加注设备（精选11篇）
加注设备 篇1
0 引言
推进剂加注设备是火箭发射系统的重要组成部分,操作、维修人员的业务水平对火箭发射活动具有重要影响。操作失误和维修不当轻则造成设备故障,延误发射,重则引起推进剂泄漏事故,造成人员和装备损失。利用虚拟现实技术进行加注设备装配操作训练,有助于操作和维修人员熟练地掌握加注设备的操作和维修技能,避免利用实际加注设备进行训练的种种限制。本文研究加注设备虚拟装配仿真训练系统的开发过程。
1 系统功能和技术框架
加注设备虚拟装配仿真训练系统具备以下三项主要功能:
1) 加注设备基础知识学习功能。
以帮助文档和虚拟场景相结合的形式讲解加注设备的功用、结构、原理、操作使用和维护修理等知识。设备知识包括系统级和部件级两个层级。系统级知识的学习在完整的加注设备虚拟场景中进行,用户进入场景“实地”观察系统构成、设备功用与布置、管路走向等,并可通过弹出菜单项选择进入相关帮助文档,学习系统工作流程、操作使用方法和维护修理知识。在系统级虚拟场景中可点选重要设备进入部件级学习,部件级学习在单个设备虚拟场景中进行,可观察各设备的三维实体结构和装配关系,也可选择进入相应帮助文档,学习设备的工作原理和使用维护方法。操作、维修人员通过这些知识的学习,获得加注设备工作原理和操作维护的基本知识。
2) 加注设备装配模拟训练功能。
以动画演示和虚拟交互操作相结合的形式练习加注设备的拆卸和装配工艺过程。在系统级虚拟场景中,可以选择观摩零部件更换和维护保养演示,这种演示为顺序动画形式,用户不能干预或参与装配;也可选择交互拆装操作,用户可通过鼠标、键盘对设备进行选择、旋转、拖动和释放,进行零部件更换和维护保养的操作训练,此时用户完全自主拆装。用户还可点选重要设备进入单个设备的拆装训练环境,同样可选择观摩单个设备的拆装演示或自主进行设备的交互拆装训练,此时可将设备完全拆卸成零部件。通过交互拆卸和装配训练,用户可熟悉设备拆装的工艺流程。
3) 加注设备装配工艺规划。
以装配工艺规划算法[1]为基础,提供拆装序列规划、路径规划和特定故障拆装训练平台。针对加注设备的特定故障,用户可通过此平台拟定维修方案并进行维修训练。当某设备发生故障后,维修人员初步确定拆卸的方案(通常只需拆卸少量零部件),再利用此平台规划拆卸序列和路径,得出最优的拆卸工艺方案。再以此拆卸工艺方案为基础,生成操作、维修综合实验环境,人员通过此环境,针对具体的故障和维修方案,采用最优的装配工艺进行拆装训练,有针对性地获得特定故障的维修技能,提高维修的工作效率。
图1所示是推进剂加注设备虚拟装配仿真训练系统的技术框架,分为界面层、应用层和支撑层三部分。界面层是对仿真应用的集成和调度,实现用户功能,并为用户提供友好的操作界面。应用层是面向特定需求的仿真实现,通过设备知识的搜索和综合、装配过程仿真和装配工艺规划三部分实现加注设备知识学习、拆装过程演示和交互操作、拆装工艺方案规划和训练环境生成等核心功能。支撑层包括仿真应用所需的三维模型和数据库、系统开发和运行所需的支撑软件等。
2 建立三维实体模型
为实现装配仿真训练系统,首先要建立加注设备的几何模型,模型必须真实地表达设备的结构,即模型尺寸要准确,配合间隙要精确,装配关系要与实际相符,而且外观必须逼真。本文选用Autodesk Inventor建立加注设备的几何模型,它基于特征进行参数化的实体造型,建立的模型既有直观的外形,又有精确的尺寸配合。
加注设备包括各种管道、阀门、泵、推进剂贮罐和操纵台等,使用Inventor建模[2],首先根据零件的尺寸参数,画出零件的特征草图,然后使用特征操作,如拉伸、旋转、扫掠、阵列等构建出零件的几何特征。当建好设备的所有零件几何模型以后,通过各种约束,如配合约束、角度约束、相切约束等约束零件间的相互位置关系,组成设备的整体模型。如图2所示是的安全阀的几何建模过程。
建立好各种分离设备的几何模型后,根据加注设备真实连接关系组合成系统模型,利用Multigen Creator[3]进行渲染,构建加注系统各工作区域场景,如图3所示为泵房和罐室场景。
3 加注设备的装配仿真
装配仿真是加注设备虚拟装配训练的核心功能,本文采用VP[4]进行仿真开发,在VP中通过对场景(scene)、观察者(observer)、观察通道(channel)、环境变量(environment)、运动方式(motion)等参数进行设置,构建推进剂加注设备装配仿真的虚拟环境。利用VP所提供的功能模块和程序开发接口,实现加注设备的装配过程演示和交互装配操作。
给模型设定一系列的路径控制点,通过路径控制点控制模型在通过此路径控制点时的位置、姿态,然后利用导航器Navigatror连接路线中的各个散布控制点,形成一条完整的运动路径,模型可以自动地按照指定的运动路径在场景中运动。通过对PathNavigator中的setStartDelayTime,setKinematicstate等参数的设定,确定零件拆卸的先后顺序和拆卸动作的快慢。对点的位置或拆卸时间等参数进行修改,可以改变拆卸过程演示方案。图4(a)所示是电磁阀的拆卸演示过程。
通过鼠标的拖动改变零件在场景中的位置,来实现装配的交互操作。首先获取鼠标在计算机屏幕上的位置坐标(x,y)和零件的三维空间位置坐标(x',y',z'),并通过设置观察者坐标和姿态,获得装配场景的正视图,用鼠标的(x,y)坐标来改变零件的(x',y')坐标值,然后切换到装配场景的侧视图,固定零件的x',y'的值,利用鼠标的x坐标信息来改变零件的z'坐标值,实现零件的拖动。如图4(b)所示是球阀的虚拟交互装配的过程。
4 装配工艺规划
装配工艺规划针对特定的加注设备出现的特定故障,分析修理过程中的拆卸和装配方案,并通过对不同装配方案的比较,得出最优的装配方案,为维修工作提供指导。装配工艺规划分为装配序列规划和装配路径规划。
4.1 装配序列规划
装配序列规划[6]即产生一个装配顺序,在经济最优化的前提下,把分离的零件装配在一起,形成目标产品。
本文采用的装配序列规划原理为:采用联结图法建立加注设备的装配模型,表达零件的装配信息。采用子装配体的概念对装配模型进行简化。然后利用零件间的优先约束关系分析拆卸模型,建立设备的优先关系矩阵。通过对设备装配模型和优先约束关系矩阵的分析,生成设备可行的拆卸序列。采用遗传算法对设备的拆卸序列进行优化,优选出最佳的装配序列。
对图5所示的闸阀进行装配序列规划,得到一组最佳拆卸序列为:1,6,2,3,7,9,10,8,4,5,11。
4.2 装配路径规划
装配路径规划[5]就是寻求一条装配零件从装配起点到装配目标点的空间运动无碰路径。本文采用粒子群优化算法进行装配路径规划。图6是在有三个障碍物的空间中,采用粒子群优化算法从起点S到终点T寻找的一条最短无碰路径,路径长度为205.945。
5 系统开发
本文利用VC++2003.net编程实现仿真训练系统界面程序[6],通过进程调用的方式对各功能模块进行调度和集成,形成加注设备虚拟装配仿真训练系统。图7(a)所示是设备知识学习界面,图7(b)所示是设备拆装演示界面。
6 结论
本文设计了推进剂加注设备虚拟装配仿真训练系统的功能和技术框架,建立了设备的几何建模,开发了加注设备的装配演示、交互操作仿真以及工艺规划模块,并对系统进行了集成。开发的虚拟装配仿真训练系统对加注设备操作和维修人员的业务学习和技能训练有重要帮助。
摘要：设计了火箭推进剂加注设备虚拟装配仿真训练系统的功能和技术框架,建立了加注设备的三维实体模型,开发了加注设备的拆装演示、交互装配操作和装配工艺规划模块,并编制了功能模块调度与管理界面程序。设计的系统对加注设备操作和维修人员的业务学习和技能训练有重要帮助。
关键词：加注设备,虚拟装配,训练系统,设计
参考文献
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加注设备 篇2
美，人皆渴之，人皆愿之。我的梦想很简单，就是得到美。
理想和追求，是埋藏在人人心间的种子，每个人都想让它发芽，开花，结果。
在我的心间也有这么一颗小种子，它，很平凡，它，仅仅只是渴望着美。
齐白石先生，他有梦，因为梦，他在自己晚年之时，依然坚持每天作一幅画，使自己的画技炉火纯青，最后，《虾》出世了，它们活灵活现，如真的虾一般灵动。
徐悲鸿大师，他也有梦，因为梦，他在自己深造之时，不畏外国学生的`唇齿相机，与他们立下不成功便成仁的誓言，过着辛苦生活，却每天坚持去博物馆临摹，最后一鸣惊人，《奔马图》出世，它们气贯长虹，栩栩如生。
达芬奇，他的梦很伟大，改变了人们对教皇的敬仰，使社会不再黑暗，幼年的他，跟随老师学习绘画，，老师一开始让他天天画鸡蛋，他虽不解，但依然坚持到底，以至于他的人物如神，《蒙娜丽莎的微笑》和《最后的晚餐》使他享誉世界。
他们都有梦，他们的梦都为世界加注了美丽，每当看见这些惊世杰作，我对他们的景仰也不能平息，我就梦想着像他们一样为这个世界——加注美丽。( )
对，我的梦想就是成为一个画家，像他们一样，为我们的世界加注美丽，是景仰他们的我和他们一样。这就是我的梦想——平凡而又伟大。
我爱绘画，也许每个爱画画的人都有我这样的梦想，但我的梦想正在发芽，因为我在那伟大的前人身上学到了坚持，每当我懈怠，我会想到坚持;每当我困倦，我会想到坚持;每当我松弛，我会想到坚持。
我想，有了这份坚持，我的梦想会被托起，并且开花结果。
给孩子加注“正能量” 篇3
安全感—— 孩子自信的金钥匙
案例：我的孩子胆子特别小，害怕与小朋友交往，不愿意到幼儿园，经常要大人陪着，离开大人就哭闹。
诊断：安全感缺乏
造成孩子缺乏安全感的原因很多，如单亲家庭的孩子以及留守儿童，他们长期缺乏父母的关爱，容易产生被遗弃和无价值感的心理；父母对孩子溺爱与过度的大包大揽，容易给孩子造成一种“我不能，我不行”的心理定势；父母关系不好，经常当着孩子吵架，会让孩子觉得无所适从；创伤性事件给孩子带来的心理阴影；对孩子过多的指责与约束，让孩子缺少自信。
父母应如何培养孩子的安全感和自信呢？
父母对孩子无条件的爱，永远是孩子安全感的重要来源。作为父母，要尽可能多地陪伴孩子，给孩子必要的支持与力量，并完全地接纳孩子。我们要让孩子形成这样的信念：哪怕是孩子做错了事，父母不喜欢的只是孩子错误的行为，父母还是爱孩子的；无论父母在不在孩子身边，父母总是爱孩子的，父母的心总是和孩子在一起。
要求孩子独立地做一些力所能及的事，让孩子在完成这些事情的过程中，体会到自己的力量，培养孩子自信和独立的心理品质。同时，保护孩子难得的好奇心，鼓励孩子大胆尝试，允许孩子犯错误，对孩子正确的行为不吝表扬与鼓励。
和谐的家庭环境能提高孩子的安全感。家庭难免有矛盾，有时父母的矛盾已经消除，却给孩子幼小的心灵留下阴影。温馨的家庭是孩子心灵的港湾，父母是孩子心目中的权威与依靠，所以父母之间有矛盾时，切忌当着孩子的面争吵。
爱心与分享—— 孩子受人欢迎的法宝
案例：我的孩子总是和小伙伴搞不好关系，他的玩具也不愿意和大家一起玩。时间长了，大家都不同他玩了。看着孩子一个人在边上孤独地玩耍，我真的很心疼。
诊断：缺乏分享和团队精神
现在独生子女家庭增多，孩子是整个家庭的中心，父母宠爱着，还有祖父母、外祖父母、三姑六姨等宠爱着，无形之中孩子养成了任性、娇纵、霸气等性格。在与小伙伴一起玩耍时，孩子以自我为中心，不知谦让、也不知道关心他人，小气、冷漠、自私自利。没有感恩之心，认为别人对他的关爱理所当然，而他对周围的事情却漠不关心，缺少爱心。
我们应如何打造一个受欢迎的孩子呢？
不过分宠爱孩子。我们可以给孩子优越的生活条件，以利于他健康成长，但并不需要满足孩子所有的要求，要学会延迟满足孩子，让孩子凭努力得到自己需要的奖励。
让孩子学会为家庭成员服务。父母可以给孩子很多的关怀与爱护，但不要把孩子当做家庭的中心，不能让孩子只知道享受，也要知道给予和分享，要求孩子为父母做力所能及的事，并从中得到分享的快乐。
从小事做起，培养孩子的爱心。对家庭成员中的每一个人，乃至小猫小狗，都要有关爱之心，让孩子懂得爱是付出，每一个家庭成员，都需要爱和关心。
坚强与乐观—— 阳光宝贝的四叶草
案例：我的孩子遇到不能解决的问题时，第一反应是哭鼻子，然后就是找妈妈解决，而不会自己想办法。
诊断：个性懦弱，不够坚强
孩子慢慢长大，面临着越来越多的新问题，而这些以前从来没有经历过的问题，会给孩子带来很大的压力。很多孩子第一选择会是逃避问题，习惯性地把问题交给父母来解决，长此以往，就会养成懦弱的个性，对自己也会缺乏信心。
打造阳光宝贝
狠得下心让孩子独立地面对问题，经历挫折。每一个孩子，都是在错误与挫折中得到锻炼与成长的，父母不要对孩子面临的问题大包大揽，充当救火队员，而应该是鼓励和陪伴孩子去战胜困难与挫折。
用孩子喜闻乐见的形式，树立榜样，在潜意识中让孩子变得更坚强。很多孩子都喜欢听故事，父母可以讲述孩子喜欢的卡通人物战胜挫折，乐观向上的故事；也可以利用孩子好胜心强的特点，用比赛或积分的方式，去激励孩子勇敢面对困难与挫折，培养孩子坚强的个性。
除此以外，管理情绪的能力，创新思维的培养等等，都是孩子成长中必不可少的正能量。父母是孩子成长道路上最重要的陪伴者和引导者，只有父母给予和培养孩子足够多的正能量，才能更顺利地实现孩子和父母的分离。
每一个优秀的孩子后面，一定站着一对优秀的父母。教育需要大智慧，孩子需要正能量。孩子的正能量越多，他就能站得更高，看得更远，成长得更优秀。
（喻思堂 国家二级心理咨询师、湖南省亲子教育专业委员会副理事长）
加注设备 篇4
知识库是故障诊断专家系统中不可或缺的重要组成部分,能够给出符合人类语言习惯的推理结论,并带有很强的解释能力,能够解决许多系统的复杂问题,被成功的应用到了很多不同领域的故障诊断系统当中[1,2]。诊断专家系统的诊断过程实质上就是知识获取和运用的过程[3]。知识的获取与表达是知识库的核心问题,知识获取的方法主要为:从领域专家获取知识,通过现场试验获取知识,通过仿真试验获取知识[4]。通过计算机仿真获取知识,成本小,可靠性高,是故障知识库更新知识的重要手段。文献[5]讨论了知识表达方式的分类,结合锅炉领域知识的特征对产生式表示法和框架表示法两种方法进行了阐述和举例应用。为了更好地建立知识库,发展了“知识表示”、“知识获取”、“数据挖掘”等学科,使得知识库的构建越来越精细,但也越来越复杂[6]。
本文结合低温加注系统的设备特征和数据特点,主要运用产生式规则表示法、基于模糊逻辑的产生式表示法和数据偏差表示法对数据进行加工整合,构建了低温加注设备知识库。
1、低温加注设备特征和数据特点
1.1 低温加注设备特征
低温加注系统设备具有的特征是:设备种类多、型号规格多、批量小、系统组成复杂,技术含量差异大,涉及专业面宽,非标准设备多,标准性和通用性差;不同的设备性能表征语言不统一(某些设备无法定量描述);使用环境复杂、严酷,环境影响差异性明显;新老设备多代并存,工作间隙时间长,服役期限长等。
1.2 低温加注数据特点
由于低温加注设备种类多,导致加注数据呈现出的特点是:数据类型多,集机、电、液、气为一体;数据总量大,某次任务仅流量参数达83350个;数据相互联系密切;多个参数共同表征设备状态。
2、知识库的总体结构及功能
低温加注设备主要有大型液氢贮槽、大流量液氧泵、大口径真空管路、大通径低温阀门、计算机控制液氢流量调节阀、组合连接器等。具有规模大、设备多、结构复杂,故障频率高、故障形式多,系统工作机理复杂等特点。为了较好的实施管理和保障,设计以设备知识库为核心,综合集成仿真模型分析、历史数据存贮、数据偏差分析、故障特征提取等技术的知识库系统。系统总体功能模块如图1所示。
系统主要包括仿真模型库模块、系统数据库模块、知识库模块、模型库更新和维护模块、知识库编辑和维护模块、数据库更新和维护模块、解释模块和输出模块等部分。主要模块基本功能分别为:
仿真模型库模块:根据实际低温加注管道构造和布局特点,利用模块化建模思想分别建立相应设备部件模型,最后组合构成系统仿真模型。得到的仿真数据不仅能够为判别现场数据正常与否提供可用的比对依据,而且能够为研究某些难以复现的故障(如推进剂泄漏故障)提供故障仿真数据。仿真模型库模块主要包括正常管道系统模型、故障管道系统模型、单点设备正常和故障模型以及重要设备单点失效故障模型等。
系统数据库模块:系统数据库是一个历史数据信息存贮库,其包括设备固有信息,设备特征数据信息、设备运行数据信息、单点设备信息、单点设备典型故障案例信息等。为知识库知识获取提供数据来源,同时能够验证仿真模型库中的模型准确度。非任务期间,工作人员可以通过数据库更新和维护模块将设备更新、改造、故障及历史数据等信息录入对其进行更新完善。
知识库:知识库主要用于存贮来自仿真模型库模块中的仿真数据和来自系统数据库模块中的实际数据及完成对这些基础数据进行加工处理。经过数据比对、特征提取、数据评价等一系列操作最后形成评价结果,通过解释模块和输出模块输出结论信息。工作人员可以通过知识库编辑和维护模块实现对知识库的删除、完善、扩充等操作。
3、知识库的组成模块设计
3.1 仿真模型库模块
针对部分缺乏历史数据又难以进行内部监测的重要设备,可在仿真模型库中进行建模仿真。仿真模型库内数据主要以系统及设备仿真模型图、仿真结果参数变化曲线图等形式分门别类存贮,需要时可迅速调出。
根据加注系统所采集数据的特点,可在仿真模型中相应位置设置相应参数传感器对参数进行提取分析,将相应仿真模型图及仿真结果参数变化曲线图等结果存贮于仿真模型库模块中,以备知识库进行数据分析使用。
随着加注工艺流程的改进及加注设备的改造更新换代,工作人员还可通过模型库更新和维护模块对仿真模型进行不断调整更新和完善升级。
3.2 系统数据库模块
系统数据库是历史数据存贮基地。它主要存贮设备信息、设备特征、设备正常运行数据、设备故障运行特征数据、单点设备和典型故障案例六部分。该数据库通过数据库更新和维护模块不断积累丰富和完善数据。它不仅能够为知识库提供真实的数据来源,更能够为设备管理提供必要的数据支撑。设备信息库包括设备基本档案信息、设备固有可靠性及目前所处的使用寿命阶段相关信息等。设备特征库主要存贮用以表征设备性能的工艺参数类别(机、电、液、气),工艺指标(正常运行时的操作条件)等信息。设备正常及故障运行特征数据包含设备状态表征参数,运行历史参数标准等。单点设备库存放识别的单点设备及其失效模式等内容,为典型故障分析提供合理的分析对象。典型故障案例库接收来自历史数据中的典型案例,主要包括故障征兆、故障现象、故障后果等内容。
3.3 知识库的设计
知识库的设计重点是知识的表示方法,就是为描述和组织知识所作的一组约定,是把知识符号化的过程。一种知识的表达方法实际就是一种数据结构,就是把知识用这种数据结构关联起来,以便为计算机接收、存储和修改。
知识表达的方法很多,但从加注系统的实际来看,可采用以下三种表示方法:
(1)产生式规则表示法[7,8]。这是加注系统中使用最多的知识表示方法,其基本思想是把知识表示成“条件--结论”(或“IF…THEN…”)的因果关系对。
式中,A为条件,B为结论。
当A为真时,则有结果B,或者,当前提A得到激活,则会产生操作B。
例如:IF阀门供气压力PC<0.2MPa THEN阀门供气压力不足;
IF执行机构输入电压V=0
THEN执行机构未供电。
当有多个条件Ai(I=1,…,n)时,可以在各条件之间施加某些逻辑运算符号形成多条件的逻辑组合。
例如:A=A1 AND A2 AND(A3 OR A4)AND(NOT A5);
结论B也可以是一个产生式规则或产生式规则的组合,即产生规则可以嵌套。
例如:B=(IF A6 THEN B1)OR(IF A7 THEN B2);
在实际中,这样的例子有:
IF A=压力表12正常AND压力表15正常AND(压力表16正常OR液位计显示正常)AND(NOT增压阀打开);
THEN B=(IF出液阀打开THEN贮罐工作正常)OR(IF出液阀关闭THEN贮罐工作异常)。
产生式规则的表现形式自然直观,接近人的思维和会话方式,易于理解,从而易于为人们掌握和接受,产生式规则由前提和结论两部分组成,这种统一格式也易于设计、控制和掌握。但产生式表示毕竟显得刚性太强,对层次的表达能力弱,知识处理的效率低。因此在加注系统知识库设计中还要采用其它方法。
(2)基于模糊逻辑的产生式表示法[9]。在加注系统运行过程中经常会有这样的判断:“如果泵入口压力过低,则输入管路堵塞”等,这些描述很难用精确的数字表示,只能借用模糊逻辑的方法。
基于模糊逻辑的产生式规则的一般形式为:
式中,A、B分别是条件和结论,和前面叙述的一样,可以使简单条件或多个条件的逻辑组合;可以是一个产生式规则或产生式规则组合。但不同的是A、B均可以是模糊量,下面是加注系统中一个实际的例子。
IF阀门入口压力突然增大AND阀门出口压力突然减小AND阀门前后流量突然减小
THEN阀门可能发生堵塞。
模糊逻辑不需要建立控制对象的精确数学模型,只要求把现场操作人员的经验和数据总结成较完善的语言控制规则。因此它能绕过对象的不确定性、不精确性、噪音以及非线性、时变性、时滞等影响。但此法中人的干预程度较大。
(3)基于数据偏差的演绎式表示法[10]。此方法是通过对参数找偏差的方法来判别参数变化是否在允许范围内,设备处于正常还是故障状态,故障状态可能的原因是什么。因此它综合了正常数据和故障数据,通过细致的分析可以提供严格的分析结果,是一种简便易行而又十分严谨的分析方法。
例如在加注系统运行过程中经常会有这样的判断:“如果加注管路预冷不好,则加注速度受影响”,这些描述没有量化标准,很难用精确的数字表示。受客观条件的限制,管路设备不可能达到完全绝热,即预冷温度不可能与要求值完全一致,允许有一定的误差。那么温度误差为多大才能既不影响加注速度又能节省预冷时间和预冷介质(液氢),这就需要对符合要求的预冷数据(正常数据)和不符合要求的预冷数据(故障数据)进行偏差分析。采用数据偏差分析,参考设备自身信息中参数偏差量,结合对历史数据及仿真数据中相应正常数据与故障数据的对比,即可得出结论。
基于数据偏差的演绎式规则的一般形式为:
式中,A、B分别是结果和原因。它是由现象反推出原因。即数据产生的偏差超过允许值,可得到产生此偏差可能的原因。
例如:IF管道温度差值△T≥2.5K(液氢饱和温度22.5K-管道预冷温度20K)
MAYBE管道漏热or预冷时间不够or预冷流量不够
基于数据偏差的演绎式表示法是对照工艺参数的指标寻找差值,因而分析结果较为准确,而且系统参数要求越严格,分析越有意义。但其在分析过程中只能关注单个节点、单个偏差,无法分析系统元件间的相互作用。
以上三种知识表达方式可以简单归纳为:前两种方式均为由现象至后果,其中产生式规则表示法较直观简便,适合于数据特征明显,简单的0,1二值逻辑的数据知识表达。基于模糊逻辑的产生式表示法将0,1二值逻辑推广到可取[0,1]闭区间中任意值的连续逻辑,适合于现象与后果映射多对一的数据知识表达。基于数据偏差的演绎式表示法相对于前两种方式更为深入,它综合了正常数据和故障数据,数据信息量更丰富,演绎推理更科学严谨,适合于系统参数要求严格的数据知识表达。
3.4 知识库编辑和维护模块
知识库编辑和维护模块负责建立、修改与扩充知识库。知识获取机构具有知识变换手段,能够把与专家对话内容变换成知识库中的内部知识,或者用于修改知识库中的知识。知识库中的知识通常是通过移植的方法获得,即与领域专家面谈,将专家的知识经过分析整理后,以计算机能理解的形式输入数据库。
更高层次的设计,是使知识库编辑和维护模块能够根据用户对每次求解的反馈信息自动进行知识库的修改和完善,并可在系统求解过程中自动积累,形成一些有用的中间知识,自动追加到知识库中。
3.5 解释模块
解释机构是一组计算机程序,它能跟踪并记录推理过程,当用户提出询问需要给出解释时,它将根据问题的要求分别作相应处理,最后把解答用约定的形式通过人机接口输出给用户。
3.6 输出模块
输出模块指的是人机接口,它是用户和系统信息的传递纽带,负责系统与用户之间的双向信息转换。用户能够输入数据,提出问题,了解推理过程与推理结果;系统可以通过人机接口,要求用户回答问题,进行必要解释。人机接口形式采用多媒体形式,即附带一些必要的图、表等,增加清晰度。
4、结语
针对加注系统中的三种典型数据:简单的0,1二值逻辑数据、现象与后果映射多对一数据和系统参数要求严格的数据依次提出了产生式规则表示法、基于模糊逻辑的产生式表示法和数据偏差表示法三种知识库表示方法,构建了低温加注设备知识库。通过分析,低温加注设备知识库的有较强的针对性和可行性,且对加注系统的故障快速诊断、处理以及提高系统可靠性具有重要意义。
摘要：针对低温加注系统故障定位和排故过程复杂,故障可复现程度低,数据贫乏的现状,从系统的工作原理和数据特点出发,系统介绍了基于故障仿真的设备知识库的建设方法,各功能模块的组成及作用。重点阐述了产生式规则表示法、基于模糊逻辑的产生式表示法和基于数据偏差的演绎式表示法三种知识表达方式在加注系统知识库设计中的运用方法。
关键词：低温加注系统,知识库,产生式规则,模糊逻辑,数据偏差
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朝天子咏喇叭诗加注音 篇5
cháo tiān zǐ yǒng lǎ bā
朝 天 子 咏 喇 叭
wáng pán
王 磐
[object Object]lǎ bā suǒ nà
喇 叭，唢 呐，qǔ ér xiǎo qiāng ér dà
曲 儿 小，腔 儿 大。
guān chuán wǎng lái luàn rú má
官 船 往 来 乱 如 麻，quán zhàng nǐ tái shēn jià
全 仗 你 抬 身 价。
jūn tīng le jūn chóu
军 听 了 军 愁，mín tīng le mín pà
民 听 了 民 怕，nǎ lǐ qù biàn shén me zhēn gòng jiǎ
哪 里 去 辨 什 么 真 共 假 ？
yǎn jiàn de chuī fān le zhè jiā
眼 见 的 吹 翻 了 这 家，chuī shāng le nà jiā
吹 伤 了 那 家，zhǐ chuī de shuǐ jìn é fēi bà
只 吹 的 水 尽 鹅 飞 罢！
解说
明朝正德年间，宦官当权，欺压百姓，行船时常吹起号来壮大声势，这支散曲就是为了讽刺宦官而作。
国内LNG汽车加注产业分析 篇6
关键词：LNG汽车 加注产业 分析
1 概述
液化天然气（LNG）作为清洁能源被广泛应用。天然气汽车作为绿色环保汽车，节能减排效果显著。在低碳经济的浪潮下，以及天然气汽车的环保性和经济性，近几年天然气汽车产业进入快速发展期。就CNG汽车和LNG汽车相比而言，由于车用CNG供应紧缺和价格政策调整，国内很多城市放缓了CNG汽车的发展速度，或者转向发展LNG汽车。以重庆为例，由于2008年以前重庆车用CNG零售价仅1.98元/m3，价格优势极为明显，故重庆CNG汽车发展非常快速。随着近两年供气紧张，重庆已开始限制CNG汽车的发展，特别是严格限制私家CNG车辆的发展。与此同时，重庆也在不到两年的时间内，将车用CNG零售价从原来的1.98元/m3提高到目前的4.6元/m3，其竞争力有所减弱。据悉，重庆、四川等地也已开始规划LNG汽车产业。
自2006年，中国海油在广东大鹏第一座LNG接收站投入运营，LNG在国内开始应用在民用和工业用户、发电等方面，尤其在LNG汽车方面，异军突起，成为快速发展的LNG应用领域。LNG汽车是将天然气在-162°C低温液化后储存于液化天然气罐中，经气化后供给发动机燃烧的天然气汽车。 LNG汽车优点是燃料能量密度大，汽车续驶里程长。同样容积的 LNG车用储罐装载的天然气是CNG储气瓶的2.5倍。目前国外大型LNG货车一次加气可连续行驶1000km以上，非常适合长途运输。国内410升钢瓶加气一次在市区可连续行驶约400km，在高速公路可连续行驶约700km。LNG汽车具有经济、安全、环保、适用、方便、机动等优势，是天然气汽车的发展方向，同时也是城市规模化发展天然气汽车的理想途径。
2 LNG汽车加气产业发展的必要性
2.1 缓解和改善大气污染的必然选择
汽车工业的发展带来了社会的文明和进步，也使汽车工业成为最大的产业集团，成为社会经济发展的重要支柱。但同时也带来了对生态环境的污染。特别是对大气的污染，当今全球关注的“温室效应”、“臭氧保护层破坏”等也与汽车排放的污染有关。根据中国社会科学院公布的北京市大气环境污染报告，全年平均大气污染物中63%的CO，74%的HC，22%的NOX是由机动车的尾气排放造成。LNG作为一种优质、高效、洁净的能源，发展LNG车辆已成为各方面的共识。LNG车辆在燃料燃烧过程中，排放的废气中不含铅，基本不含硫化物，并顯著降低车辆的颗粒物质（PM）、氮氧化物（NOX）和温室气体（GHG）等有害物质的排放，综合降低尾气污染排放量82%以上。以LNG代替汽油和柴油作为汽车燃料，发展LNG 汽车加注产业是治理汽车尾气排放，改善大气质量、改善人居环境的根本途径。
2.2 调整能源结构和优化天然气消费结构的重要举措
随着经济和社会的发展，我国已成为能源消费大国，从1993年起我国已成为石油净进口国，能源短缺也威胁到国家的战略安全。从世界能源发展的趋势看，21世纪是天然气的世纪。我国能源消费中天然气比例远低于世界平均水平，有效利用天然气资源是调整能源结构，实现能源战略安全的重要举措。而从天然气利用的细分情况来看，推广LNG用于汽车燃料能进一步优化天然气消费结构。
2.3 建立多元化交通能源供应保障体系的有效途径
传统的汽车燃料为汽油、柴油。近年来，受石油市场价格波动和能源短缺等因素的影响，未来我国成品油价格还将处于高位，同时从多元化能源供应保障的角度，迫切希望新的燃料来替代和补充。利用天然气替代燃油，发展LNG车辆，可以有效改善车辆燃料的供应结构，建立多元化城市交通能源供应保障体系。
3 LNG汽车加气产业优势分析
3.1 充裕的资源供应保障
中国第一个LNG接收站即广东大鹏LNG接收站于2006年建成投产，拉开了中国沿海大型LNG接收站建设的序幕。在广东大鹏LNG投产之后，国内沿海数个大型LNG接收站陆续建成投产，再加上目前尚有数个大型LNG接收站处于在建和筹备阶段，中国进入了LNG产业快速发展期。LNG接收站项目推动了LNG资源在国内的大范围规模化应用，为LNG汽车加气产业提供了充裕的资源保障，LNG汽车产业得到了良好的发展基础。除了国内沿海地区已投产或在建的大型LNG接收站之外，目前还有一大批中小型天然气液化厂作为LNG资源的补充，包括30多座投产，50多座在建，以及尚处于筹建的液化厂，中小型液化厂的迅猛发展为LNG汽车加注产业提供了更加灵活的资源选择。
3.2 具备工艺上的先进性
CNG加气站由于采用高压压缩工艺，有两大问题很难解决，即：
①国内现有技术水平不能作到无油润滑，润滑油消耗量较大，通过调查有的压缩机平均每天耗油3kg。这些油污对清洁能源造成了二次污染，从而使使用清洁燃料治理机动车污染的环境效益降低。
②压缩机、冷却塔、水泵、干燥器等设备噪音造成对周围环境污染。
相比而言，LNG加气站的两大优势，即：
①唯一的动力设备低温泵选用进口设备，采用高科技润滑技术—LNG润滑、LNG冷却，工作介质直接作为电机传动部分润滑剂、冷却剂，对清洁能源无丝毫污染。
②低温泵功率小，低温泵浸没在泵池中，泵池为密闭的低温容器，噪音很小。所以在这两点问题上，LNG加气站是真正意义上的环保型加气站。
3.3 具有更加清洁的自身属性
使用柴油发动机和天然气发动机都可以达到欧Ⅲ和欧Ⅳ标准，但是由于天然气含碳量少，排放的CO2少，CO2的危害正是作为温室气体造成地球温室效应，LNG的组分更纯，有害杂质在液化之前脱除得更为干净，进入发动机后燃烧较为完全，与柴油发动机相比，NMHC（不含甲烷的未燃碳氢化合物）排放可下降70%左右；CO排放下降20%以上；因燃烧温度低，NOX排放下降50%；H/C原子比高，CO2可下降25%左右；PM（颗粒）可下降60%，所以同样欧Ⅲ和欧Ⅳ标准的大巴，使用LNG更加清洁，更加环保，更有利于治理大气污染，遏制温室效应。
3.4 标准规范相继出台
天然气汽车技术的发展日趋成熟，尤其是LNG汽车加注，近年来最引人关注的LNG汽车专用发动机和原装天然气汽车技术日趋完善成熟，我国的燃气汽车虽然起步较晚，但随着LNG产业的快速规模化发展，我國有关LNG方面的标准规范也正在不断出台，包括全国天然气标准化委员会液化天然气分委会组织编制的国标《液化天然气（LNG）车辆燃料加注系统规范》、《液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范》。国标GB50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》，这些都是国内LNG加气行业规范的里程碑。
3.5 配套相关技术日益成熟
LNG加气站设备和LNG汽车制造技术已非常成熟。LNG加气站设备主要包括LNG低温储罐、LNG低温泵和LNG加气机等，这些设备技术基本实现国产化。同时，国内LNG汽车已有众多厂商批量生产，并投入商业运营，已经实现规模化生产。
3.6 较为显著的经济效益
LNG作为汽车燃料，它比燃油费用要节约25～35%左右，LNG替代油品的经济效益较为可观。同时LNG是一种高辛烷值燃料，辛烷值是评定燃料性能的一项重要指标，汽车使用高辛烷值的燃料时，发动机不易出现爆震燃烧现象，这对延长发动机的寿命，提高发动机压缩比是十分有益的。
4 产业发展存在问题和建议
LNG汽车加气产业的社会、环境、经济效益突出，但发展LNG汽车加气产业是一个系统工程，涉及面广而复杂，需要政府强力政策支持。
4.1 提高审批效率
LNG加气站产业具有单个规模不大以及分散的特点，但单个站都须经历繁琐的多部门的审批程序，因此建议政府相关部门如发改、国土、规划、交通、环保、消防、建设、安监、交管、质监、贸工等统一集中办理有关事宜，减少审批环节、简化审批程序、提高审批效率。
4.2 加强技术支持
①设立LNG汽车研究机构和专家咨询机构，负责项目执行过程中的技术咨询与技术监督，提供决策参考。鼓励研究机构对LNG汽车技术、市场应用及发展趋势进行跟踪研究，定期设立重大课题，组织研究机构开展相应的研究。
②鼓励开展LNG汽车和相关产业关键技术的攻关和产业化。加大新技术、新工艺的研发和引进力度，在科技发展资金中予以优先支持。
③建立LNG汽车和相关产业研发基地和技术中心。
4.3 制定和完善相关制度
政府部门应制定和完善相关制度和规定，主要包括LNG汽车产业的发展规划；气价、税费、新购及改造天然气车辆补贴等配套扶持政策；LNG汽车的改装、维修的资质认定；LNG加气站和LNG汽车中使用的计量器具、相关压力容器检定；LNG汽车的登记注册、检验、年检等；LNG汽车尾气的检测工作；LNG汽车及加气站的安全监督管理；落实LNG加气站地方技术规范。
4.4 配套产业政策
①制定和落实公交车、出租车、环卫车等各种车辆新购或车辆改装补贴政策；给予LNG汽车生产企业或改装企业在研发或改装方面一定的税收优惠；减免LNG汽车养路费、过路过桥费、新车上户费、城市道路增容费和工商税费，同时增加征收燃油汽车用户环境保护费。
②借鉴国内其他城市及香港等地经验，LNG加气站建设用地享受免地价或城市公用设施用地优惠，并减免征地过程中的行政事业性收费；利用公交、环卫、港口、机场、物流中心场站和燃气场站合建的加气站，享受较低的土地使用费，延长土地使用年限。
油脂自动加注机 篇7
该设备用于自动加注油脂。系统采用三通道定量加注, 由工装定位工件, 人工启动、定量加注完成。
2设备主要组成
系统组成:本设备主要由控制系统、加注系统、加注头和检测系统构成。
2.1控制系统:对系统进行综合判断, 按照设定的程序控制各执行元件的动作。主要包括传感器、按钮、开关等。
2.2加注系统:实现转向节润滑油的加注。并对加注流量进行控制。主要有加注泵、定量缸、换向阀、加注头等部件组成。
2.3气动系统:通过对电磁阀的控制实现气路的通断, 为管路提供洁净、干燥的压缩空气等。主要包括净化三联体、调压阀及空气的压力检测等部件。
2.4检测系统:实现对加注流量的检测, 保证加注精度。
3设备主要功能特点
设备主体采用喷塑钢板, 简洁、美观, 外形尺寸符合现场安装位置要求。设备采用地面移动式结构, 带四个移动轮, 两个制动轮。
加注头:根据加注口的不同, 专门设计制造。加注头采用快速夹紧方式, 一次装夹可以完成对制动系统的加注。加注头附有控制开关按钮, 方便操作。
工件针对的工装如下图:
4设备基本技术参数
4.1生产技术参数: (1) 电源:交流380V±10%, 50HZ±10%, 三相五线制 (2) 供气压力::0.8Mpa (3) 温度:0-70℃室内相对湿度:≤90% (4) 加加注注量量::00..88gg、、11..66gg、、77..88gg。。。 (5) 加注精度:≤15% (6) 节拍:≤20s
4.2高压黄油泵压力很高, 泵油轻松, 压力可调, 动停自如, 入口供油可靠, 桶内用油完全, , 基本无浪费。
4.3定量注脂泵此泵精确度高, 可以实现多量程控制, 加注压力高, 调整方便。
4.4设备外形设备采用三通道, 管理方便, 操作简单;整体使用钢管, 坚固耐用。颜色使用微机灰。电机转速调整在设备外表, 操作人员可以轻松调整。触摸屏也在设备表面, 方便现场管理。
5设备操作流程
设备放置于作业旁边。设备主体分为两部分, 一部分是系统控制和操作柜, 另一部分装有加注泵、加注管路及各检测元件、控制元件等。设备上部设置三色灯, 利用灯光提示操作者各种信息, 设备面板设置各种按钮、显示仪表及人机界面。在加注头上设置操作按钮, 方便工人使用, 加注过程只需按加注按钮, 整个过程即可自动完成;若出现加注故障等问题时可按停止按钮停止操作, 调整好后再加注。
浅析汽车燃油加注系统 篇8
关键词：加油管,燃油加注,反喷,跳枪
引言
目前市场上的车型主要分为乘用车和商用车,商用车主要以柴油机为主,乘用车主要以汽油机为主由于车型用途不同因此造型结构以及油箱大小位置均有较大差异,这就导致燃油加注系统出现较大区别。同时因汽油挥发性较柴油高,环境温度高的情况下,汽油加注变得更加困难。
1、各类型加油系统分析
1.1商用车
商用车中传统轻重卡车型排量较大对续航要求高,因此油箱容积较大同时因商用车主要以载货为主,为提高承载性一般为非承载式车身,即设计有车架,油箱通常布置在车架外侧,油箱口位置较高且很明显,燃油加注系统只有加油口无加油管和通气管,加油枪直接插入油箱加油口内,结构简单粗暴,加油性能几乎不存在任何问题。
而诸如皮卡微货轻客等车型,其燃油系统更多的是倾向于乘用车车型,为较特殊结构,主要参考乘用车结构。
1.2乘用车
乘用车多为汽油机且为了造型美观和提高乘坐舒适性,一般底盘较低且将油箱布置在座椅下,位置较低且隐秘,必须采用加油管连接整车加油口和油箱进油口。人机工程要求,为方便加油,整车加油口位置需设计得较油箱高,加油管落差较大,可方便借助势能使汽油进入油箱。
2、加注系统问题
2.1提前跳枪
以传统自封油枪为例(见下图),加注枪嘴处设置有进气嘴,当扳动开关把,主阀在推杆作用下打开,压力燃油通过主阀并推开副阀,燃油通过油枪嘴给汽车加油,并在副阀处产生负压。由于该处经过导管和加油枪口的进气嘴与大气相通,自封机构中的橡胶隔膜两端压力平衡,与橡胶膜相连的锥形杆将钢珠限制到自封轴的四周与外壳的台阶一起固定自封轴,避免自封轴下落。油箱加满时,当油位上升至进气嘴位置,导致进气嘴堵塞,产生负压使得橡胶隔膜向上变形,锥形杆向上抽离,两颗钢球便滑向中心,自封轴往下移动破坏开关把机构的平衡状态,主阀在弹簧作用下关闭,中断加注。
上图限位板在加油的时候可以固定挡片在几个不同的位置,通过开关把连杆限制主阀开启程度,提供不同的加注速度,加注速度越高,越容易提前跳枪。
2.2反喷
反喷现象一般出现在油箱快加满并跳枪的时候,部分严重的甚至可能出现在加油过程中频繁跳枪的时候,表现为燃油瞬间喷出造成污染和浪费,并可能引起安全隐患,该现象属于比较严重的情况。
加注结束时候的反喷多是因为燃油加注过程中油箱内部气压小于等于外部大气压与加注压力之和,而跳枪瞬间燃油停止加注时压力突变为0,此时油箱内部的压力大于油箱外部大气压的压力导致燃油外涌。从加油过程来看,该现象必然发生,正常轻微情况表现为燃油在加油口内翻腾一下,但是如果情况比较严重将可能喷出加油口,即我们通常所说的反喷。
3、解决方案
3.1通气系统
基于上述的提前跳枪原因,我们可知,油箱加油管必须设计可靠的通气系统,且通气口位置应避免被加注枪挡住影响通气效率,并尽可能避免一些后期可能存在的通气管堵塞的情况,如汽车行驶过程中的颠簸使燃油进入通气管或者燃油挥发并凝聚到通气管某些部位导致通气效果变差或者堵塞。特别是要避免出现下U型结构。如因车身原因导致该U型结构无法避免,则必须采取诸如引流绳等特殊措施,该措施仅适用于U形管最低端高于油箱通气口的情况。(参考专利:CN 1955029A-燃油箱CN 1275791C-燃油箱)
3.2加油管总成
国内市场上汽油加注机加注速度一般分三档,33L/min45L/min 55L/min,由于燃油从加油枪以一定的速度喷出,且加油管充当油枪与油箱之间的连接结构,若加油管不能及时将燃油输送至油箱或者在加油口产生局部淤积将可能导致提前跳枪从而影响加注,当然这里燃油类型、加注的速度、环境温度也是关键因素。因此加油管的形状和走向直接关系到加注性能的好坏。
3.3特殊结构
由于不同的车,不同的加注枪甚至不同的加油习惯均可能出现不同的加注情况,这是由于汽车车型设计不统一,而市场上燃油加注枪类型也多导致。为此通常需设计一些特殊的结构。
典型的就是限枪结构,通过限制加注枪在加油口内的相对位置,以确保燃油加注时按照设定的方向和位置喷出,避免燃油进入通气管或者形成涡流,限枪结构通常为加油口缩口结构,分为同心和偏心,主要根据加油管形状特别是初始段的尺寸和角度有关。限枪结构有改善加油角度,固定加油枪状态的效果。
部分油箱加油口内部设置单向阀,目的在于防止反喷,但该结构仅适用于加油落差较大的情况(即乘用车系统),若落差小则很容易起反作用,即不但不能防止反喷,还会在燃油加注快结束的时候因单向阀内外压差变小时阻碍燃油流动使得加油管内的油位迅速升高而导致提前跳枪。
为防止跳枪瞬间出现反喷,乘用车加油口初段直径和长度通常设计较大以增加容量,用于对加油跳枪瞬间的压差突变进行缓冲。
4、某特殊车型设计案例
国内某品牌高端微卡,轿车化设计,具有外形美观,内饰高档,乘坐舒适等优点,采用前独立悬架提高舒适性,同时采用非承载式车身与后钢板弹簧悬架的组合提高承载性,先期搭载柴油机作动力,具有轿车的舒适和较好的承载,在以低端为主的微货市场独树一帜。
4.1空间结构分析
该车型为了体现美观,油箱隐藏布置到车架纵梁之间,即必须设计加油管;因匹配常规结构的商用车货箱(栏板式、箱货式),加油口不能按照皮卡的形式布置到货箱栏板上,即低于货箱地板导致加油管落差小,同时通气管为避免出现下U型结构,只能从货箱与车架之间通过,加油系统设计难度提高。因商用车路面情况恶劣,加油管裸露极易受到路面砂石的冲击,因此采用金属加油管。因油箱进油口不在上部,可知加油过程中加油管内部的油位会随着油箱油位一起上升,若加油管内燃油流动稍有不畅,加油管内油位必定较油箱内油位升高更快,提前跳枪风险大大增加。
4.2方案应用
参考乘用车加油管设计布置经验要求:1.加油口与竖直方向夹角<50°,本车为57.9°,由于上部是货箱,几乎无调整空间;2.加油口与最高油位落差>300mm,因本车加油口在货箱下,最大能调整到68mm;3.加油口第一直段长度>160mm,路径优化后为95mm,最大调到180mm,但折弯角度过大。
由于该状态的汽油加注系统各方面情况都无法满足经验要求,存在诸多不确定性。因此我们需要对该平台的加注情况进行摸底。
4.3方案说明
本次共设计了三个方案的加油口管:
方案1:加油管最简化设计,落差44.6mm,第一直段95mm,折弯半径100mm;
方案2:在方案1基础上抬高加油口位置24mm,以提高加油落差至68mm,但造成连接油箱端的折弯角度增大;
方案3:在方案1基础上将加油口第一直段加长至180mm以防止反喷,由于结构限制,油箱处折弯角度大大增加。
首先对上述方案配合简化的燃油箱及其通气系统数据利用STAR-CCM+进行CFD仿真分析。按45L/min流速,方案1、2均出现提前跳枪,方案2、3反喷,与预想的结果不太一致,因此需进行试验验证。
4.4试验方法
简易台架,采用燃油加注试验机进行模拟加注试验,加注汽油速度:45L/min。
加油过程分三次跳枪,分别记录下已加注油量,异常情况拔掉通气管使油箱直通大气以排除通气管排气不畅的因素,试验结果如下:
由实验结果可知,方案1勉强加满额定65L汽油要求,但出现提前跳枪,方案2和3均出现异常,无法正常加注,且可以排除油箱通气管排气不畅原因。分析为与加油口管本身设计走向有关。由于三者加油管实验结果与CFD仿真结果相去甚远,且在实际试验中可以发现,三个方案中,加注枪的角度和位置与模拟状态有较大差异,导致试验结果与仿真结果偏差极大,需要采取限枪措施。
4.5结构优化
首先根据基本原则,设计加油口角度,由于加油管落差小,为提高落差但加油口离上部货箱较近,为方便开启加油盖,该角度无法做到更小(如下图),这里与乘用车加油口结构区别很大,乘用车一般在车身上设计一个专用的空间并用活动式加油口盖板遮挡,因此加油口角度可以做到很小。
将加油枪模型装配到数据中,调整角度使得加油枪模拟实际加油状态,注意保证枪嘴不得低于油箱通气嘴最低处,以免造成提前跳枪。同时多向调整(一般按顺时针和逆时针各旋转60°),确保各角度和插入深度下油枪嘴前面均有足够的加注空间。由于无法按照塑料加油管设计限枪结构,即采用简化的方案,即调整前两段走向,使加油枪在重力作用下角度位置状态统一如下。
最简化的加油管走向,使燃油第一次接触管壁处远离加油枪口,折弯角度控制在140°以上(避免燃油从油枪口高速喷出即遇到折弯位置强制改变流向,形成涡流是燃油接触通气嘴造成跳枪),同时折弯半径在100mm以上可减少该处燃油回流。
通气管避免U型结构,且通气嘴位置设置在加油口的适当位置。因加油落差小,取消油箱加油口内单向阀,减小加注阻力(该方案需进行加油验证)。
4.6试验验证
将上述优化前方案1的加油管与优化后的加油管方案结合油箱口带缩口单向阀状态分别进行加油试验,结果如下:
表2
通过试验可知,本案中油箱内单向阀的负面效果显著,限枪结构效果明显,特别是在油箱即将加满的时候。因此在风险较高的加油系统中,设计限枪结构很有必要。
5、总结
由于车型不同导致的整车布置差异,引起燃油加注系统即加油管通气管变化。加油管设计需牢牢抓住加油口位置角度结构合理,通气性能可靠两个基本要点,遵从第一个拐点不影响加油枪出油口且走向简单平顺的原则。某些情况下,实际加油状态与设想状态出入较大,采用仿真分析可减少工作量,但需在此基础上进行充分的试验验证。
参考文献
[1]李海亮.关于乘用车燃油加注的研究.
[2]梁志涛,李峰.汽车燃油加注系统CFD仿真分析.科技创新与应用,2014.
井口自动加注装置应用效果分析 篇9
1. 太阳能电池板:
多晶硅太阳能电池板, 利用太阳光热能量转化成为电能量, 而实现光电转换, 太阳能利用效率在14%左右, 太阳能板表面采用有机玻璃制造, 可承受暴雨, 冰雹, 强风沙等恶劣天气对其的影响。
2. 蓄电池:
本系统使用:铅酸电池:495X185X300 mm X2块, 单块电池电压12V, 容量150AH, 充满电后可供500w电机运转5小时左右。
3. 逆变器:
将24V直流电转换为220V交流电, 设计装机容量1000W, 启动瞬间峰值功率可达2000W, 完全可启动更大功率用电设备。其具有过压关断、欠压关断、欠压报警、过温保护、过流保护、短路保护、自动恢复、工作指示和故障指示等功能。
4. 系统控制器:
本设备系统控制所包含有:太阳能充电控制器, 时间控制器, 远程控制器。
5. 微型电动试压泵:
DSY-10MPa是一台往复式柱塞泵, 是在引进日本、台湾的先进技术的基础上, 研制生产的DSY微型产品。体积小, 重量轻, 移动方便, 易于更换, 发热量小, 噪音小, 节能, 方便灵活, 功能完备完全适用于能源不足, 交通不便的地方使用。
6. 药液水箱:
本水箱是采用了2mm厚的304#不锈钢材质生产制造的, 防锈防腐能力极强, 外部安装有液位计可清楚直观的看到箱内液位, 水箱里面安装有水位无液体关断开关控制器, 箱顶部预留有加注进口孔方便注液, 外部预留有足够的间隙方便今后放入保温材料之用。防止在冬季水箱内部药液结冰。
二、控制原理
首先, 由太阳能电池板接受太阳光热能量, 将太阳能转化为电能量, 实现光电转换, 太阳能利用率在14%左右, 同时将电能储存在串联的两块高能蓄电池内, 充满电后可供500w电机运转10小时左右, 为保证电池使用温度, 防止天气炎热、寒冷对电池产生影响, 必须将电池深埋于地下2米左右。然后, 通过逆变器将24v直流电转化为220v交流电, 从而给整套设备供电。其次, 通过设定时钟控制器, 给接触器反馈信号, 控制电源开关的连接状态, 与此同时, 远程控制器同样可以控制接触器的相关动作, 它利用GSM网络信号以手机短信的方式对泵机进行启动和停止控制。一般情况下, 远程控制接收器设定为常开状态, 由时钟控制器的反馈信号控制接触器的开关动作, 只有当收到短信提示时, 可对接触器进行开关控制。
三、应用效果分析
1. 实验阶段
本次试验选井苏东45-68井, 该井于2009年6月投产, 生产层位盒8上+山1, 投产前套压21.5MPa, 试气无阻流量1.85万方/天, 初期配1.0万方/天。截止2010年10月20日, 累计产气量372.3869×104m3。该井采用井下节流工艺生产, 节流器下深2080m, 投产初期生产较为平稳。2010年6月该井生产时套压异常上升趋势, 气量下降至0.5万方/天, 判断该井积液, 通过泡排措施后套压降至7.8MPa。且该井冬季频繁冻堵, 影响生产。
(1) 自动加注泡排剂试验
苏东45-68井, 需持续泡排才能缓解积液趋势, 11月对该井加装井口自动加注装置, 从套压缓冲器处增加三通连接加注管线, 利用时钟控制器设置, 对该井每日加注泡排剂10分钟, 每次加注量30L, 连续加注3天, 该井套压持续下降, 日均气量上升0.1517万方, 试验效果明显。
试验效果评价:
该井在试验过程中运行平稳, 泡排无需关井, 无需人员井口操作, 泡排效率高、采气时率高, 产量明显增加。
试验过程中设备运转稳定, 操作性强, 通过时间控制器设定, 定时加注持续3天, 结合远程控制器不定期加注2次, 设备运转效果良好。
(2) 自动加注甲醇试验
(1) 、试验准备:将苏东45-68井设备药液水箱介质更换成甲醇;将设备加注端连接至管压压力表考克处 (该井为航天阀) 。
(2) 、自动加注:发现油压异常升高时利用手机发送短信开启设备自动加注甲醇;压力下降至正常结果时发送短信关闭设备。
(3) 、效果分析:冬季生产中通过远程控制器接收短信自动启、停设备10次, 完成解堵5次, 设备运转稳定、操作有效。
(4) 、效果评价:自动加注装置远程控制系统运行稳定, 使解堵工作及时、有效;罐存量1000L, 冬季解堵甲醇消耗较大, 且无液位远传, 需频繁补充。
效果对比:1、解堵过程相比人工解堵及时、有效、省时省力;
2、解堵效果相比滴定罐可节约甲醇用量;
四、设备运行效果评价
1、设备在试验过程中, 运行平稳, 故障次数少, 维护率低, 可靠性强, 达到了理想的运行效果;
2、设备控制系统运行效果较好:远程控制系统及时间控制系统均能有效控制, 准确度及灵敏度高, 故障率低, 能够实现设备自动加注的智能控制;
3、该设备在试验阶段运行时间短, 操作次数少, 其太阳能板在特殊天气运行效果, 蓄电池性能及控制系统的稳定性有待于进一步评价。
五、经济评价
本次试验, 在综合考虑了实验设备开发、运输、安装等费用的情况下, 总投入金额为17万元左右。通过本次井口自动加注装置的试验, 苏东45-68井日均增产1517方, 对于该井, 自动加注装置若能连续使用4个月即可收回成本, 另一方面, 苏东45-68井作为往年冬季易堵井, 在当年的冬季生产过程中, 由于投运自动加注装置进行远程控制加注甲醇, 从而减少了对于该井的冬季解堵频次, 降低了解堵过程中人力、物力的投入。但该设备压力等级仅为10MPa, 应用中具有一定的局限性。
综上所述, 该设备具备推广性与现场应用性。
摘要：本文围绕井口自动加注装置在现场的应用, 详细阐述了设备构成, 控制原理, 通过夏季自动加注泡排剂开展排水采气及冬季自动加注甲醇实现快速解堵实验, 评价该设备的适用性及推广性。
燃油定量加注过程的变频控制 篇10
现有燃油加油机的常规加油方式包括定量加油和非定量加油两种。在定量加油模式下,当预置加油结束时,即在电动机立即停转的瞬间,由于随着油枪排油速度的不同,电动机的负载也不同。因此,电动机会出现不同程度的冲转现象,液压系统的油液也因惯性而不能立即由运动变为静止,故实际加油量比预置量要超过0.01～0.4L左右。这种多给油现象叫做“过冲”,超过预置数的油量叫做“过冲量”。目前,普通加油机的液压控制系统全部采用电磁阀来减少“过冲”对加油机准确度的影响。
国家标准[1]规定在加油机测量变换器的进口或出口处必须安装电磁阀。普通加油机的液压控制系统中的电磁阀采用双阀结构,即有一个大流量阀(主阀)和一个小流量阀(副阀)。其工作原理[2]为:在定量加油开始时,电磁阀全部通电打开,即电磁阀的主阀和副阀均打开,当加油量剩下0.3L的时候,加油机的控制主板发出控制信号,关断主阀,加油机通过副阀继续加油到预置量,此时加油机控制主板再发出控制信号关断副阀,同时电机立即停转,从而大大减小了加油机停机前的“过冲量”。
双流量电磁阀虽然减小了加油时的“过冲量”,提高了加油的准确度,但是却也同时增加了管路的压降,增大了能耗,大阀关闭过程产生的水击[3],可能会导致液压元件和管路的损坏。在主阀关闭后,只用副阀来加满最后0.3L油的过程中,此时加油流量可能会小于流量计的最小被测量,从而导致计量精度的降低。
鉴于上述原因,本文开发出代替电磁阀的新方法,既能解决定量加油过程中的“过冲”问题,保证加油精度;又能减少加油过程中的管路阻力,避免水击现象的发生。
1 基于变频技术的新方法
针对上述加油过程中存在的不足,我们提出一种能防止燃油加油机定量加油过程“过冲”的新方法,即在采用变频技术的燃油加油机液压控制系统的基础上,将液压系统中的电磁阀去掉,以简化液压系统的结构,降低整机成本,通过使用定量加油的新控制方法,使去掉了电磁阀的加油机在定量加油控制方面能达到更好的效果。采用变频技术,并将电磁阀去掉之后的变频控制流程图如图1所示。
开始加油时,加油员在控制主板的面板上设定好加油升数,比如50L,然后提起油枪,此时控制主板发出信号给变频器,控制电机拖动容积泵以转速2运转。当加油量到达49.7L,即当加油量还剩0.3L时,控制主板发出一个信号给变频器控制电机降速,以一个相对较低的速度(转速1)运转来加完剩下的0.3L油。当加油值达到设定的加油量时,控制主板发出信号给变频器控制电机停止转动,接着加油员将油枪挂到加油机上关闭开关,加油过程完成。由于加油机“过冲量”的大小与加油完毕前油液的流速成正比,应用变频技术的加油机是以一个相对较低的速度运转来加完剩下的0.3L油的,此时“过冲量”可以忽略不计。于是基于变频技术的新方法可以很好解决加油机定量加油过程中的“过冲”问题。
2 变频控制加油过冲量理论分析
在变频模式下取消电磁阀后,对加油机的“过冲量”进行理论上的估算。理论模型如下:
电机停转后,电机和泵的惯性能被摩擦阻力和液压阻力所消耗:
其中,为泵转子的转动惯量,为泵的角速度,为管道压力,为流量,为时间,即为“过冲量”。由于整个过程中摩擦阻力很小,我们将摩擦阻力忽略不计。根据条件有:
其中为转子质量,为转子半径。在整个停转过程中、为随时间变化的量,为简化计算我们假设为恒定值,即为停转时刻的压力。在5 0 L定量加油时,,将已知量带入(1)、式(2)有:式
于是可以得出估算出的“过冲量”百分比:
从计算结果可以看出,新方法的加油“过冲量”理论估计值远远小于国家标准规定加油精度的±0.3%,可见基于变频技术新方法下的“过冲量”对加油精度的影响微乎极微。
3 变频模式下定量加油精度实验验证
虽然基于变频技术新方法下的“过冲量”对加油精度的影响很小,但是对于新方法整体加油精度是否达到国家标准规定的要求,还需要进行实验上的验证。
实验时,对加油机采用定量加油的方法,如定量加油50L,将油加到一个量桶中,记录其液面高度和油液的温度。然后采用公式(5)、(6)、(7)算出加油的相对误差,即加油精度值。
其中,A0、V1、V0都是标准量器的一些参数,当定量加油50L时,A0=3 m L/m m,V1=V50=100.26mm,V0=VJ=50L,H为量器液位刻度,VB为标准量器示值(不计温度),VB1为标准量器示值(考虑温度),T为量器内温度,EV为加油体积相对误差(即加油精度)。测量结果如表1所示。
由表1我们可以看出,去掉电磁阀的变频燃油加油机,在频率为22～36赫兹时,加油精度仍然达到国家标准,即加油相对误差均在±0.3%之间,并且达到了相当好的精度水平。
4 基于变频技术新方法的优点
图2为变频新方法和传统方法在定量加油过程中实时测量的管道压力曲线。从图中可以看出,基于变频技术的新方法,不仅能在去掉电磁阀后,解决定量加油的“过冲”问题,而且与传统加油机相比,具有如下优点。
1)加油过程中当加油量剩下设定的提前量(0.3L)时由于液压系统中没有电磁阀,也就没有了因电磁阀关闭而引起的加油管路横截面积的突然变化,虽然加油流速也是突然变小,但却是由于电机的频率降低使进油量减少造成的,因而水击效应得到了很好的改善。从图2中可以看出,使用变频方法的管道压力波动明显减小。
2)由于液压系统去掉了电磁阀,大大简化了液压系统的内部结构,降低了加油机的成本,同时也减小了管路的压降,达到了节能的效果,从图2中可以看到,使用变频技术的管道压阻整体小于使用电磁阀的管道压阻。
3)由于采用了变频技术,使得加油机在加最后的提前量时的流量变得可控。因为引进变频技术后,加油流量由电机转速控制,而电机转速又由变频器输出频率控制,因此我们可以通过改变变频器的输出频率,来控制电机转速,进而调节加油的流量,使流量可控。
5 结论
理论和实验表明,基于变频技术的新方法,不仅能解决加油机定量加油过程中出现的“过冲”问题,而且能减小管路的压降,避免引进电磁阀后出现的“水击”效应。同时基于变频技术的新方法也能够将加油精度控制在国家标准规定的范围内。这说明新方法能够更好的代替现有的电磁阀结构,使加油机在能源使用率和加油精度方面得到大大的提高。
摘要：本文针对现有加油机在定量加油模式下的不足,提出基于变频技术的新方法,用以代替现有的电磁阀结构。理论和实验的研究结果表明:基于变频技术的新方法不仅能代替电磁阀解决定量加油的“过冲”问题,而且能减小管路的压降,同时保证加油精度在国家标准规定的范围内。
关键词：加油机,定量,电磁阀,过冲,变频
参考文献
[1]GB/T9081-2001,hha机动车燃油加油机[S].
[2]吕凤彬.加油机电磁阀的重要作用[J].中国计量,2004,(02):58.
燃油和冷却液的加注技巧 篇11
1.燃油
(1) 下班后加注燃油更合适
燃油究竟什么时候加好?最好能在一天工作结束之后加油, 因为此时车身的温度比较高, 燃油箱内充满了油气和水蒸气 (水蒸气是燃油中所含的水分受热蒸发而成) , 在下班时加满燃油, 可以驱除燃油箱内的水蒸气。另一方面, 燃油经过一夜沉淀, 对第2天燃油系统工作有好处, 因此不宜在早上启动发动机前加油, 因为此时燃油箱内的水蒸气已经凝结成水珠, 并且混杂在燃油中, 容易引起燃烧性能变坏和机件腐蚀, 同时加油时的油流使燃油箱内的沉淀物泛起, 可能加重燃油供给系统精密零件的磨损。
(2) 燃油箱不要加注太满
如果燃油箱加注过满, 当机身升温以后, 由于燃油受热膨胀, 加上车辆颠簸, 燃油会从燃油箱盖溢出, 不但浪费油料, 而且污染车容。
在夏季, 机动车连续、高速、大负荷行驶后, 发动机罩盖下的温度相当高, 可能使化油器浮子室或者输油管中的汽油沸腾, 直接溢进到进气管, 造成混合气过浓, 甚至呛死发动机。而且汽油流到进气管内还造成发动机运转不平稳, 因此燃油箱只能加注到90%的容积。
另外, 如果一次加油过满, 有可能导致燃油箱内的油位浮子及其传感器失灵、燃油表指示失真, 并增加燃油的消耗量。
(3) 燃油快耗尽才加油十分不利
对于电喷发动机, 不要等到燃油快耗尽时才加油, 其原因是:电喷发动机的燃油泵安装在燃油箱内, 依靠燃油来冷却。如果燃油耗尽才加油, 燃油泵容易因为散热不良而烧坏。另一方面, 燃油箱油位过低会导致混合气过稀, 而且在某些行驶条件下 (例如怠速状态下车辆转弯) 还会引起发动机熄火。因此, 当燃油表指针接近或者刚刚指向红线时, 虽然剩油还可供行驶一段时间, 也应该及时加油, 特别是高速公路上的加油站相距比较远, 更需要注意这一点。
请注意:万一发生油箱内的燃油快要用尽的情况, 可以设法向副油箱内补充一部分燃油, 然后安装好所有的部件, 再到加油站加满燃油, 失常的燃油表指示一般会恢复正常。
(4) 选择燃油要有品牌意识
机动车有些莫名其妙的故障, 其实原因很简单, 就是驾驶人员忽视了某些细节, 以致吃了许多亏。有一辆越野汽车, 搭载涡轮增压、高压共轨柴油机, 行驶里程2300 km, 发生怠速时排烟为灰白色, 均匀加速时排气管冒黑烟, 突然加速时黑烟滚滚的现象。经过反复检查, 未发现明显异常。更换了喷油器等多个零部件, 都无效。再次询问驾驶员得知, 该车一直在中石化的某个加油站购买0﹟柴油。将油箱内的燃油全部放出, 加入10 L中石油的0﹟柴油, 排放空气后, 发动机的排烟恢复正常。这说明中石化与中石油的0﹟柴油确实存在微妙的差异, 特提请驾驶人员注意。
该型汽车究竟应该采用哪种牌号的燃油, 除了《使用说明书》上有明文规定外, 有的在燃油箱盖的内侧还标注了推荐使用的燃油牌号。
(5) 误加脏油的处理方法
有时机动车在路边小加油站加注了劣质燃油, 导致机动车行驶时发生加速不良等毛病, 这是由于劣质燃油含胶质较多, 造成雾化不良, 容易堵塞燃油滤清器和喷油器, 同时会在气门和燃烧室内形成积碳。遇到这种情况, 必须把脏油全部放出来, 不要舍不得。然后彻底清洗燃油箱、燃油滤清器和各段油路, 最好也清洗喷油器和燃烧室, 清洗完毕后, 再加注合格的燃油。
2. 冷却液
标准的加注冷却液的程序, 应当是先添加纯防冻液, 当达到正确的比例时停止。如果用水壶向发动机冷却系统中注入事先配制好的1:1的冷却液, 有可能造成冷却液中的防冻液含量过高, 几年下来, 发动机冷却系统就可能受到严重损害。因此不能图省事, 不按规程配制冷却液, 只将冷却系统加满了事。
检查发动机冷却系统内冷却液是否充足, 人们习惯于查看冷却液储液罐, 冷却液罐内液面是否在规定的液位范围之内。这种办法其实并不准确, 尤其是对配备气压型冷却液储液罐的机动车。正确的方法是:等待发动机冷却后, 将散热器的盖子拧下, 查看散热器内冷却液的液位是否正常。