低速保护

低速保护（精选7篇）

低速保护 篇1

摘要：在MADYMO软件中使用BioRID II后碰撞假人建立追尾碰撞模型,分析了头枕位置和倾角参数对汽车发生追尾碰撞时头颈部动力学的影响,并使用颈部损伤准则值NIC和Nkm来评估颈部损伤的风险。仿真结果表明这些因素对颈部的动力学响应有着重要影响,高而且靠近头部,并且有适当增大倾角的头枕,有助于减小颈部的损伤。

关键词：颈部伤害,头枕,BioRID II,追尾碰撞

颈部损伤在汽车追尾碰撞中是最为常见的一种伤害形式,这种伤害通常是在低速碰撞造成的(Δv≤20 km/h),并且大多数的颈部损伤都属于AIS=1的轻微伤。头枕是汽车追尾碰撞中减少损伤的安全部件,在乘员的保护中起着最为重要的保护作用,自从头枕被引入到汽车的座椅后,汽车发生碰撞时颈部的伤害明显减轻。本文在MADYMO碰撞仿真软件平台上, 使用BioRID II后碰撞假人建立追尾碰撞模型,系统分析头枕位置、倾角这些头枕参数对乘员头颈部的动力学响应和颈部损伤的影响。

1 追尾碰撞中人体颈部伤害机理及仿真分析

1.1 模型建立

在MADYMO软件平台上建立追尾碰撞仿真的计算模型[2],见图1,头枕的各个参数见图2。整个模型包括车辆、座椅、BioRID II假人和3点混合式安全带系统。

碰撞的加速度曲线见图3,碰撞的速度Δv为16 km/h,峰值为9 g,持续时间为90 ms,满足FMVSS NO.202动态测试的要求。

车辆由单个刚体组成,包括地板,脚踏板,膝挡板3个面及制动踏板和加速踏板2个体。座椅由坐垫、靠背和头枕3个刚体组成。整个车辆系统通过一个固定铰与惯性空间连接,整个座椅系统通过一个移动铰与车辆系统的子体Frame连接,坐垫通过转动铰链与Frame连接,靠背通过旋转铰与坐垫连接。座椅和头枕的吸能特性在MADYMO通过定义卸载函数,迟滞模型来实现。BioRID II假人模型和座椅间的摩擦系数设置为0.6,和头枕之间的摩擦系数设置为0.3。各个铰的约束特性通过准静态试验获得。

安全带系统采用有限元和标准多体安全带模型组成的混合安全带系统,假人模型为BioRID II后碰撞假人。

1.2 参数分析

通过27次模拟试验来分析头枕的高度(height),头枕和头部的间距(backset)以及头枕倾角(tilt angle)对头颈部动力学的影响。根据FMVSS No.202 的说明,头枕的高度分别为700、750和800 mm,在每一个头枕高度上,头枕和头部的间距依次为50,80,110 mm,并且在每一个Backset时,相应的头枕的倾角分别为0、7.5、12°[3,5,6],见表1。输出参数包括头部和T1的加速度,上颈部的剪切力、轴向力、弯矩,以及颈部伤害准则NIC和Nkm。

3 结果分析和讨论

表2和表3 分别为头部和T1x向加速度的结果,可见头枕的参数对头部和T1x向加速度有很大影响,头枕的高度决定头部和头枕的接触位置,而头枕的头部的间距和头枕的倾角影响头部和头枕的接触时间,以及头部和胸部的相对位移和转动。头部加速度的峰值随着头枕的高度的增加,头枕间距的减小以及头枕倾角的增大而减小;对于T1的加速度,其峰值随头枕的高度的增加,头枕间距的减小而减小,但是随着头枕的倾角增大而增大。

总体上来说,上颈部的剪切力、轴向力随着头枕高度的增加,头枕和头部距离的减小以及头枕倾角的增大呈现明显减小的趋势,见图4、图5。但是上颈部的弯矩仅在头枕角度为0°时才随着头枕高度增加和头部距离的减小表现出减小的趋势,见图6。

头枕的参数对颈部损伤准则NIC值也有着很大的影响,如图7所示。当头枕的高度增加,头枕和头部距离的减小以及头枕的倾角增大时,NIC值呈现出明显减小的趋势。

而颈部损伤准则Nkm则仅受头枕和头部距离的影响最大,见图8,当头枕和头部距离的减小时,Nkm值显著减小。从整体上来看,Nkm值随着头枕倾角的增大而减小,但是仅在头枕倾角为0°时,Nkm值才随着头枕高度的增加,头枕和头部距离的减小表现明显减小趋势。

在相同的头枕角度时,随着头枕的高度增加,头部和头枕的接触部位由颅底变化到头的后上部,头枕对头部的反作用力逐渐由向前变化到向上,使得上颈部的轴向力随着头枕高度的增加而减小。由于在较低的头枕位置时,乘员的头部会在发生追尾碰撞时沿座椅向上滑动使头部越过头枕的顶部,增高的头枕结合减小的头枕距离可以有效阻止这种趋势,从而减小剪应力。此外,头部与头枕距离的减少以及头枕倾角的增大,使得头部更早的与头枕接触,减小了头部相对于胸部的转动角度,同时头枕高度的增加,也有效的减小了头部的向后运动,这就减少了头部和胸部相对运动的差异,从而使颈部损伤的风险降低。表2和表3表明,随着头枕角度的增大,头部x向的加速度峰值减小,而T1x向的加速度峰值减小量相对较小,NICmax和Nkm的值也有减小的趋势。头枕角度的增大,一定程度上使得头部和头枕的接触时间变短,也抑制了头部的向后转动的趋势,从而减少了头部和胸部相对运动的差异使NICmax和Nkm值都有所变小,但其影响相对头枕的高度和Backset较小。

3 预防追尾碰撞保护系统设计

3.1 预防追尾碰撞保护系统组成

追尾碰撞预防保护系统由传感器、碰撞控制单元(central ECU)和执行元件等组成,见图9。

3.2 系统控制流程

1) 2车安全距离。假设2个车辆分别为A和B,初始距离为S0,在计算行驶中前后2辆车的安全距离S*时作如下假设:①2车同向匀速行驶,后面车辆(B)速度大于前车(A)速度,两车不断接近;②2车均按点目标考虑,则两车的安全距离S*定义为B车减速到与A车车速相同时(即两车的相对速度为零时)两车的距离。设A车的速度为va,B车的速度为vb,B车的速度由vb减小到va的制动减速度为ab,考虑到驾驶员的反应时间τ'1和制动器的反应时间τ2,则

$\begin{array}{l}S{}^{*}=S{}_0-[(v{}_{\text{b}}-v{}_{\text{a}})t+\frac{(v{}_{\text{b}}-v{}_{\text{a}}){}^2}{2a{}_{\text{b}}}]-\\ [v{}_{\text{b}}\tau {}_1+v{}_{\text{b}}\tau ̌{}_2]\end{array}$

式中:t为车速由vb减少到va的时间,$t=\frac{v{}_{\text{b}}-v{}_{\text{a}}}{a{}_{\text{b}}}$;τ1为驾驶员的反应时间,一般为0.3～1.0 s; τ'2为制动器的反应时间,一般为0.015～0.06 s。

2) 控制流程。该预防追尾碰撞保护系统根据微波雷达探测到的数据,计算从后面接近的车辆和本车之间的安全距离,在2车的间距小于安全距离时,激活危险信号灯5,提示后面车辆驾驶员减速或制动,如果后面车辆没有减速,则在危险信号灯5激活1s后激活信号提示灯10,提示前车驾驶员加速,增大两车间距,同时计算两车可能发生碰撞的时间,碰撞时间是根据从后面接近车辆的距离和其相对速度比值计算的结果,如果该时间小于2 s,则通过座椅调节机构调整座椅靠背的状态,使其倾角减小,这样当碰撞不可避免发生时,可以减轻前排乘员的颈部受伤的几率,而对于后排的乘员,在碰撞发生时,由碰撞冲击声响传感器将采集的信号传送到安全气囊控制单元,分析、判断碰撞的严重程度,当碰撞的强度超过预设值时,则展开安装在后排座椅顶部的安全气帘以提供保护。系统控制流程如图10所示。

3.3 系统触发时间

图11为碰撞提示信号灯和座椅系统的激活时间。水平轴为追尾碰撞发生的时间历程。

4 结束语

1) 头枕特性参数对颈部损伤有着重要影响。高并且靠近头部的头枕,和适当的增大头枕的倾角都有助于限制头部的运动和减小颈部的伤害。由于仿真结果对假人的定位参数,座椅的一些参数等比较敏感,文中的分析只能说明各个参数对颈部伤害影响的趋势。然而这种座椅特性和颈部伤害之间关系可能会随着碰撞初始速度能量的增大而改变,因此对于高速追尾碰撞时的乘员损伤的情况还需要进行再研究,文中的结论仅适用于速度变化△≤25 km/h低速碰撞时的情形。

2) 预防追尾碰撞保护系统与可以有效减小追尾碰撞事故的发生率和减轻追尾碰撞事故发生时对乘员造成的伤害,具有很好的实用价值和应用前景。

参考文献

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[4]Zhou Rongrong,Hong Wei,Venkat lakshminaray-an.Design targets of seat integrated restraint sys-tem for optimal occupant protection[C]∥Detroit,US:Proc SAE World Congress,2001.

[5]Kleinberger M,Sun E,Saunders J,et al.Effects ofhead restraint position on neck injury in rear impact[C]∥Vancouver,Canada:Traffic Safety and AutoEngineering Stream of the Whiplash-Associated Dis-orders World Congress,1999.

[6]Restraints H.Federal motor vehicle safety stand-ards[R].Washington DC:Department of Trans-portation National Highway Traffic Safety Adminis-tration.

低速自转5M⊙恒星演化 篇2

经典的恒星结构和演化模型成功地解释了当时大多数恒星的观测特性, 比如赫罗图的分布情况和原因, 质光关系, 质量半径关系等。但是随着观测技术的提高, 近几十年来科学家们发现经典的恒星演化模型计算结果与最新的观测结果存在较大的差异。例如大质量O型、B型、巨星、超巨星的氦、氮等元素的质量丰度超丰等。这些差异预示恒星的自转可能引起恒星内部的物质向外转移, 造成恒星表面一些元素丰度超丰, 例如发现恒星表面的Li丰度与表面的自转速度存在关系等, 并且对恒星结构和演化产生重要影响。自转作为恒星演化模型中的物理量, 也将影响恒星形状、光度、色指数等其他许多物理量, 同时对恒星的演化规律及结构有一定的影响, 所以恒星的演化研究还应考虑自转角速度ω。同时蒋苏云等人研究表明, 在RGB星和AGB星阶段, 靠近恒星区域内湍流压可以达到总压强的30%。洪雅芳等人在研究中等质量恒星在赫罗图中由E-AGB星进入TP-AGB星的分界点时, 发现湍流压在AGB星阶段是不可忽略。因此同时研究自转及湍流压对恒星结构和演化的影响, 构造考虑自转及湍流压的恒星结构和演化模型具有了十分重要的意义。

目前对恒星自转的机理研究已取得了很大的进展, 罗智坚等人研究了晚型星系金属丰度与自转速度的关系;曾艺蓉等人将二维的转动恒星结构与演化模型简化为一维模型, 研究了自转对恒星结构与演化的影响。本文在曾艺蓉等人所做的研究工作的基础上, 做了一定的修正, 得到了新的转动恒星结构和演化的一维模型, 并重新推导得到了有别于汪志云等人所建立的同时考虑自转及湍流压的恒星结构和演化模型。在此基础上计算初始质量为5M⊙的恒星从主序星到早期AGB星的演化, 得到自转及湍流压对恒星演化不同阶段产生影响的物理问题。

2 考虑自转及湍流压的恒星结构和演化模型

经典的恒星结构和演化模型, 是1960年前后由Schwarzschild, Kippe irhahn, Ibe n等人发展起来的。

仅考虑湍流压时, 令P总=P+Pt, Pt为湍流压, Henyey及De J age r曾建议取其表达式为为平均对流元速度, 采用混合程理论进行处理, 其静力学平衡公式修正为:

当考虑到自转时, Endal&Sofia, Pinsonneault, Maeder等人采取的一维简化的方法都是首先假设在等势面上, 压强, 角速度, 密度, 温度, 化学丰度等都近似为常数, 并且可以用它们的平均值代替, 然后找到等势面的等价球, 推导出一维简化的恒星结构和演化方程。从而求出描写自转离心力的影响的两个因子fp和fR。而在一维的简化问题上, 曾艺蓉采用了以一等效点代替等势面上平均值的思路, 本文在此基础上做了适当的修正:

以gr表示不考虑自转时等效球体上该等效点的实际重力加速度, geff表示考虑自转时等效球体上该等效点的等效重力加速度, rφ为等效球体半径, Sφ为等势面的实际表面积, 则在静力学平衡条件下, 符合:

令:

则:

在此基础上, 同时考虑自转及湍流压对恒星演化的影响, 对恒星的结构及演化模型修正如下:

静力学平衡方程:

能量传递方程:

上式中fp1=fp+ftu, fp、ftu分别是描写自转及湍流压有关的两个因子。

其中:

对星风物质损失自转模型的修正则在三阶段处理的基础上进行修正, 以M· (ω) 表示自转角速度为ω时的星风物质损失率, M· (0) 为未考虑自转时的星风物质损失率:

基于低速壳层自转模型的考虑, 令, 式中ωv为前一模型中恒星自转角速度, Iv为剩余质量在前一模型中计算所得的转动惯量, I、ω则分别表示目前的转动惯量及角速度, 确保了壳层角动量的守恒。

3 结果与讨论

所用程序是根据以上模型方程对Kippenhamn等人编写的恒星结构和演化程序进行改进后得到的, 程序中加入了新的不透明度表和产能率。

从图1中lg (w) -age、J-age、lg (I) -age可以发现, 角速度是变化的, 角动量近似恒定 (因为有质量损失但很小) , 在恒星演化过程中物质结构发生了变化、随之转动惯量也发生了变化, 根据, 所以角速度的变化是合理。从图1中geff/gr-age, 可以看出, 值非常接近1但不等于1, 其说明:低速转动对表面的影响是存在的但很小。

为分析方便, 我们如图4所示把演化过程分为A、B、C、D四个阶段, 并将其对应到图1、图2、图3中。从图3和图4结合分析可知, 低速自转对恒星演化的影响主要体现在主序星前期 (A) 和红巨星后期 (C) , 其他区域影响几乎可以忽略, 从中心密度温度演化曲线 (图2) 也可以得到同样的结果。

结合图1左上角的lgω-age图与图4分析, 我们可以发现:从角速度变化来看, 主序星前期 (A) 和红巨星后期 (C) 对应的角速度的变化率较大且为正值, 而B阶段及D阶段的角速度变化率基本上较小或为负值;从角速度大小来看, A阶段与B阶段的角速度远大于C阶段和D阶段的角速度。故姑且可以认为:角速度大小不是决定自转影响效果的唯一值。

结合图1与图2, 对A、B两个阶段进行比较分析:对于A阶段, 角速度的变化率>0, 对于B阶段, 几乎整个阶段区的角速度对数值的变化率<0;在角速度大致相等的前提下, 结合图2可以看出, 自转在A阶段对演化的影响远大于对B阶段的影响。故可以初步认为:对恒星的演化存在影响, 且其影响与自转角速度对恒星演化的影响起到正的叠加效果, 从而加强了自转对恒星演化的总体影响效果。

对A阶段与C阶段进行比较分析:从图1可以看出, >0, (△△tω) A与同为正值, 但是lgωA>lgωC;从图3可以看出自转对A阶段的影响大于对C阶段的影响。故可以进一步认为:自转对恒星演化的影响包括自转角速度 (ω) 与角速度的变化。ω越大, 自转对恒星演化的影响越大;若为正值则对恒星演化的影响起到加强自转影响的效果, 且越大, 其影响越大。

在此基础上对于B区和D区分析, 结合以上4个图可以发现:若为负值则起到抵消自转角速度 (ω) 所带来的对演化的影响 (负的叠加效果) 。从而, 可以解释对于B、D两阶段, 自转对恒星演化的影响在HR图 (图3) 及中心密度温度曲线 (图2) 的体现几乎可以忽略。

综上分析, 我们认为自转对恒星演化的影响也许是通过两个途径进行的。其一为自转角速度带来的离心效应, 其二为恒星自转角速度的变化率带来的影响。若称因自转角速度ω存在所产生的离心效应为与匀速直线运动惯性系相对应在非惯性系 (此处姑且称为“一阶非惯性系”) 所对应的非惯性力所产生的。那么, 也许因角速度变化率存在所产生的效应应为与匀速自转运动参考系相对应的另一个非惯性系 (此处姑且称为“二阶非惯性系”) 所对应的二阶非惯性力所产生的。该效应类似通常意义上的离心力效应, 但由于其相对应的非惯性力的机制不同, 姑且可称为二阶离心效应。

由上研究, 我们可以发现自转影响演化的区域及洪雅芳等人发现湍流压影响演化的区域有所不同。所以研究恒星演化时, 自转及湍流压是都不能忽略的。下图是同时考虑自转及湍流压时, 恒星演化的赫罗图。

4 结论

低速货车电气故障7例 篇3

检查蓄电池, 发现电量充足, 启动机及各线路均正常。重新装复搭铁线, 又重复上述故障。进一步检查发现, 调节器与发电机之间的搭铁连线烧毁。原来大修装车时, 漏装了发动机与车架大梁之间的搭铁线。这样在打开启动开关时, 蓄电池提供给启动机的强大电流, 只能通过调节器与发电机之间的搭铁线构成回路 (其电路是蓄电池→启动开关→电启动机→发动机搭铁→发电机→搭铁线→车架大梁→蓄电池) 。由于这根导线很细, 电阻大, 电压降增大, 导致电启动机电压不足运转无力, 最终烧毁线束。装复搭铁线, 更换烧毁的线束后故障排除。

(2) 一辆低速货车在夜间行驶中出现小灯、转向灯、制动灯、仪表灯和远和近光大灯全部发红, 亮度不足, 有时甚至根本不亮的现象。同时雨刷器电机也运转无力, 刮雨困难。但是车辆在急左转弯时大灯有短暂的正常亮度 (右转向时则没有) , 再回直行驶时, 大灯又变暗。检查蓄电池、发电机良好, 但灯光搭铁线在驾驶室上的接头处有些接触不良, 经除锈并可靠紧固, 故障仍然存在。最后检查发现是驾驶室与大梁 (联蓄电池负极) 间的搭铁线接触不良, 接触电阻过大。紧固搭铁线后故障排除。

(3) 有一辆低速货车, 当打开右转向灯时, 前大灯、左转向灯和尾灯同时发亮, 并不断闪烁。关闭右转向灯, 打开大灯开关也出现同样的现象。经初步分析判断是线路串联所致, 逐段检查线路和各个开关, 均属良好。最后打开右小灯罩, 取下小灯泡, 同时打开右转向灯, 故障现象消失。但在装入该灯泡时, 故障又出现。据此判断是该灯泡有问题。经仔细检查, 发现本应装入的双尾灯换成了单尾灯。由于单尾灯的接触点较大, 与底座的两接触点同时接触, 这样当打开右转向灯时, 使小灯、大灯及尾灯构成了回路, 灯亮并闪烁。更换灯泡后故障排除。

(4) 有一辆低速货车熄火后重新启动时, 电启动机无任何旋转征兆。用一字旋具短接启动机火线接柱, 有强烈的火花, 再试启动机空转正常。再次启动时, 上述故障消失。但过一会上述故障又重复出现, 但只要让启动机空转一下, 又能恢复工作。初步检查发现, 启动机开关接线柱和导电片有烧蚀现象, 将烧蚀点打磨, 装复后检查, 故障现象依然存在。最后分解启动机开关, 发现固定铁芯里的衬套出现磨损沟槽, 这样活动铁芯有时卡在衬套里, 不能将推杆上的导电片推动, 致使开关上的两接线柱无法导通。用砂纸磨光并涂润滑脂后装复, 故障排除。

(5) 有一辆低速货车在夜间行驶时, 灯光时明时暗, 检查线路各导线均无断路、松动现象。后来检查发现, 是发动机与驾驶室间的搭铁线松动所致。这样当车辆行驶中, 由于颠簸、振动, 造成驾驶室与蓄电池间搭铁不良, 从而使发电机磁场线圈中的激磁电流忽大忽小, 甚至时有时无, 磁场时强时弱, 发电机电压也就忽高忽低, 造成灯光时明时暗。紧固搭铁线后故障排除。

(6) 一辆低速货车在左转弯时, 左转向灯闪烁正常, 而在右转弯时, 左右两前小灯同时闪烁。检查灯光开关、闪光器、线路连接均无问题, 后经仔细查找, 才发现是右前小灯与车架的搭铁线松动, 造成断路。

该车的前小灯和前转向灯共用一个双丝灯泡, 当接通左转向开关时, 左前转向灯、左仪表指示灯及左后转向灯同时闪烁, 而右侧灯不亮, 即工作正常。而接通右转向开关时, 由于右前小灯搭铁处于断路, 这时的电流途径为:蓄电池→闪光器→转向开关→右前 (后) 转向灯丝→右前小灯灯丝→左前小灯灯丝→搭铁, 即除右前转向灯、右后转向灯和右仪表指示灯闪烁外, 因为左前小灯灯丝也在回路之中, 所以左前小灯 (左前转向灯) 也出现闪烁现象。重新接好搭铁钱后故障排除。

2014港口行业:进入低速增长 篇4

2014年,全国规模以上港口完成货物吞吐量111.6亿吨,同比增长4.8%;完成集装箱吞吐量2.01亿标准箱,同比增长6.1%。2013年,全国规模以上港口货物吞吐量同比增长8.9%,集装箱吞吐量同比增长7.1%。

伴随我国经济增长的下滑态势,2014年全国主要港口货物吞吐量增速较2013年降低4.1个百分点,呈现较大幅度的下滑,反映出港口生产面临较大困难和严峻形势。在美欧经济等主要经济体弱复苏、国际集装箱运输需求缓 慢增长带动下,2014年我国港口集装箱吞吐量增速较2013年降低1个百分点,略有下降,总体平稳。2014年12月全国沿海港口货物吞吐量前十统计排名见下表。

2014年我国经济增长7.4%, 增速较2013年下跌0.3个百分点, 不仅未实现全年增长7.5%的目标, 同时创增速1990年以来中国年度GDP增速的新低。作为反映国民经济的晴雨表,港口货物吞吐量增速4.8%的增速,也创下了新世纪以来的新低,反映出我国港口在长期的高速增长时代之后,已经由中速增长切换到低速增长轨道。

从主要反映国际环境和外需市场的集装箱吞吐量指标来看, 2014年6.1%的增速水平为新世纪以来的次低水平,仅高于国际金融危机爆发后的2 0 0 9年水平(6%)。全国主要港口集装箱吞吐量增速从2012年的8.4%,下滑到2013年的7.1%,再到2014年的6.1%,虽然波动幅度不大,但还是能看出微幅下滑的态势。这表明世界经济中,虽然美国经济在缓慢复苏,但由于新兴经济体,尤其是金砖五国经济形势的恶化,国际运输需求仍受拖累。

转型升级

概括而言,“转型升级”成为2 0 1 4年港口发展的关键词。2014年6月10日,交通运输部发布《关于推进港口转型升级的指导意见》,为推进我国港口转型升级,提出六项主要任务和六大主要措施。从政府层面来说,对于我国港口转型升级进行了顶层设计,对港口未来几年发展的路径作出规划;从港口企业的发展角度来说,当前港口生产的增长不再像前些年主要靠资金投入等要素推动,而是靠强化内功、转型发展来推动。比如,以往很多码头依靠单一的装卸业务,现在则上进行了业务延升和提升,基本朝着装卸作业与发展现代港口服务业并重的方向发展。同时,通过产业链延升来提升服务和内涵,向综合物流的方向进行转变,以实现增值。当前,各港口都比较重视港口服务业,港口行业正由传统的劳动力密集型产业向更高的发展阶段过度,由传统的一味追求吞吐量的增长向提升发展质量和注重经济效益的方向转变。此外,港口建设更加注重数字化、智能化建设,注重发展港口现代物流业、发展港口的产业园区,通过开展铁水联运等多种手段降低综合物流成本,提升竞争力。

具体而言,2014年我国港口企业的转型升级有四个突出的表现。一是整合重组,这也是2014年港口热点之一。比如,天津港集团2014年8月18日宣布与河北港口集团共同出资20亿元,组建渤海津冀港口投资发展有限公司,未来将统筹规划利用天津、河北两地的港口资源及航运要素,不断优化京津冀区域港口的合理分工和产业布局。

二是绿色发展。在国家加强环保建设和节能减排的背景下, 港口行业应对绿色发展的趋势, 采取了包括船舶使用岸电供电系统技术,采用R N G新能源装备项目和L E D节能照明灯等节能方案,作为耗电大户,港口设备采用节能设备所取得的节能效果非常明显。2014年3月,天津港出台的《“美丽港口·一号工程”行动方案》(以下简称《方案》) 是港口绿色发展比较具有代表性的事例。《方案》提出进一步加快美丽港口建设,并敲定具体时间表:从2014年起的四年内,天津港将分三个阶段开展清新空气、清水河道、清洁港区、绿化美化行动,至2017年底将全面建成低碳节约的“美丽港口”。另外,多个港口的海铁联运项目取得进展,形成更加优化的综合交通运输体系,提高了货物运量和物流效率,减少了能源消耗和环境污染。

三是“走出去”。2014年,在国家战略倡导和推动下,港口行业“走出去”态势出现加强趋势。比如,中国在东南亚和非洲一些国家投资或承建了一些港口项目或以港口为基础的项目,开发港口工业城等等。预计“走出去”的趋势在2015年之后还将会慢慢加强。

四是自贸区热引发的保税港热。自上海自贸区挂牌之后,全国掀起了一股自贸区申报热,沿海、沿江的港口,甚至内陆“无水港”等地纷纷竞相申报自贸区,特别是在2014年下半年国务院新批了广东、福建和天津三个自贸区之后,各地又掀起了新一轮自贸区申报热,其中许多自贸区都位于原来的保税港区,自贸区与保税港和自贸港的密切关系无须赘述。

创新发展

2014年,港口在创新发展方面出现了一些可喜的变化。一是科技创新。以往港口的发展主要依靠资源或资金投入来促进量增 的粗放式发展,而2014年则出现了明显的科技进步势头,其中一个具有代表性的案例是2014年12月1 9日开始试运行的厦门海沧“远海自动化码头”。该码头是我国第一个全自动化码头,基本可以实现无人操作,并且它还是全球技术领先、零排放、智能化的全自动化集装箱码头,预计于2015年4月正式运作。未来,在打通铁水联运通道后,该码头的运输效率还会有更大的提升空间。另一个代表性的例子,是国内首个全自动化集装箱码头的上海洋山深水港四期工程于2014年12月23日正式开工建设,该工程远期设计年通过能力为630万标准箱, 近期为400万标准箱,预计2017年建成。工程建成后,不仅将提升上海港集装箱吞吐能力和辐射服务区域经济社会发展的能力,同时还以港口“智能装卸”、“无人码头”为代表,大大加快先进技术应用和运营管理模式的创新,有力推动上海港在未来发展中实现“质”的飞跃。上海港作为全球第一大集装箱港,此举成为我国从港口大国向港口强国转变的标志性事件。

二是管理创新。以我国最大的港口集团上港集团为例,2014年该集团继续深化国企改革,自年初起就酝酿员工持股草案,向公司员工非公开发行股票。根据董事会和股东大会通过的草案, 上港集团将有16082名员工自筹资金参与认购,其中集团董事长等12位管理层人士累计持股占1%, 其余99%的股份由1.6万多名员工认购。通过认购,超七成的员工成为上港集团的新股东。实施员工持股能够优化股权结构,激活国企活力,使员工与企业成为利益共同体,上下同心,通过管理创新的手段促进公司业务取得新发展。此次上港集团员工持股的改革,不仅在上海市国资企业, 而且在港口企业和国企改革中都走在了“领头羊”的位置。另外,大连港2014年组建大连港投融资控股集团有限公司(投控集团),广泛吸收大连市内外有实力的非公企业和其他国有企业参股,为下一步在临港园区、港航金融、冷链物流等新兴领域的开发建设扩充投资能力。借助投控股集团这个投资平台,原来一直主要由国有资本控制的港口投资领域,也将首次向非公企业大幅度开放,并鼓励社会资本积极参与其中,共同分享大连港深化改革的成果。大连港此举实施混合所有制改革、吸纳社会资本投入,既能解决企业发展的资金问题,又能综合利用各方股东优势资源实现共同发展的目的,可以说提供了一个企业改革和管理创新的借鉴方案。

合理定位

2014年我国港口发展依然存在资源浪费的情况。总体看,全年很多地方都在制定发展港口、建设大码头的规划,“大干快上”的热情比较高涨,沿海地区基本上都将港口作为发展的依托,不仅大的地方,就是一些小的地方也不甘示弱,积极制定发展港口码头的相关规划,甚至在一些地方出现了未批先建的现象,值得注意的是,个别地方还出现了前几年建好的港口码头, 因没有货源,一直靠地方的财政补贴政策闲置晒太阳,如此的发展态势势必会人为造成区域间竞争激烈和港口产能过剩的问题, 造成资源的严重浪费。与此同时,近年来港口码头建设的产能在逐步释放,原来某些领域存在供应不足的状况,现已得到很大程度的缓解。以往在供应不足的情况下,货源相对较为充足,各个港口都能大体过上衣食无忧的日子。但在专业化码头大量投产以后,以前基本无竞争的平衡局面会被打破。

下一步,我国港口企业将面临着越来越激烈的竞争形势,这也将成为2015港口行业发展的主要特点之一。前不久,国家发展改革委会同有关部门印发文件, 提出放开24项商品和服务价格, 其中包括港口竞争性服务收费。交通运输部、国家发展改革委联合印发通知,放开集装箱装卸、国际客运码头作业等劳务性收费,以及船舶垃圾处理、供水等服务收费价格,由现行按作业环节单独设项收费改为包干收费、综合计收,不得另行对货主和旅客收取费用。

港口服务价格由政府指导价统一改为市场调节价,将对行业运营产生深刻影响,未来竞争优势比较突出的企业将会赢得市场发展的主动权和更大的竞争优势。一是在同行之间、同区域之 间或相临港区之间的竞争中,大港的优势将会比小港更强、更突出;二是随着航运联盟化的发展,班轮业集中度的增强,船公司与港口企业的价格谈判和博弈的天平也在发生变化,一些区位优势比较突出、规模比较大、综合物流服务能力比较强、增值服务做得较好的港口企业将具有明 显的竞争优势,在上述几方面排位靠后的港口将在竞争中处于不利位置。对于这些可能将处于不利位置的企业来说,如何适应当前发展形势、练好内功是一个重要问题。换句话说,下一步,大港口怎么发展,小港口如何生存,各相关企业都要准备好方案和思路。综上所述,2015年,港口企业要适应港口新常态,如果还像以前那样通过“大干快上”发展港口经济,让港口生产保持高速增长的势头已经非常困难。

汽车限档低速控制方法 篇5

限档低速控制系统, 包括限速钥匙6、直线电机11、电动操作机构4, 一档传感器3、倒档 ( (R档) 传感器14、空档传感器9、速度传感器15、限速控制器8、语音播放器10和档位指示灯12;限速控制器8是该系统的控制核心, 它接受五种输入信号, 即限速钥匙6触发的系统启动信号、一档传感器3的信号、倒档传感器14的信号、空档传感器9的信号和速度传感器的信号;限速控制器8是依据这五种输入信号做出逻辑判断, 对语音播放器10、直线电机11和档位指示灯12发出动作指令。直线电机11和电动操作机构4共同构成与踏板离合器操作机构5并联的电控机构, 即两套操作机构都可以驱动离合器拨叉2来执行分离轴承1的离合动作, 但相互制约;每当驾驶员挂二至五档, 或者速度传感器18检测到一档和倒档输出的换算车速超过25km/h, 语音播放器12就播放相应的提示音提醒驾驶员挂一档和倒档低速行车。

一档传感器3安装在一二档同步器拨叉杆前进到一档的方向时, 当手动操作变速杆挂一档时, 一二档拨叉杆的前端就会碰到一档传感器3而发出档位信号;倒档传感器14安装在倒档拨叉后退的方向, 向后操作变速杆挂到倒档 (R档) 就会触发倒档信号;在不挂任何档位时, 变速杆回位到中间位置, 便会触发空档传感器9发出相应的信号;速度传感器15安装在变速箱的输出轴16处。见图1。

2 限档低速控制方法

2.1 打开车门

使用限速钥匙打开车门与正常钥匙打开车门相同。

2.2 发动机点火

发动机点火需要将限速钥匙依次拧过点火开关的三个档位, 即第一档LOCK、第二档ACC和第三档ON (点火档) ;用限速钥匙点火成功后, 组合开关发出检测信号, 检测到该限速钥匙与正常钥匙不一致, 识别该钥匙为限速钥匙, 限档低速控制系统得电启动;此时, 控制器10发出指令开始点亮档位指示灯12, 同时语音播放器10播放一次提示音, 提示驾驶员只能挂一档或者倒档低速行车, 电控操作机构4处于等待状态;如果将钥匙回拧到ACC档, 则发动机熄火。

2.3 空档怠速

发动机点火成功后, 限档低速控制系统随即启动;此时, 变速器档位为空档, 空档传感器9给限速控制器8发出判断信号, 如图2所示, 程序进入死循;该空档信号只有驾驶员挂档后才解除, 程序才可进入下一个判断;空档怠速期间, 档位指示灯12常亮, 不播放语音提示。

2.4 汽车一档起步或倒档行车

发动机适度怠速后, 驾驶员一般挂一档起步或者挂倒档倒车;若此时挂一档, 一/二档同步器拨叉杆前端与一档传感器3接触, 触发信号给限速控制器8, 该信号为正确驾驶信号;该状态与汽车的正常一档起步状态相同, 驾驶员在一档的行车速度一般都在25km/h以内, 不会触发速度传感器15发送超速信号, 限速控制器8不发出播放器指令和电控操作指令, 倒车也不会触发相应的动作;因此, 该系统不锁住变速器的一档和倒档, 实现两个档位下的限档低速短距离行车。

2.5 锁住变速器二至五档

若驾驶员在一档踩油门后挂入二档, 操作一/二同步器的拨叉与一档传感器分离, 此时, 变速器一档信号消失, 限速控制器8依据此信号给直线电机11发出动作指令, 带动电动操纵机构4使分离轴承1难于复位;在该状态下, 分离轴承1的分离状态迫使踏板离合器操纵机构5失效, 挂二至五档的任何一个档位都如同空档, 变速器没有动力输出, 实现锁住变速的二档至五档;同时, 限速控制器8启动语音播放一次, 提示驾驶员正确规范驾驶车辆, 程序由此进入死循环;当驾驶员正确挂入一档或者倒档时, 限速控制器发出指令使分离轴承复位, 踏板离合器操纵机构5恢复正常, 实现车辆在一档或者倒档的低速行车;当驾驶员置空档时, 控制器发出指令使分离轴承复位, 此时无动力输出。

限速钥匙的手柄A为红色塑胶。手柄A为红色, 从视觉上暗示驾驶员可能存在某种不同, 外观上区别于正常钥匙常用的黑色塑胶;该限速钥匙在汽车点火系统注册成功后打开车门, 正常点火启动汽车发动机。见图3。

档位指示灯12有五只, 分别安装在变速器换档手柄的球头, 其中一档和倒档 ( (R档) 的球头是绿色的档位指示灯, 二至五档的球头是红色指示灯。低速控制系统一旦启动, 这五个档位指示灯常亮, 直至系统关闭才熄灭。所述档位指示灯12为LED灯, 见图4。

3 结语

日本低速磁悬浮列车发展 篇6

日本地少人多,历来重视铁路技术的发展,是世界上拥有最长时间发展轮轨高速铁路经验的国家。早在1972年,日本航空公司(JAL)就将磁悬浮列车HSST(High Speed Surface Transport)作为新一代陆地快速交通工具,其重要性已日益凸现。

HSST系统是以常温吸引方式实现悬浮导向,以直线感应电机(LIM)为动力的线性机车。随着理论和技术的日趋成熟,日本、德国等发达国家已具备进入商业化运营的能力,并作为城市轨道及机场交通工具着手进行了开发。

2 发展历程

2.1 开发HSST的动机

HSST的开发始于1974年初,当时德国开发的TR-04磁悬浮系统令人注目,且可以减少公害。考虑到日本的实际情况,必须选择对环境影响小的交通工具,这就是进行开发和研究的动机。

2.2 HSST-01磁悬浮列车

日本最早采用德国Kruss-Maffei技术开展低速磁悬浮技术的研究。它们的特点是:

(1) 倒U型轨道与U型电磁铁构成悬浮系统,具有侧向自稳功能;

(2) 4个电磁铁直接固定在车厢底板上,4个电磁铁之间是一种刚性结构约束,没有相对运动自由度;

(3) 采用短定子异步电机推进。

日本购买了这个专利,在此基础上开发了HSST-01磁悬浮列车(图1)。1975年12月,在横滨市新杉田建设的长200 m的直线轨道上首次悬浮行驶了重1 t、长4 m的HSST-01磁悬浮列车。9个月后,在川崎市东扇岛建设了全长1 000 m的直线轨道,开始了提速试验。1978年2月初,试验速度超过了目标速度300 km/h,达到307.8 km/h。1979年2月,在国家资助下增加了纵曲线和半径2 000 m及280 m的弯道,并且将轨道线延长到了1 600 m。

2.3 HSST-02磁悬浮列车

日本航空公司在HSST-01的试验没有取得预期效果的基础上, 于1978年5月制造了HSST-02磁悬浮列车(图2)。作为载人演示的试验车长约7 m,装备了二系减振系统,乘坐非常舒适,在8人乘坐时以100 km/h的速度行驶。1981年3月,在东扇岛试验场完成了全部基础试验。

2.4 HSST-03磁悬浮列车

1985年,在筑波市举行的世界科技博览会上,HSST-03实用型磁悬浮列车进行了载客运行(图3)。其车体的大小与实际的车辆相似,采用了独特的模块组件作为车体机械支承装置,其作用相当于常规铁道车辆的转向架。

该车在科学万博及1986年加拿大温哥华交通博览会上进行了搭载大量乘客的演示。从1987年3月爱知县冈崎市的“葵博”开始,到1990年9月初进行了349天载人运行演示。

2.5 HSST-04磁悬浮列车

1987年,研制了重24 t、长19.4 m的HSST-04磁悬浮列车(图4),可容纳乘客约70名,设计速度为200 km/h。它的悬浮、导向和驱动技术与HSST-03一样,不同的是新车结构中,车辆走行机构从外侧包住线路。1988年5月,HSST-04型车在崎玉国际博览会上展示,展示线路长327 m,混凝土高架梁跨距为12 m,轨道包括2个半径为150 m、超高为2.3°的曲线段。试验速度为43 km/h。

2.6 HSST-05磁悬浮列车

1989年3月—10月,HSST-05磁悬浮列车在横滨国际博览会上展示(图5),展示线路长568 m,线路采用单片箱型梁结构,高架梁采用12 m和16 m 2种跨距,净空高4.5 m,动载荷下梁的挠跨比为1/3 800,最高速度达到55 km/h。这次HSST获得了限制时间的铁路运输许可,第一次被授权为可选择的公共运输系统,取得了营业许可。

2.7 HSST-100S和HSST-100L磁悬浮列车

HSST-100S是继HSST-01～HSST-05之后研制的、适用于低速运行的磁悬浮列车(图6)。该车由Mc1、Mc2两节车厢组成,全长17.55 m,Mc1、Mc2车间距为0.55 m,横向宽度为2.6 m,车体高度为3.3 m,空车重18 t,最大负载时重30 t,运行速度为100 km/h,最高速度为110 km/h。

1991年,在名古屋附近的大江建成了一条新的面向应用试验的试验线——大江试验线,试验线总长1 530 m,最小水平曲线半径为100 m(主线)和25 m(分支线),最小竖曲线半径为1 000 m,最大超高8°,最大坡度70‰。从1991年开始到1995年,对HSST-100S进行了100多项面向应用要求的运行试验,最高运行速度达到130 km/h。1993年3月,以东京大学技术系正田英介教授为主席,运输省、建设省和其他单位的专家学者组成的可行性研究委员会,对试验结果进行了最后论证,考察了其噪声、振动和磁场影响等,得出以下结论:

HSST是舒适的低污染系统,能够应付紧急情况,长期的运行试验证明它是可靠的,并且由于其悬浮的优点使得它的维修量降低,作为城市交通系统,HSST已达到实用阶段。

1995年,在HSST-100S的基础上,日本又研制了一辆新的样车,称为HSST-100L(图7)。与HSST-100S相比,HSST-100L模块组件数量由6个增加到10个,车辆长度由8.5 m/辆增加到14.4 m/辆。HSST-100L是一列2辆编组的商业运营样车,从1995年开始,在大江的试验线路上进行运行试验。

2.8 Linimo磁悬浮列车

在名古屋市郊,从2001年开始,建造了一条长8.9 km复线结构的HSST低速磁浮线——东部丘陵线,途经9个车站,其中隧道部分长1.4 km,高架部分长7.5 km,最小转弯半径75 m,竖曲线半径1 500 m,最大坡度60‰。以HSST-100L型列车为基础,增加了中间车,列车全长43.3 m(包括连接装置),采取公众招募的形式将其命名为Linimo(图8),于2005年春开始营运。列车为3辆固定编组,编组形式为101型(Mc1)-102型(M)-103型(Mc2)。第一列车的车辆编号则为111-112-113。定员为每列244人(坐席104人),头车80人(坐席34人),中间车84人(坐席36人),单线运行时间15 min,高峰期每6 min发一趟车,设计最高速度为100 km/h,最大加速度为1.1 m/s2。车辆制动采用电油联合制动,常用制动的最大减速度为1.1 m/s2,紧急制动的减速度为1.3 m/s2。车辆的运行形式有2种:一种是通过自动列车控制装置(ATC)和自动列车驾驶装置(ATO)操纵;另一种是通过驾驶台手动进行驾驶。车体采用铝合金结构,实现了轻量化。车体宽度与其他新型交通系统车辆相同(2.6 m),长度与单轨铁道车辆相同,头车长14.0 m,中间车长13.5 m,车体高度为3.445 m。

3 结束语

常导吸引型低速磁悬浮列车采用了直线感应电动机驱动方式,具有乘坐舒适、加速性好、安全可靠、设计先进等优点,适合于未来的铁道运输系统,能够安全、快速地运送旅客。

参考文献

[1]长夜秀洋.长导型磁悬浮交通系统-HSST磁悬浮列车的最近动向[J].变流技术与电力牵引.2002,[6]:8-9.

[2]佟力华,马沂文,胥刃佳.适用于城市交通的中低速磁悬浮技术[J].电力机车与城轨车辆,2003,26:[5].

[3]张志洲,龙志强.日本首条城市磁浮运营线车辆技术[J].电力机车与城轨车辆,2005,28[6]:44-46.

[4]刘少勇,李天宝.日本常导磁悬浮列车[J].现代城市轨道交通,2006,[2]:57-60.

低速旋转炮弹偏流现象的研究 篇7

炮弹是炮兵的主要武器,然而对于无控弹丸来说,提高其射击精度减小弹着点散布成为外弹道设计的一个重要研究课题。低速旋转炮弹的运动可分解为以下几部分:在重力的作用下,弹道向下弯曲使弹轴的平均位置———动力平衡轴与速度方向形成动力平衡角;在起始扰动作用下,弹轴绕动力平衡轴的章动和进动。由于动力平衡角的存在,导致弹丸在飞行过程中,弹轴在速度矢量的一侧,使得实际弹道偏离初始的射击平面这种现象叫做偏流现象。

研究表明[1]:右旋弹丸在攻角较小时,弹丸的动力平衡轴偏向射击平面的右侧,于是产生了右偏流如图1;左旋弹丸的动力平衡轴则位于射击平面的左侧,产生左偏流。偏流的存在使得自旋弹丸与初始射击平面之间有一个侧向偏差,从而影响弹丸的运动轨迹和落点散布。为了解决这个问题需要从两方面着手:一方面,对弹丸偏流现象进行定量的理论研究;另一方面,利用修正理论对实弹加以修正以达到预期效果。本文通过理论计算和动态仿真对旋转弹丸的偏流现象对飞行轨迹影响进行定量分析和研究。

1 低速旋转弹丸偏流的计算方法

旋转弹丸质心沿坐标系OXgYgZg的OZg轴运动的方程为[2]

式(1)中:Q为弹丸的重量;Rz是由动力平衡角δP产生的侧向力;Xa为迎面阻力。其中:$\cos (\overline{V}{}_a;z{}_g)=\dot{z}{}_g/V$,则:

再作替换$\frac{g}{Q}X{}_a=C{\rm H}(y)F(V)$,并且G(V)=F(V)/V,得

式(3)中C为弹道系数,H(y)为密度函数,F(V)、G(V)为阻力函数。

当在弹道曲率不大时,可利用适合于平面弹道的关系式$-C{\rm H}(y)G(V)=\frac{\dot{u}}{u}$,则式(3)写成。

对式(4)进行积分得:

下面消去Rz。通常假定使旋转弹丸偏离射击平面的力正比于动力平衡角δP,根据空气动力学一般理论则有

$R{}_z=\frac{dl}{g}10{}^3{\rm H}(y)V{}^{3}C{}_{{\rm N}}\delta {}_{{\rm P}}$。

其中d是弹丸直径;l为弹丸的特征长度;CN为空气动力学系数。

将$\delta {}_{{\rm P}}=\frac{2\alpha }{\beta }g\frac{\cos \theta }{V}$代入上式,此外还要注意到$\cos \theta =\frac{u}{V}$,因此在不考虑由表面摩擦力矩作用产生转速衰减的情况下,得到旋转弹丸偏流的表达式:

由于x=ut

2 仿真结果

以某型低速旋转弹为例,借助“MATLAB”[3]平台,对偏流方程(7)进行数值积分,得到水平距离x与侧向距离z的函数曲线如图2。其中相关参数的取值为:μ=0.6;l=0.5 m;η=32;h=0.16 m;CN=0.042;mM=0.045。

图2是考虑偏流情况同一低速旋转弹丸不同发射速度的模拟函数曲线。图2中的实线、虚线和点划线分别是发射速度为500 m/s、700 m/s和 1 000 m/s弹丸运动的水平距离和侧偏距离的函数曲线。从图中看出:(1)在考虑偏流影响下,弹丸在飞行过程中在不同程度上发生了侧偏;(2)弹丸的发射速度越大,偏流带来的系统偏差越小。

通过对低速旋转弹丸飞行轨迹进行仿真,从而为分析偏流现象对飞行轨迹带来的系统误差,同时也为弹道的修正提供了有利的数据依据。用仿真程序计算出的低速旋转弹丸不同发射速度偏流结果如表1。

经过以上仿真曲线和偏流数据的对比,我们可以看到偏流现象对不同发射速度弹丸飞行过程的影响不同,发射速度越大,偏流影响越小。其主要原因[4]是炮弹的速度大,惯性大,改变其原来的运动状态就越难。而一般弹丸在空中射击时射程近,速度快,弹道弯曲量小,因此偏流现象不是很明显,无需进行修正。发射速度小的弹丸,偏流现象则成为影响低速旋转弹丸落点散布的重要原因之一。由此产生的如何提高弹丸精度问题就成了外弹道设计的不可忽视的问题。

3 结论

本文通过偏流计算模型的计算机仿真,将旋转弹丸每一运行点的偏流结果进行比较分析可知偏流对低速发射弹丸的影响大,高速发射弹丸影响小。根据方程计算结果以及弹道修正理论对实弹加以修正,从而提高低速旋转弹丸的射击精度。

摘要：低速旋转弹丸在飞行过程中,在章动的作用下会产生偏流现象,进而影响弹丸的射击精度。针对这个问题进行了仿真研究。首先根据外弹道学理论给出的数学计算模型,对具体的实例进行计算仿真,然后结合仿真曲线和数据进行比较分析。结果发现偏流对低速发射弹丸的影响大,而对高速发射弹丸影响则比较小。为此要减小偏流的影响必须提高射击速度。对于低速弹丸必须根据方程计算结果以及弹道修正理论对实弹加以修正,从而提高低速旋转弹丸的射击精度。

关键词：偏流,弹道,低速转弹丸

参考文献

[1]魏萱荪.导弹与弹丸飞行力学.北京:空军工程学院,1996:426

[2]德米特里耶夫斯基A.A,雷申科JI.H,波哥吉斯托夫C.C.外弹道学.韩子鹏,译.北京:国防工业出版社,2000:276—278

[3]张志涌.精通MATLAB.北京:北京航空航天大学出版社,2001