.org/Techniques/Hussin-Motivation/.

[3]Kabilan, M.K..Creative and critical thinking in languageclassrooms.The Internet TESL Journal, 2000, 6, (6) .

[4]Lile, W..Motivation iin the ESL classroom.The InternetTESL Journal, 8 (1) .http://iteslj.org/Techniques/Kabilan-Critical-Thinking.html.

动机式教学 篇2

燃油系统气塞对活塞式发动机稳定工作的影响

燃油系统气塞现象发生在燃油系统管路和附件内部.具有相当的隐蔽性,很容易被人们忽视.本文通过对气塞的`机理和对发动机稳定工作的影响分析,提出了应对燃油系统气塞的措施,以期提高小双发(PA-44-180)和赛斯纳172R等活塞式飞机的飞行安全.

作 者：罗雄儒 作者单位：中国民航飞行学院广汉分院刊 名：航空科学技术英文刊名：AERONAUTICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(2)分类号：V2关键词：燃油系统 气塞 活塞式发动机 稳定

动机式教学 篇3

【关键词】:温式气缸套 正确装配 检测

中图分类号:TM3 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)08-0176-01

发动机在使用過程中,各气缸的圆柱度达到使用限度时,应更换气缸套。然后,在实际操作中,一些维修人员往往忽视了气缸套的正确装配,致使气缸套的装配质量达不到技术要求,引发的故障时有所发生。为了避免人为因素造成的故障隐患,确保发动机的修理质量,掌握气缸套正确的装配方法是很有必要的。

一、 气缸套安装孔必肌清洁

在发动机工作过程中气缸套安装孔会因冷却水等介质的作用,产生锈蚀沉积水垢,尤其是在气缸套与安装孔的结合机处,容易形成坚实的沉积物,并且在圆周上不均匀分布。因此,在气缸套装配前,应对安装孔进行彻底清理,保证气缸套径向定位和轴向定位的准确性,防止因为定位不当而引起缸套倾斜或压紧缸盖后出现变形等情况,以免造成缸套的早期磨损、活塞偏磨、窜气和窜机油等现象。

二、 气缸套与安装孔配合间隙的检测

由于气缸套与安装孔的配合通常采用动配合,其配合间隙一般是上支承为0.05—0.15㎜,下支承为0.05—0.10㎜。在气缸套安装孔清洁后,应检查气缸套与安装孔上、下支承圆面位置的尺寸,以验证气缸套与安装孔的配合间隙是否符合装配标准。对配合间隙不符合标准的安装孔或气缸套,应查明原因并进行修正或更换,以避免气缸套装入困难或装入后产生变形,进而引发窜气、烧机油,甚至位缸。

三、 阻水圈和气缸套的装

阻水圈应选用耐油、耐热、弹性好的橡胶制品,且不得有毛边和棱角。阻水圈应平顺装入气缸套环槽内,不得有扭曲现象,且装入后应高出槽外,以备装入安装孔时具有适当的变形余量,高出部分的数值一般为0.8—1.2㎜。

对于装好阻水圈的气缸套,在装入安装孔之前,应在阻水圈处均匀地涂以润滑液或肥皂水,以减小装配时的阻力,避免阻水圈受到损伤。气缸套安装时,应从气缸体上端垂直装入,注意阻水圈与下支承面的接触应尽可能地均匀,并对气缸套均匀垂直施加压力,使其安装到位。如遇气缸套装不进去,可能是由于阻水圈被切断产生阻塞所至,应取出气缸套查明原因,不得强生压入,否则,会导致阻水圈密封失效,冷却水流入油底壳稀释润滑油,造成发动机烧瓦或拉缸的严重事故。

四、 气缸套安装后的检查测

为了保证发动机的维修质量,提高气缸套的使用寿命,避免返工或留下故障隐患,气缸套压入安装孔之后,应对以下三项内容进行检查测:

1.气缸套内圆面的圆度和圆柱度

在所缸套内圆面活塞行程范围内的圆度和圆柱度的装配标准为:缸套内径小于150㎜;气缸套的圆度和圆柱度误差均不得大于0.25㎜;缸套内径大于150㎜时,气缸套的圆度和圆柱度误差均不得大于0.03㎜。检测时,可用量缸表分别测量缸套内圆面,活塞行程范围内上、中、下三个位置的内径尺寸,计算出该气缸套的圆度和圆柱度是否符合装配标准。若不符合装配标准,应取出缸套查明原因并排出除后,重新进行安装。

2. 气缸套凸缘高度

气缸套凸缘高度是指气缸套安装到位后,其上平面高出气缸体上平面的距离,其装配标准一般为0.05—0.15㎜。当气缸套凸缘高度超出装配标准时,可通过垫片进行调整。检测时,可用游标深度尺或百分表进行测量。如凸缘高度低于0.05㎜,应在气缸套凸缘与安装孔支承平面之间增加铜垫片进行调整;如凸缘高度高于0.15㎜,应减少气缸套凸缘与安装孔支承平面之间的铜垫片。但有时全部撤出调整垫片后,凸缘高度仍高于装配标准,其原因主要是安装孔支承平面处未清理干净,或阻水圈受伤卡滞、气缸套没能安装到位所致。此时,应取出气缸套查明具体原因并排出除后,重新进行安装。

3. 水压试验

动机式教学 篇4

学习动机的培养,是使学生把社会和教育向他提出的客观要求逐渐变为自己内在的学习需要的过程, 也就是指学生从没有学习需要或很少有学习需要到产生学习需要的过程。学习动机的激发是利用一定的诱因, 使已形成的学习需要由潜在状态转入活动状态,使学生产生强烈的学习愿望或意向,成为实际学习活动的动力。

艺术类专业的学生普遍英语基础薄弱, 英语知识不系统,对英语学习缺少必要的学习动机。针对艺术类大学生的英语教学现状,西北民族大学实行了创新改革,创设了舞台式教学。在这种舞台式教学中,把英语和艺术两种专业有效结合,提供一个能充分展现艺术类学生才华的舞台。在舞台式教学开展的三个学期,笔者和教学团队进行了一系列研究和探索。其中包括英语学习动机的研究。前期的实证结果显示,在舞台教学模式下,艺术类学生的英语学习动机有积极明显的提高。随着舞台式教学的渐进开展,教师要思考如何针对这些动机和特点找出培养和激发动机的有效策略,以进一步促进和提高在舞台式教学模式下艺术类大学生的英语学习动机。

我们发现学生在舞台式课堂学习活动中感到有某种欠缺而力求获得满足的心理状态。这就是说表演者的主观体验形式是其学习愿望或学习意向,这种愿望或意向是驱使学生进行学习的根本动力,包括兴趣、爱好和学习信念等。我们参照奥苏伯尔提出的在学习情景中成就动机主要由三个方面的内驱力组成,即认知的内驱力、自我提高的内驱力和附属的内驱力,贯穿舞台式教学的始终。

2.舞台式教学中学习动机的培养

2.1增加和建立内驱力 。

首先引导学生以求知作为目标,从舞台式课堂知识的获得中得到满足,这是内部动机,即认知的内驱力,这种内驱力主要是从好奇的倾向中派生出来的。对于舞台式教学这种模式,以前在西北民族大学从来没有实施过 ,对于这些 学生来讲 ,在他们学 习英语的 整个过程 中 ,包括从小 学到高中 ,也从未体验过这样的教学方法。他们的英语学习是传统的课堂教学 和笔试考 核方式 ,带着求知 的好奇 ,他们进入 全新的舞台式教学模式。学生在英语舞台剧表演过程中由于多次获 得成功 ,并体验到 满足需要 的乐趣 ,逐渐巩固 最初的求知 欲 ,从而形成 一种比较 稳固的学 习动机 ,这种舞台 式表演成功的学习经验可以增加表演者的 认知内驱力。我们观察到有了这种学习内驱力的学生在英语学习中会保持稳定的学习动机,在学习活动中表现出学习积极性,在学习中专心一致,具有深厚、持久的学习热情,遇到困难时有顽强的自制力和坚强的毅力, 这对全班学生学习英语起到很大的推动作用。

2.2适当激发学生自我提高的内驱力是必要的 。

我们在舞台式教学中不仅认识到认知内驱力固然重要,适当激发学生自我提高的内驱力也很必要。自我提高的内驱力是指个体要通过学业成就而赢得相应的地位和威望的需要, 这种需要是由人的基本需要———尊重和自我提高的需要中派生出来的。它与认知内驱力不同,不直接指向知识和学习任务本身,而是把台词表达的流畅性、熟练的表演技巧,角色间的配合、舞台上的即兴发挥、观众的反应等看做是赢得地位和自尊的根源,即满足自尊的需要。因此,我们在舞台式教学中,把观众、同学和老师的评价及时反馈给表演者,同时阶段性地评选出各项优秀表演者,如最佳台词奖、最佳表演奖、最佳语音奖、最佳组合奖、最佳剧组奖,等等。这些手段可以使学生体验到荣誉感、自尊感,体验到英语学习的成功与失败,从而激发学生的英语学习热情。

2.3附属内驱力的作用 。

我们在舞台式教学的过程中发现有的学生参与舞台表演学习,既不是直接指向学习任务本身,又不把英语学业成就看做是赢得地位的手段,而是为了从老师和同学那里获得接纳,融入表演团队集体, 追求在舞台表演活动中的娱乐和与同学交流的快乐,这就是附属内驱力。教学实践证明,具有高度附属感的学生,一旦得到同伴和老师的接纳和认可,会进一步努力学习英语,并且取得良好的学习成绩。

2.4学习动机与学习效果的互动关系 。

在舞台式教学中, 我们重点注意利用学习动机与学习效果的互动关系培养英语的学习动机。通常情况下学习动机的作用和学习效果是统一的,即学习动机可以强化学习效果,学习效果可以增强学习动机。研究表明,学习动机与学习效果不是直接关系,而是间接关系,也就是说,动机是学习作为行为中介影响学习效果的。在舞台式教学中,有意识地把英语学习动机不够强、学习成绩较差的学生,安排到剧组中担任较为主要的角色,尤其是英语台词量适中、自己喜欢的角色让他们表演。由于舞台场景本身及与同伴交流的需要,他们不得不努力学习必要的英语词句,并要注意语音的正确性。舞台式教学实践证明, 为表演成功而努力的学习行为对学习效果有积极性的影响。

2.5学 习动机 、学习行为和学习效果相结合 。

舞台式教学中学生的成败感与他们的自我标准有关,我们老师注意到这种个别差异, 使每位表演者都体验到成功的效果,获得这一成功效果,反过来可以积极强化学习动机。因此把学习动机,学习行为、学习效果三者放在一起加以考量,权衡其相互关系:学习动机是影响学习行为,强化学习效果的一个重要因素,但不是决定学习活动的唯一条件,在学习中,激发学习动机固然重要, 但应当把改善主客观条件以提高学习行为水平作为重点来抓。我校在英语舞台式教学中就抓住了这个关键,才取得良好的教学效果。

3.舞台式教学中学习动机的激发

3.1创设问题情境 ,实施启发式教学 。

舞台式教学中问题情境的创设要适度,有利于学习动机的激发。所谓问题情境,指的是具有一定难度,需要学生克服,但又力所能及的学习情境。简单地说,问题情境就是一种适度疑难情境。通常情况下,在学习过程中,学习者对难度过小或难度过高的问题兴趣低下或没有兴趣。那么,老师在英语舞台式教学中怎样创设难度适宜的问题情境,才更有利于学习动机的激发呢? 阿特金森的成就动机理论认为:“主体对某一问题的反应倾向的强度Trg是由内驱力强度即需要Mg,实现目标的可能性即诱因Erg和目标对主体的吸引力即价值Ig共同决定的,用公式表示即:Trg=Mg×Erg×Ig。其中Erg+Ig=1。也就是说,当难度越小,目标实现的可能性Erg越大时,目标对主体的吸引力就越小;反之当难度增大,实现目标的可能性减少时,目标的价值就会增大。”也就是说,在舞台式教学编导的过程中,不能仅仅限于让表演者(学生)简单地重复已经学过的单词、词组、语法、句型、演技、剧本,等等,即Erg趋近1,Ig趋近于0),或者让表演者排练和表演一些力不能及的过难的英语句型(高难度演技Erg趋近于0,Ig趋近于1,表演者们 (学生 )都不会感兴趣(Trg趋向于0)。所以,编导要(即老师或剧组的导演)让学生“似会非会”、“似懂非懂”,半生不熟的剧作,表演者才会感兴趣而迫切希望学习它、掌握它、排练它。因此,充当编导角色的任课教师, 其应始终紧紧把握学习任务与学生已有知识经验的适合度,让它构成问题情境。我们在舞台式教学中,根据每个不同的教学阶段,为学生创设不同的问题情境,即提供不同难度不同层次的剧本供学生选择。这些剧本的难度在每个学期的不同阶段和每个不同的学期都随着学生语言水平的改变而随之改变, 基本的原则就是符合问题情境的创设过程中的适度但同时略高于学生的能力。

这就是说参与编导的教师不仅要熟悉剧本和教学材料,掌握剧本和教学材料的结构,掌握新旧剧本、新旧教学材料、新旧知识之间的内在联系, 更要充分了解学生已有认知结构状态, 使新的学习内容与学生已有的知识水平构成一个适当的度。这样创设的问题情境的难度(50%左右)有利于激发学生的学习动机。

3.2充分利用反馈信息 ,适当表扬和批评 。

在舞台式教学教程中,让学生及时了解自己的学习结果,会对学生产生极大的激励作用。每一次舞台剧的期中考试和期末考试结束后,笔者都会根据现场记录,从语言表达、舞台表现和舞台设计几个方面去点评, 及时公布成绩并让他们事先知道评分的标准,同时评出最佳台词奖、最佳语音奖、最佳表现力奖、最佳男女演员奖、最佳剧组奖等。这个环节一方面让学生及时了解自己在舞台式教学中的学习进度和取得的成绩,提高学生的学习积极性,增加今后在舞台剧学习的努力程度,并根据反馈信息调整学习活动,改进学习策略。另一方面通过及时的反馈,学生可以看到自己的不足之处,及时改进,并且为了取得更好的成绩或避免再犯错误而增强学习动机,从而更有助于提高学习的自学性和主动性。因此,及时反馈是非常重要的。

4.结语

活塞式电磁发动机模型设计 篇5

该文将从原理解释、电路设计、机械设计、前景展望等几个方面来进行理论分析与简易模型设计, 目的在于探明电磁悬浮的力学特性, 运用电磁学规律设计电路, 最终设计模型, 验证合理性。

1 基本原理

电磁悬浮技术简称EML (Electromagnetic Levitation) 技术。它的主要原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属的悬浮[1]。简单来说, 电磁悬浮技术就是利用“同性相斥, 异性相吸”的原理, 让磁体具有抗拒地心引力的能力, 进而完全脱离接触面, 悬浮在空中。磁悬浮列车就是这一技术的最好体现。

实际中, 磁悬浮列车不仅能悬浮空中, 不与轨道接触, 还能依靠磁力作用驱动列车前进。这是因为在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电, 能将线圈变成电磁体, 而它与列车上的电磁体能够相互作用, 进而使列车开动。这与同步直线电动机的原理一模一样, 即:相当于电动机转子和定子之间的旋转运动变成了磁悬浮列车和轨道之间的直线运功。磁悬浮列车相当于电动机的转子, 而轨道相当于电动机的定子[2]。列车前进时, 头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引, 同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥, 产生一个向前的推力, 这样周而复始, 列车不断前进。

显然, 借鉴磁悬浮列车的基本原理, 在传统的活塞式发动机中应用电磁悬浮技术, 可以有效避免传统发动机能耗大、效率低的缺点, 并且因为电磁驱动没有附加产物, 不会污染环境, 非常符合现代汽车工程中的“低碳”理念。

2 电路设计

传统的汽车发动机 (内燃机) 通过使燃料在机器内部燃烧, 将其放出的热能直接转换为动能。这一过程, 活塞随着气体状态的不断改变进行往复直线运动, 再由曲柄等机构将其转化为驱动轮转动的动能, 进而使汽车前进。

所以设计发动机的关键在于如何使活塞往复运动。对此, 该课题采用的是单向电磁驱动, 即:将活塞置于竖直状态下工作, 通过电磁的驱动使活塞完成竖直向上的直线运动, 再通过重力让活塞自由下落, 完成竖直向下的直线运动, 如此往复, 使活塞得以不停运动。

其中, 电磁驱动部分需要设计相应电路, 完成对磁体活塞不断上推的作用, 并在最高点处对电路短路, 解除电磁作用使活塞仅受重力作用。考虑到单边电磁作用下产生的法向作用力, 会产生不必要的机械振动与损耗, 实际采用双边模型[3], 以此消除法向作用力, 使活塞能真正悬浮起来。

因为两边具有对称性, 电路设计仅以单边为例, 如图1所示。整套电路由两组电极相反的电路组成, 每组电路在电磁作用下产生极性相同且相互串联的电磁铁。整个系统中, 极性不同的电磁铁相邻排列, 这样使得磁体活塞上端的N极被靠上一点的电磁体S极所吸引, 同时又被稍下一点的电磁体N极所排斥, 产生一个向上的推力。当活塞到达顶端时, 短路连通, 两组电磁铁失去磁力, 活塞只受向下的重力作用。

3 机械设计

活塞式电磁发动机仍旧采用传统发动机的活塞曲柄机构, 最大的区别在于活塞采用磁性材料, 气缸壁内安有与外界电路相连的电磁铁。如图2是一个活塞的电磁发动机的三维示意图, 曲柄处有固定装置, 一侧曲柄与飞轮相连, 使活塞往复运动的动能能传递出去。

由于结构简单, 这一装置可采用模块化处理。活塞曲柄机构利用市面上现有的型号即可 (活塞需要时磁性材料) ;考虑到惯性作用, 飞轮可采用黄铜等惯性力矩较大的材料;外部电源由两组极性相反的电池组构成。另外, 根据实际情况可在气缸顶部固定一段适当长度的导电弹簧。

开关闭合后, 活塞两侧的电磁铁对活塞磁体产生磁力作用, 促使活塞不断向上运动。当活塞接触到弹簧时, 由于活塞本身和弹簧的导电性, 两组外部电路与活塞和弹簧构成通路, 使电磁铁部分短路, 电磁力消失, 但在飞轮惯性力的作用下, 活塞仍旧向上运动。运动到最高点处, 弹簧被压紧。之后在弹性力与重力作用下, 活塞开始向下运动。当活塞与弹簧分离时, 活塞两侧的电磁铁再次对活塞磁体产生磁力作用, 但依靠飞轮的惯性力, 活塞仍旧向下运动, 直到最低点。之后活塞在电磁力的作用下又开始向上运动, 这样循环往复, 活塞不停运动。

4 结语

活塞式电磁发动机不同于传统的汽车发动机, 其活塞依靠电磁悬浮技术与气缸壁部分无需接触、无需润滑, 减少了摩擦带来的机械损失, 大大提高了发动机的效率。同时, 因为电磁驱动仅依靠电力, 不会像传统燃料一般产生附加产物, 对环境没有直接污染, 充分体现了低碳环保的思想。

但因为技术水平等因素的限制, 这一设想还很难大幅度地投入生产, 应用到实际。不可否认的是, 结合电磁悬浮技术研发新型发动机一定是汽车工程领域的重要方向。

摘要：电磁悬浮技术利用“同性相斥, 异性相吸”的原理, 让磁体具有抗拒地心引力的能力, 具有无接触、无摩擦、使用寿命长、不用润滑等优点。在汽车工程领域中利用这一技术, 能很好弥补传统发动机能耗大、污染严重、效率低下等不足。这一类活塞式电磁发动机一方面提高了发动机的效率, 另一方面也保护了环境, 具有很大的研发价值。

关键词：磁悬浮,活塞式,发动机

参考文献

[1]电磁悬浮技术[EB/OL].http//:www.baike.baidu.com.

[2]磁悬浮列车[EB/OL].http//:www.baike.baidu.com.

[3]杨帅.永磁直流直线电机推力的优化设计[D].河北工业大学, 2012.

航空活塞式发动机的燃油管理 篇6

1 航空汽油的概念

目前, 所使用的航空燃料主要有两大类:航空汽油和航空煤油, 分别适用不同类型的飞机发动机, 航空汽油是用在活塞式航空发动机的燃料。

1.1 航空汽油的辛烷值

燃料当中, 有一种抗爆性很强的燃料, 叫异辛烷, 将它的辛烷值规定为100, 还有一种抗爆性很弱的燃料, 叫正庚烷, 辛烷值规定为0。将这两种燃料按不同的容积比例混合, 这些燃料就具有不同的抗爆性。辛烷数是指混合燃料中异辛烷所占容积的百分数。

航空汽油的辛烷值是由试验比较法确定的。将被测定的汽油和上述按某种比例混合燃料的余气系数调整到1, 如果它们都使用同一台发动机在相同的压缩比下发生爆震, 就说明两种燃料的抗震性相同, 混合燃料的辛烷数就定为被测定汽油的辛烷值。余气系数为1的混合气相对于发动机来说, 是相对贫油的范围, 因此, 辛烷值可以表示发动机贫油时的抗爆性。

1.2 航空汽油的级数

航空汽油富油时燃料的抗爆性是用级数来表示的。将被测定汽油和纯异辛烷分别作为同一台增压发动机的燃料, 将两种燃料混合气的余气系数都调整到0.6, 增加进气压力, 直到发动机刚发生爆震时记下汽缸的平均指示压力。若发动机用纯异辛烷工作, 记得的平均指示压力为20kgf/cm2;若发动机用被测汽油工作时, 平均指示压力为26kgf/cm2, 那么该汽油的级数为:26/20×100=130。

从以上介绍中, 可以看出辛烷数和级数越高的航空汽油抗爆性越好。但我们在使用中必按发动机的要求加相应标号的燃油, 以保证正常工作。

2 活塞式发动机飞行过程中的燃油管理

2.1 飞机启动

对于冷发启动的发动机, 由于温度低, 燃油的汽化质量较差, 启动前注油时应当适当地多注一些燃油。在热发下, 发动机机舱温度较高, 管路中的燃油易汽化并进入进气总管。因此, 可能需要稍微“加注”一些燃油以便使喷嘴管路有油, 并使发动机在开始转动后能够继续运转。

2.2 地面滑行

在地面小转速滑行时, 我们一般采用适当将混合比调贫油的办法, 以避免火花塞被污染。

2.3 起飞

发动机大转速工作状态, 一般用于飞机起飞、爬升和复飞。此时, 余气系数应为最大功率余气系数, 一般设置为0.85左右。既可以保证发动机输出较大功率, 同时较为富油的混合气也可防止发动机过热。

当发动机在最大功率状态下工作时, 单位时间产生热量最多, 发动机温度很高;同时发动机各机件承受的负荷也最大。因此, 起飞工作状态连续工作时间一般不能超过5分钟。

2.4 爬升

飞机爬升阶段一般采用最大连续工作状态。下面, 以赛斯纳 (CESSNA) 172为例, 介绍活塞式发动机飞机在爬升过程中如何获取最好的爬升性能。

为了获得性能、对外可视度以及发动机冷却的最佳组合, 正常的航路爬升应以襟翼收上位、全油门以及大于最佳爬升率速度5~10节的速度进行。密度高度低于3000英尺, 混合比应使用全富油, 密度高度超过3000英尺时应调贫油, 以获得更平稳的运转或最大转速。要获得最大爬升率, 使用最佳爬升率速度。速度低于最大爬升率速度的爬升应在短时间内进行, 以便改善发动机的冷却。

2.5 巡航

为了保证巡航飞机的航程和续航时间, 此时发动机功率通常选择较小, 一般为额定功率的30%~75%。对具体发动机而言, 在巡航功率设置上, 发动机制造商都有其推荐的进气压力和转速值。

在实际巡航时, 当发动机的巡航功率设置好后, 根据飞行的实际需要, 还可通过发动机混合比杆设置发动机的最佳功率状态或最佳经济状态, 以进一步发挥发动机的性能, 具体方法见各飞机的《飞行手册》。

除了功率设定以外, 恰当的调贫油技巧也有助于增大航程。为了实现所推荐的燃油消耗, 应使用排气温度 (EGT) 指示器来对混合比调贫油, 在最高排气温度时, 可以提供最佳燃油经济性。

2.6 下降阶段与进近着陆阶段

飞机的下降阶段与进近着陆阶段一般都采用小转速或慢车状态。

发动机小转速或慢车状态工作时, 混合气较为富油, 发动机温度较低, 电嘴容易积炭;同时发动机工作的稳定性较差。所以, 应适当调贫油或尽可能缩短该状态的使用时间。

2.7 关于转换油箱供油

对于无交输供油装置的燃油系统, 巡航飞行时应交叉左、右油箱的燃油, 不能在一侧油箱的燃油用完后再转换到另一侧的油箱, 这样极易造成供油中断。装有电动增压泵的还应将打开以保证供油稳定。在起飞、着陆阶段或低空飞行时, 不要进行不必要的油箱转换, 转换时, 有电动泵的应该打开电动泵。

3 常见的不正常燃烧和工作情况以及处置方法

3.1 爆震

在一定条件下, 汽缸内混合气的正常燃烧遭到破坏而在未燃混合气的局部出现具有爆炸性的燃烧, 叫做爆震燃烧, 简称爆震。

我们可以通过以下现象来判断爆震的产生:

A.发动机内出现不规则的金属敲击声, 这是由爆震冲击气缸内部组件所致。

B.排气总管周期性的冒黑烟。

C.发动机剧烈振动工作不稳定。

D.发动机功率显著减小, 转速下降。

E.缸局部温度急剧升高, 活塞气门等机件过热或烧毁。

如果发动机一旦发生爆震, 应果断采取措施。首先, 把变矩杆前推, 使其变小矩, 减轻螺旋桨负荷, 加大发动机转速, 其次, 后拉油门杆, 减小进气压力, 这样混合气的充填量减小, 降低了压缩气体的温度与压力;再次, 加强发动机散热, 通过这些措施可减弱或消除爆震。如果发动机被严重损害, 不能继续正常工作时, 应果断进行迫降。

3.2 早燃

压缩过程中, 如果在电嘴跳火以前, 混合气的温度已达到着火温度, 混合气就会自行燃烧。这种发生在点火以前的自燃现象, 叫做早燃。引起发动机早燃的原因主要是汽缸头温度过高和汽缸内部积炭。早燃发生后, 发动机功率减小, 经济型性变差。对多气缸发动机, 如果某些汽缸发生早燃, 因曲拐机构受力不均匀, 会引起发动机强烈振动。若发动机在小转速时发生早燃, 此时曲轴转动惯性较小, 过大的燃气压力将会引起曲轴倒转, 损坏机件。

从早燃发生的特点来看, 对于刚停车的热发动机, 不能随意扳动螺旋桨。因为此时发动机汽缸头温度还很高, 如果扳动螺旋桨, 汽缸中残余的混合气受压缩后可能自燃, 使螺旋桨转动起来, 有伤人的危险。

3.3 过贫油燃烧

如果混合气的余气系数a>1.1, 则为过贫油燃烧。

过贫油燃烧时的现象:

A.发动机功率减小, 经济性变差。

B.汽缸头温度降低。

C.发动机振动。

D.排气管发出短促而尖锐的声音。

E.汽化器回火。

防止过贫油燃烧, 除了正确调整贫富油设置以外, 还应注意发动机在低温条件下启动时, 由于温度低, 汽油不易汽化, 混合气容易过贫油, 易回火, 所以发动机低温启动注油应稍多些。一旦发生汽化器回火, 应立即前推油门杆开大节气门, 使进气气体流速增加, 将火焰吸入汽缸, 消除回火。

3.4 过富油燃烧

如果混合气的余气系数a<0.6, 则为过富油燃烧。

混合气过富油燃烧的现象是发动机功率减小, 经济性变差, 汽缸头温度降低。过富油混合气也存在混合不均, 富油程度不一致。最终使汽缸内燃气压力大小不等, 也会引起发动机振动。

但过富油燃烧与过贫油燃烧比较, 过富油燃烧也有其不同的现象:

A.汽缸内部积炭, 使发动机功率减小, 经济性变差, 严重时还会导致发动机故障。

B.排气管冒黑烟和“放炮”。

防止过富油燃烧, 除了正确调整贫富油设置以外, 还应注意在飞行中, 若收油门过猛, 此时节气门迅速关小, 空气量骤然减少, 而燃油量因系统惯性使其减小滞后, 容易造成暂时的混合气过富油, 而发生排气管“放炮”现象。所以操纵油门要柔和。

4 结语

动机式教学 篇7

斯堪尼亚发动机排气制动。斯堪尼亚的牵引车也是将排气制动作为标配, 斯堪尼亚排气制动的控制可以通过左侧踏板位置的按钮或者方向盘右侧的操纵杆进行控制。当然, 在定速巡航和下坡时实现自动控制也不是什么难题。对于装有Opticruise AMT变速器的车型, 缓速器未运作时, 可自动降挡, 实现获得最优的发动机制动和废气制动效果。

奔驰Actros标配皆可博产品。国内奔驰主力商用车车型Actros搭载的OM501 发动机, 配有发动机制动和排气制动。奔驰卡车产品从Actros系列开始就将皆可博发动机制动系统作为标配。而在戴姆勒DD (底特律柴油) 全球发动机平台上将皆可博的压缩释放式制动器作为标配。配有发动机制动、排气制动以及液力缓速器, 操作起来也非常简单, 分为5 个不同的挡位, 同时, 辅助制动功能也与车辆的其它功能进行了融合, 比如限速、定速巡航等。

曼 (MAN) EVB排气门制动。曼的EVB技术大家可能比较熟悉, 国内的潍柴和重汽正是采用的这种技术, EVB为Exhaust Valve Brake的简写, 意为排气门制动器。这种技术属于被动泄气式制动器, 需要排气蝶阀共同作用, 通过打开排气阀提高发动机制动功率。对于D28 发动机, 已开发了带压力调节的EVBec, 可在低转速时提供更大的制动力矩。在普通EVB工作的基础上, 通过排气蝶阀来调整排气背压, 排气蝶阀逐级关闭废气管, 从而在气缸内产生所需要的背压, 车辆控制电脑根据传感器检测排气背压, 并借助一个比例阀来控制调节缸内的压力。这种逐级调节可以使发动机制动的过程更加平稳柔和。当车辆换挡时, 曼Brakematic智能制动系统会通过行车制动自动控制车速, 换完挡后, 自动切换到EVBec。

在国产卡车上, 应用发动机制动功能的发动机和车型:

CA6DM系列、CA6DN系列发动机。一汽锡柴CA6DM发动机是国内首款拥有自主知识产权的重型发动机, 通过不同的调教, 功率覆盖350~420ps。 CA6DN系列发动机是在CA6DM系列的基础上开发的, 最大的不同是排量为13L, 其余技术指标和CA6DM类似。目前这两款发动机主要在解放自己的体系内使用, 主要供给解放J6 系列车型使用。解放J6同时也匹配其它的发动机, 比如大柴的道依茨发动机。一汽锡柴有3 个系列的发动机装有发动机制动系统:CA6DN系列发动机排量为12.5L, 标配皆可博的压缩释放式辅助制动产品。另外, 根据车辆制动力的需要, CA6DN发动机制动时分为2 挡, 分别为排气制动和发动机制动+排气制动;CA6DM系列发动机同样配置有压缩释放式辅助制动产品, 不过其是由解放自主研发的, 其核心的电磁阀是由皆可博提供;CA6DL系列则是泄气式制动器, 工作时需要排气蝶阀一起工作, 发动机制动气门控制由电磁阀控制, 属于主动式, 制动效率比压缩释放式要差一些, 现在锡柴服务站已经可以加装6DL发动机制动器。

潍柴则是将WEVB作为发动机的标配。该项技术是潍柴引进的曼EVB技术, 前面的“W”代表潍柴的拼音 “Weichai”。 WEVB在发动机2000r/min的时候制动功率为218ps, 2500r/min时制动功率达到313ps。虽然和6DL同样属于泄气式制动, 但WEVB采用被动的方式, 需要关闭蝶阀, 靠排气背压顶开排气门, 通过增加一套控制排气门行程的执行机构, 实现排气门在发动机制动过程中保持打开一个间隙来提高发动机的制动效率。需要注意的是如果蝶阀损坏, 发动机制动将无法正常工作, 这就要求蝶阀具有很高的可靠性。潍柴发动机的应用分布非常广, 除了一汽解放、中国重汽、东风商用等有自己发动机的厂家, 其它厂家的重卡产品都能看到潍柴的身影。

玉柴6K12 系列发动机。该系列发动机运用了可靠性增长技术、精确燃烧、电子控制、缸内直喷、发动机逆向横流冷却技术等新技术, 具有欧洲同步的量产发动机水平, 其功率覆盖400~500ps。目前6K12 系列发动机主要装配联合卡车高端车型。

玉柴除了广西总部原有的发动机产品, 在安徽芜湖的联合动力也是玉柴发动机的一个分支, 不过这两个基地采用的是不同的技术路线;一是联合动力携手皆可博。在芜湖的联合动力主要生产6K10/12 系列发动机, 6K系列发动机是以DD13/15 为基础开发, 发动机制动产品在开发时就和皆可博一起合作开发。6K12 系列发动机采用压缩释放式制动, 也是目前皆可博发动机制动中升功率最高的。不过该机型的装机量并不高。6K10 系列发动机则是现在联合卡车的主力发动机, 它采用的则是泄气式制动, 制动效率略小;二是广西本部的产品和重庆良马合作。采用重庆良马的VVEB (可变气门排气制动器) 技术的发动机相对排量偏小, 目前已量产安装制动器的机型为6A/6J/6L/6M四个系列机型。据重庆良马的官方资料显示, 通过可变气门升程来提高低速制动力, 比欧美同类产品低速制动力高10%。6M系列发动机最大在2100r/min时制动功率为232ps, 6L系列发动机最大在2200r/min时制动功率为203ps, 6M最大在2300r/min时制动功率为170ps。目前装机的包括柳汽、解放青岛、北汽福田等。在玉柴国四产品介绍的资料中, 已经看到将VVEB作为玉柴6M系列发动机的标配。

上菲红的科索9 系列发动机引进的是依维柯发动机技术, 发动机制动也是作为标配引入。发动机采用顶置凸轮轴, 通过一组偏心轴套制动器的控制, 在压缩行程产生制动效果, 制动效率能够达到80%。科索9 发动机装配在杰狮车型上, 但很少看到这方面的介绍, 9L的排量对制动力也有限制, 不过量产的13L发动机则值得期待, 大排量发动机相应的发动机制动功率也要更大。

广汽日野车型只有进口13L发动机装配有辅助制动。广汽日野车型匹配由上海日野生产的P11C系列发动机以及进口的E13C发动机两种配置。大马力的E13C为进口发动机, 配有与皆可博合作生产开发的压缩释放式制动器, 11L的上海日野P11C装机量更大, 不过并没有采用这种高效率的压缩释放制动, 而是最普通的排气蝶阀制动。

东风d Ci11 系列发动机。d Ci11系列发动机是东风在消化吸收雷诺技术的基础上, 针对中国市场开发、具有自主产权的一款大功率节能型发动机, 功率覆盖340~420ps之间。目前东风d Ci11 发动机只供东风天龙和东风大力神使用。东风天龙d Ci系列发动机制动产品来自皆可博, 目前市场上拥有不错的装机量, 用户认可度也很高。东风康明斯ISZ发动机标配, ISL发动机可选装。由于康明斯和皆可博特殊的渊源, 东风康明斯发动机自然少不了发动机制动器的身影。13L的ISZ系列发动机将皆可博压缩释放式发动机制动作为标配, 这款发动机装备在天龙大马力牵引车、霸龙M7 等车型上。

重汽EVB采用曼技术。中国重汽的发动机配备的EVB和潍柴一样, 都是采用德国曼的技术。WD615国三机型以及D10/D12 系列发动机均已实现标配, D12 机型可以提供约240ps的制动功率。现在中国重汽和曼的合作后引入了曼的D20 系列发动机, 原机型或许能够更充分的发挥该技术的优势。

西安康明斯ISM发动机。西安康明斯是康明斯在国内的另一家卡车发动机合资企业, 主要生产ISM系列11L发动机, 同样配有皆可博压缩释放式发动机制动。此款发动机以康明斯ISM系列11L电控柴油发动机为基础开发而成, 其功率覆盖335~440ps。西康ISM11 发动机高度集成康明斯拥有完全知识产权的燃油喷射、进气、电控、燃烧优化、滤清和后处理等五大关键系统, 使这款发动机在系统兼容和性能方面优于同类产品。其配装的压缩释放式发动机制动装置, 将发动机变成了一个吸收功率的空压机, 其最高制动功率可以达到326 ps。西康的ISM发动机装配车型有欧曼和陕汽德龙系列, 不过这两个品牌的车辆也会装其它种类的发动机, 选购时应该加以区别。装载ISM发动机的欧曼CTX已经将皆可博制动器作为标配, 陕汽德龙F3000 用户可以进行选配。

六、结束语

动机式教学 篇8

一、交通事故频发,提升卡车的制动技术迫在眉捷

随着卡车装载量、行驶速度的提高和近年来销量的快速增长,与卡车相关的交通事故也越来越多,同时,由于卡车质量大,其事故的人员伤亡率较高,尤其重型卡车,其行车安全问题,已经成为大家关注的焦点。

据公安部网站数据显示,2011年,全国道路交通事故造成62387人死亡、23.7万人受伤;2012年中国双节长假期间全国发生交通事故68422起,794人遇难。据业界数字统计,近年来卡车正在成为国内交通事故致死人数增幅最高和经济损失最大的车种。

卡车制动技术滞后,在中国相对不完善的公路系统中增加了事故发生的几率。目前国内4级及4级以下等级公路里程仍有120多万km,在183万km总通车里程中约占70%。此外,由于地形条件多样,中国道路情况也比较复杂。西部、西南部等地区山多、山势险峻,这些地区的公路往往是盘山而建,急弯、陡坡、连续下坡与长距离下坡的情况很常见,这些路段也往往是事故多发地段。重型卡车运输经常伴随着超载情况的出现,这也为制动失灵事故埋下了隐患。卡车事故中,很多都是因为车辆制动系统的问题造成的。现在的卡车制动方式主要还是采用鼓式制动器,依靠摩擦制动,在长时间的下坡制动过程中,会导致制动器温度上升,制动摩擦片过热会出现制动失效,甚至引起燃烧。即使像国内很多用户一样安装淋水器,也存在诸多安全隐患。在这样的背景下,若想有效降低卡车的交通事故,需要国家尽快规范卡车制动系统的技术要求。卡车事故发生的关键是制动失灵问题。据有关部门分析,有相当一部分重大交通事故的根本原因就是因为卡车在长距离下坡过程中车辆没有采用先进的制动系统,在发生紧急情况时,制动过久容易使制动过热而失灵,导致发生连环追尾、翻车等事故。从制动的原理来说,制动器在制动过程中是将车辆的动能转化为热能。一般来说,制动器有3个主要的性能指标:一是制动效能,也就是短距离内制动的能力;二是制动的稳定性,也就是车辆在制动过程中的方向控制能力。车辆在制动过程中会不会侧滑或者跑偏就取决于制动的稳定性;三是热衰退性,也称制动效能的恒定性。长距离坡路中出现的制动失灵,主要原因就是制动器的热衰退性不能满足要求。对于重载车辆,由于动能很大,在长距离下坡路段行驶时制动器的温度也比较高,通常会达到500~600℃,甚至更高。在这种情况下,制动器的摩擦系数就相对降低,有时驾驶员为了多拉货而超载,这便加大了车辆出现制动失灵情况的几率。由此可见,先进可靠的制动系统是卡车远离“安全门”的关键环节和有力保障。国内卡车急需改善和提高自身的制动技术。

应用发动机制动的好处包括减少轮胎、制动器的磨损,提高行车安全性和运营效率等,用户需要根据实际情况选择合适的辅助制动器产品,并采用正确的驾驶方法才能充分发挥其作用。随着这方面技术的发展和普及,会有更多的重卡驾驶员能够享受到新技术带来的好处。

提高卡车安全性刻不容缓,在欧美发达国家,卡车的事故率要远低于我国,非常重要的一个原因就是它们安装了车辆辅助制动装置,比如发动机制动、液力缓速器等,很多车辆通过安装多个辅助装置相互配合,使车辆的安全制动性能达到最大化。

在这些装置中,发动机制动器已经在欧美等国家大功率柴油机商用车上得到了较好推广,目前北美市场已有大量重卡装有该装置,本文就主要为大家介绍一下发动机制动器。

二、发动机辅助制动装置的类型

对于发动机辅助制动系统,简单的理解就是在车辆上存在一道动力链,在上坡时,由发动机产生动力,经传动系统带动车辆行驶,同样,下坡时,可以通过发动机产生阻力,形成一个制动力。发动机辅助制动装置按照工作原理的不同大致可分为3大类:排气蝶阀制动器;泄气式制动器;压缩释放式制动器。

一是排气蝶阀制动(如图1所示),国内应用的辅助制动装置中,最常见的就是蝶阀制动,在国内绝大部分卡车的排气管上都能看到蝶阀。蝶阀制动的原理和结构也相对要简单,驾驶员使用蝶阀制动时,蝶阀转动,将排气管堵死,在发动机气缸内形成可控的背压,以增加发动机排气行程的功率消耗,迫使发动机降低转速,从而达到在短时间内降低车速的目的。排气蝶阀结构相对简单,性价比较高,但制动效果一般。

二是泄气式制动。市场上也有不少采用泄气式发动机制动的产品,泄气制动工作时,将排气门打开一个小空隙,使发动机的压缩冲程通过泄气释放压缩能量,这样在做功冲程几乎没有能量返回活塞。而在排气冲程,依靠排气蝶阀或VGT涡轮增压器产生的背压来增加进排气功耗。泄气式制动按照实现控制方式的不同可分为主动式和被动式2种。被动泄气式制动器:市场上比较常见的潍柴WEVB发动机和重汽的EVB发动机就属于这种类型,它需要排气蝶阀进行辅助。当排气蝶阀关闭后,柴油机压缩行程使得排气通道中的废气压力急剧上升,相邻处于吸气冲程下止点附近气缸的排气门会被压力顶开一个小空隙,再通过增加一套控制排气门行程的执行机构,实现排气门在发动机制动过程中保持微启。WEVB发动机在EVB发动机的基础上,利用反向压力波打开排气门的机会,把排气门锁住,实现气缸漏气,从而在随后的压缩和膨胀冲程消耗能量,达到制动的作用。这种发动机制动的效果约为发动机功率的40%~50%。主动泄气式制动器则是通过电磁阀控制,用液压装置保持排气门微启,不需要依赖排气蝶阀,如锡柴6DL2发动机装备的就是这样的产品。

三是压缩释放式制动。压缩释放式制动就是改变发动机排气门的配气相位,在压缩冲程即将结束时,开启排气门,这样发动机在压缩缸内空气时所做的功,便被释放到排气系统。这种形式的制动器功率最大,结构最复杂,当然成本也是最高的。

这3种发动机辅助制动机构里,只有第3种是在发动机内部实现的,所以称之为“原生”发动机制动。这3类产品在制动效果上也有不小的差别。制动效率最高的是压缩释放式制动器。皆可博(Jake Brake)发动机制动产品是比较典型的,在市场上有很高的知名度,国内也已与多家企业配套。以皆可博发动机制动产品为例,目前国内装配这种形式的发动机有西安康明斯ISM11系列、东风d Ci 11L系列、玉柴YC6K12、解放锡柴CA6DMN系列等。 人们较熟悉的CA6DM系列也是这样的结构,不过是解放自主研发的产品,主要的电磁阀由皆可博提供。

三、发动机辅助制动技术首推压缩释放式制动系统

整车的制动系统中,大体上分3类:行车制动、驻车制动、发动机制动。其中行车制动和驻车制动都是直接参与整车的制动系统的,是必不可少的;发动机制动作为减速工具,在原车制动器基础上,间接地为整车的整体安全提供又一个可靠保障。压缩释放式制动系统是利用发动机压缩制动器,将产生动能的柴油发动机转变成为吸收动能的空气压缩机,从而实现了辅助制动功能。驾驶员释放油门踏板时,卡车的前进动能继续驱动系统和发动机。活塞也继续上下运动,进气在气缸内压缩膨胀。一旦启动发动机制动,发动机制动器将打开靠近压缩冲程末端的排气门,通过排气系统排出压缩后的空气。返回活塞的能量极少,如此循环重复时,卡车的前进动能被部分抵消,实现卡车降速。目前,美国康明斯发动机的制动系统完全采用此技术,并在卡车行车制动领域占据了很大的比例。

康明斯发动机制动系统是全球应用最广泛、技术最成熟的发动机制动系统,是70%知名重卡品牌的首选发动机制动技术。它就是采用压缩释放式制动系统,利用一个压缩释能装置将输出动力的发动机转换成一个吸收动力的空气压缩机,可提供优于同类产品数倍的制动性能。此制动器可免维护,仅使发动机高度增加66mm,安装灵活;驾驶员仅通过驾驶室内的两个开关进行操作,非常方便; 制动功率最高可达326PS,大幅缩短车辆制动距离,制动效率高,确保安全;启动时发动机停止供油,节油环保;有效降低轮胎和制动片的磨损,节省维护成本;大幅提高对车辆下坡速度的控制,提高运输效率。

常行驶在矿山或山区公路上,经常要下坡的卡车,为不使其在自身重力作用下不断加速到危险程度,应当对汽车进行持续制动,从而使汽车速度稳定在某个安全值。此外,经常在行车密度高、交通情况复杂的城市街道上行驶的汽车(如市内公共汽车),为避免交通事故,需要进行频繁的不同强度的制动。在这些情况下,单靠行车制动器是难以完成这样的制动任务的。因此在这种条件下运行的汽车,往往有必要增设辅助制动装置。辅助制动装置的作用是在不使用或少使用行车制动器的条件下,使车辆速度降低或保持稳定,但不能将车辆紧急制停,这种作用称为缓速作用。辅助制动装置中用以产生制动力矩对车辆起缓速作用的部件称为缓速器。传统的缓速器主要包括发动机排气缓速器、液力缓速器和电涡流缓速器,前者成本低,目前在国内柴油机客货车上普遍使用,但其辅助制动性能相对较差。后两者辅助制动性能好,但成本较高,目前主要装备在国产大中型高档客车及高端重型载重车上。比较有代表性的是美国皆可博柴油发动机缓速器公司生产的皆可博发动机排气缓速式辅助制动装置,是一种技术上先进和性能上可靠的发动机排气制动器。

永磁式双定子电动机的转矩分析 篇9

现在有两种类型的双定子电动机:并行和串行, 并行双定子电动机的两个定子是平行连接的, 适合用在速度和转矩都需要控制的情况。另外一种双定子电动机的两个定子是内外定子采用径向串连接, 这种电机通常采用微交流和直流的伺服系统, 因为它杯形转子结构使电动机具有快速反应和巨大的效率。近几年, 这种结构可以产生较高的功率密度, 在以往做的步进电机和鼠笼式电机的试验, 该实验的结果使其成为了制作机器人优先技术选择。这种电机有很多优点, 如精度高、低转矩脉动、过载能力大、省材料、各种驱动和控制系统的高可用性等。因此它广泛应用于数控机床、电动汽车、机器人和雷达中, 尤其是在电动汽车领域。作为一个电机, 它具有如下性能:当电机低速运转时, 两个电枢绕组串联, 缓慢的输出扭矩。当电机高速运转时, 有一个绕组线圈是断开的, 电动机的转速变动范围扩大了。作为一个发电机, 定子绕组的两个复合电压矢量可以通过不同的两个相对位置。上述电动机的种种特点都能满足电动汽车的要求。在本文中, 对双定子同心无刷电机进行了分析和测试为目的, 它能够增加输出转矩和降低转矩谐波。

二、原理与结构

这种永磁式单双结构的无刷电机通过设计的合理轨迹达到目的。在较薄的定子里安放着被设计成杯形的转子。定子的电流是电枢改变的原因。两个电流产生两个电磁转矩, 因此, 扭矩没有扩大, 电机的容量因充分利用电机的空间而得到发挥。很明显当两个定子产生的电流方向不一样时, 由这两个电流产生的电磁转矩也是不一样的。所以电动机转起来就很困难。一个常见的问题是发动机的很多方面在工作时是相互干扰的, 在一个双定子绕组的内外定子之间加一个畸形干扰, 就会使电动机不正常工作, 也就是扭矩波动。当双定子电动机被认为是感应电动机, 如果连续深度旋转, 一般地说, 转子厚度的设计是影响内外定子连续产生干扰的主要因素。以传统的无刷电机为基础, 在永磁式电机里采用双定子, 一个双定子电机带有两个独立的定子和一个用钕铁硼磁体做的杯形旋转器。主要的流量和由内外定子产生的反应量将同时穿过内外定子而封闭, 因为稀有元素制作的高能产品的优良性能的持久性, 所以各种干扰源产生的干扰可忽略不记。

三、转矩分析