气压系统（共12篇）
气压系统 篇1
1 概述
在飞机起飞、降落和空中飞行的各个阶段都会受到气象条件的影响, 风、气温、气压都是影响飞行的重要气象要素。飞机在高空飞行时是靠测量大气压力来获得飞行高度数值的, 这个高度也叫气压高度。飞行与气压的关系:地面观测员提供给相关用户单位的修正海平面气压值是影响飞行安全的重要气象要素之一。
目前呼和浩特白塔国际机场地面观测员提供给相关用户单位的修正气压值主要有双振筒气压仪、自动观测系统跑道两端气压传感器 (呼和浩特白塔机场自动观测系统气压传感器编号分别为08号、26号两台) 。气压报警系统以powerbuilder9.0作为软件开发平台, 自动读取不同气压传感器修正海平面气压值数据, 对不同传感器气压值进行实时对比显示。本系统功能分为四个部分, 即数据显示、气压数据横向对比报警、气压数据纵向对比报警及数据记录功能。
1.1 数据显示
实时显示系统时间、自动观测系统传感器读取时间、数据自动观测系统跑道两端气压传感器及双振筒气压传感器修正海平面气压值。
1.2 气压数据横向对比
对双振筒气压仪、自动观测系统跑道两端气压传感器修正海压值进行实时对比。当某一个传感器的修正海压值与另外两个传感器的修正海压差值超过阈值时, 则产生气压传感器数据异常的文字提示并产生告警音乐, 提示用户检查, 告警持续到数据正常为止, 同时把数据记录下来。界面上还设计了静音按钮, 用户发现数据异常后通过此按钮静音。
1.3 气压数据纵向对比
对比每一台仪器相邻两个整点修正海平面气压值, 当其差值超过阈值时, 则产生气压传感器数据异常的文字提示并产生告警音乐, 提示用户检查, 气压差值小于阈值后提示文字自动消失, 同时把数据记录下来。
1.4 数据记录与错误日志
气压报警系统每分钟记录一条修正海平面气压值、修正海平面气压对比值, 记录超过阈值的相邻整点修正海平面气压值变化值。系统错误日志记录系统产生错误的时间及原因, 以便用户查询。
2 总体方案设计
2.1 硬件方案设计
气压报警系统的硬件由MIDASIV自动观测系统服务器、双振筒气压仪、交换机、气压报警系统主机、串口线、网线等组成。
在气压报警系统中自动观测系统服务器提供自动观测系统跑道两端气压传感器修正海压值。
太原市太航压力测试科技有限公司生产的XDY-03型双振筒气压仪是一种便携式的压力传感器, 本双振筒气压仪实时显示场面气压 (QFE) 及修正海平面气压数据 (QNH) , 并且有串口数据通信功能。
气压报警系统通过串口与双振筒气压仪数据通信, 通过软件读取双振筒气压仪场面气压数据, 在气压报警系统内部进行换算得到双振筒气压仪修正海平面气压值;通过交换机连接自动观测系统服务器及气压报警系统主机, 通过软件读取自动观测系统服务器历史数据打包文件, 得到自动观测系统跑道两端气压传感器修正海平面气压值 (自动观测系统服务器每分钟存一次外场传感器数据) 。并实时显示自动观测系统跑道两端气压传感器及双振筒气压传感器的修正海平面气压值。图1为气压报警系统硬件结构图。
2.2 软件方案设计
气压报警系统采用powerbuilder9.0作为软件开发平台, 实时显示双振筒气压仪及自动气象观测系统跑道两端传感器数据;实时横向对比双振筒气压仪及自动气象观测系统跑道两端传感器数据;对每台传感器相邻整点气压数据进行纵向对比;对传感器数据、对比值及系统状态进行实时记录。气压报警系统界面效果如图2所示:其中, 北京时间是气压报警系统主机系统时间, 世界时间是打包文件读取时间, 26QNH显示自动观测系统26号传感器修正海平面气压值 (跑道号可以修改, 文章以呼和浩特白塔机场为例) , 08QNH显示自动观测系统08号传感器修正海平面气压数据, 修正海平面气压值有效数据为小数点后两位数。
3 气压报警系统具体功能实现
3.1 读取气压传感器数据
3.1.1 读取自动观测系统跑道两端气压传感器数据
自动观测系统服务器实时显示外场各传感器数据的同时每分钟记录一次传感器数据, 通过打包程序 (已开发软件) 每分钟读取一次自动观测系统各传感器的历史数据, 并生成AWOSPKG.DAT打包文件, 气压报警软件通过网络方式读取自动观测系统08号、26号气压传感器数据及文件生成时间, 本系统读取的打包文件为如图3所示。
读取打包文件函数:
气压报警系统读取自动观测系统08号、26号气压传感器数据时要定义读取打包文件的函数, 主程序通过调用函数读取到图3中带下划线的数据, 也就是读取到自动观测系统08号跑道气压传感器修正海平面气压值及自动观测系统26号气压传感器修正海平面气压值。软件代码如下:
定义读取AWOSPKG.DAT文件函数, 变了为i (代表哪个文件) , 返回值是1
3.1.2 读取双振筒气压仪数据
太原市太航压力测试科技有限公司生产的XDY-03型双振筒气压仪无主动串口输出功能, 通过串口发送“R”命令得到双振筒气压仪场面 (QFE) 气压值, 波特率为“2400、8、N、1”。通过QFE和QNH换算公式得到双振筒气压仪修正海平面气压 (QNH) 值, 场面气压及修正海平面气压换算公式 (1) 所示:
修正海平面气压值 (QNH) =场面气压 (QFE) ×H (1)
读取双振筒气压仪数据需要两部分程序, 第一部分是在主程序中定义通信速率及端口, 同时往串口发送读取气压传感器数据的命令。第二部分添加ole_1控件, 通过此控件接收双振筒气压仪气压数据。
(1) 气压报警系统串口发送命令
主页open事件和timer事件中添加以下代码
(2) 气压报警系统串口接收数据
3.2 横向对比告警功能
气压报警系统对双振筒气压仪、自动观测系统08号、26号气压传感器修正海压值进行实时对比。当其中一个传感器计算的修正海压值与另外两个传感器计算的修正海压差值超过阈值时, 则产生气压传感器数据异常的提示并产生音乐告警, 提示用户检查, 告警持续到数据正常或者用户静音为止, 同时把数据记录下来。定义横向对比函数, 变了为s, 返回值是s。横向对比告警效果如图5所示, 软件程序设计流程如图4所示。
3.3 纵向对比功能
气压报警系统对双振筒气压仪、自动观测系统08号、26号气压传感器相邻整点的修正海压值 (QNH) 进行对比监控。当无天气变化的情况下, 相邻两个整点的修正海平面气压值变化不超过阈值, 当有天气变化的时候 (比如锋面过境或者降水) 修正海平面气压值会突变, 对比每一台仪器相邻两个整点测得的修正海压值, 当其差值超过阈值时, 产生音乐告警, 并提示用户检查, 提示直到差值小于阈值后消失。显示界面如图6所示。
3.4 系统附加功能
为了便于查看数据, 气压报警系统自动记录修正海平面气压值、修正海平面气压对比值, 记录超过阈值的相邻整点修正海平面气压值变化值, 方便用户查询。为更好地判断系统故障, 本系统对远程数据库连接情况、串口数据线连接情况、双振筒气压仪运行情况进行监控, 当异常时及时告警, 同时记录其他系统故障原因。
本系统增加了“设置”和“帮助”菜单。通过“设置”菜单分别设置自动观测系统传感器编号、横向对比阈值、纵向对比阈值和远程服务器路径。通过“帮助”菜单分别查看系统日志和系统使用说明。当故障或者气压传感器数据异常时, 系统自动产生音乐告警, 告警持续到系统正常或者数据对比值小于阈值。为了防止连续告警影响观测员正常工作, 系统界面上增加了“静音”、“报警”二选一按钮。当观测员得知系统报警后, 点击“静音”按钮, 停止报警。
4 结束语
气压报警系统实时读取自动观测系统跑道两端气压传感器修正海平面气压值。并实时显示自动观测跑道两端气压传感器、双振筒气压传感器的修正海平面气压值。对双振筒气压仪、自动观测系统跑道两端气压传感器修正海压值进行实时对比。当其某一个传感器的修正海压值与另外两个传感器的修正海压差值超过阈值时, 则产生气压传感器数据异常的文字提示并产生告警音乐, 提示用户检查, 告警持续到数据正常为止, 同时把数据记录下来。对每一台仪器相邻两个整点修正海平面气压值进行对比, 当其差值超过阈值时, 则产生气压传感器数据异常的文字提示并产生告警音乐, 提示用户检查, 气压差值小于阈值后提示文字自动消失, 同时把数据记录下来。为更好的判断系统故障, 本系统记录每分钟生成一条修正海平面气压值、修正海平面气压对比值, 记录超过阈值的相邻整点修正海平面气压值变化值和系统错误日志, 对远程数据库连接情况、串口数据线连接情况、双振筒气压仪运行情况进行监控, 当异常时及时告警, 同时记录其他系统故障原因。利用现有的系统数据和技术资源, 不断改善系统的运行环境和条件, 按照用户需求, 可以对自动观测系统其他气象要素进行横向对比并告警 (如:温度、湿度、能见度、跑道视程等) 。气压报警系统升级为气象要素报警系统。减轻工作人员劳动强度、降低运行成本。
参考文献
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[4]民用航空自动气象观测系统技术规范[S].中国民用航空局空管行业管理办公室, 2012:1-8.
气压系统 篇2
阅读和分析液压系统的大致步骤和方法是
1）了解设备的用途及对液压传动系统的要求。
（2）初步浏览各执行元件的工作循环过程，所含元件 的类型、规格、性能、功能和各元件之间的关系。
（3）对与每一执行元件有关的泵、阀所组成的子系统进行分析，搞清楚其中包含哪些基本回路，然后针对各执行元件的动作要求，参照动作顺序表读懂子系统.（4）根据液压传动系统中各执行元件的互锁、同步和 防干扰等要求，分析各子系统之间的联系，并进一步读懂在系统中是如何实现这些要求的。（5）在全面读懂系统的基础上，归纳总结整个系统有哪些特点，以便加深对系统的理解。
8.1 YT4543型组合机床动力滑台 8.1.1 概述
动力滑台是组合机床的一种通用部件，在滑台上可以配置各种工艺用途的切削头。
YT4543型组合机床液压动力滑台可以实现多种不同的工作循环，其中一种比较典型的工作循环是：
快进→ 一工进→二工进→死挡铁停留→快退→停止。8.1.2 液压系统的工作原理 液压系统组成：
该系统由限压式变量叶片泵、单杆活塞缸和液压元件等组成，在机、电、液配合下能实现“快进-I工进-II工进-死挡铁停留-快退-原位停止”的工作循环。
8.2 M1432A型万能外圆磨床液压系统
万能外圆磨床是工业生产中应用极为广泛的一种精加工机床。主要用来磨削圆柱表面，圆锥表面及阶梯轴肩等，利用内圈磨头附件还可以磨削内圆和内锥表面。万能外圆磨床工作台直线往复运动和抖动，砂轮架快速进退运动和周期进给运动，尾座顶尖的松开运动等都是用液压传动来实现的。加工参数：
最大磨削外圆直径320mm,因最大长度有1000mm, 1500mm,2000mm;最大磨削内圆直径100mm;磨削零件表面粗糙度可达到Ra0.63-Ra0.16。工作台的往复运动
进油路：过滤器→泵→换向阀2→工作台液压缸右腔
回油路：工作台液压缸左腔→换向阀2→先导阀1→开停 阀3右位→节流阀5→油箱
当工作台运动到预定位置，左挡块拨动先导阀，使它左移，最终处于左端位置。切换油路，使换向阀也处于左端，工作台向左运动。主油路变为：
进油路：过滤器→泵→换向阀2→工作抬液压缸左腔
回油路：工作台液压缸右腔→换向阀2→先导阀1→开停阀3右位→节流阀5→油箱
8.3 剪板机液压系统
剪板机主要用于剪裁金属板。大、中型剪板机主传动系统一般均采用液压传动。
剪板机的主要动作是:主液压缸带动剪刀片运动对板料进行剪切：其辅助动作有压料脚压住板料，防止剪切时产生的力矩使钢板翘起，剪切后托料球抬起，以减小送料时的摩擦力等。带动刀架运动的两个主液压缸的活塞杆均与刀架固结，或连接在有固定转轴的摆式刀架上，用机械的方法保证两液压缸运动的同步。
剪板机液压系统主要有以下几个基本回路：
（1）压力回路 由阀1、5、8、9、10、11组成，包括以下几个回路。调压回路 由阀1、8、10、11组成，当1YT通电时，阀8和11的进油口都和阀1控制腔相通，因阀11调定值低于阀8，故系统压力由阀11决定；2YT通电时，则由阀8调定系统压力。
卸荷回路 换向阀10处于中位时，阀8和11的进油口均通油箱，液压泵通过阀1卸荷。
背压回路 由阀15和5组成，在空行程下行和剪板结束时防止冲击，只有当回油压力（主缸）超过阀15的调定值时，阀5才能打开，这能起到缓冲作用。
（2）换向回路 由插装阀2、3、4、5和换向阀12、13组成一个三位五通换向阀，其动作如换向阀功能表所示。
（3）单向顺序回路 由插装阀
6、单向阀7及顺序阀16组成。当系统压力高于先导调压阀16的调定值时，阀6就开启，泵输出的压力油进入主缸上腔。回程时，主缸上腔的油液则通过单向阀7流回油箱。8.4 YB32-200型液压机液压系统（1）主缸运动：
快速下行----慢速接近工件加压----保压----泄压、快速回程----停止（2）顶出缸17只是在主阀停止运动时才能动作。由于压力油先经过电液阀6后才进入控制顶出缸运动的电液阀21，也即电液阀处于中位时，才有油通向顶出缸，实现了主缸和顶出缸的运动互锁。
顶出 按下顶出按钮。3YA通电吸合，压力油由泵1经阀6中位、阀21左位进入顶出缸下腔，上腔油液则经阀21回油，活塞上升。
退回 3YA断电，4YA通电吸合时，油路换向，顶出缸的活塞下降。
浮动压边 作薄板拉伸压边时，要求顶出缸即保持一定的压力，又能随主缸滑块下压而下降。这时3YA通电，使顶出缸上升到顶住被拉伸的工件，然后3YA断电，顶出缸下腔的油液被阀21封住。主缸滑块下压时，顶出缸活塞被迫随之下行，顶出缸下腔回油经节流器19和背压阀20流回油箱，使缸下腔保持所需的压边力。
YB32-200型四柱万能液压机液压系统特点: 1.采用高压大流量恒功率变量泵供油，即符合工艺要求，又节省能量。2.利用活塞滑块的自重作用实现快速下行，并用充液阀对主阀充液。这种快速运动回路结构简单，使用元件少。
3.本液压机采用单向阀13保压。为了减少由保压转换为快速回程时的液压冲击，采用了卸荷阀11和带卸荷阀小阀心的液控单向阀14组成的泄压回路。
4.顶出缸与主缸运动互锁。只有换向阀6处于中位，主缸不运动时，压力油才能进入阀21，使顶出缸运动。这是一种安全措施。8.5 Q2-8型汽车起重机液压系统
汽车起重机是将起重机安装在汽车底盘上的一种起重运输设备。它主要由起升、回转、变幅、伸缩和支腿等工作机构组成，这些动作的完成由液压系统来实现。对于汽车起重机的液压系统，一般要求输出力大、动作要平稳、耐冲击、操作要灵活、方便、可靠、安全。该液压系统的特点是
①因重物在下降时以及大臂收缩和变幅时，负载与液压力方向相同，执行元件会失控，为此，在其回油路上必须设置平衡阀。
②采用手动弹簧复位的多路换向阀来控制各动作。换向阀常用M型中位机能。当换向阀处于中位时，各执行元件的进油路均被切断，液压泵出口通油箱使泵卸荷，减少了功率损失。8.6 SZ-250A型塑料注射成型机 塑料注射成型机（简称注塑机），是将颗粒状塑料加热熔化到流动状态，以快速高压注入模腔，经过一定时间的保压，冷却凝固成为一定形状的塑料制品的设备。由于注塑机具有成型周期短，对各种塑料的加工适应性强，可以制造外形各异、复杂、尺寸较精确或带有金属镶嵌的制品以及自动化程度高等优点，所以注塑机得到了广泛地应用。
为了保证有足够的合模力，采用了液压—机械增力合模机构，使模具锁紧可靠和减少合模缸缸径尺寸。
本系统采用以行程控制为主实现顺序动作，通过电气行程开关与电磁阀来实现。
根据塑料注射成型工艺，注塑机工作循环中的各个阶段要求流量和压力各不相同并且经常是变化的。一般多采用若干定量泵（双泵供油）和节流阀的不同组合方式来调节流量；由多个远程调压阀并联来控制压力，以便满足工艺要求。但在这种情况下，系统所用元件较多，能量利用不够合理，系统发热较大（为此有时需设置冷却系统），压力与速度变换过程中冲击和噪声较大，系统稳定性差。
随着液压技术的发展和自动化水平的提高，近年来，注塑机（特别是大型注塑机）采用数控或微机控制插装阀、电液比例液压系统，简化了液压系统，液压元件减少了，优化了注塑工艺，降低了压力及速度变换过程中的冲击和噪声。液压能源采用负载适应泵代替定量泵，使之进一步提高系统效率，减少了功率损耗。
气压传动特点 优点：
（1）工作介质是空气，来源方便，取之不尽，使用后直接排入大气而无污染，不需要设置专门的回气装置。
（2）空气的黏度很小，所以流动时压力损失较小，节能、高效，适用于集中供应和远距离输送。
（3）动作迅速，反应快，维护简单，调节方便，特别适合于一般设备的控制。
（4）工作环境适应性好。特别适合在易燃、易爆、潮湿、多尘、强磁、振动、辐射等恶劣条件下工作，外泄漏不污染环境，在食品、轻工、纺织、印刷、精密检测等环境中采用最为适宜。（5）成本低，过载能自动保护。缺点：
（1）空气具有可压缩性，不易实现准确的速度控制和很高的定位精度，负载变化时对系统的稳定性影响较大
（2）空气的压力较低，只适用于压力较小的场合。（3）排气噪声较大。
气压的魔法 篇3
向瓶子里灌入清水（也可以向瓶中的清水里滴加几滴食用色素，这样清水就变成了色彩艳丽的液体，效果更精彩）。用手掌堵住瓶口，或者拧紧瓶盖，水并不会从刚刚扎好的小孔里喷出来；这时用另一只手拿一根魔法棒模仿施法夸张地摆动，吸引观众的注意力，悄悄放开堵住瓶口的手或拧开瓶盖。“嗒嗒”！瓶子中的液体就像一个美丽的小喷泉开始喷出了。建议表演之前，先将两手的协调配合练熟，在观众面前表演魔法就会更逼真哦！
为什么盖住瓶口，水就不再继续喷出了呢？因为瓶子里面藏着一个看不见的助手——空气。当我们把瓶口打开，瓶子内外的空气相通，瓶内的空气向外推水的力量和小孔处空气向内推水的力量相等，彼此抵消，而水本身的重量让其“水往低处流”，所以水自然地流了出来。当盖住瓶口时，瓶内和瓶外空气的流通被隔绝，水向外喷的时候，要拉大瓶内的空间，而此时并没有外部空气的补充，瓶内就形成了一定程度的“真空”。空气压力变小了，而此时外面空气的压力没有变。在这变小和不变之间，就会形成一个压力差，使得瓶外空气用力挤住想要喷出的水，这样一来，就把水给托住，流不出来了。
别小看这个小魔术，它的原理曾经支持了意大利科学家托里拆利测量出了大气压的大小，大气压能够托起10.3米的水柱呢！怎么样，咱们的空气助手是个大力士吧？
升级活动
明白了上面的科学原理，我们就可以邀请隐形的空气助手来帮我们做更多的魔术了。
吸管也听话
将吸管直接放入饮料中，什么都不做，直接拿出吸管，吸管里什么都没有。再来一次，把吸管放入饮料中，这次用你的手指压住上面的吸管口，再慢慢拿起，你会发现有一部分饮料被吸管吸了上来，留在了吸管里。再来，在吸管放入饮料前，就用手指堵住吸管上面的出口，保持这个动作，将吸管放入饮料中，你会发现没有饮料进入吸管，再将吸管拿出来，也没有饮料被吸上来。
这三次操作，空气助手做了什么事呢？你能用刚刚学过的科学原理来解释吗？
好用的吸盘
居家生活中，常常需要在墙上挂一些小物件，比如洗手间中的厕纸架子，盥洗室中的毛巾，厨房中常用的勺子、铲子等。如果挂这些小物件的钩子都用钉子来固定，不仅影响美观，而且一旦想更换位置也非常不方便。如果悬挂小物件的墙壁是非常光滑的瓷砖或者玻璃，那么推荐你使用吸盘式挂钩。
将吸盘内的空气挤干净，紧紧地贴在光滑的表面，就能让挂钩牢牢地固定了。这些吸盘好用的威力，也仰仗了我们的空气助手。你知道空气是怎么帮这个忙的吗？
汽车气压制动系统部件的故障检修 篇4
双腔并列膜片式制动阀常见故障及排除方法如下:
(1) 制动不柔和
故障原因:制动阀膜片平衡腔与制动气压输出腔之间的节流小孔堵塞。制动中, 制动输出气压不能进入膜片平衡腔, 导致平衡膜片芯管不能上升以关闭阀门, 从而无法控制输出气压的大小、引起制动粗暴。平衡弹簧上座与下座导向面锈蚀, 出现阻滞发卡;制动时, 输出气压超过额定输出气压, 造成制动粗暴。
排除方法:疏通节流孔, 清除平衡弹簧上、下座导向面的污物, 并进行润滑。
(2) 制动协调性紊乱
前后制动无协调性或协调性差的原因有:随意拧动调整螺栓, 致使前后制动无协调性;柱塞因油污阻塞或锈蚀, 造成阻滞发卡, 致螺钉和调整弹簧失去作用。
故障原因:前腔或后腔某平衡膜片芯管导向面或平衡膜片顶端导向面, 因污物或锈蚀面阻滞发卡, 制动时导致两平衡膜片芯管的作用不协调, 从而影响两腔阀门的开启度, 致使两腔气压差值较大。前腔或后腔某阀门有油污, 造成阻滞发卡。推杆与平衡臂间的钢球锈蚀, 致使支撑不平衡, 影响两腔平衡膜片芯管的协调作用和两阀门的开启度。两腔膜片回位弹簧的规格、刚度和长度不同, 对平衡膜片所产生的作用力不一致, 从而引起两腔排气间隙不同, 导致两腔输出气压差值较大。
排除方法:以上原因都需拆开检查、清洗、除污和润滑, 然后再调校两腔排气间隙并检测前、后制动的协调气压。
(3) 制动不能解除
制动解除时, 制动阀排气慢或不排气, 制动出现拖滞。
故障原因:调整螺栓拧紧过多, 致使排气间隙过小或无间隙, 造成制动解除时, 排气不畅或不排气的现象。按规定调整排气间隙。平衡弹簧与平衡臂之间的推杆被泥沙、污物堵塞, 造成阻滞发卡, 致使制动解除时, 推杆不能立即回位引起排气不畅。
排除方法:定期清洗平衡弹簧与平衡臂之间推杆的泥沙、污物。平衡膜片芯管导向面发卡, 定期维护平衡膜片芯管。漏装膜片回位弹簧, 正确安装膜片回位弹簧。
(4) 只要贮气筒有压缩空气, 制动就会发咬
故障原因:排气间隙调得过小, 阀门导向面外密封圈不密封, 致使贮气筒压缩空气进入阀门导向座下腔, 压缩空气从阀门小气孔经平衡膜片芯管从制动阀排气孔漏出, 但是, 随着腔内气压的逐渐增多, 使阀门的背压不断增大, 这样便引起阀门受压上移变形。此时, 若排气间隙太小, 则会使阀门与平衡膜片芯管接触, 阻隔排气通道, 压缩空气则不断经阀门小孔进入制动管路, 从而使车轮制动在未进行制动的情况下产生制动;若排气间隙正常, 贮气筒的压缩空气从制动阀排气孔漏出。将调整螺栓松开后制动解除, 制动阀排气孔有漏气现象, 则可认为是此原因所造成。
制动踏板与制动阀之间的传动拉杆、拐臂及制动阀拉臂轴等绞接部位发卡。将调整螺栓松开后, 制动仍不能解除但将制动踏板用力向上提拉后, 制动解除则可能是此原因所造成。
排除方法:与制动阀拉臂相连接的拉杆调整过短, 可通过调整拉杆的长短来试验。
(5) 制动不灵
贮气筒气压正常, 制动时制动阀输出气压低, 制动力不足。
故障原因及排除方法1:调整螺栓调整得不合适, 应予重新调整到合适尺寸。阀门导向面与密封圈阻滞发卡, 应予更换新件。制动时, 无制动输出气压。
故障原因及排除方法2:制动拉臂发卡, 不能带动制动阀工作, 应予润滑校直使其活动自如。制动时后制动失灵, 快放阀漏气, 制动解除后, 漏气便停止。
故障原因及排除方法3:快放阀膜片破损, 应更换膜片。
(6) 制动阀漏气
制动阀在使用中, 会出现环形口漏气, 主要原因是阀门的橡胶表面与芯管接触处 (阀门心部) 压痕起槽、发胀、表皮腐烂, 橡胶膜片破损、腐烂, 从而引起密封不严而漏气。
1) 未制动时, 制动阀排气孔漏气。
故障原因:阀门导向面外密封圈不密封, 致使贮气筒的压缩空气经密封圈进入阀门的下腔, 然后从阀门上的小气孔经平衡膜片芯管从排气孔漏出。
2) 制动时制动阀排气孔漏气。
故障原因:阀门导向面松旷, 局部锈蚀或污物阻滞, 致使阀门与平衡膜片芯管关闭不严, 造成制动阀漏气。制动时, 阀门与平衡膜片芯管间有异物阻隔, 致使阀门关闭不严而漏气。
3) 制动时制动踏板空行程过大、无力、排气孔漏气。
故障原因:阀门总成上小气孔被堵塞。
4) 制动时和制动解除时, 排气孔有漏气现象。
故障原因:阀门橡胶老化, 阀门与阀座间密封不好。阀门回位弹簧因锈蚀而丧失弹性。
排除方法:针对故障原因进行排除。
制动阀漏气的排除:遇到制动阀漏气, 可拆下主车阀到挂车间的进气U形弯管, 用一个特别螺母拧到三通接头上堵住到挂车阀的压缩空气, 重新打气检查, 如果漏气声消失, 则为挂车阀的环形口漏气, 否则是主车阀漏气。
制动阀的阀门表面压痕起槽、发胀、腐烂而引起漏气, 可将其修复使用。其方法是:将细砂纸放于玻璃板上, 在砂粒面上抹层机油, 用手按住阀门来回推磨橡胶面, 直至表面磨平为止, 其他零件损坏应更换。制动阀漏气的原因及排除见表1。
(7) 制动阀漏气引起制动失灵
某东风EQ1090型汽车使用中, 复合式制动阀 (即制动总泵) , 在使用中容易出现制动阀的环形口不正常排气 (漏气) 引起制动失灵现象。
诊断与排除:如果制动阀漏气, 中速运转时, 在车下地沟里观察漏气点, 可很快发现制动阀的排气孔处“呼呼”地漏气。用手指堵住排气孔, 制动阀下腔部分的防尘膜片处漏气。拆下制动阀的下腔部分, 取出阀门及回位弹簧, 可发现阀门和弹簧大都锈蚀, 杂质、氧化物积聚较多。只要清除、洗净锈斑和杂质, 换下锈蚀的阀门回位弹簧, 抹上些润滑脂, 装复后试车, 故障即可排除。东风EQ1090E型汽车并列双腔膜片式制动阀的结构和工作情况, 阀门既作为进气阀门, 又作为排气阀门, 进、排气阀门的开闭只是阀座端面的改变。当阀门的回位弹簧锈蚀或被脏物卡住不能回位时, 在踩下制动踏板并放松后, 因阀门不能回位, 制动阀就仍处于进气状态, 而放松踏板后, 排气阀门在开启状态, 出气筒的压缩空气经芯管和上壳体的排气口将直接排入大气, 造成严重漏气故障, 气压很快下降为“0”。
如果踩下制动踏板时漏气, 首先检查阀门的橡胶表面与芯管接触处 (阀门心部) 是否有压痕起槽、发胀、表皮腐烂;以及橡胶膜片是否裂损腐烂。如若上述无异常时, 检查挂车阀, 观查在其制动踏板踩下后, 是否仍在漏气。若漏气, 应拆检挂车上的分配阀活塞皮碗有无损坏:座阀表面与座接触处有无磨损、污垢引起的密封不良。
当未进行制动时环形口漏气, 应检查主车阀门橡胶表面与座接触表面有无压痕起槽, 发胀, 腐蚀和积垢等引起的接触不良:以及挂车阀门密封不密, 尼龙膜片损坏所致。
判断是主车阀还是挂车阀漏气, 可拆下两阀间进气U形弯管, 设法堵死到挂车阀的管口, 通气检查, 若无漏气声, 则为挂车阀漏气故障。
东风EQ1090E型汽车制动阀, 由于安装位置在大梁上, 离地面较近, 如路况不好, 很容易出现制动阀的下腔部分杂质很多, 阀门锈蚀、回位弹簧中间积有赃物, 由于此故障的不定时性, 危险性很大, 若出现在需要紧急制动时或山区行驶途中, 后果尤为严重。因此在日常使用中应经常检查和养护, 发现问题及时处理。
(8) 阀门杆滞涩引起的制动侧滑、甩尾
一辆东风EQ1090型货车, 使用中发现当踩下制动踏板时无漏气现象, 但放松踏板解除制动时, 即听到严重的漏气声, 且制动力较以前弱, 并在车速快时制动伴有侧滑、甩尾现象。常见此类造成制动不良故障有以下原因:
由于前轮贮气筒无气, 只能靠两后轮产生制动, 造成整车的制动力下降, 并且在速度较快制动时, 因两前轮无制动气压而容易出现侧滑、甩尾现象。
在前轮制动失效的情况下, 后轮制动系统的气压达不到额定的最大制动气压 (588kPa以上) , 而只有490kPa左右的气压输出。这种现象的原因是由于前轮制动系统失效后, 其输出气压为零, 总泵平衡臂在正常状态下, 平行下移力的平衡被破坏, 致使平衡臂成倾斜状态, 从而造成在相同踏板行程下平衡臂实际下移量少, 输出气压比正常状态低, 两后轮的制动减弱。
打气泵向后轮贮气筒充气不足。虽然该车双回路制动系统前、后贮气筒采用单向阀隔离, 但由于前贮气筒漏气, 打气泵产生的大量压缩空气, 已由总泵的前轮腔排出, 以致压缩空气不能到达或很少到达后贮气筒。
检查发现前贮气筒无压缩空气, 再检查打气泵, 工作良好, 打气泵至总泵间气管无漏气、断裂和接头松动现象, 前轮制动气室也无破漏现象。分析该车故障可能在总泵 (制动控制阀) , 拆下总泵解体, 发现前轮制动控制的阀门在阀座上卡住。故当放松制动踏板时, 由于阀门卡住回位不良, 前轮贮气筒的压缩空气就一直从杆芯通过排气口排出泵外。取下阀门发现阀门杆滞涩, 阀座胶圈发胀, 从而造成了发卡。这是由于汽车长期回场后驾驶员不放气, 打气泵至贮气筒的压缩空气中含有水分和硫, 加上行驶中车轮滚动引起灰尘长期沾附在制动阀座与阀门的间隙之间, 而且驾驶员没有养成良好的洗车习惯和维护不到位所致。
更换胶圈和用细砂纸打磨阀门杆, 装复并调整后试车, 故障消除。
出现这种故障对行车安全是十分有害的。因为当前轮贮气筒无气时, 后轮贮气筒的气压在驾驶室的气压表上显示还有压缩空气。这往往给一些驾驶员造成错觉以致继续行车, 结果导之制动不良而引发事故。
2. 制动分气室漏气致使全车制动器失灵的故障诊断
一辆双回路制动系统的东风EQ1090E型汽车, 在行驶中制动时, 突然出现一前制动分气室膜片漏气, 引起前、后桥制动系统全都失灵。
当空气压缩机将压缩空气通过单向阀送入湿贮气筒后, 再通过2个并联的单向阀把压缩空气送进前、后桥主贮气筒。这2个贮气筒又分别与双腔并列膜片式制动阀的后、前腔进气口 (下面的) 接通。制动阀的前腔出气口 (上面的) 与后桥制动分气室相通;制动阀的后腔出气口 (上面的) 与前桥制动分气室相通, 形成两个彼此独立的制动系统。其中双针气压表的红针与制动阀前腔出气口相通, 指示制动时制动阀向后桥制动分气室的输出气压;双针气压表的白针与制动阀前腔进气口相通, 指示后桥主贮气筒的气压。由于前、后桥具有彼此独立的制动系统, 一旦某桥制动器因意外发生漏气而突然失灵时, 另一桥制动器仍能正常工作。
若某一回路贮气筒的单向阀不能密封, 而另一回路又发生意外漏气时, 某回路贮气筒中的压缩空气就会逆该单向阀的方向与另一回路的贮气筒串通, 并一起将压缩空气漏光。三个贮气筒中的压缩空气全都漏光, 故会造成全部制动器失灵。
该车制动系统单向阀的检查:在双针气压表白针指示有明显气压的情况下, 先松开湿贮气筒放水开关, 将压缩空气放光。再断续踏下制动踏板 (也可以仰卧车下用脚向前踩制动阀拉臂) 几次, 同时观察前、后桥制动分气室连接叉是否有伸缩动作或响声, 某桥制动分气室连接叉不动, 说明该桥主贮气筒单向阀失效。
将接在制动阀前腔进气口通双针气压表白针的管道接头 (带过渡接头的) , 与后腔进气口的螺塞互换位置安装。这样, 白针由指示后桥主贮气筒的气压改为指示前桥主贮气筒的气压。在双针气压表白针指示有明显气压的情况下, 先松开湿贮气筒的放水开关, 将压缩空气放光, 再观察双针气压表, 若此时白针所示气压并不降低, 为前桥主贮气筒单向阀工作正常。否则, 为该单向阀失效。再踏下制动踏板, 若此时红针能正常摆动。说明后桥主贮气筒单向阀工作正常。红针指“0”不动, 为该单向阀失效。经这样将管道进行一次改接后, 就可以长期利用双针气压表对单向阀进行检查。每天收车后, 在放出湿贮气筒中的积水时, 顺便检查单向阀的工作状况, 十分方便、准确, 并不影响制动效果。
3. 储气筒 (系统气压不足) 的常见故障
气压不足是指汽车发动机起动运转后, 气压表的指针上升很缓慢, 指示值达不到规定的最低标准, 指针从零对准某读数 (如0.6MPa) , 指针就不再动了 (调节阀、空压机工作良好, 各管路无漏堵现象) 。
(1) 故障原因分析
由于单向阀阀门弹簧长期在气压压缩下工作, 时间过长, 弹力减弱, 使0.6MPa的压力能大于弹簧的张力, 这样阀门就不能关闭, 自然贮气筒的气压就不能继续增大。
(2) 故障判断及排除方法
当发动机运转一段时间后, 气压表指针不动, 踩下后放开制动踏板, 放气声音很强, 此种情况说明气压表损坏, 应予以修复。若无放气声或放气声很小, 应检查风扇皮带是否过松, 若皮带正常, 应检查空压机的工作状况, 工作正常的压缩机压气声音响亮, 用拇指堵不住出气口。若压缩机供气正常, 则应检查至贮气筒的管路是否堵塞, 管路是否松动、漏气, 油水分离器和空气滤清器内是否因污物过多而被堵塞。压缩机供气不足, 应首先检查排气阀, 清除积碳, 再进一步检查空压机的弹簧是否过软或折断, 气缸盖衬垫是否损坏, 缸壁和活塞环是否有过度磨损, 然后根据实际情况, 更换或修复损坏的零件。
(3) 贮气筒单向阀的检修
贮气筒的进气口上都装有单向阀, 其作用是只允许压缩空气进入, 而不允许其倒流。单向阀由阀门、弹簧和壳体所组成。当出现空气压缩机带轮经常停转, 气压上升缓慢, 或停车后气压明显下降等现象时, 一般都应检查单向阀, 看其阀片是否发卡, 破损不密封。维护时应先将其清洗凉干, 阀门如有损坏, 应予以更换新件。
4. 制动管路漏气
(1) 故障现象及原因分析
除了空压机、贮气筒以及各阀门的故障之外, 制动系统的高压空气不足, 也有因高压气管漏气所致。车辆运行中空压机至单向阀之间的高压气管经常与相邻的其它零部件相碰摩擦, 久之就会出现磨损破裂漏气现象, 或者管接头螺母未拧紧松脱引起渗漏。高压气管漏气往往容易使人忽视。如果高压空气不足, 制动系统的其它有关总成部件都经检查无毛病时, 应考虑到高压气管漏气。
(2) 检查的方法
发动机发动后, 就可听到车辆底下有漏气声, 一加油门, 漏气更加明显。但熄火后, 漏气声逐渐消逝 (贮气筒单向阀作用, 压缩空气不会倒流) 。
发动机停转后, 观察气压表:若气压表气压不断下降, 为贮气筒至制动阀各管路或接头有漏气之处;若气压表指示气压低, 但能维持不下降, 可拆下湿贮气筒单向阀, 检查湿贮气筒至空气压缩机管路、接头是否漏气, 如果没有漏气之处, 则为空气压缩机有故障、上述部位均无异常、则是气压表损坏, 应予以更换新件。
(3) 排除方法
拆下气管查明破损部位用锡焊焊好, 最好包上橡胶皮以免磨破。接头喇叭口接触不良, 可予重新铆制。
大气压教案 篇5
教学目的
1．知识与技能：
（1）知道什么是大气压强，能说出几个证明大气压强存在的事例。
（2）理解大气压强产生的原因，并能简单解释一些日常生活中大气压强的现象。
（3）知道大气压强的值是由托里拆利实验而测定，记住大气压强的值约为105帕斯卡，它相当于760毫米高水银柱产生的压强。2．过程与方法：
（1）体验大气压强的存在；
（2）探究测量大气压强的方法；
（3）联系实际，培养学生观察、思考和分析问题的能力，应用知识解决简单问题的能力。3．情感态度价值观：
（1）培养学生动手和积极探究的精神；
（2）认识大气压的存在与变化对人类生活的影响。教学重点
1．了解测量大气压的方法；
2．知道大气压对人类生活的影响。教学难点
1．设计多种方法证明大气压的存在； 2．测量大气压大小的方法。教学过程
一、新课引入 1．演示实验：
（1）在玻璃试管中装入水，然后将小试管放入其中，并倒置过来看到什么现象？（小试管上升）
（2）将玻璃杯装满水，仍用硬纸片盖住玻璃杯口，用手按住，并倒置过来。放手后，看到什么现象？（硬纸片没有掉下来。）
（3）将注射器的活塞推向底端，插注射针的孔用橡皮帽盖住，倒置注射器后，在活塞上挂上钩码，活塞不会被拉出注射筒。
2．讲述：同学们想要知道原因吗，学习了这节课的知识，就知道了。（板书课题）
二、进行新课
1．介绍马德堡半球实验，空气把两个铜半球紧紧地压在一起，16匹马都很难把它们拉开。对于这个实验，同学们想试一试吗？现在，我们模仿马德堡半球实验来做一做。
两个皮碗口对口挤压。然后两手用力往外拉，不容易拉开（用较大的力才能拉开）。
3．讲述：地球周围被厚厚的空气层包围着，这层空气又叫大气层。空气由于受重力作用，而且能流动，因而空气内部向各个方向都有压强。大气对浸在它里面的物体的压强，叫做大气压强，简称大气压（教师板书这句话）。
4．讲述：刚才同学们所做的模仿奥托·格里克做的马德堡半球实验，充分证明了大气压强的存在。抽出金属半球内空气，两个金属半）在大气压强的作用下，被紧紧地压在一起，因而很难把它们拉开。
5．演示、验证：刚上课时，老师演示的实验，表明玻璃杯内装满水，排出了空气，杯内水对硬纸片的压强小于大气压强，由于大气压强的作用，托住了硬纸片，所以硬纸片不会掉下来。
6．讲述、过渡：根据奥托·格里克的马德堡半球实验，不仅证明了大气压强的存在，还表明大气压强是很大的。那么大气压强有多大呢？伽俐略的学生托里拆利解决了这个问题。7．讲述：
(1)介绍托里拆利实验装置
(2)讲解托里拆利实验（教师讲述并板书：大气压强相当于760毫米水银柱产生的压强。8．讲述：760毫米水银柱的压强有多少帕呢？请同学们根据液体压强的计算公式：p=ρhg算一算（学生演算，教师巡视）。学生算出结果后，接着讲述：760毫米水银柱产生的压强约为105帕，这就是托里拆利实验测出的大气压强的值（教师板书后，简要说明这个值是“海平面”所测的值，不同的地方大气压强不同，将在下一节课学习）。
三、问题与思考
1、管内水银柱上方时真空还是空气？
2、是什么支持者管内的水银柱不落下来？
3、怎样根据水银柱的高度确定大气压强的数值？
4、玻璃管倾斜后水银柱的高度怎样变化？
5、若换一根粗一些的玻璃管水银柱的高度怎么变化？
6、玻璃管的封闭端破了一个小洞水银柱是否发生变化？
7、若把玻璃管上提一些（管口不离开水银面）水银柱的高度是否发生变化？
8、若管内水银面上不是真空，在灌入水银时不小心进入了气泡，大气压是否等于水银柱产生的压强？
9、如果换成水柱在一个标准大气压能支持多高的水柱？
四、影响大气压的因素
1、大气压与高度的关系
2、气压与温度的关系
五、小结本课内容
六、课后小实验：
演示课本图11—6的实验：将啤酒瓶装满水，堵住瓶口，倒插入水中，缓缓往上提（瓶口不提出水面），观察啤酒瓶中的水是否流出来。讨论原因。
七、布置作业：
1．课后认真阅读一遍课文。
2．把本节后练习的第1、2题和章后习题第3题做在作业本上。
气压式彩液窗帘 篇6
由于教室内的窗帘常被风吹裂及普通窗帘遮光效果较差，所以，我想制造出既不会被风撕裂又能有效保护视力的窗帘。
二、研究过程
1.中空玻璃内部转帘
中空玻璃内部转帘的结构如下图所示。
用电动机带着轴转动，轴上悬着具有弹性的硬油纸，由电动机的正反转带着硬油纸上下运动，实现窗帘的遮光、防风、防尘功能。但实验过程中，硬油纸偶尔在中空玻璃内被卡住，效果并不理想。
2.水质幻彩窗帘
可用水添加环保无害的色精染色，将微型水泵分支后用软管分别接入两扇可移动窗的出水孔中，采用喷墨式打印机的供墨方式给窗叶供水，用微水泵把窗台下面水池中已调好色的水抽进两扇中空玻璃的夹层中，再配上一些美化设施即可。结构如下图所示。
通过核算，我用16mm×560mm×380mm的中空玻璃制成框架。在中空玻璃底部鉆五个5mm的孔，上部钻一个5mm的孔，将四个LED灯及进水管与排水管固定在底部，并装上电源、降压器、水泵等。经过实验，发现该作品水电不能分离，时间久了会出现漏电问题。
3.气压式彩液窗帘
将调好色的液体装进储液罐里，通过手动气泵或高压储气罐向储液罐内充入气体，有色液体在气压的作用下进入中空玻璃中，渗漏的问题被有效解决。
制作模型时，用喷壶将调好色的液体装入壶内，通过手动充气将壶内的液体压入中空玻璃，效果不错。
三、创新点
气压系统 篇7
1 轮胎气压与行车安全、节能和轮胎寿命的关系
轮胎作为汽车行驶的4只脚,是汽车与地面直接接触的唯一部件,轮胎又是一个压力容器,因为轮胎磨损、气密性不好等原因,气压就会慢慢降低。如果不及时充气,轮胎内部的结构材料就会破损。充气过高,也会加快轮胎磨损。复杂的路面状况、连续行驶以及不当的胎压都易造成轮胎的严重磨损、爆胎、油耗和CO2排放的骤然上升。
1.1 轮胎气压与行车安全的关系
轮胎气压是影响汽车行驶性能和安全性能的重要指标。轮胎气压太高,会使轮胎变形量过大,与地面的接触面积减小,正常磨损只能由胎面中央部分承担,会加快轮胎胎冠部位磨损和爆裂,同时因与地面摩擦力减小,还会影响制动性能和乘坐舒适性。轮胎气压过低,与地面的摩擦力成倍增加,胎侧不断受到挤压和拉伸,会加速轮胎胎侧的磨损,易造成疲劳失效,发生爆胎。在汽车的高速行驶过程中,轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的。由于汽车轮胎造成的交通事故层出不穷,根据统计,高速公路46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起的,其中爆胎一项就占事故总量的70%。爆胎的原因是多方面的,其中胎压异常是一重要诱因。从保持合适胎压入手,预防爆胎发生,是保证行车安全的必要措施。
1.2 轮胎气压与车辆油耗的关系
轮胎气压不足,增大滚动阻力,致使油耗和CO2排放增加。有关测试结果显示,四轮胎压相对额定胎压下降25%,则滚动阻力上升19%,相应地整车油耗上升5%。欧盟的统计数据显示,如果保证胎压正常,仅欧盟每年可节省燃油费用35亿欧元。我国有关专家估算,按乘用车保有量年均增长8%,到2015年,我国汽油消耗量将达到1.14亿吨。届时,如果仅保持乘用车胎压正常,我国每年就可节约汽油消耗101万吨,节约燃油费用76亿元。在全球都在为节能和减少CO2排放努力开展工作的当下,中国政府已向国际社会作出承诺。巨大汽车保有量的客观现状,在车辆运行过程中能否维持合适的胎压,直接关系到消费者使用成本和国家节能减排目标的实现。
1.3 轮胎气压与轮胎寿命的关系
轮胎气压不足,轮胎与地面的接触面加大,增大轮胎的磨损,直接影响轮胎寿命。统计表明,缺气行驶时,车轮胎压相对额定胎压下降25%,轮胎寿命缩短18%。适当提高轮胎的充气量,可以减少轮胎的滚动阻力,节约燃油。但充气量过大时,也会造成中央部分早期磨损,降低寿命。轮胎的使用寿命直接影响消费者使用成本和运输经济效益。
2 TPMS产品特点
TPMS在汽车静态和动态均能监测所有轮胎的气压,对轮胎气压过低、气压过高、漏气状态进行及时报警。系统由一组轮胎模块(位于轮胎内,每个轮胎中一个)和一个接收器构成。电池、MCU、传感器和发射模块是TPMS轮胎模块中最核心的部件。这些部件实际工作环境非常恶劣,不仅要耐高低温(-40℃~125℃),而且还要耐受振动、离心作用和高气压等极端环境。轮胎模块完成数据采集、分析、处理,通过无线电通信方式发射给接收器,而接收器主要完成相关数据的接收、运算和处理功能,判别轮胎的当前状态,在必要的时候给出告警指示。接收器还提供一个液晶屏用于数据和信号显示、配置足够的外置按钮作为输入,来提供灵活的系统控制。
任何无线电通信方式都会存在误码和错码,发射模块位于轮胎内,由于目前的轮胎通常是钢丝做的子午线胎,且轮辋为钢或铝材料,装在轮胎内的发射模块相当于夹在两层金属面之间,信号从轮胎内发射出来就产生很大的衰减。其次接收器放入驾驶室内,汽车本身的金属壳体对信号产生很大的屏蔽作用,再次出现信号的巨大衰减。为了兼顾电池寿命和电磁环境,又不能任意增大发射功率。因此,在TPMS系统中,涉及恶劣环境下工作的传感器、无线通信、电池寿命、数据接收及显示等关键技术,特别是RF射频通信技术是系统可靠性的关键。需要采用军工级电子产品标准进行设计。TPMS虽然是汽车电子系统中一个很小的子系统,但产品非常复杂,涉及的专业非常多。因此,TPMS属于技术含量很高,直接关系到汽车安全、节能、减少CO2排放等社会公共利益的重要汽车电子系统。
需要强调的是,这个系统完成的是报警、提醒,但胎压状况需要驾驶员来维护,就如同安全带,需要驾乘人员按要求去操作才能起到安全作用,安全气囊更是需要安全带的配合才有保护作用,如果驾乘人员不按要求佩戴安全带,安全气囊还可能对人构成伤害。因此,TPMS和安全带、气囊一样,需要人的配合才能发挥理想的作用。要有客观的评价,既不能夸大其作用,也不能任意贬低。相对于安全气囊和安全带这些被动安全设备,TPMS是防止爆胎发生的重要安全预警系统。
3 对我国现有TPMS推荐性国家标准的解读
中国于2010年推出了GB/T 26149—2010《基于胎压监测模块的汽车轮胎气压监测系统》推荐性国家标准,对TPMS提出了整车功能和产品可靠性等要求,涉及系统和部件。该标准对于引导行业技术发展方向、促进技术进步具有非常积极的意义。
3.1 标准制定的背景
早在2006年,国际上有关TPMS法规(如FMV SS138)和标准(如ISO 21750、SAE 2657)都在陆续推出。我国汽车保有量的快速增长给我国的道路交通安全和能源安全已经形成了压力,在高速公路交通事故中爆胎的比例越来越高,能源消耗越来越大。TPMS能实时监测所有轮胎的气压,对轮胎气压过低、气压过高、漏气状态进行及时报警,且美国规定了强制安装的时间节点,欧盟法规也处在酝酿过程中。在美联邦立法的推动下,以及潜在的巨大市场商机激起了国内外有关汽车电子企业的研发热情,同时还有更多新企业纷纷加盟,从第一代到第二代、第三代……不断推出体积更小、重量更轻、性能更可靠、寿命更长的新一代产品。逐步攻克低功耗、在恶劣环境下高速运行无线信号传输的可靠性、较小的压力误差等关键技术问题。于是全国汽车标准化技术委员会为顺应行业发展需求,开始组织TPMS技术研讨和标准制定工作。由中国汽车技术研究中心牵头组织,TPMS供应商、芯片商和主机厂等共同参与,历经3年多的时间推出了GB/T 26149-2010。
该标准参考了FMV SS138、ISO 21750、SAE2657等国际法规和标准,但更主要的是依托国内的自主研发和技术创新而形成。该标准站在消费者角度、从安全节能角度反映了产品所应具有的功能。在性能要求上高于欧美法规的要求,完全在支持行业自主研发基础上形成。该标准的制定既考虑了社会综合效益,又照顾到了消费者车辆使用过程中的利益,充分体现了我国TPMS行业的竞争力。
3.2 规定的系统功能及必要性
GB/T 26149-2010规定系统的功能主要有:开机自检功能、欠压报警功能、过压报警功能、系统故障报警功能、当前轮胎压力显示功能。这些功能对于驾驶员及时了解当前胎压、了解TPMS系统是否正常是非常必要的。
开机自检功能:10s内完成自检,自检同时进行当时的胎压显示。如有系统故障或有欠压应在10 s内报警,并指明欠压轮胎的位置,直到异常状态解除。
这一条要求非常的重要,对任何一个电控系统,车辆启动过程都要快速完成自检,排除系统的故障,属于电子系统的基本要求。对于TPMS系统来说,在自检同时还要进行当前的胎压显示或异常报警。有关研究资料显示:子午线轮胎缺气25%时难以靠人为观察判断。车辆长时停放,缺气或严重缺气情况非常普遍。因此,车辆开出前驾驶员有必要知道TPMS系统是否正常,有必要知道轮胎胎压是否正常,以便做出及时处理,避免轮胎严重缺气上路直接带来巨大的磨损。从心理学角度讲,驾驶员在打开车门第一时间了解胎压情况、了解系统本身是正常的,非常有助于安心驾驶。完全是站在使用者角度的功能要求,对驾驶员来说非常的重要。
欠压和过压报警功能:轮胎气压低于(高于)制造厂规定冷态轮胎气压值的75%(125%),应在10 s内报警,并指明欠压(过压)轮胎的位置,直到异常状态解除。
这一条也是属于TPMS系统的基本功能要求。相对于欧美法规,我国标准提高了系统的响应速度,为实时提供报警创造了条件,也为驾驶员处理轮胎故障留出了充裕的时间。
系统故障报警功能:也是属于电子系统的基本要求,具有自我诊断功能,系统有异常,应及时报警给驾驶员。
当前轮胎压力显示功能(查询功能):在起步前TPMS系统已经显示了胎压,在行驶过程中只要胎压处于正常范围,没有必要始终显示。查询功能主要是用于驾驶员在驾驶过程中随时了解各轮胎胎压情况,确定是否需要补气,对于长时间运行的车辆是非常必要的。
以上各项功能是以驾驶员能得到最清晰、最准确,必须得到的最基本信息为原则而提出的,是站在消费者角度,从安全、节能减排和保护轮胎寿命角度反映产品所应具有的功能。我国标准与国外技术法规比较,功能要求高且合理可行。尤其是开机自检功能,其重要性不亚于胎压过低和胎压过高报警功能,驾驶员可以非常直接地感受到系统的方便和经济,还可大大增加驾驶的心理安全感,完全符合中国国情。
据了解,在一些非道路车辆的工程车辆上也安装TPMS,既不为安全,也不为节能,纯粹是为保护轮胎寿命。由此示例可见,安装TPMS对于提高轮胎寿命有重要作用。
该标准是汽车行业为数不多的技术参数高于国外法规的标准,车主能立竿见影地体会到符合我国标准的产品所带来的种种方便和好处。在引导和规范我国TPMS产品应用和技术发展方面发挥了积极作用。
4 制定中国TPMS强制性标准的必要性和迫切性
4.1 国外法规情况
在汽车工业发达国家和地区,随着汽车保有量的快速增加给道路交通安全和能源安全造成了巨大压力。国际上针对轮胎气压监测系统(TPMS)推出了多项法规,如美国政府早已推出了FMV SS138法规,从2007年起要求所有乘用车必须安装轮胎气压监测系统,以求减少轮胎事故的发生。欧盟出于安全和节能考虑,也推出了ECE R64法规,规定从2012年11月起,所有欧盟认证的乘用车都必须安装TPMS。韩国法规要求3.5吨以下的乘用车,2013年1月1日起新车型强制安装TPMS,到2014年6月30日起所有车型强制安装。据可靠消息,俄罗斯也将于近期推出法规要求某些车型开始强制安装。就连我国的台湾地区都推出了TPMS法规,规定2013年11月1日起M1类和N1类新车型强制安装TPMS。可以说除中国大陆外的世界汽车大国都纷纷开始强制安装TPMS。
欧美等汽车发达国家通过汽车技术法规促进了TPMS的广泛应用。从一些跨国公司反馈过来的数据看,该系统的推广应用在一些汽车大国已经或正在或即将产生巨大的社会效益和经济效益。
4.2 国内产品研发和应用情况
2010年推出的GB/T 26149-2010已经反映了当时中国产品的技术能力和水平,最突出的是上海大众某高端车型标配了符合标准的、独立研发的自主品牌TPMS系统,成功地通过了德国大众严苛的整车认证,获得德国大众的好评,同时产品在市场上实现了零投诉。这在汽车电子核心技术和产品普遍被跨国公司垄断和控制的环境下,我国TPMS产品的发展是我国汽车电子产品技术创新的成功典范。到现在3年过去了,经过对GB/T 26149-2010实施几年的自主研发和创新,我国TPMS产业整体上得到了快速发展,在GB/T 26149-2010的引导下,大部分企业都取得了巨大的技术进步,具有足够的技术储备(很多供应商纷纷表示满足推标技术上没有问题)。我国自行研发的TPMS产品已经实现了“稳定接发、即时反应、降低功耗、延长寿命”的可靠性能,技术水平国际领先,已经进入了拥有自主知识产权的自主研发阶段,在成本上也具有极强的竞争能力,越来越多的车型、特别是中高端车型已经开始进行标配,或计划安装TPMS。很多主机厂都进行了技术储备或预留符合标准的接口。
由于TPMS产品的复杂性,系统开发需要很大的资金和技术投入,一批批技术能力不够强、资金支持不足的企业纷纷倒下,目前能够存活下来的主流企业靠他们的研发投入以及不懈的坚持,才有了我们的国家标准高于国外法规的现实,改变了汽车电气电子重要标准基本靠引进的历史。这些企业无论对汽车标准化,还是对自主研发企业的带动都有重要贡献。但由于我国尚没有像汽车发达国家和地区那样建立就轮胎气压监测系统的强制性标准(技术法规),市场上产品非常混乱,而且以后装市场为主。
4.3 制约国内供应商配套的因素分析
尽管GB/T 26149—2010对产业起到了巨大引导和推动作用,但由于国家推出的只是一个推荐性标准,企业自愿采用,对产品的质量和安装使用缺少约束力,致使目前产品的使用情况总体比较混乱,某些车厂为增加卖点都宣称装有TPMS,但实际上出于成本考虑根本不符合标准,市场上鱼龙混杂,消费者很难辨认。产品的特点决定了消费者很难自行验证产品的性能,供应商和主机厂难以实现平台开发,大大增加了产品开发成本,还直接影响了整车出口。
此外,我国乘用车大多为合资或独资企业,在核心技术方面(比如总线通信协议和软件)基本被外方控制,中方缺少话语权,外商通过封锁总线协议完全将本土有能力配套的企业拒之门外,很多供应商深受其苦,在ABS系统和TPMS系统供应商都有此遭遇。
还有一个很重要的原因,因中国法规迟迟没有官方信息,主机厂把握不准开发平台,不知道往哪边的要求靠,担心一旦确定之后又不能满足后期发布的强标,会带来很多的麻烦和经济损失。因此,很多主机厂处在观望和等待官方信息的状态中。
4.4 国内企业和人大代表呼吁
最近一段时间以来,很多企业纷纷到中汽中心标准所走访,介绍自己的研发能力,要求汽标委抓紧制定TPMS强制性国家标准,使企业产品开发尽早明确方向,提高自主研发产品的市场占有率,实现平台开发,降低产品研发成本。全国人大代表也有多次提案要求主管部门积极推动TPMS强制性国家标准制定工作。
中国已成为全球最大的汽车生产国和销售国,在交通安全和节能减排的巨大压力下,在全球为减少CO2努力开展工作的当下,在中国政府已向国际社会做出承诺的情况下,一切降低汽车油耗、减少CO2排放的措施都应得到支持。因此,TPMS作为一个既提高汽车安全性,又具有节能减排功能的电子系统,在中国推广应用有着迫切的需要和特殊的意义。综合国内外的实际现状,在中国开展TPMS强制性国家标准制定工作的时机已经成熟。中国急需制定TPMS强制性国家标准促进国内汽车电子产业的良性发展,把真正符合标准的TPMS引入中国市场,实现社会效益和经济效益的双丰收。
5 制定中国TPMS强制性标准的原则
5.1 基于自主技术和维护本土企业利益原则
任何一个国家做本国的标准和法规都会依据本国企业的技术能力,从本土企业利益出发。做中国TPMS强制性标准也应完全基于中国主流企业的产品研发现状和技术水平来定,从保护和支持行业自主创新、引领技术进步和打破跨国公司垄断的角度来定。
5.2 功能需求原则
标准涉及的产品功能和参数应完全从产品的功能需求出发,也就是安全、节能减排、保护轮胎寿命以及驾驶员心理和方便需求。
5.3 相关标准之间保持协调原则
相关标准之间的协调是制定标准的基本要求,避免行业的无所适从。GB/T 26149-2010已经体现了产业的良好基础,其中的功能和合理技术参数应得到继承。同时考虑补充快速漏气功能和系统误差要求。考虑到气压与载荷的关系,避免产品的功能缺陷。
5.4 不限定技术方案原则
只规定功能和性能要求,不规定以什么技术方案来实现要求。
5.5 与国际接轨原则
欧美韩和台湾法规都对TPMS安装应用有非常具体的时间节点,我国整车安装时间节点应在标准中体现。否则,标准的作用将大打折扣,也会让一些企业钻空子。
以上原则都是标准化工作的基本要求,符合国际惯例,也体现了对2013年2月21日全国标准化工作会议精神和要求的贯彻。
6 应用成本分析
任何一项新技术、新产品的推广应用都有成本问题。TPMS的推广应用,从短期看会增加一些应用成本,但对于具有巨大社会效益和经济效益的高技术含量产品,成本不应该成为在行业推广应用的主要考虑因素,况且随着批量的提高,成本会逐步降低。最重要的是,因我们的标准具有降低汽车油耗、保护轮胎寿命的功能,会大大降低车主的使用成本,也就是说前期整车成本的少量增加,会带来车主在使用过程中的更多利益,还为车主增加了一层安全保障,还会起到减少CO2排放的重要作用,从社会成本来说具有事半功倍的效果。
7 结语
由于汽车市场的国际化,跨国公司的标准化意识非常强,围绕技术标准和法规的国际竞争越来越激烈。因此,中国TPMS强制性标准制定需要对标准化的职能和作用有更高层次的认识,利用标准化应有的职能支持行业技术创新、维护产业利益和社会公共利益。必须坚持制定标准的必要和合理原则,最终形成可解释、有依据、经得起推敲和质疑的标准。
TPMS是在我国汽车电子普遍被外商垄断下技术突破的典范,目前处在难得的发展机遇。产业的健康发展需要标准化的强有力支持。在欧美韩等汽车发达国家和地区TPMS法规已经全面出台的当下,我国要加快TPMS强制性标准的制定,填补法规缺失的空白。制定一技术指标先进、性能要求合理、试验方法严密的TPMS强制性国家标准,将对规范和引导TPMS产业的健康发展起到促进作用,消费者会享受到高性能和高品质的产品,还可杜绝过时的技术和低水平的产品充斥市场。
参考资料
参考文献
[1]GB/T26149—2010《基于胎压监测模块的汽车轮胎气压监测系统》.
气压系统 篇8
关键词：公交安全,逃生,外壳分离,气压传动
1引言
公交是人们出行使用最多的交通工具,然而公交存在不少安全问题,尤其在人员拥挤的高峰期,一旦公交出现火灾或者其他安全问题,由于拥挤和逃生通道狭小, 人们很难从中逃生。现行的安全锤砸开玻璃获得逃生通道的方案可行性低,在危险环境下逃生效率低。基于此问题,通过改造公交的结构从而达到安全逃生目的是一个很好的解决方案。
2总体设计
2.1整体结构设计
2.1.1结构设计
本设计的公交安全逃生墙如图1、图2所示,外壳自动分离装置主要由紧急门、安全气囊、气缸装置、限位自锁装置、紧急安全电磁阀、报警器、紧急安全电磁阀伸收臂装置构成。
2— 气缸装置 、3— 限位自锁装置 、4— 自锁孔 、5— 连接杆 、7— 紧急安全 、8— 安全气囊 、10— 报警器 、11— 紧急门移动槽 、12— 紧急安全电磁 、13— 车顶
1— 紧急门 、9— 防护板
2.1.2设计原理
当公交汽车发生紧急事故后,关闭汽车驱动力直到汽车停止运动,紧急安全电磁阀伸收臂断电关闭,紧急门 “1”安全阀自动打开,司机按动紧急门 “1”开启,报警器报警,通过紧急门气缸作用,紧急门 “1”按照轨道轨迹往上升,直至到达最高点停止,在限位自锁装置作用下被锁住,防止紧急门掉下,然后安全气囊开始释放,人们就可以拉着安全气囊顺利逃生了。如果气缸气动失灵,可以通过人力把紧急门 “1”向上提动,直到紧急门 “1” 被锁住,为了防止气动装置在事故发生时失灵,车内或车外人员可以手动把紧急门 “1”升高。
2.2气动系统设计
气压传动是以压缩空气为工作介质进行能量传递和信号传递的一门技术。其气压传动系统由气源装置、控制元件、执行元件、辅助元件四部分组成。
2.2.1气源装置
气源装置采用往复活塞式的空气压缩机,通过带动气缸内活塞的运动实现吸气与排气过程,从而为气压系统提供足够的气体。
2.2.2气动执行元件
气动执行元件是将压缩空气的压力转换为机械能的装置。实现右侧箱体的升降,选用气缸用于直线往复运动或者摆动。右侧箱体在快速升起的过程中,由于速度过快必然会产生冲击,为了使气缸运动平稳,所以使用QGB系列具有缓冲的气缸,即采用气液组合的方式的气液阻尼冲击缸。根据资料,以厦门金龙XMQ6122G ( FCB1) 公交车为例,由于气压缸的伸长距离的限制,所以气液阻尼缸把活塞杆缸作为液压缸,依据强度与压杆稳定性校核,这样使得油压两腔的排油量基本相等,这样既节约油量,也使得启动、启停平稳。此时油箱内的油液只用来补充因油缸泄漏而减少的油量,一般用油杯补充,所以使用多级气压缸,根据受力与效率分析及计算,气压缸的外筒选用直径为3. 5 cm的缸筒,2级活塞与 气压接触 的直径为2. 5cm,这样可以在一个较短的缸筒内实现较长的升高高度,正好符合设计的较长的伸缩要求,而当依次缩回时又能使气压缸保持很小的轴向尺寸。
2.2.3气动控制元件
气压系统中,气动控制元件的主要作用是调节压缩空气的压力、流量和方向,保证执行元件按照正常的程序进行工作。
( 1) 安全阀。在公交升起过程中为了右侧箱体升起后保持一定的状态,这时就要保压。使用安全阀进行保压,当贮气罐或回路中压力超过某调定值,要用安全阀向外放气,安全阀在系统中起过载保护作用。
( 2) 减压阀。减压阀采用QTY型直动式减压阀,通过阀口的节流作用减压,靠膜片上力的平衡作用来稳定输出压力,调节旋钮可以调节输出压力,使出口压力降低并保持恒定,以保证公交右侧箱体稳定升起后保持一定状态。
2.2.4气动系统总装
图3中,1—空气压缩机,2—过滤器,3—干燥器,4— 贮气罐,5—调压阀,6—压力表,7—消声器,8—换向阀, 9—压力表,10—伸缩气压缸,11—液压减震系统,12—回气路单向阀。1、2、3、4、12组成了气体生成部分,5、 6、7、8、9组成了控制系统,10、11为执行系统。
工作原理: 空气压缩机产生的气体,经过过滤器、干燥器最后进入贮气罐,在必要时气体经由控制装置进入气缸,使之完成向上运动。图2 ~ 图3中的11为并联的液压保压减震装置。在需要归位时通过回气管道将干净的气体再次进入贮气罐,使气体反复利用,减少压缩机功率的消耗。系统的启闭由电器元件控制。
3结论
气压系统 篇9
由于煤矿用柴油机车辆要在瓦斯、煤尘等易燃易爆环境中工作, 要求其具有防爆性, 其防爆性能必须满足《煤矿用防爆柴油机技术检验规范》的要求。其中对柴油机的启动方式有着严格的要求, 目前常采用的方式有弹簧启动、液压启动和压缩空气启动等。压缩空气启动即气压启动, 是利用高压气体驱动气动马达转动, 从而带动发动机的飞轮旋转使发动机达到一定转速而实现启动的一种方式。其具有防爆性好、可靠性高、启动力矩大、可过载保护等特点, 在煤矿等危险场合得到了越来越广泛的应用。
1气压启动原理及气路结构
气压启动气路分为主气路和控制气路。主气路经主进气管与气马达连接, 用于驱动气马达转动;控制气路的各控制元件通过管道连接构成了一个气动顺序控制回路, 实现了各气动控制元件的顺序动作。常用的气动控制元件有气控制阀、油控制阀、继气器和启动按钮等。一般的气压启动气路为全气动控制, 其原理见图1。
如图1所示, 柴油机启动前, 先打开总旋阀, 此时压缩空气分为两路, 一路经主进气管进入继气器, 另一路经气控阀主进气管进入气控阀, 又经按钮进气管进入气开关。此时, 所有控制阀均处于关闭状态。启动时, 按下气开关按钮, 控制气路接通, 压缩空气分成两路, 一路进入气控阀控制室, 推动柱塞移动将阀门打开, 压缩空气进入气动预供油泵, 驱动油泵工作, 将油底壳内的机油压入润滑系统内;另一路则进入油控阀气室, 当机油压力升到98 kPa时, 油控阀柱塞移动, 推杆顶开密封座, 压缩空气通过油控阀, 到达继气器控制气室, 推动继气器阀门, 打开通往气动马达的气路, 主进气管内的压缩空气进入气动马达, 驱动其运转, 带动柴油机完成启动过程。
上述气路结构简单, 能够很好地实现控制目的, 而且在煤矿等危险环境中具有很高的安全性。但是, 由于其控制元件均为气动控制, 各元件间必须通过管道才能连接, 在煤矿用防爆柴油机车辆上不宜于安装和使用, 尤其是要实现驾驶室集中控制比较难。此时可以将部分气动控制元件改为电磁控制方式, 构成一个电-气控制回路。例如:将总旋阀和气开关都更换为电磁阀, 在驾驶室通过电开关的开合就可以控制气路的通断。这样既可以减少控制气路管道的数量和长度, 又可以保证控制气路中的气压降不至于太大, 减少了其他气动元件的误动作和失效的可能性。
2气动启动系统的动力装置
气马达是气压启动系统中的执行元件, 其作用是产生发动机启动时所需的扭矩, 以驱动发动机旋转并启动。
气动马达按结构形式可分为叶片式、活塞式和齿轮式3类。在防爆柴油机的启动中, 目前得到最广泛应用的是叶片式气马达, 叶片式气马达的特性曲线见图2。
由图2可知, 叶片式气马达具有软特性的特点, 当外负载为零时, 转速达到最大值nmax, 气马达输出功率为零。当启动负载转矩M等于气马达的最大扭矩Tmax时, 气马达停转, 转速为零, 此时输出功率也为零。只有当启动负载转矩约为气马达最大扭矩的一半 (M=Tmax/2) , 气马达的转速为最大转速的一半 (n=nmax/2) 时, 气马达输出功率达最大值Pmax。
发动机启动时的负载特性为:在启动瞬间和较低转速时, 启动负载转矩较大, 随着曲轴转速的增加, 所需的启动转矩减小, 直到发动机进入自行运行状态。由此可见气马达随着转速的增加, 扭矩线性减小的特性与发动机启动负载特性是相吻合的, 气马达启动具有其他启动方式不具有的优势。
气马达的最小功率可由柴油机的启动阻力矩M、最低启动转速n确定, 即:P=Mn/9 550。但是启动阻力矩和最低启动转速与使用条件、环境温度等因素有关, 因此, 无法从理论上精确计算出这两者的数值, 为气马达的选取带来了困难。在选择气马达时可以参考如下经验公式:
undefined。 (1)
式中:P——气马达功率, kW;
Dp ——柴油机排量, L。
用式 (1) 计算得出的气马达功率有一定的裕量, 在一般工况条件和车辆状况的情况下可以满足发动机启动的要求。对于车辆工作条件恶劣、发动机各部件润滑不理想或有特殊启动要求的使用场合, 可以在此数值的基础上作上下调整。
另外, 在选择气马达时, 还要考虑安装位置和安装空间的限制。所选的气马达不仅要能安装在发动机的固定位置, 还要方便气路的安装, 并且在工作时保持稳定, 不能与发动机和车辆的其他部位干涉。
3气压启动系统的动力源
气压启动系统的动力源是随车安装的高压储气罐。储气罐一般为钢制圆柱体, 具有很强的抗压能力。罐身一般设有充气接头、排气接头、压力表和安全阀等。充气接头用于车辆在气源站进行高压气体的填加, 这样充入的气体中水蒸气、油分以及固体杂质的含量都较低, 是气动马达和其他气动元件理想的气源。此外, 车辆还安装有气泵, 柴油机在工作时带动气泵工作为储气罐随时提供高压气体以补充罐内的气体压力。
3.1 储气罐容积的确定
在计算储气罐的容积时应考虑在气源站一次充气完毕后, 车载气泵不工作时, 仅仅依靠储气罐内已有气体维持气马达正常工作的时间。按照此假设计算得到的容积可视为储气罐的最小容积Vmin:
undefined。 (2)
式中:pa——大气压力, pa=0.1 MPa;
q ——气马达的最大耗气量, L/min;
p0 ——储气罐的额定压力, MPa;
p1 ——气马达工作的最低压力, MPa;
t ——时间系数, min。
t是气马达在储气罐本身所储存气体供应下正常工作的时间, 这与气马达的耗气量等参数有关。按照《煤矿用防爆柴油机技术检验规范》的规定, 环境温度≥5℃时, 柴油机应在不超过30 s的时间内能顺利启动。考虑到储气罐储存的压缩气体可使气马达连续2次～3次顺利启动发动机的要求, 可取t=1 min～1.5 min。
3.2 储气罐的选取与安装
如果计算得到的储气罐体积太大不方便在车身安装时, 可以选取2个相同规格的小罐在总体积不减小的前提下, 2罐并联以满足要求。
车载储气罐的大小也要方便在车身安装, 由于煤矿井下作业空间比较狭小, 因此必须保证在安装储气罐后车身宽度和高度不会对车辆的通过性产生影响。
另外, 如果储气罐安装在车辆的底部, 应与地面保持一定的高度, 避免车辆在上下坡或经过凹凸不平的路面时与地面发生碰撞。如果安装在车辆侧面, 还应注意不要超过车身的宽度, 以免与墙壁或其他车辆发生刮碰。
4总结
气压启动系统为防爆柴油机的启动提供了一种安全、可靠的方式, 使得煤矿井下及地面车辆的安全作业有了保障。然而该种启动方式也存在很多不足之处, 如由于系统各部件本身的限制使得该系统的体积比较大, 安装比较复杂;另外气马达的匹配、选取比较困难, 至今也没有一个非常准确的公式, 只能依靠前人的经验和不断地实验得到相对合理的数值。相信随着气动理论的发展以及气压启动系统的应用, 以上问题必将得到解决或改善, 气压启动系统在防爆柴油机车辆上的应用必将越来越广泛。
参考文献
[1]马建民.防爆柴油机气压起动系统的分析[J].煤矿机械, 2006 (1) :60-62.
[2]董雁书, 张秉汉.气马达启动装置的构造、原理及故障分析[J].石油钻采机械, 1985 (4) :11-19.
[3]朱辰元.空气马达起动在6L25/32柴油机上的应用[J].柴油机, 1993 (3) :32-34.
气压系统 篇10
一、制动效能不良, 制动力不足
1. 故障现象
制动效能不良、制动力不足就是实施制动时, 制动效果差不能达到应有的制动效能。表现为:车辆制动时, 车速降低幅度小, 紧急制动时不能迅速停车, 制动时间或距离过长。
2. 故障原因
(1) 气压储备不足。贮气筒内无气压或压缩空气压力不足;空压机传动皮带过松使空压机不能正常工作;制动阀的调整螺栓或调整螺钉调整不当;排气阀回位弹簧过硬或调整垫片太厚;平衡弹簧的弹力低于技术要求;活塞与缸壁配合间隙过大, 活塞环严重磨损, 缸盖与缸体间密封不严而漏气;空压机至贮气筒之间的管路漏气或阻塞, 单向阀锈蚀、卡滞, 不能向贮气筒正常供气。气压调节阀及安全阀失调, 导致其开启过早或卡住, 使贮气筒充气压力不足。
(2) 制动踏板自由行程过大, 造成制动阀上下阀门开度不够。
(3) 双管路制动系统的某一制动管路断裂而不产生制动作用。
(4) 制动器的制动鼓与制动蹄片间隙不当、接触面积太小或制动蹄片沾有油污等。
3. 诊断与排除
(1) 气压制动效能不良, 在很大程度上与压缩空气的压力有关, 因此首先应检查气压表的状况。气压表 (无故障) 指示压力不超过390 k Pa, 应检查空压机、管路、贮气筒或制动阀的状态。发动机长时间运转后, 气压也不上升;发动机熄火后, 气压也不下降。大多为空气压缩机故障, 如皮带打滑、压缩机泵气压力不足、调压阀调节压力 (卸荷压力) 过低及储气筒安全阀放气压力过低等。发动机长时间运转后, 气压上升缓慢;发动机熄火后, 气压不断下降, 说明系统存在漏气处。如储气筒安全阀漏气、空气压缩机与储气筒之间的管路漏气、制动踏板自由行程过小导致进气阀不能关闭而漏气、进气阀密封不严等, 应修理或更换。
(2) 若气压表指示值符合要求, 将制动踏板踩到底后, 观察气压表指针下降值的大小。若气压下降过小 (低于50 k Pa) , 说明制动阀不良。如进气阀开度过小或平衡弹簧过软等, 应修理或更换。若气压不断下降, 说明有漏气处, 如排气阀关闭不严, 制动气室漏气, 制动管路、软管或接头漏气等。可踩下制动踏板, 检查漏气部位, 根据情况予以更换或修理。
(3) 若踏下制动踏板后, 气压下降值正常, 但制动效能仍不良, 则应检查制动气室推杆伸长情况。外伸过短, 说明制动气管有堵塞或者凸轮轴有锈蚀卡滞。若外伸过长, 很可能是制动器间隙过大, 应调整。
(4) 若制动气室推杆外伸值正常, 则故障原因可能在制动器, 应顶起车轮检查制动器的间隙并进行必要的调整。调整后, 制动效能仍不良, 则应拆检制动器, 检查制动蹄摩擦片是否粘油、太薄、铆钉外露, 制动鼓失园、磨出沟槽等, 根据情况予以修理或更换。
二、制动失效
1. 故障现象
农用车行驶中使用制动时, 车不能减速或停车;在使用一次或几次制动后, 制动突然不起作用。
2. 故障原因
(1) 空气压缩机皮带断裂或皮带严重打滑;
(2) 空气压缩机损坏;
(3) 空气压缩机至储气筒或储气筒至制动控制阀间的管路或接头漏气;
(4) 制动踏板至制动控制阀间的拉臂脱节;
(5) 制动踏板自由行程过大, 使制动阀打不开;
(6) 制动控制阀推杆卡死;
(7) 制动器内进水。涉水后, 制动器内的水分没有及时排除干净, 导致制动失灵。
3. 诊断与排除
气压制动失效, 应首先检查气压表有无指示及储气筒内有无压缩空气。
(1) 若气压表指示为零且储气筒内无压缩空气, 则应拆下空气压缩机出气管, 启动发动机, 检查空气压缩机的压气情况。若空气压缩机不压气, 则应检查空气压缩机的皮带是否断裂、打滑;检查空气压缩机的进气阀密封是否良好、弹簧是否折断、减压阀是否失效。
(2) 若空气压缩机压气良好, 则应检查压缩机至储气筒、储气筒至制动控制阀之间的管路是否漏气。若气压表指示正常, 储气筒内有压缩空气, 则应检查制动系的制动控制装置。踩下制动踏板试验。若气压表读数不下降或下降很小, 则应检查制动踏板与制动阀拉臂是否脱节;制动踏板自由行程是否过大;制动阀推杆是否卡死。
《液压与气压传动》课程教学浅析 篇11
【摘 要】随着液压技术在工业领域应用日益广泛，采用液压传动的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志。国内高校都将《液压与气压传动》列为理工科专业的一门必修课程。但是液压教学需要打破传统的模式，本文就是从课程的主要任务、教材建设和实验教学等方面来讨论当今液压课程教学现状，并提出了自己的建议。
【关键词】改革；教材；实验；考核
液压传动技术相对于机械传动来说是一门新技术，随着工业自动化的发展，单纯的机械传动难以满足工业发展的需要。20世纪60年代后，原子能技术、空间技术、计算机技术、微电子技术等广告的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，在国外生产的95%的工程机械，90%的数控加工中心，95%以上的自动线都采用了液压传动。因此，采用液压传动的程度已经成为衡量一个国家工业水平的重要标志。因此国内高校都将《液压与气压传动》列为理工科专业的一门必修课程。
但是，面对新的课程体系课时逐渐减少的情况，《液压与气压传动》课程的讲授和学习面临新的难题。为此，本人结合我校的实际，从课程的主要任务、教材建设、讲授方法和教师业务水平等方面来探讨如何加强液压与气压传动的课程教学。
一、课程的主要任务
《液压传动》课程是机械、机电类专业的专业基础课，是必修课程。通过本课程的学习，使学生熟悉液压元件的结构原理，学会识别选用各类液压元件，学会实践动手搭接各种液压元件的常用回路，熟悉液压回路的功能和用途，学会处理生产实际中一般液压传动故障，学会分析解决一般机电设备的液压系统常见问题的能力。最终使学生具有较强的实践动手能力、独立分析问题能力和解决问题能力，在这个过程中形成良好的职业习惯与职业素质。
二、课程改革内容
（一）加强教材建设，改革教学内容
液压与气压传动课程内容多，涉及面广，整个教材的编排体系是以液压系统的四大基本元件为基础，先介绍各个元件的原理和结构，然后由各种元件组成液压气压系统基本回路，最后例举典型液压系统和液压系统的设计和计算。根据机械设计制造及其自动化专业人才和交通运输专业人才培养目标，讲授课程时，对内容进行了必要的取舍。理论教学以够用为度，不一定越深越难越适合，会使学生感到课程太繁杂，而失去了学习的兴趣；在常用元件教学中，理论联系实际，除了必要的实验课之外，做到实验室经常开放，让学生更多机会接触各种基本的元件，以突出课程的实践性；在典型的液压系统教学中，繁杂的元件和复杂的回路往往使学生束手无策。以YT4543型动力滑台液压系统为例，应该教会学生阅读和分析液压系统的大致步骤。首先了解机床的用途和对液压系统的要求，浏览系统各元件的类型、功能和各元件之间的关系；对子系统进行分析，分析各子系统之间的联系，在全面读懂系统的基础上，归纳总结出YT4543滑台的动作顺序是快进→一工进→二工进→死挡铁停留→快进→原位停止。它的系统特点是，采用了限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路，保证了稳定的低速流动，较好的速度刚性和较大的调速范围；采用了限压式变量泵和液压缸差动连接来实现快进，可以得到较大的快进速度；采用了行程阀和顺序阀实现快进与工进的换接，简化油路，工作可靠，转换的位置精度较高和做够的换接精度采用换向时间可调的三位五通换向阀来切换主油路，提高了滑台和换向平稳性，减少了能量损失[1]。
（二）加强现代教育技术在课程教学中的应用得到较大的快进
随着现代信息技术的迅猛发展，利用多媒体技术辅助教学，其作用越来越大。液压教学中，有大量的液压元件和流体动态显示。采用形象化和趣味性的动画效果图，使学生直观的了解各种元件的结构和工作过程，甚至于一个复杂的液压系统的工作原理也一目了然。
（三）提高教师的业务水平
作为教师，首先应该坚守职业道德，对学生负责，对课堂的每一分钟负责；其次，教师应该具备扎实的专业知识，只有这样，教师才能在教学中看得远，在授课过程中准确判断学生掌握的程度，做到收放自如。现代社会，信息量大、知识更新快，要树立终身学习的思想，不能墨守一本书、一个大纲，要完善知识结构，教师应该及时更新教科书中陈旧知识。
（四）重视实验教学[2]
液压课程与实际工作联系密切。提高实验教学质量，则能够提高学生动手能力，巩固所学的理论知识。为此，可从以下一个方面入手，实验教师要从思想重视实验教学在整个教学活动中的重要性，不要认为实验课是理论课的附庸，上或不上都可以；对实验教师定期培训，要建设一支热爱实验教学、熟练掌握现代实验技术和能够对实验进行科学管理的高素质的实验教学队伍，对实验教师进行集中培训或者是深入企业参与实践生产；打破传统的教学模式，由具有双师资格的教师或者是企业有经验的人员来指导实践教学，开展深入企业的教学活动，组织学生到施工现场、车间直接参与液压系统的安装、调试和检修，进行液压系统故障查找、排除，让学生在真实的实践环境中感受课程的魅力；学校或政府要大力支持设备的完善，改造落后的设备，实现资源共享；建立健全实验课程体系。
（五）对某章节的课程设计
以设计“机床液压系统的安装调试”这节课的内容为例，谈谈这节课的设计。本课的主要目的是考查学生正确使用液压元件的能力，对液压元件的结构、特点和工作原理掌握的程度，掌握压力控制回路的工作原理及组成的基本元件，考查并应用计算机完成液压系统仿真。学习内容为组装和调试压力控制回路，利用Ansys软件做系统仿真。原理是基础，应用是关键。教学中，以讲解压力控制回路组成和原理作为基础，教师同时和学生讲授学生安全操作规范，提出本课程的目的和任务。学生根据任务分组讨论，制定方案，教师答疑，确定实施方案，并用Ansys软件做出该系统的方针模拟工作过程。最后对学生组装的压力控制回路进行测试，给出分数。这种教学模式，能够切实提高学生工程实践的能力，落实“工学结合”的教育模式。
（六）考核方式改革
传统的液压与气压传动考试都重视笔试部分，而忽略了实践能力。但是，实践能力恰恰真正反映出学生对这门课的掌握程度和真实水平。所以考试方式的改革，必须加大实践考试成绩占总成绩的比重，这样才能引起学生的重视。分数的赋予比例由原来的理论∶实践∶平时=80∶10∶10更改为理论∶实践∶平时=50∶40∶10，把三者结合起来综合评价，这样可以引导学生重视实践能力，以达到巩固理论知识的目的。
三、结语
总之，《液压与气压传动》是一门比较复杂的课程，教学时掌握合适的教学方法，化繁为简，积极调动教师教的积极性和学生学的积极性，确保本课程目标，培养学生的创新能力和应用能力，使学生理论水平和实践能力，都具有一定的竞争力，才能尽快的适应社会，走上工作岗位。
参考文献：
[1] 许福玲.液压与气压传动（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2007年5月.
气压系统 篇12
德州仪器推出了一系列系统级芯片。 其中CC2530是一款兼容IEEE 802. 15. 4的片上系统,集成了增强型8051内核,结合TI Z - STACK协议栈可方便地组建自己的无线通信网络［1 － 4］。系统通过构建Zig- Bee树状网络测量同一时刻,同一地点,不同高度条件下的大气压参数,其系统总结构如图1所示。
1 Zig Bee协议栈体系结构及分析
Zig Bee协议结构是建立在IEEE 802. 15. 4标准基础上的［2］。IEEE 802. 15. 4标准定义了Zig Bee的物理层( PHY) 和媒体访问控制层( MAC) ; Zig Bee联盟则定义了Zig Bee协议的网络层( NWK)［3］、应用层( APL) 和安全服务规范。图2所示为Zig Bee协议栈的结构图。
2 BMP085结构及软件设计
CC2530是一个片上系统解决方案。CC2530芯片的RF性能佳、闪存容量大、封装尺寸小、协议支持也多样。在该芯片基础上设计的剖面大气压参数采集节点,在室外的最高传输距离可达300 m。
BMP085包含电阻式压力传感器、A / D转换器和控制单元。控制单元包括E2PROM和I2C接口。 E2PROM存储了176位单独的标准数据,这些数据主要用于温度补偿等。
BMP085数据传输采用I2C总线技术,有4种测量模式,分别为极低功耗模式、标准模式、高分辨率模式、 超高分辨率模式。气压输出字长为19位,温度输出字长为15位。
实验中利用BMP085气压传感器通过I/O口模拟I2C总线协议进行气压参数测量获取,在利用I2C总线与BMP085进行数据通信时,首先由主机发送启动信号( SCL在高电平期间SDA出现下降沿) 来启动I2C总线。接着向BMP085发送命令,具体包括:
( 1) 发送寻址信号。在主机发送完启动信号后即需要发送寻址信号。寻址信号的结构是: 设备地址( 高7位) + 方向位( 最低位) 。方向位为0则表明接下来主机对从器件进行写操作; 方向位为1则表明接下来主机对从器件进行读操作,寻址字节的定义如图3所示。发送命令时寻址信号为从器件地址+ 0,读取数据时寻址信号为从器件地址+ 1。
( 2) 发送寄存器地址。
( 3) 发送需写入寄存器的值。从BMP085读取数据,当数据读取完毕后,主机发送停止信号( SCL在高电平期间SDA出现上升沿) 来停止I2C总线。具体包括: 1) 发送寻址信号( 从器件地址+ 0) 。2) 发送寄存器地址。3) 重新开始数据传输。4) 发送寻址信号( 从器件地址+ 1) 。5) 取测量值高低各8位。
在模拟I2C总线传输过程中需要注意以下几点问题: ( 1) I2C总线协议规定,总线上每传送一个字节数据之后,接收设备均需产生一个应答信号( 在SCL信号为高电平期间SDA拉低为低电平) 以确认收到数据。( 2) 数据传输要在主机向从器件发送寻址信号并得到从器件应答之后,数据传输时每次一个字节,每次传输都应在得到应答信号后再进行下一字节的传输。 ( 3) 当主机为接收设备时,不应答最后一个Byte,以向发送设备表示数据传送结束。
气压参数采集节点上BMP085的工作流程如图4所示。
终端节点和路由节点大气压采集流程为: 终端节点和路由节点接收到来自协调器节点的采集指令后, 将BMP085传感器定期采集的大气压数据进行预处理［9］,然后通过无线网络与协调器节点进行通讯。
软件设计主要分为终端节点软件、路由节点软件及协调器节点软件设计［4 － 5］。协调器节点上电后,会按照编译时给定的参数,选择合适的信道、合适的网络号,建立Zig Bee无线网络。终端节点和路由节点上电后,会进行硬件电路初始化,然后搜索是否有Zig Bee无线网络［10］,若有Zig Bee无线网络时,终端节点和路由节点申请加入网络,协调器节点准许加入并分配一个16位的网络短地址,等待采集的大气压数据命令,然后将接收的所有数据包通过串口通信发送到PC机上,以便更容易地进行气压数据分析和数据存储［11］。协调器节点、路由节点和终端节点工作流程如图5所示。
3实验结果及分析
搭建好硬件环境后,在本系统中,终端节点每隔1 min采集一次气压数据并通过路由节点转发给协调器节点,而路由节点每隔1 min采集到的气压数据直接发送给协调器节点,协调器节点再通过RS232串口总线将数据发送到PC机上,串口设置为COM1,波特率设置为115 200 bit·s－ 1。在实验过程中每个模块均采集了大量数据,同时用Vaisala公司的WXT520移动气象仪来对比本系统测得的气压数据。其中同一地点某个节点和气象仪从时间段10: 00 ~ 10: 19每隔1 min测得的气压数据对比图如图6所示。通过气压绝对误差曲线图7可发现,气压传感器BMP085的测量值与移动气象站测得的气压误差在- 0. 1 ~ + 0. 1 h Pa之间,符合实验测量误差值范围。
从以上测试结果对比曲线可得出,系统大气压参数采集节点的稳定性较好; 从绝对误差曲线可看出,本系统大气压参数采集节点的测量误差范围较小,系统的精度也达到了一定要求。
4结束语
本文主要介绍了基于Zig Bee网络的剖面大气压测量系统的结构及相关软件流程,使用该系统进行实地测量,并与移动气象仪测得的数据进行对比。结果证明该方案构建合理,能够同时测量多点气压参数,具有测量精度较高且功耗较低的优点,可将其在便携式气象数据采集领域进行推广。
摘要：针对目前大气剖面气象参数同测实时性问题,设计实现了基于ZigBee技术的剖面多点大气压参数采集系统。从应用方面着手对ZigBee技术的网络拓扑结构进行研究。在Z-STACK协议栈下,以CC2530芯片为核心构建了一个由若干气象参数采集节点组成的树状无线传感网络。各终端节点和路由节点将气压传感器BMP085采集到的气压参数通过网络汇聚到协调器,在PC上对采集到的数据进行相关处理。结果表明,系统采集节点获取数据精度高,误差小,具有应用推广价值。